JP2006021521A - 液滴吐出ヘッドの製造方法及び液滴吐出ヘッド並びに液滴吐出装置 - Google Patents

液滴吐出ヘッドの製造方法及び液滴吐出ヘッド並びに液滴吐出装置 Download PDF

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Abstract

【課題】 高解像度化が図れ、かつ小型化も図れるようにした液滴吐出ヘッドの製造方法と、その製造方法によって製造される液滴吐出ヘッドと、その液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置の提供を課題とする。
【解決手段】 液滴を吐出するノズル５６と、ノズル５６と連通し、液体が充填される圧力室５０と、圧力室５０の一部を構成する振動板４８と、圧力室５０へ流路６６、６８を介して供給する液体をプールするプール室３８と、振動板４８を変位させる圧電素子４６と、を有する液滴吐出ヘッド３２の製造方法であって、支持基板７６上に振動板４８を設けるとともに、振動板４８に圧電素子４６を設け、配線９０を備えた天板４０を振動板４８に設けた後、支持基板７６を振動板４８から取り外してなる圧電素子基板７０に、圧力室５０が形成された流路基板７２を接合する。そして、この製造方法によって製造される液滴吐出ヘッド３２と、その液滴吐出ヘッド３２を備えた液滴吐出装置１０とする。
【選択図】 図７

Description

本発明は、インク等の液滴を吐出するノズルと、ノズルと連通するとともに、インク等の液体が充填される圧力室と、圧力室の一部を構成する振動板と、圧力室へ流路を介して供給する液体をプールするプール室と、振動板を変位させる圧電素子と、を有する液滴吐出ヘッドの製造方法と、その製造方法によって製造される液滴吐出ヘッド、更には、その液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置に関する。
従来から、液滴吐出ヘッドの一例としてのインクジェット記録ヘッド（以下、単に「記録ヘッド」という場合がある）の複数のノズルから選択的にインク滴を吐出し、記録用紙等の記録媒体に画像（文字を含む）等を印刷するインクジェット記録装置（液滴吐出装置）は知られている。このようなインクジェット記録装置において、その記録ヘッドには圧電方式やサーマル方式等がある。
例えば圧電方式の場合には、図１５、図１６で示すように、インクタンクからインクプール室２０２を経てインク２００が供給される圧力室２０４に、圧電素子（電気エネルギーを機械エネルギーに変換するアクチュエーター）２０６が設けられ、その圧電素子２０６が圧力室２０４の体積を減少させるように凹状に撓み変形して中のインク２００を加圧し、圧力室２０４に連通するノズル２０８からインク滴２００Ａとして吐出させるように構成されている。
このような構成のインクジェット記録ヘッドにおいて、近年では、低コストで小型でありながら、高解像度な印刷が可能とされることが求められている。この要求に応えるためには、ノズルを高密度に配設することが必要となるが、現状の記録ヘッドでは、図示するように、ノズル２０８の隣に（ノズル２０８とノズル２０８の間に）インクプール室２０２が設けられているため、ノズル２０８を高密度に配設することにも限界があった。
また、インクジェット記録ヘッドには、所定の圧電素子に電圧を印加する駆動ＩＣを設けるが、従来は、図１７で示すように、ＦＰＣ（フレキシブルプリント配線基板）２１０で実装していた。つまり、振動板２１４上に設けられた圧電素子２０６上面の金属電極表面に、ＦＰＣ２１０に形成したバンプ２１２を接合することによって接続していた。このＦＰＣ２１０には駆動ＩＣ（図示省略）が実装されているため、この段階で圧電素子２０６と駆動ＩＣが電気的に接続されることになる。
また、記録ヘッドの外部表面に設けられた電極端子と、駆動ＩＣが実装された実装基板上の電極端子をワイヤーボンディング法で接続するという方法がある（例えば、特許文献１参照）。更に、記録ヘッドの外部表面に設けられた電極端子に駆動ＩＣを接合して接続した後、その記録ヘッドに設けられた引き出し配線の電極端子にＦＰＣを接合して接続するという方式がある（例えば、特許文献２参照）。
しかしながら、何れの場合も、ピッチが微細（例えば１０μｍピッチ以下）な配線を形成することができないため、ノズル密度が高くなると、実装基板やＦＰＣのサイズが大きくなり、小型化を阻害したり、コストをアップさせたりする問題がある。また更に、ノズル密度が高くなった場合には、所望の抵抗値を有する配線を引き回せないという問題がある。つまり、配線密度の制限によるノズル高密度化の限界がある。
特開平２−３０１４４５号公報 特開平９−３２３４１４号公報
そこで、本発明は、このような問題点に鑑み、ノズルの高密度化と、それに伴う微細ピッチ配線の形成を実現可能にして高解像度化が図れるようにするとともに、小型化も図れるようにした液滴吐出ヘッドの製造方法と、その製造方法によって製造される液滴吐出ヘッドと、その液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置を得ることを目的とする。
上記の目的を達成するために、本発明に係る請求項１に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法は、液滴を吐出するノズルと、前記ノズルと連通し、液体が充填される圧力室と、前記圧力室の一部を構成する振動板と、前記圧力室へ流路を介して供給する液体をプールするプール室と、前記振動板を変位させる圧電素子と、を有する液滴吐出ヘッドの製造方法であって、支持基板上に振動板を設けるとともに、該振動板に圧電素子を設け、配線を備えた天板を前記振動板に設けた後、前記支持基板を前記振動板から取り外してなる圧電素子基板に、圧力室が形成された流路基板を接合してなることを特徴としている。
また、請求項２に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法は、請求項１に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法において、前記プール室を、前記振動板を間に置いて前記圧力室と反対側に設けたことを特徴としている。
そして、請求項３に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法は、請求項１又は請求項２に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法において、前記振動板が界面剥離層を介して前記支持基板上に設けられ、該支持基板に設けられた貫通孔から溶剤が注入されて前記界面剥離層が溶解されることにより、前記振動板から前記支持基板が取り外されることを特徴としている。
請求項１乃至請求項３に記載の発明によれば、液滴吐出ヘッドを構成する圧電素子基板が、支持基板で支持された状態で製造されるので、製造しやすい。また、圧力室を互いに近接して配設することができるので、圧力室毎に設けられるノズルを高密度に配設することができ、部品点数の削減も図れるので、液滴吐出ヘッドの小型化を実現することができる。また、このような製造方法を採用することにより、圧電素子から引き出す配線の形成に、半導体プロセスのホトリソグラフィー技術を用いることができ、１０μｍピッチ以下の微細配線を形成することができるので、実用的な配線抵抗値で、ノズルの高密度化に対応できる。したがって、高解像度化を実現することができる。
また、請求項４に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法は、請求項３に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法において、前記支持基板の貫通孔を、前記振動板に設けられる流路形成用孔と重ねないことを特徴としている。
請求項４に記載の発明によれば、支持基板の貫通孔と振動板の流路形成用孔が重ならないので、各工程中に使用される各種材料が流路形成用孔及び貫通孔を通って支持基板の下面から漏出するのを防止することができる。
また、請求項５に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法は、請求項３又は請求項４に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法において、前記貫通孔を、溶剤を注入する注入口側から振動板側に向かって断面積が減少するテーパー状に穿設したことを特徴としている。
請求項５に記載の発明によれば、剥離界面への溶剤（剥離溶液）の供給を良好に保つことができる。
また、請求項６に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法は、請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法において、前記支持基板の下面に複数の非貫通孔を設けるとともに、該支持基板の上面に界面剥離層を成膜し、その界面剥離層上に前記振動板を形成した後、前記支持基板の下面をエッチングして前記非貫通孔を貫通孔にすることを特徴としている。
そして、請求項７に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法は、請求項３乃至請求項６の何れか１項に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法において、前記界面剥離層が、ゲルマニウム膜であることを特徴としている。
請求項６及び請求項７に記載の発明によれば、界面剥離層（ゲルマニウム膜）上に振動板を形成するので、振動板を接合する工程を省略することができる。したがって、製造工程の簡略化が図れる。また、振動板を接合する場合よりも膜厚の均一性が良好になる。
そして、請求項８に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法は、請求項６又は請求項７に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法において、前記振動板側を保護膜で被覆することを特徴としている。
請求項８に記載の発明によれば、振動板がエッチングされるのを防止することができる。
また、請求項９に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法は、請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法において、前記支持基板に複数の貫通孔を設けるとともに、該支持基板上にゲルマニウム膜を成膜し、そのゲルマニウム膜上に前記振動板を設けることを特徴としている。
請求項９に記載の発明によれば、ゲルマニウム膜（Ｇｅ膜）は接着剤兼剥離層として機能するので、支持基板と振動板とを接合させる際の製造工程を簡略化することができる。更に、この支持基板は繰り返し使用することができるので、コスト的にも好ましい。
また、請求項１０に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法は、請求項９に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法において、前記ゲルマニウム膜による前記振動板の接合温度が８００℃〜１０００℃であることを特徴としている。
請求項１０に記載の発明によれば、ゲルマニウム膜（Ｇｅ膜）接合は１０００℃の高温耐性があるため、圧電素子を形成する際の支持基板に対する加熱温度や、その後の結晶化アニールの温度（例えば６５０℃）に制約を付けなくて済む。つまり、例えば樹脂接着剤であると、６５０℃の加熱温度に対応できない不具合がある。
また、請求項１１に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法は、請求項７乃至請求項１０の何れか１項に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法において、前記支持基板の貫通孔から過酸化水素を注入してゲルマニウム膜を剥離することを特徴としている。
請求項１１に記載の発明によれば、ゲルマニウム膜（Ｇｅ膜）は８０℃程度の過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）で高速に剥離（エッチング）できるため、その剥離時間が短くて済む。したがって、生産性を向上させることができる。また、接着剤剥離溶液として過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）を使用するため、他の液滴吐出ヘッド構成部材（主に樹脂材料やガラス）を溶解したり、剥離したりするなどの不具合が発生しない。例えばガラス系接着剤を剥離する場合、フッ化水素酸を使用することがあるが、エッチングレートが遅く、他部材を侵食する不具合がある。
そして、請求項１２に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法は、請求項１乃至請求項１１の何れか１項に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法において、前記圧電素子基板と前記流路基板が、熱圧着によって接合されることを特徴としている。
更に、請求項１３に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法は、請求項１乃至請求項１２の何れか１項に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法において、前記支持基板が、ガラス製であることを特徴としている。
請求項１２及び請求項１３に記載の発明によれば、支持基板が、ガラス製であるため、熱処理時の熱膨張の差が小さく、反りや剥離に対して強い。したがって、天板と圧電素子基板、圧電素子基板と流路基板をそれぞれ好適に熱圧着することができる。
また、本発明に係る請求項１４に記載の液滴吐出ヘッドは、請求項１乃至請求項１３の何れか１項に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法によって製造されることを特徴としており、本発明に係る請求項１５に記載の液滴吐出装置は、請求項１４に記載の液滴吐出ヘッドを備えたことを特徴としている。
請求項１４及び請求項１５に記載の発明によれば、ノズルの高密度化を実現できるので、高解像度化を実現することができる。また、液滴吐出ヘッドの小型化を実現することができる。
以上、何れにしても本発明によれば、振動板を挟んで圧力室及びノズルがある側と反対側にプール室を形成できるため、ノズルを高密度に配置できる。また、本発明は、高解像度な液滴吐出ヘッドに要求される薄い振動板の形成にも有効である。したがって、高解像度化が図れ、かつ小型化も図れる液滴吐出ヘッドの製造方法と、それによって製造される液滴吐出ヘッドと、その液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置を提供することができる。
以下、本発明の最良な実施の形態について、図面に示す実施例を基に詳細に説明する。なお、液滴吐出装置としてはインクジェット記録装置を例に採って説明する。したがって、液体はインクとし、液滴吐出ヘッドはインクジェット記録ヘッドとして説明をする。また、記録媒体は記録用紙として説明をする。図１、図２は本発明に係るインクジェット記録装置の概略構成を示している。
図１、図２で示すように、インクジェット記録装置１０は、記録用紙Ｐが収容される給紙トレイ１２と、この給紙トレイ１２から供給された記録用紙Ｐに画像を記録する記録部１４と、記録部１４へ記録用紙Ｐを搬送する第１搬送部１６と、記録部１４によって画像が記録された記録用紙Ｐを収容する排紙トレイ１８と、排紙トレイ１８へ画像が記録された記録用紙Ｐを搬送する第２搬送部２０と、第２搬送部２０と第１搬送部１６との間に設けられ、両面印刷時に記録用紙Ｐを反転して記録部１４に再供給する反転部２２とを有している。
記録部１４は、インクジェット記録ヘッド３２を有している。このインクジェット記録ヘッド３２は、インクジェット記録装置１０での画像記録が想定される記録用紙Ｐの最大幅と同程度か、又はそれ以上の記録可能領域を有している。つまり、このインクジェット記録ヘッド３２は、シングルパス印字が可能な所謂Ｆｕｌｌ Ｗｉｄｔｈ Ａｒｒａｙ（ＦＷＡ）となっている。
また、インクジェット記録ヘッド３２は、記録用紙Ｐの搬送方向に対して、その上流側からイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の順に並設されている。各インクジェット記録ヘッド３２Ｙ〜３２Ｋは、サーマル方式や圧電方式等の公知の手段によって、インク滴が吐出されるように構成されている。
更に、各インクジェット記録ヘッド３２Ｙ〜３２Ｋには、メンテナンスユニット２９Ｙ〜２９Ｋが備えられている。このメンテナンスユニット２９Ｙ〜２９Ｋは、ブラック（Ｋ）及びシアン（Ｃ）と、マゼンタ（Ｍ）及びイエロー（Ｙ）の２組に分かれて、印刷時における退避位置と、各インクジェット記録ヘッド３２Ｙ〜３２Ｋをメンテナンスする位置とに移動可能に構成されている。
各メンテナンスユニット２９Ｙ〜２９Ｋは、ダミージェット受け、ワイピング部材、キャップ等を有し、各インクジェット記録ヘッド３２Ｙ〜３２Ｋをメンテナンスする際には、各インクジェット記録ヘッド３２Ｙ〜３２Ｋが所定高さ上昇するようになっている（図２参照）。そして、各インクジェット記録ヘッド３２Ｙ〜３２Ｋのノズル５６（図３参照）に、メンテナンスユニット２９Ｙ〜２９Ｋがそれぞれ対向配置されるようになっている。
給紙トレイ１２中の記録用紙Ｐは、ピックアップローラー１３によって１枚ずつ取り出され、第１搬送部１６によって、記録部１４へ送られるようになっている。第１搬送部１６は、適宜位置に配設された用紙搬送用の搬送ローラー対１５を複数有しており、所定の搬送ローラー対１７には、後述する反転部２２から記録用紙Ｐが再供給されるようになっている。
記録部１４には、用紙搬送方向上流側に配置された駆動ローラー２４と、下流側に配置された従動ローラー２６に巻回され、記録用紙Ｐの印刷面をインクジェット記録ヘッド３２に対面させるための搬送ベルト２８が備えられており、この搬送ベルト２８は図１の反時計方向に循環駆動（回転）するように構成されている。そして、駆動ローラー２４の上部には、搬送ベルト２８に表面側から摺接するニップローラー２５が配設されている。
第２搬送部２０は、適宜位置に配設された用紙搬送用の搬送ローラー対１９を複数有しており、所定の搬送ローラー対２１は、後述する反転部２２へ記録用紙Ｐを送出可能となっている。反転部２２は、適宜位置に配設された用紙搬送用の搬送ローラー対２３を複数有しており、記録用紙Ｐを搬送ローラー対２１から搬送ローラー対１７まで、その印刷された面を上に向けた状態で搬送するようになっている。
つまり、両面印刷の場合、記録部１４に供給され、インクジェット記録ヘッド３２Ｙ〜３２Ｋの下方を通過することによって一方の面（表面）に画像が形成された記録用紙Ｐは、下側の搬送ローラー対２１にその最後端が狭持されると、搬送ローラー対２１が逆回転することにより反転部２２へ送出され、搬送ローラー対２３によって搬送ローラー対１７へ送出される。
そして、その搬送ローラー対１７において狭持され、搬送ベルト２８とニップローラー２５の間へ再度供給されるが、このとき、印字されていない面がインクジェット記録ヘッド３２Ｙ〜３２Ｋに対面するように供給される。こうして、表裏反転されて他方の面（裏面）に画像が形成された記録用紙Ｐは、そのまま第２搬送部２０によって排紙トレイ１８へ排紙される構成である。
また、このインクジェット記録装置１０には、各インクジェット記録ヘッド３２Ｙ〜３２Ｋにインクを供給するリザーバータンク３４Ｙ、３４Ｍ、３４Ｃ、３４Ｋが配設されており、各リザーバータンク３４Ｙ〜３４Ｋには、メインタンク３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋが接続されている。各メインタンク３０Ｙ〜３０Ｋには、水性顔料インク等が充填される。
以上のような構成のインクジェット記録装置１０において、次にインクジェット記録ヘッド３２について詳細に説明する。図３はインクジェット記録ヘッド３２の構成を示す概略平面図であり、図４は図３のＸ−Ｘ線概略断面図である。この図３、図４で示すように、インクジェット記録ヘッド３２には、リザーバータンク３４（図１、図２参照）と連通するインク供給ポート３６が設けられており、そのインク供給ポート３６から注入されたインク１１０は、インクプール室３８に貯留される。
インクプール室３８は天板４０と隔壁４２とによって、その容積が規定されており、インク供給ポート３６は、天板４０の所定箇所に複数、列状に穿設されている。また、列をなすインク供給ポート３６の間で、天板４０よりも内側のインクプール室３８内には、圧力波を緩和する樹脂膜製エアダンパー４４（後述する感光性ドライフィルム９６）が設けられている。
天板４０の材質は、例えばガラス、セラミックス、シリコン、樹脂等、インクジェット記録ヘッド３２の支持体になり得る強度を有する絶縁体であれば何でもよい。また、天板４０には、後述する駆動ＩＣ６０へ通電するための金属配線９０が設けられている。この金属配線９０は、樹脂膜９２で被覆保護されており、インク１１０による侵食が防止されるようになっている。
隔壁４２は樹脂（後述する感光性ドライフィルム９８）で成形され、インクプール室３８を矩形状に仕切っている。また、インクプール室３８は、圧電素子４６と、その圧電素子４６によって上下方向に撓み変形させられる振動板４８を介して、圧力室５０と上下に分離されている。
つまり、圧電素子４６及び振動板４８が、インクプール室３８と圧力室５０との間に配置される構成とされ、インクプール室３８と圧力室５０とが同一水平面上に存在しないように構成されている。したがって、圧力室５０を互いに接近させた状態に配置することが可能であり、ノズル５６をマトリックス状に高密度に配設することが可能となっている。
圧電素子４６は、圧力室５０毎に振動板４８の上面に接着されている。振動板４８は、例えばＳＵＳ等の金属で成形され、少なくとも上下方向に弾性を有し、圧電素子４６に通電されると（電圧が印加されると）、上下方向に撓み変形する（変位する）構成になっている。
なお、振動板４８は、後述するように、シリコン、ガラス等の絶縁性材料であっても差し支えはない。また、圧電素子４６の下面には一方の極性となる下部電極５２が配置され、圧電素子４６の上面には他方の極性となる上部電極５４が配置されている。そして、この上部電極５４に駆動ＩＣ６０が金属配線８６により電気的に接続されている。
また、圧電素子４６は、低透水性絶縁膜（ＳｉＯｘ膜）８０で被覆保護されている。圧電素子４６を被覆保護している低透水性絶縁膜（ＳｉＯｘ膜）８０は、水分透過性が低くなる条件で着膜するため、水分が圧電素子４６の内部に侵入して信頼性不良となること（ＰＺＴ膜内の酸素を還元することにより生ずる圧電特性の劣化）を防止できる。なお、下部電極５２と接触する金属（ＳＵＳ等）製の振動板４８は、低抵抗なＧＮＤ配線としても機能するようになっている。
更に、圧電素子４６は、その低透水性絶縁膜（ＳｉＯｘ膜）８０の上面が、樹脂膜８２で被覆保護されている。これにより、圧電素子４６において、インク１１０による侵食の耐性が確保されるようになっている。また、金属配線８６も、樹脂保護膜８８で被覆保護され、インク１１０による侵食が防止されるようになっている。
また、圧電素子４６の上方は、樹脂膜８２で被覆保護され、樹脂保護膜８８が被覆されない構成になっている。樹脂膜８２は、柔軟性がある樹脂層であるため、このような構成により、圧電素子４６（振動板４８）の変位阻害が防止されるようになっている（上下方向に好適に撓み変形可能とされている）。つまり、圧電素子４６上方の樹脂層は、薄い方がより変位阻害の抑制効果が高くなるので、樹脂保護膜８８を被覆しないようにしている。
駆動ＩＣ６０は、隔壁４２で規定されたインクプール室３８の外側で、かつ天板４０と振動板４８との間に配置されており、振動板４８や天板４０から露出しない（突出しない）構成とされている。したがって、インクジェット記録ヘッド３２の小型化が実現可能となっている。
また、その駆動ＩＣ６０の周囲は樹脂材５８で封止されている。この駆動ＩＣ６０を封止する樹脂材５８の注入口４０Ｂは、図５で示すように、製造段階における天板４０において、各インクジェット記録ヘッド３２を仕切るように格子状に複数個穿設されている。
したがって、後述する圧電素子基板７０と流路基板７２とを結合（接合）後、樹脂材５８によって封止された（閉塞された）注入口４０Ｂに沿って天板４０を切断することにより、マトリックス状のノズル５６（図３参照）を有するインクジェット記録ヘッド３２が１度に複数個製造される。
また、この駆動ＩＣ６０の下面には、図４、図６で示すように、複数のバンプ６２がマトリックス状に所定高さ突設されており、振動板４８上に圧電素子４６が形成された圧電素子基板７０の金属配線８６にフリップチップ実装されるようになっている。したがって、圧電素子４６に対する高密度接続が容易に実現可能であり、駆動ＩＣ６０の高さの低減を図ることができる（薄くすることができる）。これによっても、インクジェット記録ヘッド３２の小型化が実現可能となっている。
また、図３において、駆動ＩＣ６０の外側には、バンプ６４が設けられている。このバンプ６４は、天板４０に設けられる金属配線９０と、圧電素子基板７０に設けられる金属配線８６とを接続しており、当然ながら、圧電素子基板７０に実装された駆動ＩＣ６０の高さよりも高くなるように設けられている。
したがって、インクジェット記録装置１０の本体側から天板４０の金属配線９０に通電され、その天板４０の金属配線９０からバンプ６４を経て金属配線８６に通電され、そこから駆動ＩＣ６０に通電される構成である。そして、その駆動ＩＣ６０により、所定のタイミングで圧電素子４６に電圧が印加され、振動板４８が上下方向に撓み変形することにより、圧力室５０内に充填されたインク１１０が加圧されて、ノズル５６からインク滴が吐出する構成である。
インク滴を吐出するノズル５６は、圧力室５０毎に１つずつ、その所定位置に設けられている。圧力室５０とインクプール室３８とは、圧電素子４６を回避するとともに、振動板４８に穿設された貫通孔４８Ａを通るインク流路６６と、圧力室５０から図４において水平方向へ向かって延設されたインク流路６８とが連通することによって接続されている。このインク流路６８は、インクジェット記録ヘッド３２の製造時に、インク流路６６とのアライメントが可能なように（確実に連通するように）、予め実際のインク流路６６との接続部分よりも少し長めに設けられている。
以上のような構成のインクジェット記録ヘッド３２において、次に、その製造工程について、図７乃至図１３を基に詳細に説明する。図７で示すように、このインクジェット記録ヘッド３２は、圧電素子基板７０と流路基板７２とを別々に作成し、両者を結合（接合）することによって製造される。そこで、まず、圧電素子基板７０の製造工程について説明するが、圧電素子基板７０には、流路基板７２よりも先に天板４０が結合（接合）される。
図８（Ａ）で示すように、まず、下面（裏面）側に非貫通孔７６Ｂが複数穿設されたガラス製の第１支持基板７６を用意する。第１支持基板７６は撓まないものであれば何でもよく、ガラス製に限定されるものではないが、ガラスは硬い上に安価なので好ましい。この第１支持基板７６の作製方法としては、ガラス基板のブラスト加工及びフェムト秒レーザー加工や、感光性ガラス基板（例えば、ＨＯＹＡ株式会社製ＰＥＧ３Ｃ）を露光・現像する等が知られている。
そして、図８（Ｂ）で示すように、その第１支持基板７６の上面（表面）に、界面剥離層としてのゲルマニウム膜（以下「Ｇｅ膜」という）７８をスパッタ法にて着膜する（膜厚１μｍ）。なお、Ｇｅ膜７８を着膜（成膜）する方法としては、蒸着やＣｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ（ＣＶＤ）法でもよい。
そして、図８（Ｃ）で示すように、そのＧｅ膜７８の上面に振動板４８となる薄膜、例えば温度３５０℃、ＲＦｐｏｗｅｒ３００Ｗ、周波数４５０ＫＨｚ、圧力１．５ｔｏｒｒ、ガスＳｉＨ4／Ｎ2Ｏ＝１５０／４０００ｓｃｃｍのプラズマＣＶＤ法により、ＳｉＯｘ膜（膜厚４μｍ）を形成（成膜）する。なお、この場合の振動板４８の材料としては、ＳｉＮｘ膜、ＳｉＣ膜、金属膜等であってもよい。
その後、図８（Ｄ）で示すように、振動板４８にインク流路６６形成用の貫通孔４８Ａをパターニングする。具体的には、ホトリソグラフィー法によるレジスト形成、パターニング（ＨＦエッチング）、酸素プラズマによるレジスト剥離である。そして、図８（Ｅ）、図８（Ｆ）で示すように、第１支持基板７６の下面側をエッチングして、非貫通孔７６Ｂを貫通させ、貫通孔７６Ａとする。
具体的には、振動板４８の上面に保護用レジスト４９（保護膜）を塗布して、振動板４８を保護した状態で、第１支持基板７６の下面側をＨＦエッチングし（図８（Ｅ））、その後、保護用レジスト４９を剥離する（図８（Ｆ））。なお、振動板４８に、エッチング液でエッチングされない材料を使用した場合には、保護用レジスト４９（保護膜）は不要である。
また、振動板４８としてＳｉＯｘ膜を形成（成膜）するのではなく、Ｇｅ膜７８によって金属（ＳＵＳ等）製の振動板４８を第１支持基板７６の上面（表面）に接合しても構わない。この場合、その接合温度は８００℃〜１０００℃とされる。例えば接合温度：８５０℃で、接着時間：１０分とされる。
Ｇｅ膜７８は高温耐性（１０００℃）があるため、圧電素子４６を成膜するときの第１支持基板７６に対する加熱温度や、その後の結晶化アニールの温度（例えば６５０℃）に制約を付けなくて済む利点がある。なお、この場合、振動板４８の材料として、シリコン、ガラス等の絶縁性基板を用いても差し支えない。
また、この場合、界面剥離層としてのＧｅ膜７８は、第１支持基板７６の振動板４８との接着面側に成膜される場合に限定されるものではなく、振動板４８の第１支持基板７６との接着面側に成膜するようにしても構わない。また、第１支持基板７６に界面剥離層としてのＧｅ膜７８を成膜し、振動板４８に接着剤（Ｇｅ膜以外）を塗布して両者を接合するか、又は振動板４８に界面剥離層としてのＧｅ膜７８を成膜し、第１支持基板７６に接着剤（Ｇｅ膜以外）を塗布して両者を接合するようにしても構わない。
何れにしても、振動板４８をＧｅ膜７８に接合するよりも、Ｇｅ膜７８に薄膜（ＳｉＯｘ膜）を形成して振動板４８とする方が、振動板４８の接合工程が省略されるため、全体の製造工程が簡略化される利点がある。また、振動板４８を高温加熱（Ｇｅ膜による接合の工程）に晒さなくてよいため、低耐熱材料の使用が可能になるなど、振動板４８に使用できる材料の選択肢が増える効果もある。そして、金属製や絶縁材料製等の薄い振動板４８を張り合わせることに比べて、薄膜化にも好適になる。つまり、１０μｍ以下の薄さに対応でき、ピンホールが少なく、膜厚の均一性も良好になる。
その他、振動板４８の貫通孔４８Ａと第１支持基板７６の貫通孔７６Ａとは重ねない（オーバーラップさせない）ようにする。これは、製造中に使用される各種材料が第１支持基板７６の上面（表面）から下面（裏面）へ漏出しないようにするためである。
また、第１支持基板７６に複数の貫通孔７６Ａを設けるのは、後工程で溶剤（剥離溶液）としての過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）を第１支持基板７６と振動板４８との界面（Ｇｅ膜層）に流し込むためで、界面剥離層としてのＧｅ膜７８を溶解して、その第１支持基板７６を振動板４８から剥離するためである。
したがって、貫通孔７６Ａ（非貫通孔７６Ｂ）は、図示のように下方から上方へ向かって（下面の注入口側から上面の振動板４８側に向かって）断面積（開孔面積）が小さくなるようなテーパー状に穿設されるのが好ましい。このような形状にすると、Ｇｅ膜層界面への剥離溶液（過酸化水素）の供給を良好に保つことができる。
次に、図８（Ｇ）で示すように、振動板４８の上面に積層された下部電極５２をパターニングする。具体的には、金属膜スパッタ（膜厚５００Å〜３０００Å）、ホトリソグラフィー法によるレジスト形成、パターニング（エッチング）、酸素プラズマによるレジスト剥離である。この下部電極５２が接地電位となる。
そして次に、図８（Ｈ）で示すように、下部電極５２の上面に、圧電素子４６の材料であるＰＺＴ膜と上部電極５４を順にスパッタ法で積層し、図８（Ｉ）で示すように、圧電素子４６（ＰＺＴ膜）及び上部電極５４をパターニングする。
具体的には、ＰＺＴ膜スパッタ（膜厚３μｍ〜１５μｍ）、金属膜スパッタ（膜厚５００Å〜３０００Å）、ホトリソグラフィー法によるレジスト形成、パターニング（エッチング）、酸素プラズマによるレジスト剥離である。下部及び上部の電極材料としては、例えば圧電素子であるＰＺＴ材料との親和性が高く、耐熱性がある、Ａｕ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｐｔ等が挙げられる。
その後、図８（Ｊ）で示すように、上面に露出している下部電極５２と上部電極５４の上面に低透水性絶縁膜（ＳｉＯｘ膜）８０を積層し、更に、その低透水性絶縁膜（ＳｉＯｘ膜）８０の上面に、耐インク性と柔軟性を有する樹脂膜８２、例えばポリイミド系、ポリアミド系、エポキシ系、ポリウレタン系、シリコーン系等の樹脂膜を積層して、それらをパターニングすることで、圧電素子４６と金属配線８６を接続するための開口８４（コンタクト孔）を形成する。
具体的には、ＣＶＤ法にて、ダングリングボンド密度が高い低透水性絶縁膜（ＳｉＯｘ膜）８０を着膜する、感光性ポリイミド（例えば、富士フイルムアーチ社製の感光性ポリイミド Ｄｕｒｉｍｉｄｅ７５２０）を塗布・露光・現像することでパターニングを行う、ＣＦ4系ガスを用いたＲｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ（ＲＩＥ）法で上記感光性ポリイミドをマスクとしてＳｉＯｘ膜をエッチングする、という加工を行う。なお、ここでは低透水性絶縁膜としてＳｉＯｘ膜を用いたが、ＳｉＮｘ膜、ＳｉＯｘＮｙ膜等であってもよい。
次いで、図８（Ｋ）で示すように、開口８４内の上部電極５４と樹脂膜８２の上面に金属膜を積層し、金属配線８６をパターニングする。具体的には、スパッタ法にてＡｌ膜（厚さ１μｍ）を着膜する、ホトリソグラフィー法でレジストを形成する、塩素系のガスを用いたＲＩＥ法にてＡｌ膜をエッチングする、酸素プラズマにてレジスト膜を剥離する、という加工を行い、上部電極５４と金属配線８６（Ａｌ膜）とを接合する。なお、図示しないが、下部電極５２の上にも開口８４が設けられ、上部電極５４と同様に金属配線８６と接続されている。
そして更に、図８（Ｌ）で示すように、金属配線８６及び樹脂膜８２の上面に樹脂保護膜８８（例えば、富士フイルムアーチ社製の感光性ポリイミド Ｄｕｒｉｍｉｄｅ７３２０）を積層してパターニングする。この樹脂保護膜８８は、樹脂膜８２と同種の樹脂材料で構成される。また、このとき、圧電素子４６の上方で、金属配線８６がパターニングされていない部位には、樹脂保護膜８８を積層しないようにする（樹脂膜８２のみが積層されるようにする）。
ここで、圧電素子４６の上方（樹脂膜８２の上面）に樹脂保護膜８８を積層しないのは、振動板４８（圧電素子４６）の変位（上下方向の撓み変形）が阻害されるのを防止するためである。また、圧電素子４６の上部電極５４から引き出す（上部電極５４に接続される）金属配線８６が樹脂製の保護膜８８で被覆されると、その樹脂保護膜８８は、金属配線８６が積層される樹脂膜８２と同種の樹脂材料で構成されているため、金属配線８６を被覆するそれらの接合力が強固になり、界面からのインク１１０の侵入による金属配線８６の腐食を防止することができる。
なお、この樹脂保護膜８８は、隔壁４２（感光性ドライフィルム９８）とも同種の樹脂材料となっているため、この隔壁４２（感光性ドライフィルム９８）に対する接合力も強固になっている。したがって、その界面からのインク１１０の侵入がより一層防止される構成である。また、このように、同種の樹脂材料で構成されると、それらの熱膨張率が略等しくなるので、熱応力の発生が少なくて済む利点もある。
次に、図８（Ｍ）で示すように、金属配線８６にバンプ６２を介して駆動ＩＣ６０をフリップチップ実装する。このとき、駆動ＩＣ６０は、予め半導体ウエハプロセスの終りに実施されるグラインド工程にて、所定の厚さ（７０μｍ〜３００μｍ）に加工されている。駆動ＩＣ６０が厚すぎると、隔壁４２のパターニングやバンプ６４の形成が困難になったりする。
駆動ＩＣ６０を金属配線８６にフリップチップ実装するためのバンプ６２の形成方法には、電界メッキ、無電界メッキ、ボールバンプ、スクリーン印刷等が適用できる。こうして、圧電素子基板７０が製造され、この圧電素子基板７０に、例えばガラス製の天板４０が結合（接合）される。なお、以下の図９では、説明の便宜上、配線形成面を下面として説明するが、実際の工程では上面になる。
ガラス製天板４０の製造においては、図９（Ａ）で示すように、天板４０自体が支持体となる程度の強度を確保できる厚み（０．３ｍｍ〜１．５ｍｍ）を持っているので、別途支持体を設ける必要がない。まず、図９（Ｂ）で示すように、天板４０の下面に金属配線９０を積層してパターニングする。具体的には、スパッタ法にてＡｌ膜（厚さ１μｍ）を着膜する、ホトリソグラフィー法でレジストを形成する、塩素系のガスを用いたＲＩＥ法にてＡｌ膜をエッチングする、酸素プラズマにてレジスト膜を剥離する、という加工である。
そして、図９（Ｃ）で示すように、金属配線９０が形成された面に樹脂膜９２（例えば、富士フイルムアーチ社製の感光性ポリイミド Ｄｕｒｉｍｉｄｅ７３２０）を積層してパターニングする。なお、このとき、一部の金属配線９０には、バンプ６４を接合するため、樹脂膜９２を積層しないようにする。
次に、図９（Ｄ）で示すように、天板４０の金属配線９０が形成された面に、ホトリソグラフィー法でレジストをパターニングする。金属配線９０が形成されていない面は、保護用レジスト９４で全面を覆う。ここで、保護用レジスト９４を塗布するのは、次のウエット（ＳｉＯ2）エッチング工程で、天板４０が金属配線９０を形成した面の裏面からエッチングされるのを防止するためである。なお、天板４０に感光性ガラスを用いた場合には、この保護用レジスト９４の塗布工程を省略することができる。
次いで、図９（Ｅ）で示すように、天板４０にＨＦ溶液によるウエット（ＳｉＯ2）エッチングを行い、その後、保護用レジスト９４を酸素プラズマにて剥離する。そして、図９（Ｆ）で示すように、天板４０に形成された開口４０Ａ部分に感光性ドライフィルム９６（例えば、日立化成工業株式会社製Ｒａｙｔｅｃ ＦＲ−５０２５：２５μｍ厚）を露光・現像によりパターニングする（架設する）。この感光性ドライフィルム９６が圧力波を緩和するエアダンパー４４となる。
そして次に、図９（Ｇ）で示すように、樹脂膜９２に感光性ドライフィルム９８（１００μｍ厚）を積層して露光・現像によりパターニングする。この感光性ドライフィルム９８がインクプール室３８を規定する隔壁４２となる。なお、隔壁４２は、感光性ドライフィルム９８に限定されるものではなく、樹脂塗布膜（例えば、化薬マイクロケム社のＳＵ−８レジスト）としてもよい。このときには、スプレー塗布装置にて塗布し、露光・現像をすればよい。
そして最後に、図９（Ｈ）で示すように、樹脂膜９２が積層されていない金属配線９０にバンプ６４をメッキ法等で形成する。このバンプ６４が駆動ＩＣ６０側の金属配線８６と電気的に接続するため、図示するように、感光性ドライフィルム９８（隔壁４２）よりもその高さが高くなるように形成されている。
こうして、天板４０の製造が終了したら、図１０（Ａ）で示すように、この天板４０を圧電素子基板７０に被せて、両者を熱圧着により結合（接合）する。すなわち、感光性ドライフィルム９８（隔壁４２）を感光性樹脂層である樹脂保護膜８８に接合し、バンプ６４を金属配線８６に接合する。
このとき、感光性ドライフィルム９８（隔壁４２）の高さよりもバンプ６４の高さの方が高いので、感光性ドライフィルム９８（隔壁４２）を樹脂保護膜８８に接合することにより、バンプ６４が金属配線８６に自動的に接合される。つまり、半田バンプ６４は高さ調整が容易なので（潰れやすいので）、感光性ドライフィルム９８（隔壁４２）によるインクプール室３８の封止とバンプ６４の接続が容易にできる。
隔壁４２とバンプ６４の接合が終了したら、図１０（Ｂ）で示すように、駆動ＩＣ６０に封止用樹脂材５８（例えばエポキシ樹脂）を注入する。すなわち、天板４０に穿設されている注入口４０Ｂ（図５参照）から樹脂材５８を流し込む。このように樹脂材５８を注入して駆動ＩＣ６０を封止すると、駆動ＩＣ６０を水分等の外部環境から保護できるとともに、圧電素子基板７０と天板４０との接着強度を向上させることができ、更には、後工程でのダメージ、例えば、できあがった圧電素子基板７０をダイシングによってインクジェット記録ヘッド３２に分割する際の水や研削片によるダメージを回避することができる。
次に、図１０（Ｃ）で示すように、第１支持基板７６の貫通孔７６Ａ（注入口）から剥離溶液としての過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）を注入して、界面剥離層としてのＧｅ膜７８を選択的に溶解させることで、その第１支持基板７６を圧電素子基板７０から剥離処理する。このときの過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）の温度は８０℃程度とされ、高速（２０分程度）でのエッチング（剥離）が可能とされている。つまり、剥離時間の短縮化が図られ、生産性の向上が図られている。
また、剥離溶液として過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）を使用するので、他の記録ヘッド構成部材（主に樹脂材料やガラス）を溶解したり、剥離したりすることもない。以上により、図１０（Ｄ）で示すように、天板４０が結合（接合）された圧電素子基板７０が完成する。そして、この状態から、天板４０が圧電素子基板７０の支持体となる。
なお、本実施例では、界面剥離層と剥離溶剤の組み合わせとしてＧｅ膜とＨ2Ｏ2溶液を選択したが、この組み合わせに限定されるものではなく、インクジェット記録ヘッド３２の構成材料に合わせて適宜選択すればよい。例えば、Ｔｉ膜とＨＣｌ溶液、Ｎｉ膜とＨＮＯ3溶液、Ｃｒ膜とＨＣｌ溶液、Ｃｏ膜とＨ2ＳＯ4溶液等である。しかしながら、Ｇｅ膜とＨ2Ｏ2溶液の組み合わせが最も好適である。
一方、流路基板７２は、図１１（Ａ）で示すように、まず、貫通孔１００Ａが複数穿設されたガラス製の第２支持基板１００を用意する。第２支持基板１００は第１支持基板７６と同様、撓まないものであれば何でもよく、ガラス製に限定されるものではないが、ガラスは硬い上に安価なので好ましい。この第２支持基板１００の作製方法としては、ガラス基板のブラスト加工及びフェムト秒レーザー加工や、感光性ガラス基板（例えば、ＨＯＹＡ株式会社製ＰＥＧ３Ｃ）を露光・現像する等が知られている。
そして、図１１（Ｂ）で示すように、その第２支持基板１００の上面（表面）に接着剤１０４を塗布し、図１１（Ｃ）で示すように、その上面（表面）に樹脂基板１０２（例えば厚さ０．１ｍｍ〜０．５ｍｍのアミドイミド基板）を接着する。そして次に、図１１（Ｄ）で示すように、その樹脂基板１０２の上面を金型１０６に押し付け、加熱・加圧処理する。その後、図１１（Ｅ）で示すように、金型１０６を樹脂基板１０２から離型処理することにより、圧力室５０やノズル５６等が形成される流路基板７２が完成する。
こうして、流路基板７２が完成したら、図１２（Ａ）で示すように、圧電素子基板７０と流路基板７２とを熱圧着により結合（接合）する。そして次に、図１２（Ｂ）で示すように、第２支持基板１００の貫通孔１００Ａから接着剤剥離溶液を注入して接着剤１０４を選択的に溶解させることで、その第２支持基板１００を流路基板７２から剥離処理する。
その後、図１２（Ｃ）で示すように、第２支持基板１００が剥離された面を、アルミナを主成分とする研磨材を使用した研磨処理又は酸素プラズマを用いたＲＩＥ処理することにより、表面層が取り除かれ、ノズル５６が開口される。そして、図１２（Ｄ）で示すように、そのノズル５６が開口された下面に撥水剤としてのフッ素材１０８（例えば、旭ガラス社製のＣｙｔｏｐ）を塗布することにより、インクジェット記録ヘッド３２が完成し、図１２（Ｅ）で示すように、インクプール室３８や圧力室５０内にインク１１０が充填可能とされる。
なお、感光性ドライフィルム９６（エアダンパー４４）は、天板４０の内側のインクプール室３８内に設けられるものに限定されるものではなく、例えば図１３で示すように、天板４０の外側に設けられる構成としてもよい。すなわち、インク１１０の充填工程の直前に、インクプール室３８の外側から天板４０に感光性ドライフィルム９６（エアダンパー４４）を貼り付ける構成としてもよい。
さて、次に、第１支持基板７６に最初から貫通孔７６Ａが穿設されている場合の実施例について説明する。この場合は、まず図１４（Ａ）で示すように、貫通孔７６Ａが複数穿設されたガラス製の第１支持基板７６を用意する。なお、第１支持基板７６の材質、作製方法等は、上記と同様である。
そして、図１４（Ｂ）で示すように、その第１支持基板７６の上面（表面）にＧｅ膜（厚さ１μｍ）７８をスパッタ法にて着膜する。なお、Ｇｅ膜７８を着膜（成膜）する方法として、蒸着やＣＶＤ法でもよいことも上記と同様である。そして、図１４（Ｃ）で示すように、そのＧｅ膜７８によって金属（ＳＵＳ等）製の振動板４８を第１支持基板７６の上面（表面）に接合する。
このときの接合温度は、上記と同様に８００℃〜１０００℃とされる。例えば接合温度：８５０℃で、接着時間：１０分とされる。なお、第１支持基板７６に最初から貫通孔７６Ａが穿設されている場合には、Ｇｅ膜７８上に振動板４８となる薄膜（ＳｉＯｘ膜）を形成することは難しいため、このときの製造方法としては接合のみとなる。
次に、図１４（Ｄ）で示すように、振動板４８の上面に積層された下部電極５２をパターニングする。具体的には、金属膜スパッタ（膜厚５００Å〜３０００Å）、ホトリソグラフィー法によるレジスト形成、パターニング（エッチング）、酸素プラズマによるレジスト剥離である。この下部電極５２が接地電位となる。
そして次に、図１４（Ｅ）で示すように、下部電極５２の上面に、圧電素子４６の材料であるＰＺＴ膜と上部電極５４を順にスパッタ法で積層し、図１４（Ｆ）で示すように、圧電素子４６（ＰＺＴ膜）及び上部電極５４をパターニングする。
具体的には、ＰＺＴ膜スパッタ（膜厚３μｍ〜１５μｍ）、金属膜スパッタ（膜厚５００Å〜３０００Å）、ホトリソグラフィー法によるレジスト形成、パターニング（エッチング）、酸素プラズマによるレジスト剥離である。下部及び上部の電極材料としては、例えば圧電素子であるＰＺＴ材料との親和性が高く、耐熱性がある、Ａｕ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｐｔ等が挙げられる。
その後、図１４（Ｇ）で示すように、上面に露出している下部電極５２と上部電極５４の上面に低透水性絶縁膜（ＳｉＯｘ膜）８０を積層し、更に、その低透水性絶縁膜（ＳｉＯｘ膜）８０の上面に、耐インク性と柔軟性を有する樹脂膜８２、例えばポリイミド系、ポリアミド系、エポキシ系、ポリウレタン系、シリコーン系等の樹脂膜を積層して、それらをパターニングすることで、圧電素子４６と金属配線８６を接続するための開口８４（コンタクト孔）を形成する。
具体的には、ＣＶＤ法にて、ダングリングボンド密度が高い低透水性絶縁膜（ＳｉＯｘ膜）８０を着膜する、感光性ポリイミド（例えば、富士フイルムアーチ社製の感光性ポリイミド Ｄｕｒｉｍｉｄｅ７５２０）を塗布・露光・現像することでパターニングを行う、ＣＦ4系ガスを用いたＲＩＥ法で上記感光性ポリイミドをマスクとしてＳｉＯｘ膜をエッチングする、という加工を行う。なお、ここでは低透水性絶縁膜としてＳｉＯｘ膜を用いたが、ＳｉＮｘ膜、ＳｉＯｘＮｙ膜等であってもよい。
次いで、図１４（Ｈ）で示すように、開口８４内の上部電極５４と樹脂膜８２の上面に金属膜を積層し、金属配線８６をパターニングする。具体的には、スパッタ法にてＡｌ膜（厚さ１μｍ）を着膜する、ホトリソグラフィー法でレジストを形成する、塩素系のガスを用いたＲＩＥ法にてＡｌ膜をエッチングする、酸素プラズマにてレジスト膜を剥離する、という加工を行い、上部電極５４と金属配線８６（Ａｌ膜）とを接合する。なお、図示しないが、下部電極５２の上にも開口８４が設けられ、上部電極５４と同様に金属配線８６と接続されている。
そして更に、図１４（Ｉ）で示すように、金属配線８６及び樹脂膜８２の上面に樹脂保護膜８８（例えば、富士フイルムアーチ社製の感光性ポリイミド Ｄｕｒｉｍｉｄｅ７３２０）を積層してパターニングする。この樹脂保護膜８８は、樹脂膜８２と同種の樹脂材料で構成される。また、このとき、圧電素子４６の上方で、金属配線８６がパターニングされていない部位には、樹脂保護膜８８を積層しないようにする（樹脂膜８２のみが積層されるようにする）。
ここで、圧電素子４６の上方（樹脂膜８２の上面）に樹脂保護膜８８を積層しないのは、振動板４８（圧電素子４６）の変位（上下方向の撓み変形）が阻害されるのを防止するためである。また、圧電素子４６の上部電極５４から引き出す（上部電極５４に接続される）金属配線８６が樹脂製の保護膜８８で被覆されると、その樹脂保護膜８８は、金属配線８６が積層される樹脂膜８２と同種の樹脂材料で構成されているため、金属配線８６を被覆するそれらの接合力が強固になり、界面からのインク１１０の侵入による金属配線８６の腐食を防止することができる。
なお、この樹脂保護膜８８は、隔壁４２（感光性ドライフィルム９８）とも同種の樹脂材料となっているため、この隔壁４２（感光性ドライフィルム９８）に対する接合力も強固になっている。したがって、その界面からのインク１１０の侵入がより一層防止される構成である。また、このように、同種の樹脂材料で構成されると、それらの熱膨張率が略等しくなるので、熱応力の発生が少なくて済む利点もある。
次に、図１４（Ｊ）で示すように、金属配線８６にバンプ６２を介して駆動ＩＣ６０をフリップチップ実装する。このとき、駆動ＩＣ６０は、予め半導体ウエハプロセスの終りに実施されるグラインド工程にて、所定の厚さ（７０μｍ〜３００μｍ）に加工されている。駆動ＩＣ６０が厚すぎると、隔壁４２のパターニングやバンプ６４の形成が困難になったりする。
駆動ＩＣ６０を金属配線８６にフリップチップ実装するためのバンプ６２の形成方法には、電界メッキ、無電界メッキ、ボールバンプ、スクリーン印刷等が適用できる。こうして、圧電素子基板７０が製造され、この圧電素子基板７０に、例えばガラス製の天板４０が結合（接合）されることは、上記と同様である。また、これ以降の工程は上記と同様であるため、説明は省略する。
以上のようにして製造されるインクジェット記録ヘッド３２を備えたインクジェット記録装置１０において、次に、その作用を説明する。まず、インクジェット記録装置１０に印刷を指令する電気信号が送られると、給紙トレイ１２から記録用紙Ｐが１枚、ピックアップローラー１３によってピックアップされ、第１搬送部１６により、記録部１４へ搬送される。
一方、インクジェット記録ヘッド３２では、すでにリザーバータンク３４からインク供給ポート３６を介してインクプール室３８にインク１１０が注入（充填）され、インクプール室３８に充填されたインク１１０は、インク流路６６、６８を経て圧力室５０へ供給（充填）されている。そして、このとき、ノズル５６の先端（吐出口）では、インク１１０の表面が圧力室５０側に僅かに凹んだメニスカスが形成されている。
そして、インクジェット記録ヘッド３２が、複数のノズル５６から選択的にインク滴を吐出することにより、記録用紙Ｐに、画像データに基づく画像を記録する。すなわち、駆動ＩＣ６０により、所定のタイミングで、所定の圧電素子４６に電圧を印加し、振動板４８を上下方向に撓み変形させて（面外振動させて）、圧力室５０内のインク１１０を加圧し、所定のノズル５６からインク滴として吐出させる。
こうして、記録用紙Ｐに画像データに基づく画像が記録されたら、記録用紙Ｐを第２搬送部２０により搬送し、排紙トレイ１８上に記録用紙Ｐを排出する。なお、両面印刷する場合には、反転部２２により記録用紙Ｐを反転し、再度記録部１４に供給して画像の記録を行い、その後、第２搬送部２０により搬送して、排紙トレイ１８上に記録用紙Ｐを排出する。これにより、記録用紙Ｐへの印刷処理（画像記録）が完了する。
ここで、このインクジェット記録ヘッド３２は、インクプール室３８が、振動板４８（圧電素子４６）を間に置いて圧力室５０の反対側（上側）に設けられている。換言すれば、インクプール室３８と圧力室５０の間に振動板４８（圧電素子４６）が配置され、インクプール室３８と圧力室５０が同一水平面上に存在しないように構成されている。したがって、圧力室５０が互いに近接配置され、ノズル５６が高密度なマトリックス状に配設されている。
また、圧電素子４６に電圧を印加する駆動ＩＣ６０は、振動板４８と天板４０との間に配設され、振動板４８や天板４０より外部へ露出しない（突出しない）構成とされている（インクジェット記録ヘッド３２内に内蔵されている）。したがって、インクジェット記録ヘッド３２の外部に駆動ＩＣ６０を実装する場合に比べて、圧電素子４６と駆動ＩＣ６０の間を接続する金属配線８６の長さが短くて済み、これによって、金属配線８６の低抵抗化と高密度接続が実現されている。つまり、実用的な配線抵抗値で、ノズル５６の高密度化を実現することができ、高解像度化を実現することができる。
また、その駆動ＩＣ６０は、振動板４８に圧電素子４６等が形成されてなる圧電素子基板７０上にフリップチップ実装されているので、高密度の配線接続が容易にでき、駆動ＩＣ６０の高さの低減も図れる（薄くできる）。更に、駆動ＩＣ６０と接続する金属配線９０が天板４０に形成されているので、従来のような駆動ＩＣ６０と接続するＦＰＣ等を別途設ける必要がなく、これによって、部品点数の削減が図れる。したがって、インクジェット記録ヘッド３２の小型化を実現することができる。
具体的には、従来のＦＰＣ方式による電気接続では、ノズル解像度は６００ｎｐｉ（ｎｏｚｚｌｅ ｐｅｒ ｐｉｔｃｈ）が限界であったが、本発明の方式では、容易に１２００ｎｐｉ配列が可能となった。また、サイズについては、６００ｎｐｉのノズル配列を例にとって比較した場合、ＦＰＣを用いなくて済むため、１／２以下にすることが可能となった。
また、第１支持基板７６と第２支持基板１００が共にガラス製であると、熱処理時の熱膨張の差が小さくなり、反りや剥離に対して強くなるため、天板４０と圧電素子基板７０との熱圧着や、天板４０が接合された圧電素子基板７０と流路基板７２との熱圧着が好適にできる。しかも、駆動ＩＣ６０の周囲の隙間は、樹脂材５８で埋められているため、天板４０と圧電素子基板７０の接合強度が増し、更には、その樹脂材５８によって駆動ＩＣ６０が封止されているので、水分等の外部環境から駆動ＩＣ６０を保護することができる。
また、上記したように、第１支持基板７６と振動板４８は、それぞれの貫通孔７６Ａ、４８Ａが重ならないように貼り合わされているため、各工程中に使用される各種材料が貫通孔４８Ａ、７６Ａを通って第１支持基板７６の下面から漏出するのが防止されている。また、天板４０にエアダンパー４４を設けるようにしたので、エアダンパー４４の大きさや位置等の変更を自由に行うことができる。つまり、エアダンパー４４の最適化が容易にできる効果がある。
また、第１支持基板７６と振動板４８とを接合させる場合、その接着剤が、剥離層を兼ねるＧｅ膜７８とされているので、第１支持基板７６と振動板４８とを接合させる際の製造工程を簡略化することができる。また、Ｇｅ膜接合は１０００℃の高温耐性があるため、その接合温度を８００℃〜１０００℃とすることができ、圧電素子４６を形成する際の第１支持基板７６等に対する加熱温度に制約を付けなくて済む利点がある。
なお、第１支持基板７６の貫通孔７６Ａが、最初は非貫通孔７６Ｂとされている場合は、振動板４８となる薄膜（例えばＳｉＯｘ膜）をＧｅ膜７８上にＣＶＤ法等で形成（成膜）することができるので、振動板４８をＧｅ膜７８に接合する場合よりも早く製造することができる。また、この方が薄い振動板４８の張り合わせに比べて、薄膜化に適している。
すなわち、振動板４８が、例えば薄板ガラスの場合は、第１支持基板７６に張り合わせた後に、研磨によって薄くするので、ばらつきが大きくなるが、上記のように薄膜（ＳｉＯｘ膜）を形成してなる場合は、ピンホールが少なく、１０μｍ以下の厚さにも対応でき、膜厚の均一性が良好となる。しかも、振動板４８の接合工程が省略されるため、全体の製造工程を簡略化することができる。更に、振動板４８を接合するときの高温加熱に晒さなくてよいため、低耐熱材料も使用可能となり、振動板４８に使用可能となる材料の選択肢が増える。
また、界面剥離層としてのＧｅ膜７８は、８０℃程度の過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）で高速に溶解（エッチング）できるため、その剥離時間が短くて済む。したがって、生産性を高めることができる。また、剥離溶液として過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）を使用するため、他の記録ヘッド構成部材（主に樹脂材料やガラス）を溶解したり、剥離したりするなどの不具合が発生しない。
また、その過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）を注入する第１支持基板７６の貫通孔７６Ａが、過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）を注入する注入口側から振動板４８側に向かって（下方から上方へ向かって）断面積（開孔面積）が小さくなるようなテーパー状に穿設されているので、Ｇｅ膜層界面への過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）の供給を良好に保つことができる。
以上、何れにしても、このインクジェット記録ヘッド３２を構成する圧電素子基板７０及び流路基板７２は、常に硬い支持基板７６、１００上でそれぞれ製造され、かつ、それらの製造工程において、支持基板７６、１００がそれぞれ不要となった時点で、各支持基板７６、１００が取り除かれるという製造方法が採用されているので、極めて製造しやすい構成となっている。
なお、製造された（完成した）インクジェット記録ヘッド３２は、天板４０によって支持されるので（天板４０が支持体とされるので）、その剛性は確保される。また、その支持基板７６、１００は、最初から貫通孔７６Ａ、１００Ａが穿設されているものを使用する場合、繰り返し使用することが可能であるため、コスト的にも好ましいものとなっている。このように、本発明に係る製造方法は、高解像度化及び小型化が図れるインクジェット記録ヘッド３２（液滴吐出ヘッド）を製造する上で最適な方法であると言える。
その他、本発明に係るインクジェット記録ヘッド３２（液滴吐出ヘッド）は、高密度ノズル配列を実現するのに有効なものであるため、上記実施例では、シングルパス印字を必要とする紙幅対応のＦＷＡのインクジェット記録ヘッド３２を備えたインクジェット記録装置１０の例で説明したが、本発明に係るインクジェット記録装置１０（液滴吐出装置）は、これに限定されない。
例えばイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のインクジェット記録ヘッド３２がそれぞれキャリッジ（図示省略）に搭載され、それら各色のインクジェット記録ヘッド３２から画像データに基づいて選択的にインク滴が吐出されてフルカラーの画像が記録用紙Ｐに記録される、所謂Ｐａｒｔｉａｌ Ｗｉｄｔｈ Ａｒｒａｙ（ＰＷＡ）のインクジェット記録装置であっても同様である。
また、本発明に係る液滴吐出ヘッドによる画像記録は、記録用紙Ｐ上への画像（文字を含む）の記録に限定されるものではない。すなわち、記録媒体は記録用紙Ｐに限定されるものでなく、また、吐出する液体もインクに限定されるものではない。例えば高分子フィルムやガラス上にインクを吐出してディスプレイ用カラーフィルターを作成したり、溶接状態の半田を基板上に吐出して部品実装用のバンプを形成するなど、工業的に用いられる液滴吐出装置全般に対して、本発明に係る液滴吐出ヘッドを適用することが可能である。
印刷時のインクジェット記録装置を示す概略側面図 メンテナンス時のインクジェット記録装置を示す概略側面図 インクジェット記録ヘッドの構成を示す概略平面図 図３のＸ−Ｘ線概略断面図 インクジェット記録ヘッドとして切断される前の天板を示す概略平面図 駆動ＩＣのバンプを示す概略平面図 インクジェット記録ヘッドを製造する全体工程の説明図 圧電素子基板を製造する工程（Ａ）〜（Ｅ）を示す説明図 圧電素子基板を製造する工程（Ｆ）〜（Ｉ）を示す説明図 圧電素子基板を製造する工程（Ｊ）〜（Ｍ）を示す説明図 天板を製造する工程（Ａ）〜（Ｄ）を示す説明図 天板を製造する工程（Ｅ）〜（Ｈ）を示す説明図 圧電素子基板に天板を接合する工程（Ａ）〜（Ｂ）を示す説明図 圧電素子基板に天板を接合する工程（Ｃ）〜（Ｄ）を示す説明図 流路基板を製造する工程を示す説明図 圧電素子基板に流路基板を接合する工程（Ａ）〜（Ｂ）を示す説明図 圧電素子基板に流路基板を接合する工程（Ｃ）〜（Ｅ）を示す説明図 エアダンパーの配置が異なるインクジェット記録ヘッドを示す説明図 圧電素子基板を製造する工程（Ａ）〜（Ｆ）を示す説明図 圧電素子基板を製造する工程（Ｇ）〜（Ｊ）を示す説明図 従来のインクジェット記録ヘッドの構造を示す概略断面図 従来のインクジェット記録ヘッドの構造を示す概略平面図 従来のインクジェット記録ヘッドの構造を示す概略斜視図
符号の説明
１０ インクジェット記録装置（液滴吐出装置）
３２ インクジェット記録ヘッド（液滴吐出ヘッド）
３６ インク供給ポート
３８ インクプール室
４０ 天板
４２ 隔壁
４４ エアダンパー
４６ 圧電素子
４８ 振動板
５０ 圧力室
５２ 下部電極
５４ 上部電極
５６ ノズル
６０ 駆動ＩＣ
６４ バンプ
６６ インク流路
６８ インク流路
７０ 圧電素子基板
７２ 流路基板
７６ 第１支持基板
７８ Ｇｅ膜
８６ 金属配線
９０ 金属配線
１００ 第２支持基板
１０２ 樹脂基板
１０４ 接着剤
１０６ 金型
１１０ インク

Claims (15)

  1. 液滴を吐出するノズルと、
    前記ノズルと連通し、液体が充填される圧力室と、
    前記圧力室の一部を構成する振動板と、
    前記圧力室へ流路を介して供給する液体をプールするプール室と、
    前記振動板を変位させる圧電素子と、
    を有する液滴吐出ヘッドの製造方法であって、
    支持基板上に振動板を設けるとともに、該振動板に圧電素子を設け、配線を備えた天板を前記振動板に設けた後、前記支持基板を前記振動板から取り外してなる圧電素子基板に、圧力室が形成された流路基板を接合してなることを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
  2. 前記プール室を、前記振動板を間に置いて前記圧力室と反対側に設けたことを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
  3. 前記振動板は界面剥離層を介して前記支持基板上に設けられ、該支持基板に設けられた貫通孔から溶剤が注入されて前記界面剥離層が溶解されることにより、前記振動板から前記支持基板が取り外されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
  4. 前記支持基板の貫通孔を、前記振動板に設けられる流路形成用孔と重ねないことを特徴とする請求項３に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
  5. 前記貫通孔を、溶剤を注入する注入口側から振動板側に向かって断面積が減少するテーパー状に穿設したことを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
  6. 前記支持基板の下面に複数の非貫通孔を設けるとともに、該支持基板の上面に界面剥離層を成膜し、その界面剥離層上に前記振動板を形成した後、前記支持基板の下面をエッチングして前記非貫通孔を貫通孔にすることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
  7. 前記界面剥離層は、ゲルマニウム膜であることを特徴とする請求項３乃至請求項６の何れか１項に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
  8. 前記振動板側を保護膜で被覆することを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
  9. 前記支持基板に複数の貫通孔を設けるとともに、該支持基板上にゲルマニウム膜を成膜し、そのゲルマニウム膜上に前記振動板を設けることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
  10. 前記ゲルマニウム膜による前記振動板の接合温度が８００℃〜１０００℃であることを特徴とする請求項９に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
  11. 前記支持基板の貫通孔から過酸化水素を注入してゲルマニウム膜を剥離することを特徴とする請求項７乃至請求項１０の何れか１項に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
  12. 前記圧電素子基板と前記流路基板は、熱圧着によって接合されることを特徴とする請求項１乃至請求項１１の何れか１項に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
  13. 前記支持基板は、ガラス製であることを特徴とする請求項１乃至請求項１２の何れか１項に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
  14. 請求項１乃至請求項１３の何れか１項に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法によって製造されることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
  15. 請求項１４に記載の液滴吐出ヘッドを備えたことを特徴とする液滴吐出装置。
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