(57)【要約】【課題】製造コストを削減でき、製造プロセスを簡素化できる液体噴射ヘッドを提供する。【解決手段】本発明に係る液体噴射ヘッド１００は，ノズル孔１２６および供給口１２２を有するノズルプレート１０２と、ノズルプレートの上方に形成され、ノズル孔および供給口が通じている圧力室１２４の側壁を構成する基板１０６と、圧力室および基板の上方に形成された弾性板１０８と、弾性板の上方に形成された圧電素子１１２と、を含み、供給口から圧力室に液体が供給され，ノズル孔から液体が吐出される。【選択図】図１
2009154432.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズル孔および供給口を有するノズルプレートと、
前記ノズルプレートの上方に形成され、前記ノズル孔および前記供給口が通じている圧力室の側壁を構成する基板と、
前記圧力室および前記基板の上方に形成された弾性板と、
前記弾性板の上方に形成された圧電素子と、を含み、
前記供給口から前記圧力室に液体が供給され、前記ノズル孔から該液体が吐出される、液体噴射ヘッド。
【請求項２】
請求項１において、
さらに、前記ノズルプレートの下方に形成されたリザーバプレートを含み、
前記リザーバプレートは、貫通孔、および、リザーバの一部を構成するリザーバ空間を有し、
前記リザーバ空間には、前記供給口が通じており、
前記貫通孔には、前記ノズル孔が通じている、液体噴射ヘッド。
【請求項３】
請求項２において、
平面視における前記基板の外縁が構成する形状の面積は、前記リザーバプレートの外縁が構成する形状の面積よりも小さい、液体噴射ヘッド。
【請求項４】
請求項２または３において、
平面視における前記ノズルプレートの外縁が構成する形状の面積は、前記リザーバプレートの外縁が構成する形状の面積よりも小さい、液体噴射ヘッド。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかにおいて、
平面視における前記貫通孔の外縁は、前記ノズル孔の外縁の外側である、液体噴射ヘッド。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかにおいて、
前記圧電素子は、
下部電極と、
前記下部電極の上方に形成された圧電体層と、
前記圧電体層の上方に形成された上部電極と、を有する、液体噴射ヘッド。
【請求項７】
基板の上方に弾性板を形成する工程と、
前記弾性板の上方に圧電素子を形成する工程と、
前記基板を開口して、圧力室を形成するための開口部を形成する工程と、
ノズル孔および供給口を有するノズルプレートを、該ノズル孔および該供給口が前記開口部に通じるように、前記基板の下面に接合して、前記圧力室を形成する工程と、を含み、
前記供給口は、前記圧力室に液体を供給するためのものであり、
前記ノズル孔は、前記液体を吐出させるためのものである、液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項８】
請求項７において、
さらに、貫通孔、および、リザーバを形成するためのリザーバ空間を有するリザーバプレートを、前記ノズル孔が該貫通孔に通じるように、かつ、前記供給口が該リザーバ空間に通じるように、前記ノズルプレートの下面に接合する工程を含む、液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項９】
請求項８において、
さらに、前記リザーバプレートを形成する工程を含み、
前記リザーバプレートを形成する工程は、
リザーバプレート形成基板を準備する工程と、
前記リザーバプレート形成基板の一部を上面側からエッチングして、前記リザーバ空間を形成する工程と、
前記リザーバプレート形成基板の一部を下面側からエッチングして、前記貫通孔を形成する工程と、を有する、液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項１０】
請求項７乃至９のいずれかにおいて、
前記圧電素子を形成する工程は、
下部電極を形成する工程と、
前記下部電極の上方に圧電体層を形成する工程と、
前記圧電体層の上方に上部電極を形成する工程と、を有する、液体噴射ヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体噴射ヘッドおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットプリンタなどに用いられる従来の液体噴射ヘッド（例えば下記特許文献１参照）の製造コストのうちの大半は、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）プロセス部分（圧電アクチュエータの形成から圧力発生室の形成まで）のコストである。このため、コスト削減のためには、極力チップサイズを小さくして、１枚のウェハからのＭＥＭＳチップの取り数を多くすることが効果的である。
【０００３】
また、従来の液体噴射ヘッドの製造方法では、例えば下記特許文献２に開示されているように、金（Ａｕ）などからなる層をエッチングストップ層として用いてウェハをエッチングし、リザーバの連通部を形成する。その後、エッチングストップ層を除去し、連通部とリザーバ部とを連通させる貫通部を形成し、リザーバが完成する。
【特許文献１】特開２００４−３４２９３号公報
【特許文献２】特開２００６−４４０８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の液体噴射ヘッドの構造では、リザーバの一部（連通部）が圧力発生室と同じ１枚のウェハから形成されているために、ＭＥＭＳチップの面積が大きくなり、チップの取り数を多くすることが困難なことがある。
【０００５】
また、従来の液体噴射ヘッドの製造方法では、上記特許文献２に開示されているような複雑なプロセスが行われることがある。
【０００６】
本発明の目的の１つは、製造コストを削減でき、製造プロセスを簡素化できる液体噴射ヘッドおよびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る液体噴射ヘッドは、
ノズル孔および供給口を有するノズルプレートと、
前記ノズルプレートの上方に形成され、前記ノズル孔および前記供給口が通じている圧力室の側壁を構成する基板と、
前記圧力室および前記基板の上方に形成された弾性板と、
前記弾性板の上方に形成された圧電素子と、を含み、
前記供給口から前記圧力室に液体が供給され、前記ノズル孔から該液体が吐出される。
【０００８】
本発明に係る液体噴射ヘッドでは、前記ノズルプレートは、前記圧力室に前記液体を供給するための前記供給口を有する。これにより、後述するリザーバプレートを前記ノズルプレートの下方に設けることができ、従来例のように、リザーバの一部（連通部）と圧力発生室とを、同じ１枚の基板から形成する必要がない。従って、本発明によれば、少なくとも前記基板をダイシングして得られる複数のチップ（ＭＥＭＳチップ）の各々の平面視における面積を小さくすることができる。本発明の液体噴射ヘッドの製造コストのうちの大半も、従来例と同様に、ＭＥＭＳプロセス部分（前記圧電素子の形成から前記圧力室の形成まで）のコストである。従って、本発明によれば、チップの取り数を多くすることができ、製造コストを削減することが可能な液体噴射ヘッド及びその製造方法を提供することができる。
【０００９】
さらに、本発明に係る液体噴射ヘッドでは、前記ノズルプレートは、前記圧力室に前記液体を供給するための前記供給口を有する。これにより、リザーバプレートを前記ノズルプレートの下方に設けるだけで、後述するリザーバ用開口部を備えるリザーバを得ることができ、従来例のように、複雑なプロセスを行う必要がない。従って、本発明によれば、製造プロセスを簡素化することが可能な液体噴射ヘッド及びその製造方法を提供することができる。
【００１０】
なお、本発明に係る記載では、「上方」という文言を、例えば、「特定の部材（以下「Ａ部材」という）の「上方」に形成された他の特定の部材（以下「Ｂ部材」という）」などと用いている。本発明に係る記載では、この例のような場合に、Ａ部材上に直接Ｂ部材が形成されているような場合と、Ａ部材上に他のものを介してＢ部材が形成されているような場合とが含まれるものとして、「上方」という文言を用いている。
【００１１】
本発明に係る液体噴射ヘッドにおいて、
さらに、前記ノズルプレートの下方に形成されたリザーバプレートを含み、
前記リザーバプレートは、貫通孔、および、リザーバの一部を構成するリザーバ空間を有し、
前記リザーバ空間には、前記供給口が通じており、
前記貫通孔には、前記ノズル孔が通じていることができる。
【００１２】
本発明に係る液体噴射ヘッドにおいて、
平面視における前記基板の外縁が構成する形状の面積は、前記リザーバプレートの外縁が構成する形状の面積よりも小さいことができる。
【００１３】
本発明に係る液体噴射ヘッドにおいて、
平面視における前記ノズルプレートの外縁が構成する形状の面積は、前記リザーバプレートの外縁が構成する形状の面積よりも小さいことができる。
【００１４】
本発明に係る液体噴射ヘッドにおいて、
平面視における前記貫通孔の外縁は、前記ノズル孔の外縁の外側であることができる。
【００１５】
本発明に係る液体噴射ヘッドにおいて、
前記圧電素子は、
下部電極と、
前記下部電極の上方に形成された圧電体層と、
前記圧電体層の上方に形成された上部電極と、を有することができる。
【００１６】
本発明に係る液体噴射ヘッドの製造方法は、
基板の上方に弾性板を形成する工程と、
前記弾性板の上方に圧電素子を形成する工程と、
前記基板を開口して、圧力室を形成するための開口部を形成する工程と、
ノズル孔および供給口を有するノズルプレートを、該ノズル孔および該供給口が前記開口部に通じるように、前記基板の下面に接合して、前記圧力室を形成する工程と、を含み、
前記供給口は、前記圧力室に液体を供給するためのものであり、
前記ノズル孔は、前記液体を吐出させるためのものである。
【００１７】
本発明に係る液体噴射ヘッドの製造方法において、
さらに、貫通孔、および、リザーバを形成するためのリザーバ空間を有するリザーバプレートを、前記ノズル孔が該貫通孔に通じるように、かつ、前記供給口が該リザーバ空間に通じるように、前記ノズルプレートの下面に接合する工程を含むことができる。
【００１８】
本発明に係る液体噴射ヘッドの製造方法において、
さらに、前記リザーバプレートを形成する工程を含み、
前記リザーバプレートを形成する工程は、
リザーバプレート形成基板を準備する工程と、
前記リザーバプレート形成基板の一部を上面側からエッチングして、前記リザーバ空間を形成する工程と、
前記リザーバプレート形成基板の一部を下面側からエッチングして、前記貫通孔を形成する工程と、を有することができる。
【００１９】
本発明に係る液体噴射ヘッドの製造方法において、
前記圧電素子を形成する工程は、
下部電極を形成する工程と、
前記下部電極の上方に圧電体層を形成する工程と、
前記圧電体層の上方に上部電極を形成する工程と、を有することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明に好適な実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２１】
１．  まず、本実施形態に係る液体噴射ヘッド１００について説明する。ここでは、本実施形態に係る液体噴射ヘッド１００がインクジェット式記録ヘッドである場合について説明する。
【００２２】
図１は、液体噴射ヘッド１００を概略的に示す断面図であり、図２は、液体噴射ヘッド１００を概略的に示す平面図である。なお、図１は、図２のＩ−Ｉ線断面図である。また、図２では、便宜上、封止部材１１０、接続部材１１４、及び駆動回路１１６の記載を省略している。
【００２３】
液体噴射ヘッド１００は、図１および図２に示すように、ノズルプレート１０２と、基板１０６と、弾性板１０８と、圧電素子１１２と、を含む。液体噴射ヘッド１００は、さらに、例えば、リザーバプレート１０４と、封止部材１１０と、接続部材１１４と、駆動回路１１６と、を含むことができる。
【００２４】
ノズルプレート１０２は、ノズル孔１２６及び供給口１２２を有する。ノズル孔１２６及び供給口１２２は、圧力室１２４に通じている。ノズル孔１２６及び供給口１２２は、圧力室１２４と連続している。供給口１２２から圧力室１２４に、インク等の液体が供給される。この液体は、ノズル孔１２６から液滴１３０として吐出される。平面視におけるノズル孔１２６の外縁が構成する形状、及び、供給口１２２の外縁が構成する形状は、例えば図２に示すような円形などである。ノズル孔１２６及び供給口１２２は、例えば図２に示すように、複数設けられている。複数のノズル孔１２６と複数の供給口１２２は、それぞれ例えば一列に配置されている。ノズルプレート１０２としては、例えばシリコン基板などを用いることができる。平面視におけるノズルプレート１０２の外縁が構成する形状は、例えば図２に示すような長方形などである。
【００２５】
圧力室１２４は、ノズルプレート１０２上に形成されている。図２に示すように、複数の圧力室１２４は、各ノズル孔１２６に対して１つずつ配設されており、各供給口１２２に対して１つずつ配設されている。圧力室１２４の平面形状は、例えば図２に示すような平行四辺形などである。圧力室１２４の内側は、例えば保護層（図示せず）により覆われていることができる。保護層は、圧力室１２４に充填される液体（インクなど）と圧力室１２４の壁面との反応を防ぐことができる。保護層は、例えば酸化タンタル（ＴａＯｘ）等からなることができる。
【００２６】
基板１０６は、ノズルプレート１０２上に形成されている。基板１０６は、圧力室１２４の側壁を構成している。基板１０６は、圧力室１２４の側方に設けられている。基板１０６としては、例えば面方位（１１０）のシリコン基板などを用いることができる。基板１０６は、図１及び図２に示すように、ノズルプレート１０２と弾性板１０８との間の空間を、複数の圧力室１２４として区画することができる。平面視における基板１０６の外縁が構成する形状は、例えば図２に示すような長方形などである。
【００２７】
弾性板１０８は、圧力室１２４及び基板１０６の上に形成されている。弾性板１０８は、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ２）層と酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）層をこの順に積層したものなどである。
【００２８】
圧電素子１１２は、弾性板１０８上に形成されている。圧電素子１１２は、例えば図１に示すように、下部電極１４０と、圧電体層１４２と、上部電極１４４と、を有することができる。
【００２９】
下部電極１４０は、弾性板１０８の上に形成されている。下部電極１４０は、例えば、白金（Ｐｔ）層、イリジウム（Ｉｒ）層などや、これらの層を積層したものなどである。
【００３０】
圧電体層１４２は、下部電極１４０の上に形成されている。圧電体層１４２は、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ(Ｚｒ，Ｔｉ)Ｏ３）、ニオブ酸チタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ，Ｎｂ）Ｏ３）などの圧電材料からなることができる。
【００３１】
上部電極１４４は、圧電体層１４２の上に形成されている。上部電極１４４は、例えば、白金（Ｐｔ）層、イリジウム（Ｉｒ）層などや、これらの層を積層したものなどである。
【００３２】
封止部材１１０は、例えば図１に示すように、圧電素子１１２の一部を封止している。封止部材１１０は、例えば、圧電体層１４２を外部雰囲気から保護することができる。封止部材１１０としては、例えばパターニングされたシリコン基板などを用いることができる。
【００３３】
駆動回路１１６は、例えば図１に示すように、封止部材１１０の上に設けられている。駆動回路１１６は、圧電素子１１２を駆動するための回路である。駆動回路１１６と、圧電素子１１２の下部電極１４０とは、例えば図１に示すように、ボンディングワイヤ等の接続部材１１４により電気的に接続されている。同様に、駆動回路１１６と、圧電素子１１２の上部電極１４４とは、図示はしていないが、例えば、接続部材１１４により電気的に接続されている。
【００３４】
圧電素子１１２は、駆動回路１１６の信号に基づいて作動することができる。弾性板１０８は、圧電素子１１２の作動によって変形し、圧力室１２４の内部圧力を瞬間的に高めることができる。弾性板１０８の変形により、圧力室１２４の容積は可変である。この容積変化によって、圧力室１２４から液体が押し出される。
【００３５】
リザーバプレート１０４は、ノズルプレート１０２の下に形成されている。リザーバプレート１０４は、ノズルプレート１０２の下に固定されている。リザーバプレート１０４の厚さは、例えば１００μｍ以下であることが好ましい。これにより、ノズル孔１２６の先端（下端）から、液滴１３０の着弾面（例えば紙面）までの距離を短くすることができる。従って、リザーバプレート１０４の厚さが液滴１３０の着弾精度に影響を与えるのを防ぐことができる。平面視におけるリザーバプレート１０４の外縁が構成する形状は、例えば図２に示すような長方形などである。リザーバプレート１０４は、貫通孔１２８と、リザーバ空間１２１（図６参照）と、を有する。
【００３６】
リザーバプレート１０４の貫通孔１２８には、ノズルプレート１０２のノズル孔１２６が通じている。貫通孔１２８は、ノズル孔１２６を露出させている。平面視における貫通孔１２８の外縁が構成する形状は、例えば図２に示すような円形などである。平面視（例えば図２参照）における貫通孔１２８の外縁は、例えば、平面視におけるノズル孔１２６の外縁の外側であることができる。具体的には、例えば図２の例では、貫通孔１２８の平面形状である円形の直径は、当該円形と同心円であってノズル孔１２６の平面形状である円形の直径よりも大きい。
【００３７】
貫通孔１２８は、例えば、図２に示すように、各ノズル孔１２６に対して、１つずつ設けられることができる。また、貫通孔１２８は、例えば、複数のノズル孔１２６に対して、まとめて１つ設けられても良い。リザーバプレート１０４としては、例えばシリコン基板などを用いることができる。
【００３８】
リザーバプレート１０４のリザーバ空間１２１は、リザーバ１２０の一部を構成することができる。即ち、リザーバ１２０は、例えば、主に、リザーバプレート１０４の上側に形成されたリザーバ空間１２１から構成される。リザーバ１２０は、例えば、リザーバ空間１２１の周囲の壁面と、リザーバ空間１２１と、ノズルプレート１０２の下面の一部と、を備えることができる。リザーバ空間１２１は、例えば図６に示すように、リザーバプレート１０４内に設けられた凹部内の空間である。リザーバ１２０は、液体カートリッジ（図示せず）から供給される液体を、一時的に貯留することができる。リザーバ１２０から、各供給口１２２を通じて、各圧力室１２４へ液体が供給される。リザーバ空間１２１（及びリザーバ１２０）には、ノズルプレート１０２の供給口１２２が通じている。リザーバ１２０の上面には、ノズルプレート１０２の供給口１２２に通じる開口部とは別に、リザーバ用開口部１１９が設けられている。このリザーバ用開口部１１９を通して、液体カートリッジからリザーバ１２０へ液体が供給される。
【００３９】
ノズルプレート１０２及びリザーバプレート１０４は、例えば、平面的に見て（図２参照）、基板１０６の外側に迫り出している。ノズルプレート１０２のうち、基板１０６の外側に迫り出した部分には、貫通孔１２９が設けられている。これにより、リザーバ１２０の上面がノズルプレート１０２によって覆われていない部分が形成されている。この部分が、リザーバ用開口部１１９である。
【００４０】
液体噴射ヘッド１００は、さらに、筐体（図示せず）を含むことができる。筐体は、上述した各部材を収納することができる。筐体は、例えば、各種樹脂材料、各種金属材料などを用いて形成される。
【００４１】
なお、上述した例では、液体噴射ヘッド１００がインクジェット式記録ヘッドである場合について説明した。しかしながら、本発明の液体噴射ヘッドは、例えば、液晶ディスプレイ等のカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレイ、ＦＥＤ（面発光ディスプレイ）等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオチップ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッドなどとして用いられることもできる。
【００４２】
また、本発明の液体噴射ヘッドは、例えばインクジェットプリンタに適用されるが、例えば工業的な液滴吐出装置に適用されることもできる。吐出される液体（液状材料）としては、各種の機能性材料を溶媒や分散媒によって適当な粘度に調整したものなどを用いることができる。
【００４３】
２．  次に、本実施形態に係る液体噴射ヘッド１００の製造方法について説明する。図３〜図１０は、本実施形態の液体噴射ヘッド１００の製造工程を概略的に示す断面図であり、それぞれ図１に示す断面図に対応している。
【００４４】
（１）まず、基板１０６上に弾性板１０８を形成する（図３参照）。弾性板１０８は、例えば、基板１０６を熱酸化して酸化シリコン層を形成後、スパッタ法によりジルコニウム（Ｚｒ）層を形成し、該ジルコニウム層を熱酸化して酸化ジルコニウム層を形成することにより得られる。
【００４５】
次に、弾性板１０８上に圧電素子１１２を形成する。具体的には、以下の通りである。
【００４６】
まず、弾性板１０８上に下部電極１４０を形成する。下部電極１４０は、例えば、スパッタ法などにより形成される。次に、下部電極１４０上に圧電体層１４２を形成する。圧電体層１４２は、例えば、溶液法（ゾルゲル法）などにより形成される。次に、圧電体層１４２上に上部電極１４４を形成する。上部電極１４４は、例えば、スパッタ法などにより形成される。下部電極１４０、圧電体層１４２、及び上部電極１４４は、各層の形成ごとにパターニングされることもできるし、複数層の形成ごとに一括してパターニングされることもできる。
【００４７】
次に、例えば、弾性板１０８及び下部電極１４０の上に、陽極接合などにより封止部材１１０を接合する。なお、封止部材１１０の接合には、例えば接着剤などを用いることもできる。次に、基板１０６の裏面（弾性板１０８側とは逆側の面）を研磨することにより基板１０６の膜厚を減少させる。
【００４８】
（２）次に、図４に示すように、基板１０６を開口して、圧力室１２４を形成するための開口部１２３を形成する。開口部１２３は、基板１０６の一部をエッチングすることにより形成される。本工程では、基板１０６を弾性板１０８が露出するまでエッチングすることができる。本エッチング工程では、例えば窒化シリコン（ＳｉＮ）などからなるマスク層１６０をエッチングマスクとして用いることができる。基板１０６のエッチングは、例えば水酸化カリウム水溶液などを用いて行われる。基板１０６をエッチングした後、マスク層１６０を除去することができる。
【００４９】
次に、例えば、基板１０６を被覆するように基板１０６の下面側から上述した保護層（図示せず）を形成することができる。保護層は、基板１０６の下面側から全面に形成され、弾性板１０８の下面を被覆することができる。保護層は、例えば、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法などにより形成される。
【００５０】
次に、例えば、上下方向における基板１０６から封止部材１１０までの部材をダイシングして、チップ化することができる。
【００５１】
（３）次に、例えば、ノズルプレート１０２（図５参照）の表面のうち、少なくとも、液体噴射ヘッド１００の動作時に液体に接する虞のある部分を、液体に対して耐性を有する保護層（図示せず）で被覆することができる。なお、ノズルプレート１０２自体が液体に対して耐性を有する場合には、保護層を形成しなくても良い。
【００５２】
次に、図５に示すように、ノズル孔１２６及び供給口１２２を有するノズルプレート１０２を基板１０６の下面の所定の位置に接合する。当該接合は、例えば陽極接合などにより行われる。当該接合は、ノズル孔１２６及び供給口１２２が、上述した開口部１２３に通じるように行われる。本工程により、圧力室１２４が形成される。供給口１２２は、圧力室１２４に液体を供給するためのものである。ノズル孔１２６は、液体を吐出させるためのものである。
【００５３】
（４）次に、例えば、リザーバプレート１０４を形成することができる。具体的には以下の通りである。
【００５４】
まず、例えば、シリコンなどからなるリザーバプレート形成基板１０７を準備する。次に、例えば図６に示すように、リザーバプレート形成基板１０７の一部をエッチングして、リザーバ１２０を形成するためのリザーバ空間１２１を形成する。リザーバ空間１２１は、例えば、リザーバプレート１０４内に凹部を設けることにより形成される。本工程は、例えば、公知のフォトリソグラフィ技術およびエッチング技術などを用いて行われる。フォトリソグラフィおよびエッチングは、リザーバプレート形成基板１０７の上面側から行われる。即ち、加工方向は、図示の矢印Ａの方向である。また、本工程では、例えば、次の貫通孔１２８を形成する工程のためのアライメントマークを形成することができる。
【００５５】
次に、例えば図７に示すように、上述したアライメントマークを基準として、リザーバプレート形成基板１０７の一部をエッチングして、貫通孔１２８を形成する。本工程は、例えば、公知のフォトリソグラフィ技術およびエッチング技術などを用いて行われる。フォトリソグラフィおよびエッチングは、例えば、リザーバプレート形成基板１０７の下面側から行われる。即ち、加工方向は、図示の矢印Ｂの方向である。これにより、例えば、リザーバプレート形成基板１０７の上面側から行う場合に比べ、フォトレジストの塗布面にリザーバ空間１２１による段差が無いため、フォトレジストを均一に塗布することができる。
【００５６】
以上の工程により、リザーバプレート１０４を形成することができる。この形成方法によれば、後述する形成方法と比較して、貫通孔１２８を１回のフォトリソグラフィおよびエッチングにより形成することができる。このため、フォトリソグラフィの合わせずれの影響を抑えることができる。なお、上述したリザーバ空間１２１の形成工程と、貫通孔１２８の形成工程とは、順序を逆にすることもできる。
【００５７】
また、リザーバプレート１０４は、例えば、以下のように形成されることもできる。
【００５８】
まず、例えば図８に示すように、リザーバプレート形成基板１０７の一部をエッチングして、リザーバ１２０を形成するためのリザーバ空間１２１、及び、貫通孔１２８を形成するための凹部１２７を形成する。本工程は、例えば、公知のフォトリソグラフィ技術およびエッチング技術などを用いて行われる。加工方向は、図示の矢印Ａの方向である。
【００５９】
次に、例えば図９に示すように、リザーバプレート形成基板１０７の一部をエッチングして、貫通孔１２８を形成する。本工程は、例えば、公知のフォトリソグラフィ技術およびエッチング技術などを用いて行われる。加工方向は、図示の矢印Ｂの方向である。
【００６０】
以上の工程により、リザーバプレート１０４を形成することができる。
【００６１】
また、リザーバプレート１０４は、例えば、以下のように形成されることもできる。
【００６２】
まず、第１プレート１８３及び第２プレート１８５（図１０参照）を準備する。第１プレート１８３は、第１貫通孔１８８を有する。第２プレート１８５は、第２貫通孔１８７及び第３貫通孔１８１を有する。第１プレート１８３及び第２プレート１８５としては、例えばシリコン基板などを用いることができる。次に、図１０に示すように、第１プレート１８３と、第２プレート１８５とを、陽極接合等を用いて貼り合わせる。当該貼り合わせは、第１プレート１８３の第１貫通孔１８８と、第２プレート１８５の第２貫通孔１８７とを、連続させるように行われる。さらに、当該貼り合わせは、第２プレート１８５の第３貫通孔１８１の下側の開口端を、第１プレート１８３の上面で閉じるように行われる。
【００６３】
以上の工程により、リザーバプレート１０４を形成することができる。連続した第１貫通孔１８８及び第２貫通孔１８７は、リザーバプレート１０４の貫通孔１２８を構成することができる。第１プレート１８３の上面で閉じられた第３貫通孔１８１は、リザーバプレート１０４のリザーバ空間１２１の一部を構成することができる。
【００６４】
次に、例えば、リザーバプレート１０４をダイシングして、チップ化することができる。なお、リザーバプレート１０４のダイシングは、次のリザーバプレート１０４の接合工程後に行われても良い。
【００６５】
（５）次に、例えば図１及び図２に示すように、貫通孔１２８及び上述した第１リザーバ空間１２１を有するリザーバプレート１０４をノズルプレート１０２の下面の所定の位置に接合する。当該接合は、例えば陽極接合などにより行われる。当該接合は、ノズル孔１２６が貫通孔１２８に通じるように、かつ、供給口１２２が第１リザーバ空間１２１に通じるように行われる。
【００６６】
（６）次に、例えば図１に示すように、封止部材１１０の上面に、接着剤等を用いて駆動回路１１６を貼り付ける。次に、例えば、ワイヤーボンディング等を行って、圧電素子１１２の各電極１４０，１４４と、駆動回路１１６とを、接続部材１１４により接続する。
【００６７】
（７）以上の工程により、本実施形態に係る液体噴射ヘッド１００を製造することができる。
【００６８】
３．  本実施形態の液体噴射ヘッド１００では、ノズルプレート１０２は、圧力室１２４に液体を供給するための供給口１２２を有する。これにより、図１及び図２に示すように、リザーバプレート１０４をノズルプレート１０２の下に設けることができる。即ち、従来例のように、リザーバの一部（連通部）と圧力発生室とを、同じ１枚の基板から形成する必要がない。従って、本実施形態によれば、少なくとも基板１０６をダイシングして得られる複数のチップ（ＭＥＭＳチップ）の各々の平面視における面積を小さくすることができる。なお、ＭＥＭＳチップとは、例えば、基板１０６と、該基板１０６の上方の部材とから構成されるチップである。本実施形態の液体噴射ヘッド１００の製造コストのうちの大半も、従来例と同様に、ＭＥＭＳプロセス部分（圧電素子１１２の形成から圧力室１２４の形成まで）のコストである。従って、本実施形態によれば、チップの取り数を多くすることができ、製造コストを削減することが可能な液体噴射ヘッド及びその製造方法を提供することができる。
【００６９】
さらに、本実施形態の液体噴射ヘッド１００では、上述したように、ノズルプレート１０２は、圧力室１２４に液体を供給するための供給口１２２を有する。これにより、図１及び図２に示すように、リザーバプレート１０４をノズルプレート１０２の下に設けるだけで、リザーバ用開口部１１９を備えるリザーバ１２０を得ることができる。即ち、従来例のように、複雑なプロセスを行う必要がない。従って、本実施形態によれば、製造プロセスを簡素化することが可能な液体噴射ヘッド及びその製造方法を提供することができる。
【００７０】
また、上述したように、本実施形態によれば、ＭＥＭＳチップの面積を小さくすることができる。このため、例えば、平面視（例えば図２参照）における基板１０６の外縁が構成する形状の面積を、平面視におけるリザーバプレート１０４の外縁が構成する形状の面積よりも小さくすることができる。
【００７１】
また、本実施形態では、例えば、平面視におけるリザーバプレート１０４の貫通孔１２８の外縁は、平面視におけるノズル孔１２６の外縁の外側であることができる。これにより、液滴１３０をノズル孔１２６の先端（下端）から吐出させることができる。このため、貫通孔１２８が液体噴射ヘッド１００のイナータンスに影響を与えるのを防ぐことができる。
【００７２】
また、本実施形態では、ノズルプレート１０２が供給口１２２を有するため、例えばリザーバプレート１０４に供給口などを設ける必要はない。即ち、本実施形態によれば、リザーバプレート１０４を複雑な形状とする必要はない。従って、リザーバ１２０の形状を例えば単純な直方体などにすることができる。これにより、液体噴射ヘッド１００のイナータンスが増加するのを防ぐことができるため、Ｔｃが増加するのを防ぐことができる。なお、Ｔｃは、圧力室１２４における液体の振動を音響系振動にたとえた場合の圧力室１２４の振動モードの共振周期である。
【００７３】
また、本実施形態では、封止部材１１０、基板１０６、及びノズルプレート１０２のそれぞれとして、シリコン基板を用いることができる。これにより、各部材の線膨張係数を揃えることができ、各部材を陽極接合により接合することができる。さらに、上述した液体噴射ヘッド１００の製造方法におけるノズルプレート１０２の接合工程までは、各部材の構成用のウェハは、同一サイズであることができる。即ち、ノズルプレート１０２の接合工程までは、各部材の構成用のウェハをダイシングしないことができる。これにより、各部材の接合において、高い合わせ精度を確保することができる。
【００７４】
また、本実施形態では、ノズルプレート１０２及びリザーバプレート１０４のそれぞれとして、シリコン基板を用いることができる。これにより、各部材の線膨張係数を揃えることができ、各部材を陽極接合により接合することができる。
【００７５】
４．  次に、本実施形態に係る液体噴射ヘッドの変形例について、図面を参照しながら説明する。なお、上述した図１及び図２に示す液体噴射ヘッド１００（以下「液体噴射ヘッド１００の例」という）と異なる点について説明し、同様の点については説明を省略する。
【００７６】
（１）まず、第１の変形例について説明する。図１１は、本変形例に係る液体噴射ヘッド３００を概略的に示す断面図である。なお、図１１に示す断面図は、液体噴射ヘッド１００の例における図１に示す断面図に対応している。
【００７７】
液体噴射ヘッド１００の例では、図１に示すように、駆動回路１１６を封止部材１１０上に設ける場合について説明した。これに対し、本変形例では、例えば図１１に示すように、駆動回路１１６をノズルプレート１０２上に設けることができる。駆動回路１１６は、液体噴射ヘッド１００の例と同様に、接続部材１１４によって圧電素子１１２と接続されることができる。
【００７８】
また、本変形例では、図示しないが、例えば、駆動回路１１６をフレキシブルプリント基板上に実装し、それを圧電素子１１２に接続するＣＯＦ（Chip On Film）実装を行うこともできる。
【００７９】
例えば、駆動回路１１６の実装面積が大きいために、ＭＥＭＳチップの面積を大きくしなくては、液体噴射ヘッド１００の例のように、封止部材１１０上に駆動回路１１６を設けられない場合がある。このような場合であっても、本変形例によれば、ＭＥＭＳチップの面積を大きくすることなく、駆動回路１１６を実装することができる。なお、このような場合としては、例えば図２のＩ−Ｉ断面などにおいて、駆動回路１１６の左右方向の幅が、圧力室１２４の幅と、封止部材１１０の接着しろの幅と、接続部材１１４の接着しろの幅との総和よりも大きい場合などが挙げられる。
【００８０】
（２）次に、第２の変形例について説明する。
【００８１】
液体噴射ヘッド１００の例では、図１に示すように、平面視における貫通孔１２８の外縁は、ノズル孔１２６の外縁の外側である場合について説明した。これに対し、本変形例では、図示しないが、例えば、平面視における貫通孔１２８の外縁は、ノズル孔１２６の外縁と一致するか、あるいは内側であることができる。これにより、液滴１３０を貫通孔１２８の先端（下端）から吐出させることができる。
【００８２】
（３）次に、第３の変形例について説明する。図１２は、本変形例に係る液体噴射ヘッド５００を概略的に示す断面図であり、図１３は、本変形例に係る液体噴射ヘッド５００を概略的に示す平面図である。なお、図１２は、図１３のXII−XII線断面図である。また、図１３では、図２と同様に、便宜上、封止部材１１０、接続部材１１４、及び駆動回路１１６の記載を省略している。
【００８３】
液体噴射ヘッド１００の例では、図１及び図２に示すように、ノズルプレート１０２の平面的なサイズと、リザーバプレート１０４の平面的なサイズとが同じである場合について説明した。これに対し、本変形例では、例えば図１２及び図１３に示すように、ノズルプレート１０２のサイズを、リザーバプレート１０４のサイズよりも小さくすることができる。即ち、平面視におけるノズルプレート１０２の外縁が構成する形状の面積を、平面視におけるリザーバプレート１０４の外縁が構成する形状の面積よりも小さくすることができる。これにより、ノズルプレート１０２を従来例よりも小型化することができ、製造コストをより一層削減することができる。
【００８４】
（４）次に、第４の変形例について説明する。
【００８５】
液体噴射ヘッド１００の例では、図１及び図５に示すように、まず、基板１０６とノズルプレート１０２とを接合し、次に、ノズルプレート１０２とリザーバプレート１０４とを接合する場合について説明した。これに対し、本変形例では、図示しないが、例えば、まず、ノズルプレート１０２とリザーバプレート１０４とを接合し、次に、これらをダイシングしてチップ化し、次に、基板１０６とノズルプレート１０２とを接合することができる。
【００８６】
（５）なお、上述した変形例は一例であって、これらに限定されるわけではない。例えば、各変形例を適宜組み合わせることも可能である。
【００８７】
５．  上記のように、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できよう。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本実施形態の液体噴射ヘッドを概略的に示す断面図。
【図２】本実施形態の液体噴射ヘッドを概略的に示す平面図。
【図３】本実施形態の液体噴射ヘッドの製造工程を概略的に示す断面図。
【図４】本実施形態の液体噴射ヘッドの製造工程を概略的に示す断面図。
【図５】本実施形態の液体噴射ヘッドの製造工程を概略的に示す断面図。
【図６】本実施形態の液体噴射ヘッドの製造工程を概略的に示す断面図。
【図７】本実施形態の液体噴射ヘッドの製造工程を概略的に示す断面図。
【図８】本実施形態の液体噴射ヘッドの製造工程を概略的に示す断面図。
【図９】本実施形態の液体噴射ヘッドの製造工程を概略的に示す断面図。
【図１０】本実施形態の液体噴射ヘッドの製造工程を概略的に示す断面図。
【図１１】本実施形態の液体噴射ヘッドの変形例を概略的に示す断面図。
【図１２】本実施形態の液体噴射ヘッドの変形例を概略的に示す断面図。
【図１３】本実施形態の液体噴射ヘッドの変形例を概略的に示す断面図。
【符号の説明】
【００８９】
１００  液体噴射ヘッド、１０２  ノズルプレート、１０４  リザーバプレート、１０６  基板、１０７  リザーバプレート形成基板、１０８  弾性板、１１０  封止部材、１１２  圧電素子、１１４  接続部材、１１６  駆動回路、１１９  リザーバ用開口部、１２０  リザーバ、１２１  リザーバ空間、１２２  供給口、１２３  開口部、１２４  圧力室、１２６  ノズル孔、１２７  凹部、１２８，１２９  貫通孔、１３０  液滴、１４０  下部電極、１４２  圧電体層、１４４  上部電極、１６０  マスク層、１８１  第３貫通孔、１８３  第１プレート、１８５  第２プレート、１８７  第２貫通孔、１８８  第１貫通孔，３００  液体噴射ヘッド
【図１】
2009154432.tif 000003
【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】
2009154432.tif 000009
【図８】
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【図９】
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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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