液体噴射ヘッドおよびその製造方法
【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、貫通孔１２８、供給口１２２、およびリザーバ空間１２０を有するリザーバプレート１０４と、リザーバプレートの上方に形成され、貫通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、リザーバ空間から供給口を介して圧力室に液体が供給され，液体が貫通孔を介してノズル孔から吐出される。
【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、貫通孔１２８、供給口１２２、およびリザーバ空間１２０を有するリザーバプレート１０４と、リザーバプレートの上方に形成され、貫通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、リザーバ空間から供給口を介して圧力室に液体が供給され，液体が貫通孔を介してノズル孔から吐出される。
【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、貫通孔、供給口、およびリザーバ空間を有するリザーバプレートと、
前記リザーバプレートの上方に形成され、前記貫通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、
前記リザーバ空間から前記供給口を介して前記圧力室に液体が供給され、該液体が前記貫通孔を介して前記ノズル孔から吐出される。
【０００８】
本発明に係る液体噴射ヘッドでは、前記リザーバプレートは、前記圧力室に液体を供給するための前記供給口を有する。これにより、リザーバを構成するための前記リザーバプレートを前記基板の下方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、本発明によれば、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、上述したように、前記リザーバプレートは、前記圧力室に液体を供給するための前記供給口を有する。これにより、例えば、前記リザーバプレート及び前記ノズルプレートを前記基板の下に設けるだけで、後述するリザーバ開口部を備えるリザーバ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、
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。
【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。
【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。
【００１４】
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。
【００１５】
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、
貫通孔、供給口、およびリザーバ空間を有するリザーバプレートを、該貫通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、
ノズル孔を有するノズルプレートを、該ノズル孔が前記貫通孔に通じるように、前記リザーバプレートの下面に接合する工程と、を含み、
前記リザーバ空間、前記供給口、および前記圧力室は、前記液体噴射ヘッドの動作の際に、該リザーバ空間から該供給口を介して該圧力室に液体が供給されるように形成され、
前記貫通孔および前記ノズル孔は、前記液体が該貫通孔を介して該ノズル孔から吐出されるように形成される。
【００１６】
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エッチングして、前記供給口および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。
【００１７】
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】
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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、リザーバプレート１０４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、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。
【００２２】
ノズルプレート１０２は、ノズル孔１２６を有する。平面視におけるノズル孔１２６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は、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。
【００２３】
リザーバプレート１０４は、ノズルプレート１０２上に形成されている。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、供給口１２２、及びリザーバ空間１２０を有する。
【００２４】
リザーバプレート１０４の貫通孔１２８は、圧力室１２４とノズル孔１２６とを連通させている。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。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。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。
【００２５】
リザーバプレート１０４の供給口１２２は、圧力室１２４に液体を供給するための開口部である。平面視における供給口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。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。複数の供給口１２２は、例えば一列に配置されている。
【００２６】
リザーバプレート１０４のリザーバ空間１２０は、リザーバの一部を構成することができる。リザーバは、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（及びリザーバ空間１２０）には、供給口１２２が通じている。リザーバから、各供給口１２２を通じて、各圧力室１２４へ液体が供給される。リザーバは、例えば、リザーバ空間１２０と、該リザーバ空間１２０に接するリザーバプレート１０４の内側面と、ノズルプレート１０２の上面の一部とから構成されることができる。リザーバ空間１２０は、例えば、貯留部１５２と、第１連通部１５６と、第２連通部１５８とから構成されることができる。
【００２７】
貯留部１５２は、リザーバ開口部１１９を有する。リザーバ開口部１１９は、貯留部１５２の上面に設けられている。リザーバ開口部１１９の位置は、上下方向において、リザーバプレート１０４の上面の位置と同じである。このリザーバ開口部１１９を通して、液体カートリッジからリザーバへ液体が供給される。貯留部１５２は、リザーバ開口部１１９から注入された液体を貯留することができる。貯留部１５２は、リザーバプレート１０４内の空間である。貯留部１５２は、例えば、ノズルプレート１０２の直接上に設けられている。貯留部１５２の形状は、例えば直方体などである。
【００２８】
第１連通部１５６は、例えば、貯留部１５２の側方であって、ノズルプレート１０２の直接上に設けられている。第１連通部１５６は、リザーバプレート１０４の上部１０５の下に設けられている。即ち、第１連通部１５６の上面の位置は、上下方向において、リザーバプレート１０４の上面の位置よりも下である。第１連通部１５６の形状は、例えば直方体などである。第１連通部１５６は、貯留部１５２と第２連通部１５８とを連通させている。
【００２９】
第２連通部１５８は、例えば、第１連通部１５６とリザーバプレート１０４の内壁との間であって、ノズルプレート１０２の直接上に設けられている。第２連通部１５８の形状は、例えば直方体などである。第２連通部１５８は、第１連通部１５６と供給口１２２とを連通させている。従って、第１連通部１５６及び第２連通部１５８は、貯留部１５２と供給口１２２とを連通させている。
【００３０】
第１連通部１５６及び第２連通部１５８は、例えば、すべての圧力室１２４及びすべての供給口１２２に対して共通となっている。即ち、供給口１２２の各々に接続される第１連通部１５６及び第２連通部１５８は、例えば一体化されており、液体噴射ヘッド１００全体に対して、１つとなっている。これにより、液体噴射ヘッド１００のイナータンス増大による共振周波数の低下や、流路抵抗の増大を防ぐことができる。従って、液体噴射ヘッド１００の液体吐出特性に影響が発生するのを防ぐことができる。なお、この構造は必須の構造ではない。例えば、各圧力室１２４単位で、第１連通部１５６及び第２連通部１５８内に、隔壁が設けられていても良い。この場合は、上述した構造と比較して、圧力室１２４への実質的な供給口が、第１連通部１５６と貯留部１５２との境界まで延長されたものと言える。
【００３１】
基板１０６は、リザーバプレート１０４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、リザーバプレート１０４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。
【００３２】
圧力室１２４は、リザーバプレート１０４上に形成されている。圧力室１２４には、リザーバプレート１０４の貫通孔１２８及び供給口１２２が通じている。貫通孔１２８及び供給口１２２は、圧力室１２４と連続している。リザーバプレート１０４のリザーバ空間１２０から供給口１２２を介して圧力室１２４にインク等の液体が供給される。この液体は、リザーバプレートの貫通孔１２８を介してノズル孔１２６から液滴１３０として吐出される。図２に示すように、複数の圧力室１２４は、各貫通孔１２８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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。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。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。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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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１１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。
【００４２】
（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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
（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。
【００４７】
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の下面も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。
【００４８】
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。
【００４９】
（３）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。
【００５０】
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５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、リザーバ空間１２０を形成するための凹部１９２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、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Ａの方向である。
【００５１】
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、供給口１２２及びリザーバ貫通孔１９４を形成する。リザーバ貫通孔１９４を形成することにより、リザーバ開口部１１９が形成される。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、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。
【００５２】
以上の工程により、供給口１２２及びリザーバ空間１２０を形成することができる。
【００５３】
次に、例えば図７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。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Ｃの方向である。
【００５４】
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、上述した供給口１２２及びリザーバ空間１２０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。
【００５５】
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。
【００５６】
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、リザーバ空間１２０を形成するための第１凹部１９２、及び、貫通孔１２８を形成するための第２凹部１２７を形成する。第１凹部１９２及び第２凹部１２７は、同じ深さである。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。
【００５７】
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、供給口１２２、及びリザーバ貫通孔１９４を形成する。貫通孔１２８は、上述した第２凹部１２７と平面的に同じ位置に設けられる。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。加工方向は、例えば、図示の矢印Ｂの方向である。
【００５８】
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、上述した形成方法と比較して、工程数を削減することができる。
【００５９】
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。
【００６０】
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及び第２貫通孔１８１を有する。第２プレート１８５は、第３貫通孔１８７、第４貫通孔１８２、及び供給口１２２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。第１〜第４貫通孔１８８，１８１，１８７，１８２及び供給口１２２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形成されることができる。
【００６１】
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３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１プレート１８３の第２貫通孔１８１と、第２プレート１８５の供給口１２２及び第４貫通孔１８２とを連続させるように行われる。
【００６２】
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３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。また、連続した第２貫通孔１８１及び第４貫通孔１８２の内部空間は、リザーバプレート１０４のリザーバ空間１２０を構成することができる。
【００６３】
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、後述するリザーバプレート１０４の接合工程後に行われても良い。
【００６４】
（４）次に、例えば、リザーバプレート１０４及びノズルプレート１０２（図１参照）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、リザーバプレート１０４及びノズルプレート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。
【００６５】
次に、図１１に示すように、貫通孔１２８、供給口１２２、及びリザーバ空間１２０を有するリザーバプレート１０４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、貫通孔１２８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。リザーバ空間１２０、供給口１２２、及び圧力室１２４は、液体噴射ヘッド１００の動作の際に、リザーバ空間１２０から供給口１２２を介して圧力室１２４に液体が供給されるように形成される。リザーバ空間１２０、供給口１２２、及び圧力室１２４は、連続するように形成される。
【００６６】
（５）次に、例えば図１及び図２に示すように、ノズル孔１２６を有するノズルプレート１０２をリザーバプレート１０４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に通じるように行われる。さらに、当該接合は、リザーバ空間１２０の下側の開口端を、ノズルプレート１０２の上面で閉じるように行われる。本工程により、リザーバが形成される。貫通孔１２８およびノズル孔１２６は、液体噴射ヘッド１００の動作の際に、液体が貫通孔１２８を介してノズル孔１２６から吐出されるように形成される。貫通孔１２８およびノズル孔１２６は、連続するように形成される。
【００６７】
（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。
【００６８】
（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。
【００６９】
３． 本実施形態の液体噴射ヘッド１００では、リザーバプレート１０４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、リザーバを構成するためのリザーバプレート１０４を基板１０６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、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を構成するための開口部１２３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。
【００７０】
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、リザーバプレート１０４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、例えば、リザーバプレート１０４及びノズルプレート１０２を基板１０６の下に設けるだけで、リザーバ開口部１１９を備えるリザーバ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。
【００７１】
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。
【００７２】
また、本実施形態の液体噴射ヘッド１００では、最も下の部材であるノズルプレート１０２のノズル孔１２６から液滴１３０を吐出させることができる。即ち、ノズルプレート１０２と液滴１３０の着弾面（例えば紙面）との間には、何も部材を設けないことができる。このため、ノズル孔１２６の先端（下端）から液滴１３０の着弾面までの距離を短くすることができる。従って、液滴１３０の飛行曲がりの発生を抑制することができる。
【００７３】
また、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と液滴１３０の着弾面との間には、何も部材を設けないことができる。このため、ノズルプレート１０２、特にノズル孔１２６とその周囲のワイピングを容易に行うことができる。
【００７４】
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、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抑制することができる。
【００７５】
また、本実施形態では、封止部材１１０及び基板１０６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基板１０６から封止部材１１０までの部材のダイシング工程の前までは、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、該ダイシング工程の前までは、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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
（１）まず、第１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３００を概略的に示す断面図である。なお、図１２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。また、便宜上、図１２には、後述する第２の変形例の特徴も併せて示してある。
【００７９】
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１２に示すように、駆動回路１１６をリザーバプレート１０４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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
（２）次に、第２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３００を概略的に示す断面図である。
【００８３】
液体噴射ヘッド１００の例では、図１に示すように、ノズル孔１２６の開口幅が、上下方向において一定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に示すように、ノズル孔１２６の下端の開口幅よりも、上端の開口幅を広くすることができる。本変形例では、例えば、ノズル孔１２６の開口幅を、下側から上側にかけて連続的に拡げることができる。
【００８４】
（３）次に、第３の変形例について説明する。図１３は、本変形例に係る液体噴射ヘッド５００を概略的に示す断面図である。なお、図１３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。
【００８５】
液体噴射ヘッド１００の例では、リザーバの底面をノズルプレート１０２の上面で構成す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１３に示すように、リザーバの底面をリザーバプレート１０４の下部１０３の上面で構成することができる。即ち、リザーバ空間１２０は、液体噴射ヘッド１００の例とは異なり、下側に開口端を有していない。このため、本変形例によれば、液体噴射ヘッド１００の例のように、ノズルプレート１０２によって、リザーバ空間１２０の下側の開口端を塞ぐ必要はない。従って、本変形例によれば、例えば、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。その結果、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。本変形例では、例えば、平面視において、ノズルプレート１０２の外縁は、基板１０６の外縁に一致することができる。また、本変形例のリザーバプレート１０４は、例えば、３枚のパターニング済みのプレート（図示せず）を貼り合わせることにより形成されることができる。
【００８６】
（４）次に、第４の変形例について説明する。
【００８７】
液体噴射ヘッド１００の例では、図１及び図１１に示すように、まず、基板１０６とリザーバプレート１０４とを接合し、次に、リザーバプレート１０４とノズルプレート１０２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、リザーバプレート１０４とノズルプレート１０２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とリザーバプレート１０４とを接合することができる。
【００８８】
（５）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。
【００８９】
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】
【００９０】
【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製造工程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】
【００９１】
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、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 リザーバ開口部、１２０ リザーバ空間、１２２ 供給口、１２３ 開口部、１２４ 圧力室、１２６ ノズル孔、１２７ 第２凹部、１２８ 貫通孔、１３０ 液滴、１４０ 下部電極、１４２ 圧電体層、１４４ 上部電極、１５２ 貯留部、１５６ 第１連通部、１５８ 第２連通部、１６０ マスク層、１８１ 第２貫通孔、１８２ 第４貫通孔、１８３ 第１プレート、１８５ 第２プレート、１８７ 第３貫通孔、１９２ 第１凹部、１９４ リザーバ貫通孔、１８８ 第１貫通孔、３００ 液体噴射ヘッド，５００ 液体噴射ヘッド
【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、貫通孔、供給口、およびリザーバ空間を有するリザーバプレートと、
前記リザーバプレートの上方に形成され、前記貫通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、
前記リザーバ空間から前記供給口を介して前記圧力室に液体が供給され、該液体が前記貫通孔を介して前記ノズル孔から吐出される。
【０００８】
本発明に係る液体噴射ヘッドでは、前記リザーバプレートは、前記圧力室に液体を供給するための前記供給口を有する。これにより、リザーバを構成するための前記リザーバプレートを前記基板の下方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、本発明によれば、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、上述したように、前記リザーバプレートは、前記圧力室に液体を供給するための前記供給口を有する。これにより、例えば、前記リザーバプレート及び前記ノズルプレートを前記基板の下に設けるだけで、後述するリザーバ開口部を備えるリザーバ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、
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。
【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。
【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。
【００１４】
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。
【００１５】
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、
貫通孔、供給口、およびリザーバ空間を有するリザーバプレートを、該貫通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、
ノズル孔を有するノズルプレートを、該ノズル孔が前記貫通孔に通じるように、前記リザーバプレートの下面に接合する工程と、を含み、
前記リザーバ空間、前記供給口、および前記圧力室は、前記液体噴射ヘッドの動作の際に、該リザーバ空間から該供給口を介して該圧力室に液体が供給されるように形成され、
前記貫通孔および前記ノズル孔は、前記液体が該貫通孔を介して該ノズル孔から吐出されるように形成される。
【００１６】
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エッチングして、前記供給口および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。
【００１７】
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】
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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、リザーバプレート１０４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、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。
【００２２】
ノズルプレート１０２は、ノズル孔１２６を有する。平面視におけるノズル孔１２６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は、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。
【００２３】
リザーバプレート１０４は、ノズルプレート１０２上に形成されている。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、供給口１２２、及びリザーバ空間１２０を有する。
【００２４】
リザーバプレート１０４の貫通孔１２８は、圧力室１２４とノズル孔１２６とを連通させている。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。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。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。
【００２５】
リザーバプレート１０４の供給口１２２は、圧力室１２４に液体を供給するための開口部である。平面視における供給口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。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。複数の供給口１２２は、例えば一列に配置されている。
【００２６】
リザーバプレート１０４のリザーバ空間１２０は、リザーバの一部を構成することができる。リザーバは、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（及びリザーバ空間１２０）には、供給口１２２が通じている。リザーバから、各供給口１２２を通じて、各圧力室１２４へ液体が供給される。リザーバは、例えば、リザーバ空間１２０と、該リザーバ空間１２０に接するリザーバプレート１０４の内側面と、ノズルプレート１０２の上面の一部とから構成されることができる。リザーバ空間１２０は、例えば、貯留部１５２と、第１連通部１５６と、第２連通部１５８とから構成されることができる。
【００２７】
貯留部１５２は、リザーバ開口部１１９を有する。リザーバ開口部１１９は、貯留部１５２の上面に設けられている。リザーバ開口部１１９の位置は、上下方向において、リザーバプレート１０４の上面の位置と同じである。このリザーバ開口部１１９を通して、液体カートリッジからリザーバへ液体が供給される。貯留部１５２は、リザーバ開口部１１９から注入された液体を貯留することができる。貯留部１５２は、リザーバプレート１０４内の空間である。貯留部１５２は、例えば、ノズルプレート１０２の直接上に設けられている。貯留部１５２の形状は、例えば直方体などである。
【００２８】
第１連通部１５６は、例えば、貯留部１５２の側方であって、ノズルプレート１０２の直接上に設けられている。第１連通部１５６は、リザーバプレート１０４の上部１０５の下に設けられている。即ち、第１連通部１５６の上面の位置は、上下方向において、リザーバプレート１０４の上面の位置よりも下である。第１連通部１５６の形状は、例えば直方体などである。第１連通部１５６は、貯留部１５２と第２連通部１５８とを連通させている。
【００２９】
第２連通部１５８は、例えば、第１連通部１５６とリザーバプレート１０４の内壁との間であって、ノズルプレート１０２の直接上に設けられている。第２連通部１５８の形状は、例えば直方体などである。第２連通部１５８は、第１連通部１５６と供給口１２２とを連通させている。従って、第１連通部１５６及び第２連通部１５８は、貯留部１５２と供給口１２２とを連通させている。
【００３０】
第１連通部１５６及び第２連通部１５８は、例えば、すべての圧力室１２４及びすべての供給口１２２に対して共通となっている。即ち、供給口１２２の各々に接続される第１連通部１５６及び第２連通部１５８は、例えば一体化されており、液体噴射ヘッド１００全体に対して、１つとなっている。これにより、液体噴射ヘッド１００のイナータンス増大による共振周波数の低下や、流路抵抗の増大を防ぐことができる。従って、液体噴射ヘッド１００の液体吐出特性に影響が発生するのを防ぐことができる。なお、この構造は必須の構造ではない。例えば、各圧力室１２４単位で、第１連通部１５６及び第２連通部１５８内に、隔壁が設けられていても良い。この場合は、上述した構造と比較して、圧力室１２４への実質的な供給口が、第１連通部１５６と貯留部１５２との境界まで延長されたものと言える。
【００３１】
基板１０６は、リザーバプレート１０４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、リザーバプレート１０４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。
【００３２】
圧力室１２４は、リザーバプレート１０４上に形成されている。圧力室１２４には、リザーバプレート１０４の貫通孔１２８及び供給口１２２が通じている。貫通孔１２８及び供給口１２２は、圧力室１２４と連続している。リザーバプレート１０４のリザーバ空間１２０から供給口１２２を介して圧力室１２４にインク等の液体が供給される。この液体は、リザーバプレートの貫通孔１２８を介してノズル孔１２６から液滴１３０として吐出される。図２に示すように、複数の圧力室１２４は、各貫通孔１２８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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。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。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。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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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１１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。
【００４２】
（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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
（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。
【００４７】
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の下面も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。
【００４８】
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。
【００４９】
（３）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。
【００５０】
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５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、リザーバ空間１２０を形成するための凹部１９２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、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Ａの方向である。
【００５１】
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、供給口１２２及びリザーバ貫通孔１９４を形成する。リザーバ貫通孔１９４を形成することにより、リザーバ開口部１１９が形成される。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、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。
【００５２】
以上の工程により、供給口１２２及びリザーバ空間１２０を形成することができる。
【００５３】
次に、例えば図７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。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Ｃの方向である。
【００５４】
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、上述した供給口１２２及びリザーバ空間１２０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。
【００５５】
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。
【００５６】
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、リザーバ空間１２０を形成するための第１凹部１９２、及び、貫通孔１２８を形成するための第２凹部１２７を形成する。第１凹部１９２及び第２凹部１２７は、同じ深さである。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。
【００５７】
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、供給口１２２、及びリザーバ貫通孔１９４を形成する。貫通孔１２８は、上述した第２凹部１２７と平面的に同じ位置に設けられる。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。加工方向は、例えば、図示の矢印Ｂの方向である。
【００５８】
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、上述した形成方法と比較して、工程数を削減することができる。
【００５９】
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。
【００６０】
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及び第２貫通孔１８１を有する。第２プレート１８５は、第３貫通孔１８７、第４貫通孔１８２、及び供給口１２２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。第１〜第４貫通孔１８８，１８１，１８７，１８２及び供給口１２２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形成されることができる。
【００６１】
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３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１プレート１８３の第２貫通孔１８１と、第２プレート１８５の供給口１２２及び第４貫通孔１８２とを連続させるように行われる。
【００６２】
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３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。また、連続した第２貫通孔１８１及び第４貫通孔１８２の内部空間は、リザーバプレート１０４のリザーバ空間１２０を構成することができる。
【００６３】
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、後述するリザーバプレート１０４の接合工程後に行われても良い。
【００６４】
（４）次に、例えば、リザーバプレート１０４及びノズルプレート１０２（図１参照）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、リザーバプレート１０４及びノズルプレート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。
【００６５】
次に、図１１に示すように、貫通孔１２８、供給口１２２、及びリザーバ空間１２０を有するリザーバプレート１０４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、貫通孔１２８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。リザーバ空間１２０、供給口１２２、及び圧力室１２４は、液体噴射ヘッド１００の動作の際に、リザーバ空間１２０から供給口１２２を介して圧力室１２４に液体が供給されるように形成される。リザーバ空間１２０、供給口１２２、及び圧力室１２４は、連続するように形成される。
【００６６】
（５）次に、例えば図１及び図２に示すように、ノズル孔１２６を有するノズルプレート１０２をリザーバプレート１０４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に通じるように行われる。さらに、当該接合は、リザーバ空間１２０の下側の開口端を、ノズルプレート１０２の上面で閉じるように行われる。本工程により、リザーバが形成される。貫通孔１２８およびノズル孔１２６は、液体噴射ヘッド１００の動作の際に、液体が貫通孔１２８を介してノズル孔１２６から吐出されるように形成される。貫通孔１２８およびノズル孔１２６は、連続するように形成される。
【００６７】
（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。
【００６８】
（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。
【００６９】
３． 本実施形態の液体噴射ヘッド１００では、リザーバプレート１０４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、リザーバを構成するためのリザーバプレート１０４を基板１０６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、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を構成するための開口部１２３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。
【００７０】
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、リザーバプレート１０４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、例えば、リザーバプレート１０４及びノズルプレート１０２を基板１０６の下に設けるだけで、リザーバ開口部１１９を備えるリザーバ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。
【００７１】
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。
【００７２】
また、本実施形態の液体噴射ヘッド１００では、最も下の部材であるノズルプレート１０２のノズル孔１２６から液滴１３０を吐出させることができる。即ち、ノズルプレート１０２と液滴１３０の着弾面（例えば紙面）との間には、何も部材を設けないことができる。このため、ノズル孔１２６の先端（下端）から液滴１３０の着弾面までの距離を短くすることができる。従って、液滴１３０の飛行曲がりの発生を抑制することができる。
【００７３】
また、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と液滴１３０の着弾面との間には、何も部材を設けないことができる。このため、ノズルプレート１０２、特にノズル孔１２６とその周囲のワイピングを容易に行うことができる。
【００７４】
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、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抑制することができる。
【００７５】
また、本実施形態では、封止部材１１０及び基板１０６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基板１０６から封止部材１１０までの部材のダイシング工程の前までは、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、該ダイシング工程の前までは、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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
（１）まず、第１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３００を概略的に示す断面図である。なお、図１２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。また、便宜上、図１２には、後述する第２の変形例の特徴も併せて示してある。
【００７９】
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１２に示すように、駆動回路１１６をリザーバプレート１０４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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
（２）次に、第２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３００を概略的に示す断面図である。
【００８３】
液体噴射ヘッド１００の例では、図１に示すように、ノズル孔１２６の開口幅が、上下方向において一定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に示すように、ノズル孔１２６の下端の開口幅よりも、上端の開口幅を広くすることができる。本変形例では、例えば、ノズル孔１２６の開口幅を、下側から上側にかけて連続的に拡げることができる。
【００８４】
（３）次に、第３の変形例について説明する。図１３は、本変形例に係る液体噴射ヘッド５００を概略的に示す断面図である。なお、図１３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。
【００８５】
液体噴射ヘッド１００の例では、リザーバの底面をノズルプレート１０２の上面で構成す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１３に示すように、リザーバの底面をリザーバプレート１０４の下部１０３の上面で構成することができる。即ち、リザーバ空間１２０は、液体噴射ヘッド１００の例とは異なり、下側に開口端を有していない。このため、本変形例によれば、液体噴射ヘッド１００の例のように、ノズルプレート１０２によって、リザーバ空間１２０の下側の開口端を塞ぐ必要はない。従って、本変形例によれば、例えば、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。その結果、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。本変形例では、例えば、平面視において、ノズルプレート１０２の外縁は、基板１０６の外縁に一致することができる。また、本変形例のリザーバプレート１０４は、例えば、３枚のパターニング済みのプレート（図示せず）を貼り合わせることにより形成されることができる。
【００８６】
（４）次に、第４の変形例について説明する。
【００８７】
液体噴射ヘッド１００の例では、図１及び図１１に示すように、まず、基板１０６とリザーバプレート１０４とを接合し、次に、リザーバプレート１０４とノズルプレート１０２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、リザーバプレート１０４とノズルプレート１０２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とリザーバプレート１０４とを接合することができる。
【００８８】
（５）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。
【００８９】
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】
【００９０】
【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製造工程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】
【００９１】
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、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 リザーバ開口部、１２０ リザーバ空間、１２２ 供給口、１２３ 開口部、１２４ 圧力室、１２６ ノズル孔、１２７ 第２凹部、１２８ 貫通孔、１３０ 液滴、１４０ 下部電極、１４２ 圧電体層、１４４ 上部電極、１５２ 貯留部、１５６ 第１連通部、１５８ 第２連通部、１６０ マスク層、１８１ 第２貫通孔、１８２ 第４貫通孔、１８３ 第１プレート、１８５ 第２プレート、１８７ 第３貫通孔、１９２ 第１凹部、１９４ リザーバ貫通孔、１８８ 第１貫通孔、３００ 液体噴射ヘッド，５００ 液体噴射ヘッド
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズル孔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、貫通孔、供給口、およびリザーバ空間を有するリザーバプレートと、
前記リザーバプレートの上方に形成され、前記貫通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、
前記リザーバ空間から前記供給口を介して前記圧力室に液体が供給され、該液体が前記貫通孔を介して前記ノズル孔から吐出される、液体噴射ヘッド。
【請求項２】
請求項１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３】
請求項１または２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４】
請求項１乃至３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５】
請求項１乃至４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６】
液体噴射ヘッドの製造方法において、
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、
貫通孔、供給口、およびリザーバ空間を有するリザーバプレートを、該貫通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、
ノズル孔を有するノズルプレートを、該ノズル孔が前記貫通孔に通じるように、前記リザーバプレートの下面に接合する工程と、を含み、
前記リザーバ空間、前記供給口、および前記圧力室は、前記液体噴射ヘッドの動作の際に、該リザーバ空間から該供給口を介して該圧力室に液体が供給されるように形成され、
前記貫通孔および前記ノズル孔は、前記液体が該貫通孔を介して該ノズル孔から吐出されるように形成される、液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項７】
請求項６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エッチングして、前記供給口および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８】
請求項６または７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。
【請求項１】
ノズル孔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、貫通孔、供給口、およびリザーバ空間を有するリザーバプレートと、
前記リザーバプレートの上方に形成され、前記貫通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、
前記リザーバ空間から前記供給口を介して前記圧力室に液体が供給され、該液体が前記貫通孔を介して前記ノズル孔から吐出される、液体噴射ヘッド。
【請求項２】
請求項１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３】
請求項１または２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４】
請求項１乃至３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５】
請求項１乃至４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６】
液体噴射ヘッドの製造方法において、
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、
貫通孔、供給口、およびリザーバ空間を有するリザーバプレートを、該貫通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、
ノズル孔を有するノズルプレートを、該ノズル孔が前記貫通孔に通じるように、前記リザーバプレートの下面に接合する工程と、を含み、
前記リザーバ空間、前記供給口、および前記圧力室は、前記液体噴射ヘッドの動作の際に、該リザーバ空間から該供給口を介して該圧力室に液体が供給されるように形成され、
前記貫通孔および前記ノズル孔は、前記液体が該貫通孔を介して該ノズル孔から吐出されるように形成される、液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項７】
請求項６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エッチングして、前記供給口および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８】
請求項６または７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。
【図２】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１】
【図３】
【図４】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１】
【図３】
【図４】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００９−１５４４３３（Ｐ２００９−１５４４３３Ａ）
【公開日】平成２１年７月１６日（２００９．７．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３３６１７８（Ｐ２００７−３３６１７８）
【出願日】平成１９年１２月２７日（２００７．１２．２７）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月１６日（２００９．７．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月２７日（２００７．１２．２７）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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