JPH11192701A

JPH11192701A - マイクロデバイス、インクジェット式記録ヘッド及びこれらの製造方法並びにインクジェット式記録装置

Info

Publication number: JPH11192701A
Application number: JP26254698A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Furuhata; 豊古畑; Yoshinao Miyata; 佳直宮田; Hajime Mizutani; 肇水谷
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1997-09-17
Filing date: 1998-09-17
Publication date: 1999-07-21

Abstract

(57)【要約】【課題】貫通部を効率よく、且つ確実に形成できるマ
イクロデバイスの製造方法及びマイクロデバイス、特
に、インクジェット式記録ヘッドの製造方法及びインク
ジェット式記録ヘッド並びにインクジェット式記録装置
を提供する。【解決手段】基板の一方面に能動板と当該能動板を駆
動する能動板駆動部とを構成する多層膜構造を有するマ
イクロデバイスにおいて、前記基板を貫通する貫通孔３
０と、前記多層膜４０の前記貫通孔３０となる部分の周
縁又は当該貫通孔３０となる部分を横断して設けられ且
つ他の部分よりも相対的に厚さの薄い脆弱部４１とを具
備することにより、脆弱部４１に沿って、又はその内側
で多層膜４０を切断することにより、多層膜４０に開口
を形成して貫通孔３０を形成することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロデバイス
の製造方法及びマイクロデバイスに関し、特に、インク
滴を吐出するノズル開口と連通する圧力発生室の一部を
振動板で構成し、この振動板を介して圧電素子を設け
て、圧電素子の変位によりインク滴を吐出させるインク
ジェット式記録ヘッドの製造方法及びインクジェット式
記録ヘッド並びにインクジェット式記録装置に関する。

【０００２】

【従来技術】従来より、基板の一方面に他方面への能動
板及び当該能動板を駆動する能動板駆動部を有するマイ
クロデバイスの一種としてインクジェット式記録ヘッド
がある。

【０００３】このインクジェット式記録ヘッドは、イン
ク滴を吐出するノズル開口と連通する圧力発生室の一部
を振動板で構成し、この振動板を圧電素子により変形さ
せて圧力発生室のインクを加圧してノズル開口からイン
ク滴を吐出させるものであり、圧電素子が軸方向に伸
長、収縮する縦振動モードの圧電アクチュエータを使用
したものと、たわみ振動モードの圧電アクチュエータを
使用したものの２種類が実用化されている。

【０００４】前者は圧電素子の端面を振動板に当接させ
ることにより圧力発生室の容積を変化させることができ
て、高密度印刷に適したヘッドの製作が可能である反
面、圧電素子をノズル開口の配列ピッチに一致させて櫛
歯状に切り分けるという困難な工程や、切り分けられた
圧電素子を圧力発生室に位置決めして固定する作業が必
要となり、製造工程が複雑であるという問題がある。

【０００５】これに対して後者は、圧電材料のグリーン
シートを圧力発生室の形状に合わせて貼付し、これを焼
成するという比較的簡単な工程で振動板に圧電素子を作
り付けることができるものの、たわみ振動を利用する関
係上、ある程度の面積が必要となり、高密度配列が困難
であるという問題がある。

【０００６】一方、後者の記録ヘッドの不都合を解消す
べく、特開平５−２８６１３１号公報に見られるよう
に、振動板の表面全体に亙って成膜技術により均一な圧
電材料層を形成し、この圧電材料層をリソグラフィ法に
より圧力発生室に対応する形状に切り分けて各圧力発生
室毎に独立するように圧電素子を形成したものが提案さ
れている。

【０００７】これによれば圧電素子を振動板に貼付ける
作業が不要となって、リソグラフィ法という精密で、か
つ簡便な手法で圧電素子を作り付けることができるばか
りでなく、圧電素子の厚みを薄くできて高速駆動が可能
になるという利点がある。

【０００８】また、この場合、基板として、例えばシリ
コン単結晶基板を用い、圧力発生室やリザーバ等の流路
を異方性エッチングにより形成し、圧力発生室の開口面
積を可及的に小さくして記録密度の向上を図ることが可
能である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述したようなシリコ
ン単結晶基板を異方性エッチングする際には、圧力発生
室と同時に、貫通孔となる部分、例えば、位置決めのた
めの基準孔、インク導入のためのインク導入口、ウェハ
上に複数のチップを形成する場合のチップ毎の分離を行
うための分離孔などを形成する。この際、一般には、最
下層の二酸化シリコン膜のみを残してシリコン単結晶基
板をエッチングした後、貫通孔の部分の膜をエッチング
又は物理的に除去するが、膜の除去の際に貫通孔の周囲
までオーバーエッチングされてしまったり、又は貫通孔
の周囲の膜剥離の原因になったりするという問題があ
る。また、二酸化シリコン膜のみを残した場合、膜欠陥
により、エッチングガス又はエッチング液が反対側に侵
入してしまうという問題がある。さらに、特に、基準ピ
ン等を挿入することによって物理的に除去する場合、遊
離した膜が発生して基準ピン等と貫通孔との間にかみ込
まれ、芯合わせ不良等が発生するという問題がある。

【００１０】このような問題はインクジェット式記録ヘ
ッドだけではなく、基板の一方側に能動板及び能動板駆
動部を有するマイクロセンサなどのマイクロデバイスに
ついても存在する。

【００１１】本発明は、このような事情に鑑み、貫通部
を効率よく、且つ確実に形成できるマイクロデバイスの
製造方法及びマイクロデバイス、特に、インクジェット
式記録ヘッドの製造方法及びインクジェット式記録ヘッ
ド並びにインクジェット式記録装置を提供することを課
題とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の第１の態様は、基板の一方面に能動板と当該能動板
を駆動する能動板駆動部とを構成する多層膜構造を有す
るマイクロデバイスにおいて、前記基板を貫通する貫通
孔と、前記多層膜の前記貫通孔となる部分の周縁又は当
該貫通孔となる部分を横断して設けられ且つ他の部分よ
りも相対的に厚さの薄い脆弱部とを具備することを特徴
とするマイクロデバイスにある。

【００１３】かかる第１の態様では、脆弱部を介して多
層膜が容易に切断されて貫通孔を簡便に形成でき、ま
た、貫通部形成時の薄膜の飛散が防止され、貫通孔に基
準ピン等を確実に嵌合できる。

【００１４】本発明の第２の態様は、第１の態様におい
て、前記貫通孔となる部分を覆う前記多層膜は、少なく
とも上層に引っ張り方向の面内応力を有する膜を有して
当該多層膜全体の面内応力が引っ張り方向となるもので
あり、前記脆弱部は、前記多層膜の前記貫通孔となる部
分の縁部に沿って又は当該貫通孔となる部分を横断して
設けられて且つ他の部分よりも相対的に脆性の低い脆弱
切断部を含むことを特徴とするマイクロデバイスにあ
る。

【００１５】かかる第２の態様では、貫通孔形成時に、
多層膜が縁部に沿ってめくれ上がり、基準ピン等と貫通
孔との当接が確実にできる。

【００１６】本発明の第３の態様は、第２の態様におい
て、前記脆弱切断部が帯状に形成されていることを特徴
とするマイクロデバイスにある。

【００１７】かかる第３の態様では、多層膜が帯状の脆
弱切断部に沿って容易に切断され、流路形成基板に貫通
孔をさらに簡便に形成できる。

【００１８】本発明の第４の態様は、第２又は３の態様
において、前記脆弱切断部が、前記多層膜の少なくとも
一層に形成された切欠き溝であることを特徴とするマイ
クロデバイスにある。

【００１９】かかる第４の態様では、多層膜は切り欠き
溝に沿って容易に切断され、流路形成基板に貫通孔を簡
便に形成できる。

【００２０】本発明の第５の態様は、第２〜４の何れか
の態様において、前記多層膜が、圧縮応力を有する酸化
シリコン膜と、この酸化シリコン膜上に形成されて引っ
張り応力を有する金属膜とを有することを特徴とするマ
イクロデバイスにある。

【００２１】かかる第５の態様では、多層膜が、酸化シ
リコン膜の応力と金属膜の応力とにより全体として引っ
張り応力となり、流路形成基板に貫通孔を簡便に形成で
きる。

【００２２】本発明の第６の態様は、第５の態様におい
て、前記多層膜が、さらに、引っ張り応力を有する絶縁
体層を上層に有することを特徴とするマイクロデバイス
にある。

【００２３】かかる第６の態様では、多層膜の全体の引
っ張り応力が強くなり、貫通孔形成時に、多層膜が確実
にめくれ上がり、流路形成基板に貫通孔をさらに簡便に
形成できる。

【００２４】本発明の第７の態様は、第５又は６の態様
において、前記脆弱切断部が、前記多層膜の少なくとも
金属膜の厚さの少なくとも一部に形成された切欠き溝で
あることを特徴とするマイクロデバイスにある。

【００２５】かかる第７の態様では、多層膜は金属膜の
切欠き溝で容易に切断され、流路形成基板に貫通孔がさ
らに簡便に形成できる。

【００２６】本発明の第８の態様は、第１〜７の何れか
の態様において、前記脆弱部は、前記貫通孔となる部分
を囲むと共に前記多層膜の周囲より全体の膜厚が薄い帯
状の薄膜部を含むことを特徴とするマイクロデバイスに
ある。

【００２７】かかる第８の態様では、多層膜が薄膜部の
外側まで剥離するのを防止できる。

【００２８】本発明の第９の態様は、第８の態様におい
て、さらに、前記薄膜部の内側に当該薄膜部より相対的
に厚い膜厚を有する厚膜部を有することを特徴とするマ
イクロデバイスにある。

【００２９】かかる第９の態様では、薄膜部の内部に貫
通孔を覆う蓋を除去した際に残った厚膜部が存在する。

【００３０】本発明の第１０の態様は、第１〜９の何れ
かのマイクロデバイスを備えたインクジェット式記録ヘ
ッドであり、前記マイクロデバイスは、ノズル開口に連
通する圧力発生室が前記基板に形成され、前記基板の一
方面に前記能動板として前記圧力発生室に対応する弾性
膜又は下電極からなる振動板と、前記能動板駆動部とし
て下電極、圧電体層、上電極からなる圧電素子とを多層
構造として具備するものであることを特徴とするインク
ジェット式記録ヘッドにある。

【００３１】かかる第１０の態様では、流路形成基板に
貫通孔を簡便に形成できるインクジェット式記録ヘッド
が実現される。

【００３２】本発明の第１１の態様は、第１０の態様に
おいて、前記脆弱部が、前記振動板からなることを特徴
とするインクジェット式記録ヘッドにある。

【００３３】かかる第１１の態様では、多層膜が脆弱部
に沿って又はその内側で切断され、貫通孔の周囲の多層
膜への影響が回避される。

【００３４】本発明の第１２の態様は、第１０の態様に
おいて、前記脆弱部が、前記振動板の厚さ方向の一部を
除去したものであることを特徴とするインクジェット式
記録ヘッドにある。

【００３５】かかる第１２の態様では、多層膜が脆弱部
に沿って又はその内側で確実に切断さ、貫通孔の周囲の
多層膜への影響が回避される。

【００３６】本発明の第１３の態様は、第１０の態様に
おいて、前記脆弱部が、前記弾性膜からなることを特徴
とするインクジェット式記録ヘッドにある。

【００３７】かかる第１３の態様では、多層膜が脆弱部
に沿って又はその内側で確実に切断され、貫通孔の周囲
の多層膜への影響が回避される。

【００３８】本発明の第１４の態様は、第１０の態様に
おいて、前記脆弱部が、前記弾性膜の厚さ方向の一部を
除去したものであることを特徴とするインクジェット式
記録にある。

【００３９】かかる第１４の態様では、多層膜が脆弱部
に沿って又はその内側で確実に切断され、貫通孔の周囲
の多層膜への影響が回避される。

【００４０】本発明の第１５の態様は、第１０〜１４の
何れかの態様のインクジェット式記録ヘッドを具備する
ことを特徴とするインクジェット式記録装置にある。

【００４１】かかる第１５の態様では、ヘッドを確実に
且つ簡便に製造することができ、インクジェット式記録
装置の製造が容易となる。

【００４２】本発明の第１６の態様は、基板の一方面に
能動板と当該能動板を駆動する能動板駆動部とを構成す
る多層膜構造を有するマイクロデバイスの製造方法にお
いて、前記基板を貫通する貫通孔となる部分の周縁又は
当該貫通孔となる部分を横断して、前記多層膜に当該多
層膜の他の部分よりも相対的に厚さの薄い脆弱部を形成
するステップと、前記貫通孔となる部分を前記基板の他
方面からエッチングすることにより前記多層膜まで貫通
する貫通部を形成するステップと、前記貫通部を形成
後、前記脆弱部に沿って又は当該脆弱部の内側で前記多
層膜を切断して当該多層膜に開口を形成して前記貫通孔
を形成するステップとを具備することを特徴とするマイ
クロデバイスの製造方法にある。

【００４３】かかる第１６の態様では、貫通孔を簡便に
形成でき、また、貫通部形成時の薄膜の飛散が防止さ
れ、貫通孔に基準ピン等を確実に嵌合できる。

【００４４】本発明の第１７の態様は、第１６の態様に
おいて、前記貫通孔を形成前に、前記基板を貫通する貫
通孔となる部分を覆う多層膜の少なくとも上層に引っ張
り方向の面内応力を有する膜を設けて当該多層膜全体の
面内応力を引っ張り方向とするステップを有し、前記貫
通部を形成後に、前記引っ張り方向の面内応力を利用し
て前記多層膜に開口を形成して前記貫通孔を形成するこ
とを特徴とするマイクロデバイスの製造方法にある。

【００４５】かかる第１７の態様では、多層膜が縁部に
沿ってめくれ上がり、基準ピン等と貫通孔との当接が確
実にできる。

【００４６】本発明の第１８の態様は、第１７の態様に
おいて、前記脆弱部は、前記多層膜の前記貫通孔となる
部分の縁部に沿って且つ他の部分よりも相対的に脆性の
低い脆弱切断部を含むことを特徴とするマイクロデバイ
スの製造方法にある。

【００４７】かかる第１８の態様では、貫通孔形成時
に、多層膜が縁部に沿ってめくれ上がり、基準ピン等と
貫通孔との当接が確実にできる。

【００４８】本発明の第１９の態様は、第１７又は１８
の態様において、前記脆弱部は、前記多層膜の前記貫通
孔となる部分を横断して設けられて且つ他の部分よりも
相対的に脆性の低い脆弱切断部を含むことを特徴とする
マイクロデバイスの製造方法にある。

【００４９】かかる第１９の態様では、多層膜が貫通孔
の中央部で切断され、縁部に沿って確実にめくれ上が
り、基準ピン等と貫通孔との当接が確実にできる。

【００５０】本発明の第２０の態様は、第１８又は１９
の態様において、前記脆弱切断部が帯状に形成されてい
ることを特徴とするマイクロデバイスの製造方法にあ
る。

【００５１】かかる第２０の態様では、多層膜が帯状の
脆弱部に沿って切断され、貫通孔をさらに簡便に形成で
きる。

【００５２】本発明の第２１の態様は、第１７〜２０の
何れかの態様において、前記脆弱切断部が、前記多層膜
の少なくとも一層に形成された切欠き溝であることを特
徴とするマイクロデバイスの製造方法にある。

【００５３】かかる第２１の態様では、多層膜は切り欠
き溝に沿って容易に切断され、貫通孔を簡便に形成でき
る。

【００５４】本発明の第２２の態様は、第１７〜２１の
何れかの態様において、前記多層膜が、圧縮応力を有す
る酸化シリコン膜と、この酸化シリコン膜上に形成され
て引っ張り応力を有する金属膜とを有することを特徴と
するマイクロデバイスの製造方法にある。

【００５５】かかる第２２の態様では、多層膜が、酸化
シリコン膜の応力と金属膜の応力とにより全体として引
っ張り応力となり、貫通孔を簡便に形成できる。

【００５６】本発明の第２３の態様は、第２２の態様に
おいて、前記多層膜が、さらに、引っ張り応力を有する
絶縁体層を上層に有することを特徴とするマイクロデバ
イスの製造方法にある。

【００５７】かかる第２３の態様では、多層膜の全体の
引っ張り応力が強くなり、多層膜が確実にめくれ上が
り、貫通孔をさらに簡便に形成できる。

【００５８】本発明の第２４の態様は、第２２又は２３
の態様において、前記脆弱切断部が、前記多層膜の少な
くとも金属膜の厚さの少なくとも一部に形成された切欠
き溝であることを特徴とするマイクロデバイスの製造方
法にある。

【００５９】かかる第２４の態様では、金属膜の切欠き
溝で容易に切断される。

【００６０】本発明の第２５の態様は、第１６〜２４の
何れかの態様において、前記貫通孔となる部分の前記多
層膜を押圧することにより前記開口を形成することを特
徴とするマイクロデバイスの製造方法にある。

【００６１】かかる第２５の態様では、押圧で開口を形
成することにより、脆弱部に沿って多層膜がめくれ上が
り、所望の形状の貫通孔が得られる。

【００６２】本発明の第２６の態様は、第２５の態様に
おいて、前記押圧を前記貫通部側から行うことを特徴と
するマイクロデバイスの製造方法にある。

【００６３】かかる第２６の態様では、貫通部側から押
圧を行うことで、多層膜が貫通孔の外部にめくれ上が
り、貫通孔を確実に形成できる。

【００６４】本発明の第２７の態様は、第２５又は２６
の態様において、前記押圧の前に前記脆弱切断部の少な
くとも一部に亀裂を生じさせることを特徴とするマイク
ロデバイスの製造方法にある。

【００６５】かかる第２７の態様では、脆弱部の一部に
亀裂が生じた結果、容易に貫通孔が形成できる。

【００６６】本発明の第２８の態様は、第１６〜２７の
何れかの態様において、前記脆弱部は、前記貫通孔とな
る部分を囲むと共に前記多層膜の周囲より全体の膜厚が
薄い帯状の薄膜部を含むことを特徴とするマイクロデバ
イスの製造方法にある。

【００６７】かかる第２８の態様では、多層膜が薄膜部
の外側まで剥離されることがない。

【００６８】本発明の第２９の態様は、第２８の態様に
おいて、前記脆弱部を形成するステップは、前記薄膜部
と、この薄膜部より全体として膜厚が厚く且つ前記貫通
孔となる部分を覆う蓋部とを形成するステップを含み、
前記貫通部を形成後、前記貫通孔が前記蓋部を除去する
ことにより形成されることを特徴とするマイクロデバイ
スの製造方法にある。

【００６９】かかる第２９の態様では、貫通孔のエッチ
ングの際には、蓋部によりエッチング漏れが防止され、
エッチング後の蓋部の除去の際には、貫通孔周辺部に薄
膜部があるので、除去が簡便且つ確実に行える。

【００７０】本発明の第３０の態様は、第２９の態様に
おいて、前記薄膜部の少なくとも外縁部が前記貫通孔と
なる部分を囲んでいることを特徴とするマイクロデバイ
スの製造方法にある。

【００７１】かかる第３０の態様では、薄膜部の少なく
とも外縁部が貫通孔となる部分を囲んでいるため、薄膜
部内縁部は貫通孔内に対向する位置にあってもよい。

【００７２】本発明の第３１の態様は、第２９又は３０
の態様において、前記蓋部の除去を吸引又は吹飛ばしな
がら物理的に行うことを特徴とするマイクロデバイスの
製造方法にある。

【００７３】かかる第３１の態様では、エッチング後、
蓋部を物理的に除去する際、剥離部等が吸引により除去
される。

【００７４】本発明の第３２の態様は、第２９〜３１の
何れかの態様において、前記蓋部の除去を機械的加工又
はレーザ加工により行うことを特徴とするマイクロデバ
イスの製造方法にある。

【００７５】かかる第３２の態様では、エッチング後の
蓋部の除去を針等により、又はレーザ照射により簡便に
行い、その際、薄膜部によりその周囲の膜への悪影響が
防止される。

【００７６】本発明の第３３の態様は、第２９〜３１の
何れかの態様において、前記蓋部の除去をエッチングに
より行うことを特徴とするマイクロデバイスの製造方法
にある。

【００７７】かかる第３３の態様では、エッチング後の
蓋部の除去をエッチングにより確実に行い、その際、薄
膜部によりオーバーエッチングによる周囲の膜への影響
が防止される。

【００７８】本発明の第３４の態様は、第１６〜３３の
何れかの態様において、前記基板がシリコン単結晶基板
であり、前記多層膜構造が成膜及びリソグラフィ法によ
り形成されることを特徴とするマイクロデバイスの製造
方法にある。

【００７９】かかる第３４の態様では、シリコン単結晶
基板の異方性エッチングにより貫通孔が形成でき、その
際のエッチング及び開口作業等を簡便且つ確実に行うこ
とができる。

【００８０】本発明の第３５の態様は、第１６〜３４の
何れかの態様のマイクロデバイスの製造方法によるイン
クジェット式記録ヘッドの製造方法であり、前記マイク
ロデバイスは、ノズル開口に連通する圧力発生室が前記
基板に形成され、前記基板の一方面に前記能動板として
前記圧力発生室に対応する弾性膜及又は下電極からなる
振動板と、前記能動板駆動部として下電極、圧電体層、
上電極からなる圧電素子とを多層構造として具備するも
のであることを特徴とするインクジェット式記録ヘッド
の製造方法にある。

【００８１】かかる第３５の態様では、インクジェット
式記録ヘッドの流路形成基板に形成する基準孔等の貫通
孔の形成を確実且つ簡便に行うことができる。

【００８２】本発明の第３６の態様は、第３５の態様に
おいて、前記蓋部が前記振動板と、前記能動板駆動部と
しての下電極、前記圧電体層及び前記上電極の少なくと
も一層とからなり、前記脆弱部が前記振動板からなるこ
とを特徴とするインクジェット式記録ヘッドの製造方法
にある。

【００８３】かかる第３６の態様では、振動板によりエ
ッチングの際の漏れが確実に防止され、また、開口作業
を簡便且つ確実に行うことができる。

【００８４】本発明の第３７の態様は、第３５の態様に
おいて、前記蓋部が少なくとも前記振動板からなり、前
記脆弱部が前記振動板の厚さ方向の一部を除去したもの
であることを特徴とするインクジェット式記録ヘッドの
製造方法にある。

【００８５】かかる第３７の態様では、脆弱部の膜が薄
いので、エッチング後の膜の切断又は除去を簡便且つ確
実に行うことができる。

【００８６】本発明の第３８の態様は、第３５の態様に
おいて、前記蓋部が少なくとも前記振動板からなり、前
記脆弱部が前記弾性膜からなることを特徴とするインク
ジェット式記録ヘッドの製造方法にある。

【００８７】かかる第３８の態様では、脆弱部の膜が非
常に薄いので、エッチング後の膜の切断又は除去を非常
に簡便且つ確実に行うことができる。

【００８８】本発明の第３９の態様は、第３５の態様に
おいて、前記蓋部が前記弾性膜からなり、前記脆弱部が
前記弾性膜の厚さ方向の一部を除去したものであること
を特徴とするインクジェット式記録ヘッドの製造方法に
ある。

【００８９】かかる第３９の態様では、脆弱部の膜が非
常に薄いか全くないので、エッチング後の膜の切断又は
除去を非常に簡便且つ確実に行うことができる。

【００９０】

【発明の実施の形態】以下に本発明を実施形態に基づい
て詳細に説明する。

【００９１】（実施形態１）図１は、本発明の実施形態
に係るインクジェット式記録ヘッドを示す分解斜視図で
あり、図２（ａ）及び（ｂ）は、その１つの圧力発生室
の長手方向及びそれに交差する方向におけるそれぞれの
断面構造を示す図である。

【００９２】図示するように、流路形成基板１０は、本
実施形態では面方位（１１０）のシリコン単結晶基板か
らなる。流路形成基板１０としては、通常、１５０〜３
００μｍ程度の厚さのものが用いられ、望ましくは１８
０〜２８０μｍ程度、より望ましくは２２０μｍ程度の
厚さのものが好適である。これは、隣接する圧力発生室
間の隔壁の剛性を保ちつつ、配列密度を高くできるから
である。

【００９３】流路形成基板１０の一方の面は開口面とな
り、他方の面には予め熱酸化により形成した二酸化シリ
コンからなる、厚さ０．１〜２μｍの弾性膜５０が形成
されている。

【００９４】一方、流路形成基板１０の開口面には、シ
リコン単結晶基板を異方性エッチングすることにより、
複数の隔壁１１により区画された圧力発生室１２の列１
３が２列と、２列の圧力発生室１２の三方を囲むように
略コ字状に配置されたリザーバ１４と、各圧力発生室１
２とリザーバ１４とを一定の流体抵抗で連通するインク
供給口１５がそれぞれ形成されている。なお、リザーバ
１４の略中央部には、外部から当該リザーバ１４にイン
クを供給するためのインク導入口１６が形成されてい
る。

【００９５】ここで、異方性エッチングは、シリコン単
結晶基板をＫＯＨ等のアルカリ溶液に浸漬すると、徐々
に侵食されて（１１０）面に垂直な第１の（１１１）面
と、この第１の（１１１）面と約７０度の角度をなし且
つ上記（１１０）面と約３５度の角度をなす第２の（１
１１）面とが出現し、（１１０）面のエッチングレート
と比較して（１１１）面のエッチングレートが約１／１
８０であるという性質を利用して行われるものである。
かかる異方性エッチングにより、二つの第１の（１１
１）面と斜めの二つの第２の（１１１）面とで形成され
る平行四辺形状の深さ加工を基本として精密加工を行う
ことができ、圧力発生室１２を高密度に配列することが
できる。

【００９６】本実施形態では、各圧力発生室１２の長辺
を第１の（１１１）面で、短辺を第２の（１１１）面で
形成している。この圧力発生室１２は、流路形成基板１
０をほぼ貫通して弾性膜５０に達するまでエッチングす
ることにより形成されている。ここで、弾性膜５０は、
シリコン単結晶基板をエッチングするアルカリ溶液に侵
される量がきわめて小さい。また各圧力発生室１２の一
端に連通する各インク供給口１５は、圧力発生室１２よ
り浅く形成されている。すなわち、インク供給口１５
は、シリコン単結晶基板を厚さ方向に途中までエッチン
グ（ハーフエッチング）することにより形成されてい
る。なお、ハーフエッチングは、エッチング時間の調整
により行われる。

【００９７】なお、流路形成基板１０の対角線上の二つ
の隅部には、流路形成基板１０の位置合わせのための基
準孔３０が形成されている。

【００９８】また、流路形成基板１０の開口面側には、
各圧力発生室１２のインク供給口１５とは反対側で連通
するノズル開口１７が穿設されたノズルプレート１８が
接着剤や熱溶着フィルム等を介して固着されている。な
お、ノズルプレート１８は、厚さが例えば、０．１〜１
ｍｍで、線膨張係数が３００℃以下で、例えば２．５〜
４．５［×１０^-6／℃］であるガラスセラミックス、又
は不錆鋼などからなる。ノズルプレート１８は、一方の
面で流路形成基板１０の一面を全面的に覆い、シリコン
単結晶基板を衝撃や外力から保護する補強板の役目も果
たす。なお、ノズルプレート１８には、流路形成基板１
０の基準孔３０に対応する位置に基準孔１９が形成され
ている。

【００９９】ここで、インク滴吐出圧力をインクに与え
る圧力発生室１２の大きさと、インク滴を吐出するノズ
ル開口１７の大きさとは、吐出するインク滴の量、吐出
スピード、吐出周波数に応じて最適化される。例えば、
１インチ当たり３６０個のインク滴を記録する場合、ノ
ズル開口１７は数十μｍの径で精度よく形成する必要が
ある。

【０１００】一方、流路形成基板１０の開口面とは反対
側の弾性膜５０の上には、厚さが例えば、約０．５μｍ
の下電極膜６０と、厚さが例えば、約１μｍの圧電体膜
７０と、厚さが例えば、約０．１μｍの上電極膜８０と
が、後述するプロセスで積層形成されて、圧電素子３０
０を構成している。ここで、圧電素子３００は、下電極
膜６０、圧電体膜７０、及び上電極膜８０を含む部分を
いう。一般的には、圧電素子３００の何れか一方の電極
を共通電極とし、他方の電極及び圧電体膜７０を各圧力
発生室１２毎にパターニングして構成する。そして、こ
こではパターニングされた何れか一方の電極及び圧電体
膜７０から構成され、両電極への電圧の印加により圧電
歪みが生じる部分を圧電体能動部３２０という。本実施
形態では、下電極膜６０は圧電素子３００の共通電極と
し、上電極膜８０を圧電素子３００の個別電極としてい
るが、駆動回路や配線の都合でこれを逆にしても支障は
ない。何れの場合においても、各圧力発生室毎に圧電体
能動部が形成されていることになる。また、ここでは、
圧電素子３００と当該圧電素子３００の駆動により変位
が生じる振動板とを合わせて圧電アクチュエータと称す
る。なお、上述した例では、弾性膜５０及び下電極膜６
０が振動板として作用するが、下電極膜が弾性膜を兼ね
るようにしてもよい。

【０１０１】そして、このような流路形成基板１０及び
ノズルプレート１８は、これらを保持する凹部を有する
固定部材２０に固定される。なお、固定部材２０にも、
流路形成基板１０の基準孔３０と対応する位置に基準孔
２０ａが形成されている。

【０１０２】ここで、シリコン単結晶基板からなる流路
形成基板１０上に、圧電体膜７０等を形成するプロセス
を図３及び図４を参照しながら説明する。

【０１０３】図３（ａ）に示すように、まず、流路形成
基板１０となるシリコン単結晶基板のウェハを約１１０
０℃の拡散炉で熱酸化して二酸化シリコンからなる弾性
膜５０を形成する。

【０１０４】次に、図３（ｂ）に示すように、スパッタ
リングで下電極膜６０を形成する。下電極膜６０の材料
としては、Ｐｔ等が好適である。これは、スパッタリン
グ法やゾル−ゲル法で成膜する後述の圧電体膜７０は、
成膜後に大気雰囲気下又は酸素雰囲気下で６００〜１０
００℃程度の温度で焼成して結晶化させる必要があるか
らである。すなわち、下電極膜６０の材料は、このよう
な高温、酸化雰囲気下で導電性を保持できなければなら
ず、殊に、圧電体膜７０としてＰＺＴを用いた場合に
は、ＰｂＯの拡散による導電性の変化が少ないことが望
ましく、これらの理由からＰｔが好適である。

【０１０５】次に、図３（ｃ）に示すように、圧電体膜
７０を成膜する。この圧電体膜７０の成膜にはスパッタ
リング法を用いることもできるが、本実施形態では、金
属有機物を溶媒に溶解・分散したいわゆるゾルを塗布乾
燥してゲル化し、さらに高温で焼成することで金属酸化
物からなる圧電体膜７０を得る、いわゆるゾル−ゲル法
を用いている。圧電体膜７０の材料としては、チタン酸
ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系の材料がインクジェット式記
録ヘッドに使用する場合には好適である。

【０１０６】次に、図３（ｄ）に示すように、上電極膜
８０を成膜する。上電極膜８０は、導電性の高い材料で
あればよく、Ａｌ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｐｔ等の多くの金属
や、導電性酸化物等を使用できる。本実施形態では、Ｐ
ｔをスパッタリングにより成膜している。

【０１０７】次に、図３（ｅ）に示すように、各圧力発
生室１２それぞれに対して圧電素子を配設するように、
上電極膜８０及び圧電体膜７０のパターニングを行う。
図３（ｅ）では圧電体膜７０を上電極膜８０と同一のパ
ターンでパターニングを行った場合を示しているが、上
述したように、圧電体膜７０は必ずしもパターニングを
行う必要はない。これは、上電極膜８０のパターンを個
別電極として電圧を印加した場合、電界はそれぞれの上
電極膜８０と、共通電極である下電極膜６０との間にか
かるのみで、その他の部位には何ら影響を与えないため
である。しかしながら、この場合には、同一の排除体積
を得るためには大きな電圧印加が必要となるため、圧電
体膜７０もパターニングするのが好ましい。また、この
後、下電極膜６０をパターニングして不要な部分を除去
する。

【０１０８】ここで、パターニングには、レジストパタ
ーンを形成した後、エッチング等を行うことにより実施
する。

【０１０９】レジストパターンは、例えば、ネガレジス
トをスピンコートなどにより塗布し、所定形状のマスク
を用いて露光・現像・ベークを行うことにより形成す
る。なお、勿論、ネガレジストの代わりにポジレジスト
を用いてもよい。

【０１１０】また、エッチングは、ドライエッチング装
置、例えば、イオンミリング装置を用いて二酸化シリコ
ンからなる弾性膜５０が露出するまで行う。なお、エッ
チング後には、レジストパターンをアッシング装置等を
用いて除去する。

【０１１１】また、ドライエッチング法としては、イオ
ンミリング法以外に、反応性エッチング法等を用いても
よい。また、ドライエッチングの代わりにウェットエッ
チングを用いることも可能であるが、ドライエッチング
法と比較してパターニング精度が多少劣り、上電極膜８
０の材料も制限されるので、ドライエッチングを用いる
のが好ましい。

【０１１２】次いで、図４（ａ）に示すように、上電極
膜８０の周縁部及び圧電体膜７０の側面を覆うように絶
縁体層９０を形成する。この絶縁体層９０の材料は、本
実施形態ではネガ型の感光性ポリイミドを用いている。

【０１１３】次に、図４（ｂ）に示すように、絶縁体層
９０をパターニングすることにより、各連通部１４に対
向する部分にコンタクトホール９０ａを形成する。この
コンタクトホール９０ａは、後述するリード電極１００
と上電極膜８０との接続をするためのものである。

【０１１４】次に、例えば、Ｃｒ−Ａｕなどの導電体を
全面に成膜した後、パターニングすることにより、リー
ド電極１００を形成する。

【０１１５】以上が膜形成プロセスである。このように
して膜形成を行った後、図４（ｃ）に示すように、前述
したアルカリ溶液によるシリコン単結晶基板の異方性エ
ッチングを行い、圧力発生室１２等を形成する。なお、
以上説明した一連の膜形成及び異方性エッチングは、一
枚のウェハ上に多数のチップを同時に形成し、プロセス
終了後、図１に示すような一つのチップサイズの流路形
成基板１０毎に分割する。

【０１１６】ここで、異方性エッチング処理により、圧
力発生室１２と共に、上述したインク導入口１６、基準
孔３０、並びに各チップに分離するためにチップ間に形
成される分離孔などの貫通孔が同時に形成されるが、本
実施形態では、後述する工程で、多層膜の貫通孔となる
部分に他の部分より脆性の低い切欠き部を設けることに
より、エッチング後の貫通作業を簡便且つ確実に行える
ようにしている。

【０１１７】例えば、基準孔３０となる部分を覆う多層
膜４０に、所定形状の切欠き部４１を上述した膜形成プ
ロセスで一緒に形成する。

【０１１８】すなわち、図５（ａ）に示すように、ま
ず、流路形成基板１０上に多層膜４０を形成する。この
多層膜４０は、本実施形態では、下層が、圧縮方向の面
内応力を有する、例えば、酸化シリコン等で形成される
弾性膜５０であり、上層が、引っ張り方向の面内応力を
有する、例えば、プラチナ等で形成される下電極膜６０
である。このとき、多層膜４０全体としては、引っ張り
方向の応力を有するように形成する。

【０１１９】次いで、図５（ｂ）に示すように、所定パ
ターンの切欠き部４１をエッチング等により形成する。
この切欠き部４１は、本実施形態では、図６（ａ）に示
すように、略六角形の基準孔３０の互いに対向する二辺
を残した四つの辺、及びそれらを繋ぐ一本の対角線上
に、全体として、略Ｈ字状に形成されている。この切り
欠き部４１のパターンは、特に限定されず、例えば、図
６（ｂ）に示すように、略六角形の基準孔３０の三本の
対角線上に形成するようにしてもよい。すなわち、切欠
き部４１に沿って切断された場合には、多層膜４０の一
部は切断されておらず、且つその切断線に沿って、多層
膜４０がめくれ上がった場合に、基準ピン等が当接する
縁が完全に露出するようなパターンとする。

【０１２０】また、切欠き部４１の大きさは、特に限定
されないが、下電極膜６０の厚さ方向の少なくとも一部
まで形成されることが好ましい。また、切欠き部４１の
形状も、特に限定されず、本実施形態では、断面略Ｖ字
状の溝としたが、例えば、断面が半円、又は矩形の凹溝
としてもよい。

【０１２１】次いで、図５（ｃ）に示すように、この状
態で、基準孔３０のエッチングを行い、図５（ｄ）に示
すように、多層膜４０の基準孔３０に対応する部分を貫
通することにより、基準孔３０を開口する。

【０１２２】この多層膜４０の貫通工程は、例えば、基
準孔３０側から機械的に押圧を加えたり、又は、切欠き
部４１の一部をレーザ光の照射等で切断したり、切欠き
部４１の一部を切断した後、基準孔３０側から押圧した
りすることにより、多層膜４０が内部の引っ張り応力に
より上方にめくれあがることを利用して行う。

【０１２３】このような貫通作業において、多層膜４０
は、前述のように、少なくとも一部に切欠き部４１が形
成されていない部分を有するため、切断片が飛散するこ
とがない。また、基準孔３０に基準ピン４９等を嵌合す
る際に、図７に示すように、基準ピン４９等が当接する
縁線に沿って、多層膜４０が確実にめくれあがるので、
多層膜４０が基準ピン４９等と縁との当接部Ｐ１〜Ｐ４
に挟み込まれることがなく、基準ピン４９等を確実に嵌
合することができる。

【０１２４】以上、基準孔３０について述べたが、イン
ク導入口１６などその他の貫通孔についても同様に行う
ことができる。

【０１２５】このように構成したインクジェットヘッド
は、図示しない外部インク供給手段と接続したインク導
入口１６からインクを取り込み、リザーバ１４からノズ
ル開口１７に至るまで内部をインクで満たした後、図示
しない外部の駆動回路からの記録信号に従い、リード電
極１００を介して下電極膜６０と上電極膜８０との間に
電圧を印加し、弾性膜５０と圧電体膜６０とをたわみ変
形させることにより、圧力発生室１２内の圧力が高まり
ノズル開口１７からインク滴が吐出する。

【０１２６】（実施形態２）図８に、実施形態２に係る
インクジェット式記録ヘッドの要部断面を示す。

【０１２７】本実施形態は、下電極膜６０の上部に、さ
らに絶縁体層を形成した以外は、上述の実施形態と同様
である。

【０１２８】すなわち、本実施形態においても、上述の
実施形態と同様に、まず、圧縮応力を有する弾性膜５０
及び引っ張り応力を有する下電極膜６０を形成し、流路
形成基板１０の基準孔３０を覆う部分に、所定形状の切
欠き部４１をエッチング等により形成する。

【０１２９】次いで、図８に示すように、下電極膜６０
の上部に、絶縁体層９０を形成し、弾性膜５０、下電極
膜６０、及び絶縁体層９０で多層膜４０Ａを構成する。
このとき、絶縁体層９０は、切欠き部４１に対向する部
分では、その形状に沿って成膜されるため、切欠き部４
１は維持される。

【０１３０】この絶縁体層９０は、例えば、ポリイミド
等の引っ張り方向の応力を有する材料で形成される。こ
の際、上述の実施形態と同様に、本実施形態において
も、多層膜４０Ａ全体としては、引っ張り応力を有する
ことが必要である。

【０１３１】また、本実施形態では、切欠き部４１を形
成後に絶縁体層９０を成膜したが、下電極膜６０上に絶
縁体層９０を成膜後、全体に切欠き部を形成してもよ
い。

【０１３２】その後は、上述の実施形態と同様に、基準
孔３０のエッチングを行い、多層膜４０Ａの基準孔３０
に対応する部分を貫通して、基準孔３０を開口する。

【０１３３】これにより、多層膜４０Ａは、全体とし
て、さらに強い引っ張り応力を有するため、基準孔３０
の貫通作業において、多層膜４０Ａは確実にめくれあが
る。

【０１３４】なお、多層膜は、上述の実施形態に限られ
ず、多層膜全体として、引っ張り方向の応力を有してい
ればよく、例えば、下電極膜６０上に圧電体膜７０及び
上電極膜８０が形成されていてもよい。また、この場
合、切欠き部４１は、少なくとも下電極膜６０の厚さ方
向の一部が切り欠かれていればよく、例えば、切欠き部
４１を形成した後、下電極膜６０上に膜を形成するよう
にしてもよいし、膜を形成した後に下電極膜６０まで届
く切欠き部を形成するようにしてもよい。

【０１３５】（実施形態３）図９は、実施形態３に係る
インクジェット式記録ヘッドの要部平面図であり、図１
０は、図９のＡ−Ａ’断面図である。

【０１３６】本実施形態は、切り欠き部４１を形成する
代りに、基準孔３０を囲むと共に周囲より全体の膜厚が
他の部分よりも薄い薄膜部４２と、この薄膜部よりも全
体として膜厚が厚く、基準孔３０となる部分を覆う蓋部
４３とを設けた例である。

【０１３７】すなわち、図９及び図１０（ａ）に示すよ
うに、例えば、基準孔３０となる部分を覆う蓋部４３及
び蓋部４３を囲む帯状の薄膜部４２を、上述した膜形成
プロセスで一緒に形成し、図１０（ｂ）に示すように、
この状態で基準孔３０のエッチングを行う。その後、図
１０（ｃ）に示すように、蓋部４３の基準孔３０に対応
する部分を除去することにより、基準孔３０を形成す
る。この際、本実施形態では、薄膜部４２と基準孔３０
との間に厚膜部４３ａが残存している。これは、基準孔
３０に対向する部分の膜除去が理想的に行われたためで
あり、膜除去の状態によっては、基準孔３０の周囲には
膜除去部が形成される場合もある。

【０１３８】この例では、蓋部４３を弾性膜５０及び下
電極膜６０とし、薄膜部４２を弾性膜５０のみとしてい
る。したがって、弾性膜５０に欠陥があっても、エッチ
ングの際にエッチングガスまたはエッチング液が反対側
に侵入することがない。

【０１３９】また、蓋部４３の除去工程は、針等で機械
的に穿孔するあるいはレーザ光を照射するなどの物理的
手段により行うことができる。なお、この除去工程は、
蓋部４３の残骸を吸引あるいは吹飛ばすことにより除去
しながら行うことが好ましい。もちろん、薄膜部４２又
は、薄膜部４２の周囲の厚膜部４４を押えるような凹形
状の蓋をして、吸引あるいは吹飛ばすことにより蓋部４
３を除去してもよい。

【０１４０】このような除去作業において、蓋部４３の
周囲に薄膜部４２を有するので、蓋部４３のみが容易に
除去でき、また、その後、例えば、実装工程などにおい
て、薄膜部４２の周囲の厚膜部４４の膜剥離が生じる虞
がない。

【０１４１】なお、薄膜部４２は、少なくともその外縁
が基準孔３０の開口外縁より外側に位置すればよい。し
たがって、薄膜部４２の内縁が基準孔３０に対向する位
置にあってもよく、この場合には、基準孔３０を覆う膜
を除去した場合、その周囲には薄膜部４２が存在するこ
とになる。

【０１４２】また、蓋部４３の除去工程は、エッチング
により行ってもよい。この際、薄膜部４２の存在により
オーバーエッチングによる膜剥離を防止することがで
き、蓋部４３のみを確実に除去することができる。

【０１４３】以上、基準孔３０について述べたが、イン
ク導入口１６などその他の貫通孔についても同様に行う
ことができる。

【０１４４】なお、本実施形態では、切り欠き部４１の
代りに、薄膜部４２及び蓋部４３を設けるようにした
が、これに限定されず、勿論、これらを組合わせて設け
るようにしてもよい。例えば、図１１に示すように、薄
膜部４２を切り欠き部４１の外側で基準孔３０を囲んで
設けられ、切り欠き部４１が蓋部４３上に設けられるよ
うにしてもよい。このような構成では、切り欠き部４１
によって、めくれ上がった多層膜４０が、多層膜４０が
薄膜部４２の外側まで剥離することがなく、必要以上に
剥離するのを防止することができる。

【０１４５】（実施形態４）実施形態４に係るインクジ
ェット式記録ヘッドの要部断面を図１２に示す。

【０１４６】本実施形態は、蓋部及び薄膜部の構造を変
更した以外は、実施形態３と同様である。

【０１４７】本実施形態では、図１２に示すように、蓋
部４３Ａを弾性膜５０、下電極膜６０、圧電体膜７０及
び上電極膜８０で形成し、薄膜部４２Ａを弾性膜５０及
び下電極膜６０で形成するようにした。

【０１４８】従って、エッチングの際に膜欠陥による漏
れが確実に回避できる（図１２（ａ）及び（ｂ））。ま
た、蓋部４３Ａの周囲に帯状の薄膜部４２Ａを有するの
で、蓋部４３Ａの除去の際に蓋部４３Ａのみが簡便且つ
確実に除去でき、その周囲の厚膜部４４Ａに膜剥離等の
影響がでることがない。

【０１４９】ここで、図１２（ｃ）は、機械的加工によ
り蓋部４３Ａを除去し、蓋部４３Ａ全体が除去された状
態を示しており、蓋部４３Ａ除去後には、基準孔３０の
周囲に膜除去部４３が存在し、その周囲に薄膜部４２Ａ
が形成されている。

【０１５０】なお、蓋部４１Ａの除去はエッチングによ
り行ってもよく、エッチングによっても、薄膜部４２を
有するので、オーバーエッチングによる膜剥離を防止す
ることができる。

【０１５１】（実施形態５）実施形態５に係るインクジ
ェット式記録ヘッドの要部断面を図１３に示す。

【０１５２】本実施形態は、蓋部及び薄膜部の構造を変
更した以外は、実施形態３と同様である。

【０１５３】本実施形態では、図１３に示すように、蓋
部４３Ｂを弾性膜５０及び下電極膜６０で形成し、薄膜
部４２Ｂを全部の膜を除去した膜除去部とした。

【０１５４】この場合、蓋部４３Ｂによりエッチングの
際の漏れが確実に防止できる。また、蓋部４３Ｂの周囲
に帯状の薄膜部４２Ｂが形成されているので、蓋部４３
Ｂの除去を簡便且つ確実に行うことができ、その周囲の
厚膜部４４Ｂに膜剥離等の影響がでることがない。

【０１５５】なお、蓋部４３Ｂの除去は、物理的に行っ
ても、エッチングによって行ってもよい。

【０１５６】（実施形態６）実施形態６に係るインクジ
ェット式記録ヘッドの要部断面を図１４に示す。

【０１５７】本実施形態は、蓋部及び薄膜部の構造を変
更した以外は、実施形態３と同様である。

【０１５８】本実施形態では、図１４に示すよう、蓋部
４３Ｃを弾性膜５０のみで形成し、薄膜部４２Ｃを弾性
膜５０の厚みの一部を除去したものとした。

【０１５９】この場合、弾性膜５０を、膜欠陥がないよ
うに応力のコントロールを行って形成し、必要に応じて
厚めに形成するようにする。この場合、蓋部４３Ｃの周
囲に帯状の薄膜部４２Ｃが形成されているので、蓋部４
３Ｃの除去を簡便且つ確実に行うことができ、その周囲
の厚膜部４４Ｃに膜剥離等の影響がでることが確実に回
避できる。

【０１６０】なお、蓋部４３Ｃの除去は、物理的に行っ
ても、エッチングによって行ってもよい。

【０１６１】また、図１４（ｃ）は、機械的加工により
蓋部４３Ｃを除去した状態を示しているが、エッチング
によっても、薄膜部４２Ｃを有するので、オーバーエッ
チングすることなく蓋部４３Ｃのみを除去することがで
きる。

【０１６２】さらに、薄膜部４２Ｃは、弾性膜５０を全
て除去した膜除去部としてもよい。

【０１６３】（他の実施形態）以上、本発明の実施形態
を説明したが、インクジェット式記録ヘッドの基本的構
成は上述したものに限定されるものではない。

【０１６４】例えば、上述した実施形態では、流路形成
基板１０に圧力発生室１２と共にリザーバ１４を形成し
ているが、共通インク室を形成する部材を流路形成基板
に重ねて設けてもよい。

【０１６５】さらに、上述した各実施形態では、上電極
膜とリード電極との接続部は、何れの場所に設けてもよ
く、圧力発生室の何れの端部でも又は中央部であっても
よい。

【０１６６】また、上述の実施形態では、圧電素子とリ
ード電極との間に絶縁体層を設けた例を説明したが、こ
れに限定されず、例えば、絶縁体層を設けないで、各上
電極に異方性導電膜を熱溶着し、この異方性導電膜をリ
ード電極と接続したり、その他、ワイヤボンディング等
の各種ボンディング技術を用いて接続したりする構成と
してもよい。

【０１６７】このように、本発明は、その趣旨に反しな
い限り、種々の構造のインクジェット式記録ヘッドの
他、他のマイクロセンサ等のマイクロデバイスに応用す
ることができる。

【０１６８】また、これら各実施形態のインクジェット
式記録ヘッドは、インクカートリッジ等と連通するイン
ク流路を具備する記録ヘッドユニットの一部を構成し
て、インクジェット式記録装置に搭載される。図１５
は、そのインクジェット式記録装置の一例を示す概略図
である。

【０１６９】図１５に示すように、インクジェット式記
録ヘッドを有する記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂは、
インク供給手段を構成するカートリッジ２Ａ及び２Ｂが
着脱可能に設けられ、この記録ヘッドユニット１Ａ及び
１Ｂを搭載したキャリッジ３は、装置本体４に取り付け
られたキャリッジ軸５に軸方向移動自在に設けられてい
る。この記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂは、例えば、
それぞれブラックインク組成物及びカラーインク組成物
を吐出するものとしている。

【０１７０】そして、駆動モータ６の駆動力が図示しな
い複数の歯車およびタイミングベルト７を介してキャリ
ッジ３に伝達されることで、記録ヘッドユニット１Ａ及
び１Ｂを搭載したキャリッジ３はキャリッジ軸５に沿っ
て移動される。一方、装置本体４にはキャリッジ３に沿
ってプラテン８が設けられている。このプラテン８は図
示しない紙送りモータの駆動力により回転できるように
なっており、給紙ローラなどにより給紙された紙等の記
録媒体である記録シートＳがプラテン８に巻き掛けられ
て搬送されるようになっている。

【０１７１】

【発明の効果】以上説明したように本発明においては、
貫通孔を覆う部分を全体として、内部に引っ張り応力を
有する多層膜を形成し、基板に貫通孔をエッチングで形
成する際に、切欠き部を設けたことにより、エッチング
後の多層膜を容易に且つ確実に貫通することができ、膜
の飛散等を防止し、貫通孔に基準ピン等を正確に嵌合す
ることができる。

【０１７２】また、基板に貫通孔をエッチングで形成す
る際に、蓋部及びこれを囲む薄膜部を設けることによ
り、エッチングの際の漏れが防止できると共に、エッチ
ング後の蓋部の除去を簡便且つ確実に行うことができる
という効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１に係るインクジェット式記
録ヘッドの分解斜視図である。

【図２】本発明の実施形態１に係るインクジェット式記
録ヘッドを示す断面図である。

【図３】本発明の実施形態１の薄膜製造工程を示す断面
図である。

【図４】本発明の実施形態１の薄膜製造工程を示す断面
図である。

【図５】本発明の実施形態１の要部基準孔の形成工程を
示す断面図である。

【図６】本発明の実施形態１の要部を示す平面図であ
る。

【図７】本発明の実施形態１の要部を示す平面図であ
る。

【図８】本発明の実施形態２の要部を示す断面図であ
る。

【図９】本発明の実施形態３の要部を示す平面図であ
る。

【図１０】図９のＡ−Ａ’断面図である。

【図１１】本発明の実施形態３の他の例を示す平面図で
ある。

【図１２】本発明の実施形態４の要部を示す断面図であ
る。

【図１３】本発明の実施形態５の要部を示す断面図であ
る。

【図１４】本発明の実施形態６の要部を示す断面図であ
る。

【図１５】本発明の一実施形態に係るインクジェット式
記録装置の概略を示す斜視図である。

【符号の説明】

１０流路形成基板１２圧力発生室１７ノズル開口３０基準孔４０多層膜４１切り欠き部４２薄膜部４３蓋部４４厚膜部５０弾性膜６０下電極膜７０圧電体膜８０上電極膜９０絶縁体層１００リード電極３００圧電素子３２０圧電体能動部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板の一方面に能動板と当該能動板を駆
動する能動板駆動部とを構成する多層膜構造を有するマ
イクロデバイスにおいて、前記基板を貫通する貫通孔と、前記多層膜の前記貫通孔
となる部分の周縁又は当該貫通孔となる部分を横断して
設けられ且つ他の部分よりも相対的に厚さの薄い脆弱部
とを具備することを特徴とするマイクロデバイス。
【請求項２】請求項１において、前記貫通孔となる部
分を覆う前記多層膜は、少なくとも上層に引っ張り方向
の面内応力を有する膜を有して当該多層膜全体の面内応
力が引っ張り方向となるものであり、前記脆弱部は、前記多層膜の前記貫通孔となる部分の縁
部に沿って又は当該貫通孔となる部分を横断して設けら
れて且つ他の部分よりも相対的に脆性の低い脆弱切断部
を含むことを特徴とするマイクロデバイス。
【請求項３】請求項２において、前記脆弱切断部が帯
状に形成されていることを特徴とするマイクロデバイ
ス。
【請求項４】請求項２又は３において、前記脆弱切断
部が、前記多層膜の少なくとも一層に形成された切欠き
溝であることを特徴とするマイクロデバイス。
【請求項５】請求項２〜４の何れかにおいて、前記多
層膜が、圧縮応力を有する酸化シリコン膜と、この酸化
シリコン膜上に形成されて引っ張り応力を有する金属膜
とを有することを特徴とするマイクロデバイス。
【請求項６】請求項５において、前記多層膜が、さら
に、引っ張り応力を有する絶縁体層を上層に有すること
を特徴とするマイクロデバイス。
【請求項７】請求項５又は６において、前記脆弱切断
部が、前記多層膜の少なくとも金属膜の厚さの少なくと
も一部に形成された切欠き溝であることを特徴とするマ
イクロデバイス。
【請求項８】請求項１〜７の何れかにおいて、前記脆
弱部は、前記貫通孔となる部分を囲むと共に前記多層膜
の周囲より全体の膜厚が薄い帯状の薄膜部を含むことを
特徴とするマイクロデバイス。
【請求項９】請求項８において、さらに、前記薄膜部
の内側に当該薄膜部より相対的に厚い膜厚を有する厚膜
部を有することを特徴とするマイクロデバイス。
【請求項１０】請求項１〜９の何れかのマイクロデバ
イスを備えたインクジェット式記録ヘッドであり、前記マイクロデバイスは、ノズル開口に連通する圧力発
生室が前記基板に形成され、前記基板の一方面に前記能
動板として前記圧力発生室に対応する弾性膜又は下電極
からなる振動板と、前記能動板駆動部として下電極、圧
電体層、上電極からなる圧電素子とを多層構造として具
備するものであることを特徴とするインクジェット式記
録ヘッド。
【請求項１１】請求項１０において、前記脆弱部が、
前記振動板からなることを特徴とするインクジェット式
記録ヘッド。
【請求項１２】請求項１０において、前記脆弱部が、
前記振動板の厚さ方向の一部を除去したものであること
を特徴とするインクジェット式記録ヘッド。
【請求項１３】請求項１０において、前記脆弱部が、
前記弾性膜からなることを特徴とするインクジェット式
記録ヘッド。
【請求項１４】請求項１０において、前記脆弱部が、
前記弾性膜の厚さ方向の一部を除去したものであること
を特徴とするインクジェット式記録ヘッド。
【請求項１５】請求項１０〜１４の何れかのインクジ
ェット式記録ヘッドを具備することを特徴とするインク
ジェット式記録装置。
【請求項１６】基板の一方面に能動板と当該能動板を
駆動する能動板駆動部とを構成する多層膜構造を有する
マイクロデバイスの製造方法において、前記基板を貫通する貫通孔となる部分の周縁又は当該貫
通孔となる部分を横断して、前記多層膜に当該多層膜の
他の部分よりも相対的に厚さの薄い脆弱部を形成するス
テップと、前記貫通孔となる部分を前記基板の他方面か
らエッチングすることにより前記多層膜まで貫通する貫
通部を形成するステップと、前記貫通部を形成後、前記
脆弱部に沿って又は当該脆弱部の内側で前記多層膜を切
断して当該多層膜に開口を形成して前記貫通孔を形成す
るステップとを具備することを特徴とするマイクロデバ
イスの製造方法。
【請求項１７】請求項１６において、前記貫通孔を形
成前に、前記基板を貫通する貫通孔となる部分を覆う多
層膜の少なくとも上層に引っ張り方向の面内応力を有す
る膜を設けて当該多層膜全体の面内応力を引っ張り方向
とするステップを有し、前記貫通部を形成後に、前記引
っ張り方向の面内応力を利用して前記多層膜に開口を形
成して前記貫通孔を形成することを特徴とするマイクロ
デバイスの製造方法。
【請求項１８】請求項１７において、前記脆弱部は、
前記多層膜の前記貫通孔となる部分の縁部に沿って且つ
他の部分よりも相対的に脆性の低い脆弱切断部を含むこ
とを特徴とするマイクロデバイスの製造方法。
【請求項１９】請求項１７又は１８において、前記脆
弱部は、前記多層膜の前記貫通孔となる部分を横断して
設けられて且つ他の部分よりも相対的に脆性の低い脆弱
切断部を含むことを特徴とするマイクロデバイスの製造
方法。
【請求項２０】請求項１８又は１９において、前記脆
弱切断部が帯状に形成されていることを特徴とするマイ
クロデバイスの製造方法。
【請求項２１】請求項１７〜２０の何れかにおいて、
前記脆弱切断部が、前記多層膜の少なくとも一層に形成
された切欠き溝であることを特徴とするマイクロデバイ
スの製造方法。
【請求項２２】請求項１７〜２１の何れかにおいて、
前記多層膜が、圧縮応力を有する酸化シリコン膜と、こ
の酸化シリコン膜上に形成されて引っ張り応力を有する
金属膜とを有することを特徴とするマイクロデバイスの
製造方法。
【請求項２３】請求項２２において、前記多層膜が、
さらに、引っ張り応力を有する絶縁体層を上層に有する
ことを特徴とするマイクロデバイスの製造方法。
【請求項２４】請求項２２又は２３において、前記脆
弱切断部が、前記多層膜の少なくとも金属膜の厚さの少
なくとも一部に形成された切欠き溝であることを特徴と
するマイクロデバイスの製造方法。
【請求項２５】請求項１６〜２４の何れかにおいて、
前記貫通孔となる部分の前記多層膜を押圧することによ
り前記開口を形成することを特徴とするマイクロデバイ
スの製造方法。
【請求項２６】請求項２５において、前記押圧を前記
貫通部側から行うことを特徴とするマイクロデバイスの
製造方法。
【請求項２７】請求項２５又は２６において、前記押
圧の前に前記脆弱切断部の少なくとも一部に亀裂を生じ
させることを特徴とするマイクロデバイスの製造方法。
【請求項２８】請求項１６〜２７の何れかにおいて、
前記脆弱部は、前記貫通孔となる部分を囲むと共に前記
多層膜の周囲より全体の膜厚が薄い帯状の薄膜部を含む
ことを特徴とするマイクロデバイスの製造方法。
【請求項２９】請求項２８において、前記脆弱部を形
成するステップは、前記薄膜部と、この薄膜部より全体
として膜厚が厚く且つ前記貫通孔となる部分を覆う蓋部
とを形成するステップを含み、前記貫通部を形成後、前
記貫通孔が前記蓋部を除去することにより形成されるこ
とを特徴とするマイクロデバイスの製造方法。
【請求項３０】請求項２９において、前記薄膜部の少
なくとも外縁部が前記貫通孔となる部分を囲んでいるこ
とを特徴とするマイクロデバイスの製造方法。
【請求項３１】請求項２９又は３０において、前記蓋
部の除去を吸引又は吹飛ばしながら物理的に行うことを
特徴とするマイクロデバイスの製造方法。
【請求項３２】請求項２９〜３１の何れかにおいて、
前記蓋部の除去を機械的加工又はレーザ加工により行う
ことを特徴とするマイクロデバイスの製造方法。
【請求項３３】請求項２９〜３１の何れかにおいて、
前記蓋部の除去をエッチングにより行うことを特徴とす
るマイクロデバイスの製造方法。
【請求項３４】請求項１６〜３３の何れかにおいて、
前記基板がシリコン単結晶基板であり、前記多層膜構造
が成膜及びリソグラフィ法により形成されることを特徴
とするマイクロデバイスの製造方法。
【請求項３５】請求項１６〜３４の何れかのマイクロ
デバイスの製造方法によるインクジェット式記録ヘッド
の製造方法であり、前記マイクロデバイスは、ノズル開口に連通する圧力発
生室が前記基板に形成され、前記基板の一方面に前記能
動板として前記圧力発生室に対応する弾性膜又は下電極
からなる振動板と、前記能動板駆動部として下電極、圧
電体層、上電極からなる圧電素子とを多層構造として具
備するものであることを特徴とするインクジェット式記
録ヘッドの製造方法。
【請求項３６】請求項３５において、前記蓋部が前記
振動板と、前記能動板駆動部としての下電極、前記圧電
体層及び前記上電極の少なくとも一層とからなり、前記
脆弱部が前記振動板からなることを特徴とするインクジ
ェット式記録ヘッドの製造方法。
【請求項３７】請求項３５において、前記蓋部が少な
くとも前記振動板からなり、前記脆弱部が前記振動板の
厚さ方向の一部を除去したものであることを特徴とする
インクジェット式記録ヘッドの製造方法。
【請求項３８】請求項３５において、前記蓋部が少な
くとも前記振動板からなり、前記脆弱部が前記弾性膜か
らなることを特徴とするインクジェット式記録ヘッドの
製造方法。
【請求項３９】請求項３５において、前記蓋部が前記
弾性膜からなり、前記脆弱部が前記弾性膜の厚さ方向の
一部を除去したものであることを特徴とするインクジェ
ット式記録ヘッドの製造方法。