(57)【要約】      （修正有）【課題】液滴吐出ヘッドの機械的強度の低下を抑制できる液滴吐出ヘッド、画像形成装置及び液滴吐出ヘッドの製造方法を提供する。【解決手段】ノズル孔に連通する圧力発生室内の圧力変化を生じさせる圧電体２２ｂの圧力発生用圧電体と、圧力発生室内の圧力変化を生じさせない圧電体ダミー２３の非圧力発生用圧電体と、圧力発生用圧電体と非圧力発生用圧電体とを分離する分離部２８とを備えるインクジェットヘッドの液滴吐出ヘッドにおいて、分離部は、圧力発生用圧電体の外周を囲む四角形の四辺のうち少なくとも一辺について、その辺と交わる他辺とで構成する角部で止める。【選択図】図６
2017071191.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズル孔に連通する圧力発生室内の圧力変化を生じさせる圧力発生用圧電体と、前記圧力発生室内の圧力変化を生じさせない非圧力発生用圧電体と、前記圧力発生用圧電体と前記非圧力発生用圧電体とを分離する分離部とを備える液滴吐出ヘッドにおいて、
前記分離部は、前記圧力発生用圧電体の外周を囲む四角形の四辺のうち少なくとも一辺について、その辺と交わる他辺とで構成する角部で止めていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項２】
ノズル孔に連通する圧力発生室内の圧力変化を生じさせる圧力発生用圧電体と、前記圧力発生室内の圧力変化を生じさせない非圧力発生用圧電体と、前記圧力発生用圧電体と前記非圧力発生用圧電体とを分離する分離部とを備える液滴吐出ヘッドにおいて、
前記圧力発生用圧電体の外周は、一つの前記分離部で囲まれていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項３】
液滴吐出手段から液滴を吐出して画像を形成する画像形成装置において、
前記液滴吐出手段として、請求項１又は２に記載の液滴吐出ヘッドを用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
圧力発生室内に圧力変化を生じさせる圧力発生用圧電体と、該圧力発生用圧電体と分離部を介して分離する前記圧力発生室内に圧力変化を生じさせない非圧力発生用圧電体とを有し、前記圧力発生用圧電体によって前記圧力発生室内の圧力を変化させ前記圧力発生室と連通するノズル孔から液滴を吐出する液滴吐出ヘッドを製造する製造方法において、
前記分離部をドライエッチングにより形成する工程を有することを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴吐出ヘッド、画像形成装置及び液滴吐出ヘッドの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、インクジェット記録装置に使用され、画像形成用の液滴（インク滴）を吐出するノズル孔に連通する圧力発生室内の圧力を変化させてノズル孔から液滴を吐出させる液滴吐出ヘッドが知られている。
例えば、特許文献１には、下電極、圧電体（以下、圧力発生用圧電体という。）及び上電極からなる圧電素子を備える液滴吐出ヘッドが開示されている。その液滴吐出ヘッドでは、圧電素子の変位が上記圧力発生室の壁面の一部を構成する振動板を介して圧力発生室内の圧力を変化させ、圧力発生室内に満たされた液体が液滴として上記ノズル孔から吐出される。そして、機械的強度を高めるため、圧力発生室の圧力付与に寄与しないダミー圧電素子の圧電体（以下、非圧力発生用圧電体という。）が設けられている。圧電体層を下電極上に形成し、その圧電体層のうち圧力発生用圧電体を形成する領域の外周に沿ってダイシングすることで圧電体層を除いて分離部を形成し、圧力発生用圧電体を周囲の非圧力発生用圧電体とする領域から分離している。さらに、その分離部は、圧力発生用圧電体の外周を囲む四角形の四つの角部で、四角形の各辺の両端から外側の非圧力発生用圧電体の部分にまで延び出している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記特許文献１に開示の液滴吐出ヘッドによれば、上記分離部が圧力発生用圧電体の外周を囲む四角形の四辺全てで両端が四つの角部の外側の非圧力発生用圧電体の部分まで延び出しているため、その延び出した分だけ機械的強度が劣っていた。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上述した課題を解決するために、ノズル孔に連通する圧力発生室内の圧力変化を生じさせる圧力発生用圧電体と、前記圧力発生室内の圧力変化を生じさせない非圧力発生用圧電体と、前記圧力発生用圧電体と前記非圧力発生用圧電体とを分離する分離部とを備える液滴吐出ヘッドにおいて、前記分離部は、前記圧力発生用圧電体の外周を囲む四角形の四辺のうち少なくとも一辺について、その一辺と交わる他の辺とで構成する角部で止めていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、液滴吐出ヘッドの機械的強度の低下を抑制できるという特有の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】インクジェット記録装置の構成を示す斜視図である。
【図２】インクジェット記録装置の機構部の側面図である。
【図３】インクジェットヘッド１の分解斜視図。
【図４】図３のＡ−Ａ’線断面図。
【図５】図３のＢ−Ｂ’線断面図。
【図６】本実施形態の液滴吐出ヘッドにおける圧電体のパターン部分のみを示す平面図。
【図７】従来の液滴吐出ヘッドにおける圧電体のパターン部分のみを示す平面図。
【図８】複数のチップが配置されたウェハを示す平面図。
【図９】チップ１／４を示す平面図。
【図１０】従来のチップ１／４を示す平面図。
【図１１】本実施例のチップ１／４を示す平面図。
【図１２】図１１の拡大図。
【図１３】本実施例の液滴吐出ヘッドの部分断面図。
【図１４】本実施形態の液滴体吐出ヘッドの製造工程を説明する製造断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
はじめに、本実施形態に係る液滴吐出ヘッドの一例であるインクジェットヘッドを搭載したインクジェット記録装置の構成について図面を参照して説明する。図１はインクジェット記録装置の構成を示す斜視図、図２はインクジェット記録装置の機構部の側面図である。
図１及び図２に示す本実施形態のインクジェット記録装置１００は、装置本体の内部に主走査方向に移動可能なキャリッジ１０１を備えている。このキャリッジ１０１に搭載したインクジェットヘッド１及びインクジェットヘッド１に対してインクを供給するインクカートリッジ１０２等で構成される印字機構部１０３等を収納している。装置本体の下方部には前方側から多数枚の記録材Ｐを積載可能な給紙カセット（或いは給紙トレイでもよい）１０４を抜き差し自在に装着されている。また、記録材Ｐを手差しで給紙するために開かれる手差しトレイ１０５を有している。給紙カセット１０４あるいは手差しトレイ１０５から給送される記録材Ｐを取り込み、印字機構部１０３によって所要の画像を記録した後、後面側に装着された排紙トレイ１０６に排紙する。なお、記録材Ｐは、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の材質の媒体を含むものとする。
【０００８】
印字機構部１０３は、図示しない左右の側板に横架したガイド部材である主ガイドロッド１０７と従ガイドロッド１０８とでキャリッジ１０１を主走査方向に摺動自在に保持する。このキャリッジ１０１にはイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のインク滴を吐出するインクジェットヘッド１を複数のインク吐出口（ノズル孔）を主走査方向と直交する副走査方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。また、キャリッジ１０１にはインクジェットヘッド１に各色のインクを供給するための各インクカートリッジ１０２を交換可能に装着している。
【０００９】
インクカートリッジ１０２は、上方に大気と連通する大気口、下方にはインクジェットヘッド１へインクを供給する供給口が設けられている。内部にはインクが充填された多孔質体を有しており、多孔質体の毛管力によりインクジェットヘッド１へ供給されるインクをわずかな負圧に維持している。また、インクジェットヘッド１としては各色毎に液滴吐出ヘッドを用いているが、各色のインク滴を吐出するノズル孔を有する１個の液滴吐出ヘッドでもよい。
【００１０】
ここで、キャリッジ１０１は後方側（用紙搬送方向下流側）を主ガイドロッド１０７に摺動自在に嵌装し、前方側（用紙搬送方向上流側）を従ガイドロッド１０８に摺動自在に載置している。そして、このキャリッジ１０１を主走査方向に移動走査するため、主走査モータ１０９ａで回転駆動される駆動プーリ１１０と従動プーリ１１１との間にタイミングベルト１１２を張装している。このタイミングベルト１１２をキャリッジ１０１に固定し、主走査モータ１０９ａの正逆回転によりキャリッジ１０１が往復に走査される。
【００１１】
一方、給紙カセット１０４にセットした記録材Ｐをインクジェットヘッド１の下方側に搬送する。このために、給紙カセット１０４から記録材Ｐを分離給装する給紙ローラ１１３及びフリクションパッド１１４と、記録材Ｐを案内するガイド部材１１５と、給紙された記録材Ｐを反転させて搬送する搬送ローラ１１６とを備えている。更に、この搬送ローラ１１６の周面に押し付けられる搬送コロ１１７及び搬送ローラ１１６からの記録材Ｐの送り出し角度を規定する先端コロ１１８とを有する。搬送ローラ１１６は副走査モータ１０９ｂによってギヤ列を介して回転駆動される。
【００１２】
そして、キャリッジ１０１の主走査方向の移動範囲に対応して搬送ローラ１１６から送り出された記録材Ｐをインクジェットヘッド１の下方側で案内するため用紙ガイド部材である印写受け部材１１９を設けている。この印写受け部材１１９の用紙搬送方向下流側には、記録材Ｐを排紙方向へ送り出すために回転駆動される搬送コロ１２０と拍車１２１を設けている。さらには、記録材Ｐを排紙トレイ１０６に送り出す排紙ローラ１２３と拍車１２４と、排紙経路を形成するガイド部材１２５、１２６とを配設している。
【００１３】
このインクジェット記録装置１００で記録時には、キャリッジ１０１を移動させながら画像信号に応じてインクジェットヘッド１を駆動することにより、停止している記録材Ｐにインクを吐出して１行分を記録し、その後、記録材Ｐを所定量搬送後次の行の記録を行う。記録終了信号または記録材Ｐの後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了させ記録材Ｐを排紙する。
【００１４】
また、キャリッジ１０１の移動方向右端側の記録領域を外れた位置には、インクジェットヘッド１の吐出不良を回復するための維持回復装置１２７を配置している。維持回復装置１２７はそれぞれキャップ手段と吸引手段とクリーニング手段を有している。キャリッジ１０１は印字待機中には維持回復装置１２７側に移動されてキャッピング手段でインクジェットヘッド１をキャッピングして吐出口部を湿潤状態に保つことによりインクの乾燥による吐出不良を防止する。また、記録途中などに記録と関係しないインクを吐出することにより、全ての吐出口のインクの粘度を一定にし、安定した吐出性能を維持する。
【００１５】
更に、吐出不良が発生した場合等には、キャッピング手段でインクジェットヘッド１の吐出口（ノズル孔）を密封し、チューブを通して吸引手段で吐出口からインクとともに気泡等を吸い出す。これにより、吐出口面に付着したインクやゴミ等はクリーニング手段により除去され吐出不良が回復される。また、吸引されたインクは、本体下部に設置された廃インク溜に排出され、廃インク溜内部のインク吸収体に吸収保持される。
【００１６】
次に、液滴吐出ヘッドについて概説する。
液滴吐出ヘッドの吐出方式として、圧力発生室の一面を形成する振動板を電気機械変換素子としての圧電素子により変形させて吐出圧力を発生させ、ノズル孔より液滴を吐出させるものがある。この方式は、多様な液滴に対応できる点で、サーマル方式に対し優位性がある。また、この吐出方式の液滴吐出ヘッドについて、高集積化のために、リソグラフィー法を用いて圧電素子等を形成するものが広く用いられている。このような液滴吐出ヘッドでは、圧電素子の駆動をノズル孔ごと個別に行うために、上電極または下電極のどちらかをノズルごとの個別に分離している。圧電体については分離しなくても変形はするが、圧電体を効率良く変形させるために、圧電体もノズル孔ごと個別に分離加工することが望ましい。その分離加工方法として、圧電体を基板全面に形成したのち、エッチングにより個別に分離する方法が一般的に用いられている。
【００１７】
このような液滴吐出ヘッドに対して、ノズル孔密度の高密度化、吐出特性の高精度化が求められており、そのため、圧電体の分離加工においても、高密度、高精度加工が要求されている。それを実現するために、液滴吐出ヘッドの圧電体の分離加工については、近年ではドライエッチングによって行われることが多い。圧電体としては、一般的には、圧電特性の良好なＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）が用いられる。このＰＺＴ膜は、圧電特性は良好なものの、ドライエッチングに対しては、反応生成物の蒸気圧が低く、その結果エッチングレートが小さく、ドライエッチングが困難であった。
【００１８】
それに対し、近年、誘導結合プラズマ（Inductively Coupled Plasma：ＩＣＰ）等の高密度ブラズマ源を用いたエッチング装置が開発され、それにより、実用的な加工時間で、ＰＺＴのドライエッチング加工が可能となった。ただし、ＰＺＴは、材料的に、反応生成物の蒸気圧が低いことには変わりなく、それにより反応性生物が大量にエッチングチャンバー壁に付着する。しかも、その物質がある程度の導電性を有しているため、エッチングチャンバー壁への付着量が多くなってくると、電力供給源であるコイルからの電力が遮蔽されてしまい、エッチングがされなくなるという課題がある。また、付着物が厚くなるとエッチングチャンバー壁から剥がれて、パターン欠陥を生じさせるという課題もある。その課題に対しては、付着物の厚さが不具合の生じる厚さになる前に、エッチングチャンバー壁についた付着物を除去することで対応しているが、その手間がかかることと、その間エッチング装置が使えなくなり生産性が落ちることが、コストアップ要因となっている。
【００１９】
次に、液滴吐出ヘッドとしてのインクジェットヘッドについて説明する。
図３は、インクジェットヘッド１の分解斜視図である。図４は、図３のＡ−Ａ’線断面図であり、図５は、図３のＢ−Ｂ’線断面図である。なお、図３、図４及び図５には、いずれも便宜上一部分のみ図示している。実際には、多数のノズル孔、例えば１列あたり３００個以上のノズル孔を有し、その列を複数列配置した構成とする。そのノズル孔列数もこれに限ったものではない。また、ドライバＩＣ、配線や電極端子の数もこれに限ったものではない。
【００２０】
図１、図２及び図３に示すように、インクジェットヘッド１は、第１基板１０、第２基板２０及びノズル板４０を互いに接合して構成されている。第１基板１０は、保護基板であり、剛性や強度が十分でエッチング加工し易い材料、例えば単結晶シリコンを用いることが好ましい。第１基板１０には、第２基板２０上に形成される圧電素子２２の動作を妨げないための振動空間１１が凹部加工して形成されている。さらに、第１基板１０には、液供給路１７と、ドライバＩＣ５０を実装するＩＣ実装空間１８と、外部との電気的接続を行うための電気的接続空間１９とが第１基板１０を貫通して形成されている。液供給路１７、ＩＣ実装空間１８及び電気的接続空間１９は、ＩＣＰをプラズマ源とした、所謂ディープシリコンエッチャーを利用して形成する。
【００２１】
第２基板２０は、流路形成基板であって、第１基板１０と同じく単結晶シリコン基板を用いている。このように、第１基板１０と同じ材料を用いることで、熱膨張差によるストレス、反り等の発生が起きないようにしている。第２基板２０の第１基板１０側の面には、振動板２１、振動板２１上には空隙である圧力発生室３１に対応して電気機械変換素子としての圧電素子２２が形成されている。その圧電素子２２は、共通電極である下電極２２ａと、圧力発生用圧電体としての圧電体２２ｂと、個別電極である上電極２２ｃとからなり、圧電体２２ｂが変形することで圧力発生室３１の一部壁面を構成する振動板２１の面を変位させる。圧電素子２２は、圧力発生室内の圧力変化を生じさせる圧電素子である。その圧電素子２２上には、絶縁膜２４が形成され、圧電素子２２の吸湿防止及び配線２５と下電極２２ａとの電気的な短絡防止の役割を果たしている。そして、隣り合う圧電素子２２の間には、圧力発生室内の圧力変化を生じさせない圧電体ダミー２３が設けられている。圧電素子２２の圧電体２２ｂと非圧力発生用圧電体としての圧電体ダミー２３との間には、それら圧電体を分離する分離部２８が形成されている。
【００２２】
また、絶縁膜２４には、下電極２２ａ及び上電極２２ｃの接続部にて接続孔が開けられ、接続孔を介してそれぞれ配線２５と接続されている。配線２５の電極との接続部の反対側は、電極端子２７となっている。さらに、配線２５の材質によっては、配線２５を保護するためにパッシベーション膜によって配線２５を覆ってもよい。この場合には、電極端子２７の部分では、パッシベーション膜を開口する。
【００２３】
また、配線２５上に電極端子２７とドライバＩＣ５０側の電極端子が接合するように、ドライバＩＣ５０がフリップチップ実装されている。そのフリップチップ実装部とその周辺では、ドライバＩＣ５０と第２基板２０の隙間を埋めるように、アンダーフィル剤が注入、封止され、信頼性（接合強度、耐湿性）を確保している。また、第２基板２０には、各ノズル／圧電素子に対応して、液供給部、流体抵抗部、圧力発生室３１からなる液流路がフォトリソ／エッチングプロセスにより一体的に形成されている。第１基板１０と第２基板２０とは接着剤により貼り合わされている。圧電素子２２は、変形動作を妨げられないように、第１基板１０に形成された振動空間１１内に封止され、耐環境性が確保されている。
【００２４】
液流路内壁や液供給路１７、接着剤の露出部、第１基板１０及び第２基板２０のそれぞれの接合面と反対側には、耐液性保護膜が成膜され、吐出液が触れて腐食するのを防止している。ここで、耐液性保護膜は、吐出液に対する耐性が高く、濡れ性も良好で、かつ、接着剤との接着強度も確保可能な、ＳｉＴａＯｘ膜を用いた。
【００２５】
ノズル板４０には、例えば、ガラスセラミックス、シリコン単結晶基板、ステンレス等を使用することができる。本例におけるノズル板４０では、厚さが３０［μｍ］のステンレスをプレス加工にてノズル孔４１を開口し、その後ノズル孔４１の吐出側の面に、撥液膜としてフッ素系の樹脂を蒸着にて成膜している。そのノズル板４０と第２基板２０とは、接着剤にて貼り合わせている。
【００２６】
第２基板２０の一端付近には、液滴吐出ヘッドを搭載するヘッド本体との電気的接続部である複数の電極端子２７が配置されている。その部分には、第２基板２０を貫通する開口が形成されている。配線部材５２側の接続端子５３と第２基板２０側の電極端子２７が、異方性導電膜及び電極端子２７上に形成されたバンプを介して接続されている。
【００２７】
次に、本発明の特徴部である本実施形態に係る液滴吐出ヘッドにおける圧電体のパターンについて説明する。
図６は、本実施形態の液滴吐出ヘッドにおける圧電体のパターン部分のみを示す平面図である。図７は、従来の液滴吐出ヘッドにおける圧電体のパターン部分のみを示す平面図である。
図６に示すように、本実施形態に係る液滴吐出ヘッドにおける圧電体のパターンでは、ノズル孔に連通する圧力発生室内の圧力変化を生じさせる圧力発生用圧電体としての圧電素子２２となる部分にのみ圧電体を残すのではなく、圧力発生室内の圧力変化を生じさせない非圧力発生用圧電体としての圧電体ダミー２３を残存させている。圧電素子２２の圧電体２２ｂの外周には分離部２８が形成され、その分離部２８によって圧電体２２ｂと圧電体ダミー２３とを分離している。そして、圧電体ダミー２３において、液供給路１７が形成される部分については、予めその部分を抜いておく。このような圧電体のパターンとすることにより、圧電体の層をエッチングする開口面積を大幅に小さくすることができる。これに対し、図７に示すように、従来の圧電体のパターンでは、圧電体の層のうち、圧電体２２ｂのみを残存させて、それ以外の部分はエッチングして除去している。
【００２８】
次に、チップ１／４の領域について、従来例の構成におけるエッチング領域面積と本実施例の構成におけるエッチング領域面積との比較を行った。基本レイアウトは、生産準備中の液吐出ヘッドである。チップレイアウトは、概ねチップの１／４の領域が４つ並んでいる構成（ミラー反転部有り）とする。図８に示すウェハ内に上記チップを複数（面積的に配置可能なだけ）、実際には３２［チップ／６インチ］のウェハを配置している。図９に示すチップ１／４領域について、従来例の開口面積と本実施例の開口面積との比較をすることで、ウェハ全体の比較ができる。なお、圧電体／加圧液室等は、３２０チャネル／（１／４チップ＝１列）配置している。
【００２９】
エッチング領域を比較すると、エッチング面積比率（本実施例／従来例）は０．１１である。エッチング面積比率（従来例／本実施例）は９．０６であった。よって、本実施例の構成では、従来例の構成に比べて、約１１［％］＝約１／９のエッチング面積となった。
【００３０】
以下に、詳細に説明すると、チップ１／４領域の面積は１０３．３６［ｍｍ２］である。図１０及び図１１に示すように、チップ１／４の長辺（図１０及び図１１のＸ方向）の長さは３２．３［ｍｍ］、短辺（図１０及び図１１のＹ方向）の長さは３．２［ｍｍ］である。そして、従来例の構成（圧電素子２２の圧電体２２ｂのみ配置）の圧電体エッチング面積は、図１０に示すように、チップ面積から圧電体面積を差し引いた面積とした。圧電体面積は、長辺の長さ（０．９５［ｍｍ］）と短辺の長さ（０．０４８［ｍｍ］）との積から算出した。圧電体の個数は３２０個とした。その結果、圧電体面積は、１４．５９２［ｍｍ２］となった。よって、従来例の圧電体エッチング面積は、１０３．３６［ｍｍ２］−１４．５９２［ｍｍ２］＝８８．７６８［ｍｍ２］となる。開口率は、８６［％］であった。
【００３１】
一方、本実施例の構成（圧電体２２ｂと圧電体ダミー２３との配置）の圧電体エッチング面積は、図１１及び図１１の拡大図である図１２に示すように、分離部の開口面積と液供給部の開口面積との合計で求めた。分離部の開口面積は、周囲長が２．０１２［ｍｍ］、開口幅が０．００８［ｍｍ］、圧電体の個数が３２０個であると、５．１５０７２［ｍｍ２］になった。液供給部の開口面積は、長辺の長さ（０．２２［ｍｍ］）と短辺の長さ（０．０６６［ｍｍ］）と個数との積で求められる。その結果、液供給部の開口面積は、４．６４６４［ｍｍ２］となった。よって、本実施例の圧電体エッチング面積は、９．７９７１２［ｍｍ２］となる。開口率は、９［％］であった。
【００３２】
以上により、本実施形態によれば、ドライエッチング時に生じる反応生成物の量もそれに応じて低減され、エッチングチャンバー壁への付着物も低減できる。それにより、エッチングチャンバー壁についた付着物を除去するサイクルを大幅に（例えば９倍以上）延ばすことが可能となり、付着物除去の作業コスト、装置休止にともなう生産性の低下を抑制することができる。
【００３３】
また、圧電体２２ｂと圧電体ダミー２３とは、必要最小限の幅の分離部２８により分離されている。すなわち、図１３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、圧電体ダミー２３のノズル孔列方向に対し直交する方向の端部は、圧力発生室３３を形成する隔壁２０ａのノズル孔列方向に対し直交する方向の端部より、圧力発生室側へ突出しないように形成されている。突出してしまうと、振動板２１の剛性が変わり、振動板の変位特性が変化することになる。さらに、製造バラツキがあるため、圧電体のノズル孔列方向に対し直交する方向の幅、圧力発生室のノズル孔列方向に対し直交する方向の幅、あるいはそれらの合わせ精度が、公差範囲内でばらついても、それを満足する必要がある。なお、公差例として、圧電体加工寸法は±１［μｍ］、圧力発生室加工寸法は±２［μｍ］、それらの合わせずれは±１．５［μｍ］である。フォトリソ加工の場合、ピッチ等の寸法はマスクで決まり、プロセス上、ほとんどばらつかない。
【００３４】
なお、圧電素子の圧電体２２ｂと圧電体ダミー２３とを分離する分離部の開口幅は、次の条件が成立するよう、必要最小限な値になっている。すなわち、分離部２８の開口幅は、加工可能な最小寸法の制約や、公差設計上からの制約で決まる。図１３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、圧電体ダミーは、圧力変化室に重ならないことが重要である。圧電体ダミーが圧力変化室に重なると、振動板の変位を押える位置が圧力変化室側に移動することになる。その結果、振動板の剛性が変わり、振動板の変位特性が変化してしまう。製造のバラツキがあるので、圧電体幅や圧力発生室の幅、それらの合わせ精度が公差範囲内でばらついても、公差範囲におさまることが必要である。
【００３５】
次に、本実施形態に係る液滴吐出ヘッドの製造工程について説明する。
図１４は、本実施形態の液滴体吐出ヘッドの製造工程を説明する製造断面図である。
はじめに、図１３（ａ）に示すように、第２基板２０の液滴吐出方向と反対側の面に、振動板２１となる層、下電極２２ａとなる層、圧電体２２ｂや圧電体ダミーとなる層、上電極２２ｃとなる層の順で成膜する。次に、図１３（ｂ）に示すように、上電極２２ｃをパターニングし、図１３（ｃ）に示すように、圧電体２２ｂと圧電体ダミー２３をパターニングする。このように、圧力発生室内の圧力変化を生じさせる圧電体２２ｂのみを残すのではなく、圧力発生室内の圧力変化を生じさせない圧電体ダミー２３も残す。ここでは、フォトリソによりレジストパターンを形成した後、ドライエッチングにてパターニングする。圧電体２２ｂと圧電体ダミー２３とは、分離部２８によって分離されている。
【００３６】
次に、図１３（ｄ）に示すように、絶縁膜２４、配線２５をパターニングする。そして、図１３（ｅ）に示すように、流路形成基板としての第２基板上に接着剤にて、保護基板としての第１基板１０を貼り合わせる。その第１基板１０には、予め、振動空間１１、液供給路やＩＣ実装空間を形成しておく。また、ＩＣ実装空間の部分には、ドライバＩＣ５０をフリップチップ実装する。その後、アンダーフィル材を第２基板２０とドライバＩＣ５０との隙間に注入、封止する。次に、図１３（ｆ）に示すように、第２基板２０の研削、研磨により所望の厚さに薄くする。本実施例においては、７５［μｍ］程度の厚さとした。そして、図１３（ｇ）に示すように、第２基板２０にフォトリソ・エッチングプロセスにより、液供給路、流体抵抗部及び圧力発生室３１の流路を形成する。ここでは、エッチングマスクにはフォトレジストを使用し、誘導結合プラズマ（Inductively Coupled Plasma：ＩＣＰ）をプラズマ源としたいわゆるディープシリコンエッチャーにてシリコン基板である第２基板２０をエッチングして形成する。なお、原子層堆積（Atomic Layer deposition：ＡＬＤ）にて、耐液性膜を成膜する。図３のフレーム６０の接着、配線部材の接合を行う。以上により、従来のダイシング方法に比べて、直線状の分離部の延長線上に存在する圧電体ダミーの部分に分離部を形成せずに、圧電体と圧電体ダミーとを分離する分離部を容易に形成でき、機械的強度の高い液滴吐出ヘッドを製造することができる。
【００３７】
以上に説明したものは一例であり、次の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様Ａ）
ノズル孔４１に連通する圧力発生室３１内の圧力変化を生じさせる圧電体２２ｂ等の圧力発生用圧電体と、前記圧力発生室内の圧力変化を生じさせない圧電体ダミー２３等の非圧力発生用圧電体と、前記圧力発生用圧電体と前記非圧力発生用圧電体とを分離する分離部２８とを備えるインクジェットヘッド１等の液滴吐出ヘッドにおいて、前記分離部は、前記圧力発生用圧電体の外周を囲む四角形の四辺のうち少なくとも一辺について、その一辺と交わる他の辺とで構成する角部で止めていることを特徴とするのである。
本態様では、分離部が圧力発生用圧電体の外周を囲む四角形の四辺のうち少なくとも一辺についてその一辺と交わる他の辺とで構成する角部から外側に延び出していない。その結果、分離部が圧力発生用圧電体の外周を囲む四角形の四辺全てで両端が四つの角部の外側から非圧力発生用圧電体の部分まで延び出している従来の構成に比べ、機械的強度が劣る部分の存在を少なく抑えられる。よって、液滴吐出ヘッドの機械的強度の低下を抑制できる。
なお、圧力発生用圧電体の外周を囲む四角形の四辺のうち少なくとも一辺と交わる他辺とで構成する角部で止めて直線状の分離部を形成する方法として、例えばドライエッチングを用いることが可能である。
【００３８】
（態様Ｂ）
ノズル孔４１に連通する圧力発生室３１内の圧力変化を生じさせる圧電体２２ｂ等の圧力発生用圧電体と、前記圧力発生室内の圧力変化を生じさせない圧電体ダミー２３等の非圧力発生用圧電体と、前記圧力発生用圧電体と前記非圧力発生用圧電体とを分離する分離部２８等の分離部とを備えるインクジェットヘッド１等の液滴吐出ヘッドにおいて、前記圧力発生用圧電体の外周は、一つの前記分離部で囲まれている。
本態様によれば、分離部が圧力発生用圧電体の外周を囲む四角形の四辺全てで両端が四つの角部の外側から非圧力発生用圧電体の部分まで延び出していないので、機械的強度が劣る部分の存在を少なく抑えられる。よって、液滴吐出ヘッドの機械的強度の低下を抑制できる。
【００３９】
（態様Ｃ）
液滴吐出手段から液滴を吐出して画像を形成する画像形成装置において、前記液滴吐出手段として、（態様Ａ）又は（態様Ｂ）のいずれかの液滴吐出ヘッドを用いたことを特徴とするものである。
これによれば、高精細、低コスト化で画像を形成することができる。
【００４０】
（態様Ｄ）
圧力発生室３１内に圧力変化を生じさせる圧電体２２ｂ等の第１圧電体と、該第１圧電体と分離部２８を介して分離する前記圧力発生室内に圧力変化を生じさせない圧電体ダミー２３等の第２圧電体とを有し、前記第１圧電体によって前記圧力発生室内の圧力を変化させ前記圧力発生室と連通するノズル孔４１から液滴を吐出するインクジェットヘッド１等の液滴吐出ヘッドを製造する製造方法において、前記分離部をドライエッチングにより形成する工程を有することを特徴とするものである。
本態様によれば、圧力発生用圧電体の外周を囲む四角形の四辺のうち少なくとも一辺と交わる他辺とで構成する角部で止めて直線状の分離部を形成する加工が、従来のダイシング方法に比べて、容易に可能になる。
【符号の説明】
【００４１】
１  インクジェットヘッド
２１  振動板
２２  圧電素子
２２ａ  下電極
２２ｂ  圧電体
２２ｃ  上電極
２３  圧電体ダミー
２８  分離部
３１  圧力発生室
４１  ノズル孔
１００  インクジェット記録装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４２】
【特許文献１】特許第３６０３３９７号公報
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図８】
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【図９】
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