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特開2024-110093ヘッドチップ、液体噴射ヘッド、液体噴射装置およびヘッドチップの製造方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024110093
(43)【公開日】2024-08-15
(54)【発明の名称】ヘッドチップ、液体噴射ヘッド、液体噴射装置およびヘッドチップの製造方法
(51)【国際特許分類】
B41J 2/14 20060101AFI20240807BHJP
B41J 2/16 20060101ALI20240807BHJP
【ＦＩ】
B41J2/14 607
B41J2/14 301
B41J2/16 511
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023014452
(22)【出願日】2023-02-02
(71)【出願人】
【識別番号】000002369
【氏名又は名称】セイコーエプソン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100179475
【弁理士】
【氏名又は名称】仲井 智至
(74)【代理人】
【識別番号】100216253
【弁理士】
【氏名又は名称】松岡 宏紀
(74)【代理人】
【識別番号】100225901
【弁理士】
【氏名又は名称】今村 真之
(72)【発明者】
【氏名】青木 崇
(72)【発明者】
【氏名】古池 晴信
(72)【発明者】
【氏名】石井 裕樹
【テーマコード（参考）】
2C057
【Ｆターム（参考）】
2C057AF65
2C057AF69
2C057AG33
2C057AG44
2C057AN01
2C057AP02
2C057AP14
2C057AP22
2C057AP51
2C057AQ02
2C057BA14
(57)【要約】
【課題】振動板の破壊を抑制したヘッドチップ、液体噴射ヘッド、液体噴射装置およびヘッドチップの製造方法を提供する。
【解決手段】圧電素子と、前記圧電素子の駆動により振動する振動板と、前記振動板の振動によって液体に圧力を付与する圧力室が設けられる圧力室基板１０と、前記圧力室と連通するノズルが形成されるノズル基板と、が積層され、前記圧力室は、前記積層方向と直交する流路方向に沿って延設され、当該圧力室および前記ノズルは、前記積層方向に直交すると共に前記流路方向と交差する配列方向に沿って複数設けられ、前記圧力室基板１０は、曲率軸５００周りに湾曲しており、前記積層方向に見たとき、前記流路方向と前記曲率軸５００とのなす角θは、０度≦θ＜４５度を満たす。
【選択図】図５
【解決手段】圧電素子と、前記圧電素子の駆動により振動する振動板と、前記振動板の振動によって液体に圧力を付与する圧力室が設けられる圧力室基板１０と、前記圧力室と連通するノズルが形成されるノズル基板と、が積層され、前記圧力室は、前記積層方向と直交する流路方向に沿って延設され、当該圧力室および前記ノズルは、前記積層方向に直交すると共に前記流路方向と交差する配列方向に沿って複数設けられ、前記圧力室基板１０は、曲率軸５００周りに湾曲しており、前記積層方向に見たとき、前記流路方向と前記曲率軸５００とのなす角θは、０度≦θ＜４５度を満たす。
【選択図】図５
【特許請求の範囲】
【請求項1】
圧電素子と、
前記圧電素子の駆動により振動する振動板と、
前記振動板の振動によって液体に圧力を付与する圧力室が設けられる圧力室基板と、
前記圧力室と連通するノズルが形成されるノズル基板と、が積層方向に積層され、
前記圧力室は、前記積層方向と直交する流路方向に沿って延設され、当該圧力室および前記ノズルは、前記積層方向に直交すると共に前記流路方向と交差する配列方向に沿って複数設けられ、
前記圧力室基板は、曲率軸周りに湾曲しており、
前記積層方向に見たとき、前記流路方向と前記曲率軸とがなす角θは、
０度≦θ＜４５度
を満たす、
ことを特徴とするヘッドチップ。
前記圧電素子の駆動により振動する振動板と、
前記振動板の振動によって液体に圧力を付与する圧力室が設けられる圧力室基板と、
前記圧力室と連通するノズルが形成されるノズル基板と、が積層方向に積層され、
前記圧力室は、前記積層方向と直交する流路方向に沿って延設され、当該圧力室および前記ノズルは、前記積層方向に直交すると共に前記流路方向と交差する配列方向に沿って複数設けられ、
前記圧力室基板は、曲率軸周りに湾曲しており、
前記積層方向に見たとき、前記流路方向と前記曲率軸とがなす角θは、
０度≦θ＜４５度
を満たす、
ことを特徴とするヘッドチップ。
【請求項2】
前記積層方向に見たとき、前記流路方向と前記曲率軸とがなす角θは、
０度≦θ＜３０度
を満たす、
ことを特徴とする請求項１に記載のヘッドチップ。
０度≦θ＜３０度
を満たす、
ことを特徴とする請求項１に記載のヘッドチップ。
【請求項3】
前記積層方向に見たとき、前記流路方向と前記曲率軸とがなす角θは、
０度≦θ＜１５度
を満たす、
ことを特徴とする請求項１に記載のヘッドチップ。
０度≦θ＜１５度
を満たす、
ことを特徴とする請求項１に記載のヘッドチップ。
【請求項4】
前記流路方向と前記曲率軸とは略平行である、
ことを特徴とする請求項１に記載のヘッドチップ。
ことを特徴とする請求項１に記載のヘッドチップ。
【請求項5】
圧電素子と、
前記圧電素子の駆動により振動する振動板と、
前記振動板の振動によって液体に圧力を付与する圧力室が設けられる圧力室基板と、
前記圧力室と連通するノズルが形成されるノズル基板と、が積層方向に積層され、
前記圧力室は、前記積層方向と直交する流路方向に沿って延設され、当該圧力室および前記ノズルは、前記積層方向に直交すると共に前記流路方向と交差する配列方向に沿って複数設けられ、
前記配列方向に沿って見たときの曲率半径が、前記流路方向に沿って見たときの曲率半径よりも大きい、
ことを特徴とするヘッドチップ。
前記圧電素子の駆動により振動する振動板と、
前記振動板の振動によって液体に圧力を付与する圧力室が設けられる圧力室基板と、
前記圧力室と連通するノズルが形成されるノズル基板と、が積層方向に積層され、
前記圧力室は、前記積層方向と直交する流路方向に沿って延設され、当該圧力室および前記ノズルは、前記積層方向に直交すると共に前記流路方向と交差する配列方向に沿って複数設けられ、
前記配列方向に沿って見たときの曲率半径が、前記流路方向に沿って見たときの曲率半径よりも大きい、
ことを特徴とするヘッドチップ。
【請求項6】
前記配列方向に沿って設けられる複数の前記圧力室で構成される第１圧力室列と、
前記第１圧力室列とは前記流路方向で異なる位置において、前記配列方向に沿って設けられる複数の前記圧力室で構成される第２圧力室列と、を具備し、
前記第１圧力室列と前記第２圧力室列とは前記流路方向に互いに隣接する、
ことを特徴とする請求項１または５に記載のヘッドチップ。
前記第１圧力室列とは前記流路方向で異なる位置において、前記配列方向に沿って設けられる複数の前記圧力室で構成される第２圧力室列と、を具備し、
前記第１圧力室列と前記第２圧力室列とは前記流路方向に互いに隣接する、
ことを特徴とする請求項１または５に記載のヘッドチップ。
【請求項7】
前記振動板は、前記圧力室基板から圧縮応力または引張応力を受けている、
ことを特徴とする請求項１または５に記載のヘッドチップ。
ことを特徴とする請求項１または５に記載のヘッドチップ。
【請求項8】
請求項１または５に記載のヘッドチップと、
複数の前記圧力室に共通して液体を供給する流路部材と、
を有する、
ことを特徴とする液体噴射ヘッド。
複数の前記圧力室に共通して液体を供給する流路部材と、
を有する、
ことを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項9】
請求項８に記載の液体噴射ヘッドと、
電気信号を発生し、前記電気信号によって前記圧電素子の駆動を制御する駆動制御部と、
を有する、
ことを特徴とする液体噴射装置。
電気信号を発生し、前記電気信号によって前記圧電素子の駆動を制御する駆動制御部と、
を有する、
ことを特徴とする液体噴射装置。
【請求項10】
圧電素子と、前記圧電素子の駆動により振動する振動板と、前記振動板の振動によって液体に圧力を付与する圧力室が設けられる圧力室基板と、前記圧力室と連通するノズルが形成されるノズル基板と、が積層方向に積層され、前記圧力室は、前記積層方向と直交する流路方向に沿って延設され、当該圧力室および前記ノズルは、前記積層方向に直交すると共に前記流路方向と交差する配列方向に沿って複数設けられる、ヘッドチップの製造方法であって、
ウエハー状の前記圧力室基板に前記圧電素子を形成する成膜工程と、
ウエハー状の前記圧力室基板に前記圧力室を形成する圧力室形成工程と、
前記成膜工程と前記圧力室形成工程よりも後の工程であって、複数のチップ状に前記圧力室基板を切断するダイシング工程と、
を含み、
前記ダイシング工程の直前において、
ウエハー状の前記圧力室基板は曲率軸まわりに湾曲しており、
前記積層方向に見たとき、前記流路方向と前記曲率軸とのなす角θが、
０度≦θ＜４５度
を満たす、
ことを特徴とするヘッドチップの製造方法。
ウエハー状の前記圧力室基板に前記圧電素子を形成する成膜工程と、
ウエハー状の前記圧力室基板に前記圧力室を形成する圧力室形成工程と、
前記成膜工程と前記圧力室形成工程よりも後の工程であって、複数のチップ状に前記圧力室基板を切断するダイシング工程と、
を含み、
前記ダイシング工程の直前において、
ウエハー状の前記圧力室基板は曲率軸まわりに湾曲しており、
前記積層方向に見たとき、前記流路方向と前記曲率軸とのなす角θが、
０度≦θ＜４５度
を満たす、
ことを特徴とするヘッドチップの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ノズルから液体を噴射するヘッドチップ、ヘッドチップを具備する液体噴射ヘッド、液体噴射ヘッドを具備する液体噴射装置およびヘッドチップの製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
圧電素子を変形させて圧力室内の液体に圧力変動を生じさせることで、圧力室に連通するノズルから液滴を噴射させるヘッドチップが知られている。
【0003】
このようなヘッドチップとして、複数の圧力室が並設された圧力室基板と、圧力室基板の一方面側に設けられた振動板と、振動板側から第１電極と圧電体層と第２電極とが積層された圧電素子と、を具備するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２００９－０３２９７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、ウエハーの状態で圧力室基板に振動板や圧電素子等を形成した際に反りが生じることが知られており、この反りはウエハーをダイシングして各ヘッドチップのサイズに分割した後の圧力室基板にも影響を及ぼす。このため、圧力室基板が圧力室の流路方向に反る、つまり湾曲すると、圧力室に対応する振動板に加わる外部応力が流路方向に偏在し、振動板を振動させた際に特定の箇所に負荷が集中して振動板にクラック等の破壊が生じるという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決する本発明の態様は、圧電素子と、前記圧電素子の駆動により振動する振動板と、前記振動板の振動によって液体に圧力を付与する圧力室が設けられる圧力室基板と、前記圧力室と連通するノズルが形成されるノズル基板と、が積層方向に積層され、前記圧力室は、前記積層方向と直交する流路方向に沿って延設され、当該圧力室および前記ノズルは、前記積層方向に直交すると共に前記流路方向と交差する配列方向に沿って複数設けられ、前記圧力室基板は、曲率軸周りに湾曲しており、前記積層方向に見たとき、前記流路方向と前記曲率軸とのなす角θは、０度≦θ＜４５度を満たす、ことを特徴とするヘッドチップにある。
【0007】
また、本発明の他の態様は、圧電素子と、前記圧電素子の駆動により振動する振動板と、前記振動板の振動によって液体に圧力を付与する圧力室が設けられた圧力室基板と、前記圧力室と連通するノズルが形成されたノズル基板と、が積層方向に積層され、前記圧力室は、前記積層方向と直交する流路方向に沿って延設され、当該圧力室および前記ノズルは、前記積層方向に直交すると共に前記流路方向と交差する配列方向に沿って複数設けられ、前記流路方向に沿って見たときの曲率半径が、前記配列方向に沿って見たときの曲率半径よりも大きい、ことを特徴とするヘッドチップにある。
【0008】
また、本発明の他の態様は、上記態様に記載のヘッドチップと、複数の前記圧力室に共通して液体を供給する流路部材と、を有する、ことを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
【0009】
また、本発明の他の態様は、上記態様に記載の液体噴射ヘッドと、電気信号を発生し、前記電気信号によって前記圧電素子の駆動を制御する駆動制御部と、を有する、ことを特徴とする液体噴射装置にある。
【0010】
また、本発明の他の態様は、圧電素子と、前記圧電素子の駆動により振動する振動板と、前記振動板の振動によって液体に圧力を付与する圧力室が設けられる圧力室基板と、前記圧力室と連通するノズルが形成されるノズル基板と、が積層方向に積層され、前記圧力室は、前記積層方向と直交する流路方向に沿って延設され、当該圧力室および前記ノズルは、前記積層方向に直交すると共に前記流路方向と交差する配列方向に沿って複数設けられる、ヘッドチップの製造方法であって、ウエハー状の前記圧力室基板に前記圧電素子を形成する成膜工程と、ウエハー状の前記圧力室基板に前記圧力室を形成する圧力室形成工程と、前記成膜工程と前記圧力室形成工程よりも後の工程であって、複数のチップ状に前記圧力室基板を切断するダイシング工程と、を含み、前記ダイシング工程の直前において、ウエハー状の前記圧力室基板は曲率軸まわりに湾曲しており、前記積層方向に見たとき、前記流路方向と前記曲率軸とのなす角θが、０度≦θ＜４５度を満たす、ことを特徴とするヘッドチップの製造方法にある。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】一実施形態に係るヘッドチップの分解斜視図である。
【図2】一実施形態に係る圧力室基板の平面図である。
【図3】一実施形態に係るヘッドチップの断面図である。
【図4】一実施形態に係るヘッドチップの要部断面図である。
【図5】一実施形態に係る圧力室基板および保護基板の要部斜視図である。
【図6】一実施形態に係る圧力室基板および保護基板の平面図である。
【図7】一実施形態に係る圧力室基板および保護基板の側面図である。
【図8】一実施形態に係る圧力室基板および保護基板の側面図である。
【図9】一実施形態に係る圧力室基板の曲率軸の算出方法を説明する図である。
【図10】一実施形態に係る圧力室基板の曲率軸の算出方法を説明する図である。
【図11】一実施形態に係るヘッドチップの製造方法を示す断面図である。
【図12】一実施形態に係るヘッドチップの製造方法を示す断面図である。
【図13】一実施形態に係るヘッドチップの製造方法を示す断面図である。
【図14】一実施形態に係るヘッドチップの製造方法を示す断面図である。
【図15】一実施形態に係るヘッドチップの製造方法を示す断面図である。
【図16】一実施形態に係るヘッドチップの製造方法を示す断面図である。
【図17】一実施形態に係るヘッドチップの製造方法を示す断面図である。
【図18】一実施形態に係る圧力室基板用ウエハーの斜視図である。
【図19】一実施形態に係るウエハーの曲率軸の算出方法を説明する図である。
【図20】一実施形態に係るウエハーの曲率軸の算出方法を説明する図である。
【図21】一実施形態に係る液体噴射ヘッドの分解斜視図である。
【図22】一実施形態に係る液体噴射ヘッドの断面図である。
【図23】本発明の一実施形態に係る液体噴射装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。ただし、以下の説明は、本発明の一態様を示すものであって、本発明の範囲内で任意に変更可能である。各図において同じ符号を付したものは、同一の部材を示しており、適宜説明が省略されている。また、各図においてＸ、Ｙ、Ｚは、互いに直交する３つの空間軸を表している。本明細書では、これらの軸に沿った方向をＸ方向、Ｙ方向、およびＺ方向とする。各図の矢印が向かう方向を正（＋）方向、矢印の反対方向を負（－）方向として説明する。また、正方向及び負方向を限定しない３つの空間軸の方向については、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向として説明する。また、以下の実施形態では、一例として「積層方向」をＺ方向、「流路方向」を＋Ｙ方向、「配列方向」を＋Ｘ方向としている。
【0013】
（実施形態）
図１は、本発明の一実施形態に係るヘッドチップ１の分解斜視図である。図２は、圧力室基板１０の平面図である。図３は、図２のＡ－Ａ′線に準じたヘッドチップ１の断面図である。図４は、図２のＢ－Ｂ′線の断面図である。図５は、圧力室基板１０および保護基板３０の要部斜視図である。図６は、圧力室基板および保護基板を＋Ｚ方向に見た平面図である。図７は、圧力室基板１０および保護基板３０を＋Ｘ方向に見た側面図である。図８は、圧力室基板１０および保護基板３０を＋Ｙ方向に見た側面図である。なお、図４、図５、図７、図８、においては、理解を容易なものとするため、圧力室基板１０および圧力室基板１０に積層される他の構成要素の湾曲を誇張している。
図１は、本発明の一実施形態に係るヘッドチップ１の分解斜視図である。図２は、圧力室基板１０の平面図である。図３は、図２のＡ－Ａ′線に準じたヘッドチップ１の断面図である。図４は、図２のＢ－Ｂ′線の断面図である。図５は、圧力室基板１０および保護基板３０の要部斜視図である。図６は、圧力室基板および保護基板を＋Ｚ方向に見た平面図である。図７は、圧力室基板１０および保護基板３０を＋Ｘ方向に見た側面図である。図８は、圧力室基板１０および保護基板３０を＋Ｙ方向に見た側面図である。なお、図４、図５、図７、図８、においては、理解を容易なものとするため、圧力室基板１０および圧力室基板１０に積層される他の構成要素の湾曲を誇張している。
【0014】
図示するように、本実施形態のヘッドチップ１は、圧力室基板１０を具備する。圧力室基板１０は、例えば、シリコン基板、ガラス基板、ＳＯＩ基板、各種セラミック基板からなる。
【0015】
圧力室基板１０には、複数の圧力室１２がＸ軸方向に沿って並んで配置されている。複数の圧力室１２は、Ｙ軸方向の位置が同じ位置となるように、Ｘ軸方向に沿った直線上に配置されている。Ｘ軸方向で互いに隣り合う２つの圧力室１２は、隔壁１１によって区画されている。もちろん、圧力室１２の配置は特にこれに限定されず、例えば、＋Ｘ方向に並んで配置された圧力室１２において、１つ置きに＋Ｙ方向にずれた位置に配置した、所謂、千鳥配置としてもよい。また、本実施形態では、圧力室１２がＸ軸方向に沿って並設された圧力室列が、Ｙ軸方向に２列設けられている。本実施形態では、２列の圧力室列のうち、－Ｙ方向の圧力室列を第１圧力室列１２Ａと称し、＋Ｙ方向の圧力室列を第２圧力室列１２Ｂと称する。第１圧力室列１２Ａと第２圧力室列１２Ｂとは、＋Ｙ方向に異なる位置に配置されており、第１圧力室列１２Ａと第２圧力室列１２Ｂとは、＋Ｙ方向に互いに隣接している。ここで、第１圧力室列１２Ａと第２圧力室列１２Ｂとが、＋Ｙ方向に隣接しているとは、第１圧力室列１２Ａと第２圧力室列１２Ｂとが、＋Ｙ方向に間隔を空けて配置されていることを言う。また、第１圧力室列１２Ａと第２圧力室列１２Ｂとが＋Ｙ方向に互いに隣接しているとは、第１圧力室列１２Ａを構成する圧力室１２と、第２圧力室列１２Ｂを構成する圧力室１２と、がＸ軸方向で異なる位置に配置されている場合も含む。
【0016】
また、本実施形態の圧力室１２は、＋Ｚ方向に見た形状が、矩形状、平行四辺形状、長方形状を基本として長手方向の両端部を半円形状とした、いわゆる、角丸長方形状や楕円形状や卵形状などのオーバル形状や、多角形状等であってもよい。圧力室１２は、＋Ｚ方向に見て、Ｙ軸方向に沿って長く、Ｘ軸方向に沿って短い、所謂高いアスペクト比を有する。つまり、本実施形態の圧力室１２は、Ｙ軸方向が長手方向となり、Ｘ軸方向が短手方向となっている。また、圧力室１２の延びる方向または延設方向とは、長手方向のことである。さらに、圧力室１２の「流路方向」とは、圧力室１２内をインクが流れる方向である。本実施形態では、詳しくは後述するが、圧力室１２に連通する２つの流路は、一方が圧力室１２の長手方向の一端に連通し、他方が圧力室１２の長手方向の他端に連通して設けられている。このため、圧力室１２の「流路方向」は、本実施形態では、圧力室１２の長手方向と一致する。
【0017】
圧力室基板１０の＋Ｚ方向を向く面には、連通板１５とノズル基板２０とが順次積層されている。本実施形態では、圧力室基板１０と連通板１５とは、接着剤１４０によって接着されている。なお、連通板１５とノズル基板２０とは、接着剤によって接着されていてもよく、シリコン基板同士の直接接合等であってもよい。
【0018】
連通板１５は、圧力室基板１０の＋Ｚ方向を向く面に接合された板状部材からなる。連通板１５には、圧力室１２とノズル２１とを連通するノズル連通路１６が設けられている。
【0019】
また、連通板１５には、複数の圧力室１２が共通して連通する共通液室となるマニホールド１００の一部を構成する第１マニホールド部１７と第２マニホールド部１８とが設けられている。第１マニホールド部１７は、連通板１５をＺ軸方向に貫通して設けられている。また、第２マニホールド部１８は、連通板１５をＺ軸方向に貫通することなく、＋Ｚ方向を向く面に開口して設けられている。
【0020】
さらに、連通板１５には、圧力室１２のＹ軸方向の一端部に連通する供給連通路１９が圧力室１２の各々に独立して設けられている。供給連通路１９は、第２マニホールド部１８と圧力室１２とを連通して、マニホールド１００内のインクを圧力室１２に供給する。
【0021】
このような連通板１５としては、シリコン基板、ガラス基板、ＳＯＩ基板、各種セラミック基板、ステンレス基板等の金属基板などを用いることができる。
【0022】
ノズル基板２０は、連通板１５の圧力室基板１０とは反対側、すなわち、＋Ｚ方向を向く面に接合されている。
【0023】
ノズル基板２０には、各圧力室１２にノズル連通路１６を介して連通するノズル２１が形成されている。本実施形態では、複数のノズル２１は、Ｘ軸方向に沿って一列となるように並んで配置されている。このため、圧力室１２およびノズル２１の「配列方向」は、Ｘ軸方向となっている。また、本実施形態では、ノズル２１がＸ軸方向に沿って並設されたノズル列が、Ｙ軸方向に離れて２列設けられている。本実施形態では、２列のノズル列のうち、－Ｙ方向のノズル列を第１ノズル列２１Ａと称し、＋Ｙ方向のノズル列を第２ノズル列２１Ｂと称する。この第１ノズル列２１Ａおよび第２ノズル列２１Ｂのそれぞれを構成する複数のノズル２１は、Ｙ軸方向の位置が同じ位置となるように配置されている。もちろん、ノズル２１の配置は特にこれに限定されず、例えば、第１ノズル列２１Ａのノズル２１と、第２ノズル列２１Ｂのノズル２１とが、Ｘ軸方向に半ピッチずらした、所謂、千鳥配置としてもよい。ノズル２１を千鳥配置とした場合であってもノズル２１の配列方向は、Ｘ軸方向と一致する。このようなノズル基板２０としては、シリコン基板、ガラス基板、ＳＯＩ基板、各種セラミック基板、ステンレス基板等の金属基板、ポリイミド樹脂のような有機物などを用いることができる。
【0024】
圧力室基板１０の－Ｚ方向を向く面には、振動板５０と圧電素子３００とが順次積層されている。すなわち、圧力室基板１０、振動板５０および圧電素子３００とは、この順に－Ｚ方向に積層されている。
【0025】
振動板５０は、本実施形態では、圧力室基板１０側に設けられた酸化シリコンからなる弾性膜５１と、弾性膜５１の－Ｚ方向を向く面上に設けられた酸化ジルコニウムからなる絶縁膜５２と、を有する。なお、振動板５０は、弾性膜５１のみで構成されていてもよく、絶縁膜５２のみで構成されていてもよく、弾性膜５１と絶縁膜５２とに加えて他の膜を有する構成であってもよい。このような振動板５０を構成する弾性膜５１および絶縁膜５２は、Ｘ軸方向に延在し、複数の圧力室１２に連続して形成されている。なお、本実施形態では、弾性膜５１および絶縁膜５２の両方をＸ軸方向に延在し、複数の圧力室１２に連続して設けるようにしたが、特にこれに限定されない。振動板５０を構成する少なくとも１つの層が、Ｘ軸方向に延在し、複数の圧力室１２に連続して設けられていればよい。また、振動板５０は、圧力室基板１０から圧縮応力または引張応力を受けている。このように、振動板５０を構成する少なくとも１つの層が、Ｘ軸方向に延在し、複数の圧力室１２に連続して設けられると共に、振動板５０が圧力室基板１０から圧縮応力または引張応力を受けることで、言い換えると、振動板５０の内部応力が圧縮応力または引張応力となることで、図５に示すように、圧力室基板１０が曲率軸５００周りに湾曲する。ここで、振動板５０の厚さは、５μｍ以下であり、圧力室基板１０に比べてＺ軸方向において十分に薄いため、圧力室基板１０による圧縮応力または引張応力等の外部応力による影響が顕著となる。
【0026】
圧電素子３００は、振動板５０上に－Ｚ方向に向かって順次積層された第１電極６０と圧電体層７０と第２電極８０とを具備する。圧電素子３００が、圧力室１２内のインクに圧力変化を生じさせる圧力発生手段となっている。このような圧電素子３００は、圧電アクチュエーターとも言い、第１電極６０と圧電体層７０と第２電極８０とを含む部分を言う。また、第１電極６０と第２電極８０との間に電圧を印加した際に、圧電体層７０に圧電歪みが生じる部分を活性部３１０と称する。これに対して、圧電体層７０に圧電歪みが生じない部分を非活性部と称する。すなわち、活性部３１０は、圧電体層７０が第１電極６０と第２電極８０とで挟まれた部分を言う。本実施形態では、圧力室１２毎に活性部３１０が形成されている。つまり、圧電素子３００には複数の活性部３１０が形成されていることになる。そして、一般的には、活性部３１０の何れか一方の電極を活性部３１０毎に独立する個別電極とし、他方の電極を複数の活性部３１０に共通する共通電極として構成する。本実施形態では、第１電極６０が個別電極を構成し、第２電極８０が共通電極を構成している。もちろん、第１電極６０が共通電極を構成し、第２電極８０が個別電極を構成してもよい。この圧電素子３００のうち、圧力室１２にＺ軸方向で対向する部分が可撓部となり、圧力室１２の外側部分が非可撓部となる。圧力室基板１０の湾曲に影響する振動板５０の内部応力は、圧電素子３００からの応力によっても影響する。
【0027】
ここで第１電極６０は、図２～図４に示すように、圧力室１２毎に切り分けられて活性部３１０毎に独立する個別電極を構成する。第１電極６０は、＋Ｘ方向において、圧力室１２の幅よりも狭い幅で形成されている。すなわち、＋Ｘ方向において、第１電極６０の端部は、圧力室１２に対向する領域の内側に位置している。また、図３に示すように、第１電極６０のＹ軸方向において、ノズル２１側の端部は、圧力室１２よりも外側に配置されている。この第１電極６０のＹ軸方向において圧力室１２よりも外側に配置された端部に、引き出し配線である個別リード電極９１が接続されている。
【0028】
圧電体層７０は、図２～図４に示すように、＋Ｙ方向の幅が所定の幅で、＋Ｘ方向に亘って連続して設けられている。圧電体層７０のＹ軸方向の幅は、圧力室１２のＹ軸方向の長さよりも長い。このため、圧力室１２の＋Ｙ方向および－Ｙ方向の両側では、圧電体層７０は、圧力室１２に対向する領域の外側まで延設されている。このような圧電体層７０のＹ軸方向においてノズル２１とは反対側の端部は、第１電極６０の端部よりも外側に位置している。すなわち、第１電極６０のノズル２１とは反対側の端部は圧電体層７０によって覆われている。また、圧電体層７０のノズル２１側の端部は、第１電極６０の端部よりも内側に位置しており、第１電極６０のノズル２１側の端部は、圧電体層７０に覆われていない。なお、第１電極６０の圧電体層７０の外側まで延設された端部には、上述したように金（Ａｕ）等からなる個別リード電極９１が接続されている。
【0029】
また、圧電体層７０には、各隔壁１１に対応する凹部７１が形成されている。この凹部７１のＸ軸方向の幅は、隔壁１１の幅と同一、もしくは、それより広くなっている。本実施形態では、凹部７１のＸ軸方向の幅は、隔壁１１の幅よりも広くなっている。これにより、振動板５０の圧力室１２の＋Ｘ方向および－Ｘ方向の両端部に対向する部分、所謂、振動板５０の腕部の剛性が抑えられるため、圧電素子３００を良好に変位させることができる。なお、凹部７１は、圧電体層７０を厚さ方向である＋Ｚ方向に貫通して設けられていてもよく、また、圧電体層７０を＋Ｚ方向に貫通することなく、圧電体層７０の厚さ方向の途中まで設けられていてもよい。すなわち、凹部７１の＋Ｚ方向の底面には、圧電体層７０が完全に除去されていてもよく、圧電体層７０の一部が残留していてもよい。
【0030】
このような圧電体層７０は、一般式ＡＢＯ３で示されるペロブスカイト構造の複合酸化物からなる圧電材料を用いて構成されている。
【0031】
第２電極８０は、図２～図４に示すように、圧電体層７０の第１電極６０とは反対側である－Ｚ方向側に連続して設けられており、複数の活性部３１０に共通する共通電極を構成する。第２電極８０は、Ｙ軸方向が所定の幅となるように、Ｘ軸方向に亘って連続して設けられている。また、第２電極８０は、凹部７１の内面、すなわち、圧電体層７０の凹部７１の側面上および凹部７１の底面である振動板５０上にも設けられている。もちろん、第２電極８０は、凹部７１の内面の一部のみに設けるようにしてもよく、凹部７１の内面の全面に亘って設けないようにしてもよい。すなわち、本実施形態では、圧力室基板１０上において、圧電素子３００の＋Ｙ方向側および－Ｙ方向側の端部には、第２電極８０は設けられておらず、振動板５０が－Ｚ方向の表面に露出して設けられている。
【0032】
また、第１電極６０からは、引き出し配線である個別リード電極９１が引き出されている。第２電極８０からは引き出し配線である共通リード電極９２が引き出されている。これら個別リード電極９１および共通リード電極９２の圧電素子３００に接続された端部とは反対側の端部には、上述のように可撓性を有する配線基板１２０が接続されている。配線基板１２０は、圧電素子３００を駆動するためのスイッチング素子を有する駆動回路１２１が実装されている。
【0033】
圧力室基板１０の－Ｚ方向を向く面には、図１および図３に示すように、圧力室基板１０と略同じ大きさを有する保護基板３０が接合されている。本実施形態では、圧力室基板１０と保護基板３０とは、接着剤１４１によって接着されている。保護基板３０は、圧電素子３００を保護する空間である保持部３１を有する。保持部３１は、Ｘ軸方向に並んで配置される圧電素子３００の列毎に独立して設けられたものであり、Ｙ軸方向に２つ並んで形成されている。また、保護基板３０には、Ｙ軸方向に並んで配置される２つの保持部３１の間にＺ軸方向に貫通する貫通孔３２が設けられている。圧電素子３００の電極から引き出された個別リード電極９１および共通リード電極９２の端部は、この貫通孔３２内に露出するように延設され、個別リード電極９１および共通リード電極９２と配線基板１２０とは、貫通孔３２内で電気的に接続されている。
【0034】
このような保護基板３０としては、例えば、圧力室基板１０と同様にシリコン基板、ガラス基板、ＳＯＩ基板、各種セラミック基板からなる。
【0035】
また、図３に示すように、保護基板３０上には、複数の圧力室１２に連通するマニホールド１００を圧力室基板１０と共に画成するケース部材４０が固定されている。ケース部材４０は、平面視において上述した連通板１５と略同一形状を有し、保護基板３０に接合されると共に、上述した連通板１５にも接合されている。本実施形態では、ケース部材４０は、保護基板３０および連通板１５と接着剤１４２によって接着されている。
【0036】
このようなケース部材４０は、保護基板３０側に圧力室基板１０および保護基板３０が収容される深さの凹部４１を有する。この凹部４１は、保護基板３０の圧力室基板１０に接合された面よりも広い開口面積を有する。そして、凹部４１に圧力室基板１０および保護基板３０が収容された状態で、凹部４１のノズル基板２０側の開口面が連通板１５によって封止されている。
【0037】
また、ケース部材４０には、連通板１５の第１マニホールド部１７に連通する第３マニホールド部４２が設けられている。そして、連通板１５に設けられた第１マニホールド部１７および第２マニホールド部１８と、ケース部材４０に設けられた第３マニホールド部４２と、によって本実施形態のマニホールド１００が構成されている。マニホールド１００は、圧力室１２の列毎に、つまり、合計２個設けられている。各マニホールド１００は、圧力室１２が並んで配置されるＸ軸方向に亘って連続して設けられており、各圧力室１２とマニホールド１００とを連通する供給連通路１９は、Ｘ軸方向に並んで配置されている。また、ケース部材４０には、マニホールド１００に連通して各マニホールド１００にインクを供給するための導入口４４が設けられている。また、ケース部材４０には、保護基板３０の貫通孔３２に連通して配線基板１２０が挿通される接続口４３が設けられており、配線基板１２０は、接続口４３を介して液体噴射ヘッド２の－Ｚ方向を向く面側に導出される。ケース部材４０としては、金属材料、樹脂材料などを用いることができる。
【0038】
また、連通板１５の第１マニホールド部１７および第２マニホールド部１８が開口する＋Ｚ方向側の面には、コンプライアンス基板４５が設けられている。このコンプライアンス基板４５が、第１マニホールド部１７と第２マニホールド部１８の液体噴射面２０ａ側の開口を封止している。このようなコンプライアンス基板４５は、本実施形態では、可撓性を有する薄膜からなる封止膜４６と、金属等の硬質の材料からなる固定基板４７と、を具備する。固定基板４７のマニホールド１００に対向する領域は、厚さ方向に完全に除去された開口部４８となっているため、マニホールド１００の一方面は可撓性を有する封止膜４６のみで封止された可撓部であるコンプライアンス部４９となっている。
【0039】
このようなヘッドチップ１は、少なくとも圧力室基板１０、振動板５０、圧電素子３００およびノズル基板２０を具備するものであればよい。
【0040】
ここで、ヘッドチップ１を構成する圧力室基板１０は、図４～図８に示すように、曲率軸５００周りに湾曲している。本実施形態では、曲率軸５００は、圧力室基板１０の－Ｚ方向に位置する。つまり、圧力室基板１０は、＋Ｚ方向を向く面が凸となり、－Ｚ方向を向く面が凹となるように湾曲している。
【0041】
ここで、圧力室基板１０をＺ軸方向に見たとき、圧力室１２の流路方向である＋Ｙ方向と曲率軸５００とがなす角θは、０度以上、４５度未満、すなわち、０度≦θ＜４５度を満たす。ここで、曲率軸５００とは、圧力室基板１０の中心(図９に示すＣｃ)や重心などの代表点を通過する仮想平面ＩＰであって、ＸＹ平面に垂直な仮想平面ＩＰによる断面視において圧力室基板１０の曲率を算出したとき、曲率のうち曲率が最大となる仮想平面ＩＰに対して垂直な軸である。しかしながら、圧力室基板１０の代表点を通過し、ＸＹ平面に垂直な仮想平面ＩＰは無数に存在する。よって、簡略化するため、例えば、図９に示すように、互いのなす角が等しい８つの仮想平面ＩＰ１～ＩＰ８による各断面視において圧力室基板１０の８つの曲率を算出し、そのうち曲率が最大となる仮想平面ＩＰに対して垂直な軸を曲率軸５００として規定してもよい。ちなみに、８つの仮想平面ＩＰ１～ＩＰ８が互いに成す角は２２．５°となる。当然、仮想平面ＩＰの数が限定されているため、厳密には、曲率が最大となる仮想平面ＩＰが含まれない場合もあるが、仮想平面ＩＰを８つ以上とすることにより、こうした誤差は許容される。
【0042】
また、各曲率軸の曲率半径ｒは、図１０に示すように、各仮想平面ＩＰにおいて、仮想平面ＩＰと圧力室基板１０の端部との一方の交点Ｅｃ１（Ｅｃ１１～Ｅｃ１８）と、中心Ｃｃまたは代表点と、仮想平面ＩＰと圧力室基板１０との他方の交点Ｅｃ２（交点Ｅｃ２１～Ｅｃ２８）と、の３点の位置から、三角関数や三平方の定理を利用して算出することで求めることができる。なお、仮想平面ＩＰ１において、仮想平面ＩＰ１と圧力室基板１０の端部との一方の交点をＥｃ１１とし、他方の交点をＥｃ２１としている。例えば、仮想平面ＩＰ１の場合には、図１０に示すように、仮想平面ＩＰ１と圧力室基板１０の端部との一方の交点Ｅｃ１１と、中心Ｃｃと、仮想平面ＩＰ１と圧力室基板１０の端部との他方の交点Ｅｃ２１と、の３点の位置から曲率半径ｒを求める。例えば、交点Ｅｃ１１と交点Ｅｃ１２とを結ぶ線と中心Ｃｃへの垂線との交点を点Ｆｃとし、点Ｆｃと中心Ｃｃとの距離を距離Ｌ１とする。距離Ｌ１は、Ｚ軸方向において交点Ｅｃ１１および交点Ｅｃ１２の高さと、中心Ｃｃの高さの差によって求めることができる。この距離Ｌ１と、交点Ｅｃ１１と交点Ｅｃ１２との間の円弧の距離Ｌ２と、交点Ｅｃ１１と交点Ｅｃ１２との距離Ｌ３と、のうち何れか２つを用いて三角関数や三平方の定理を利用して曲率半径ｒを算出する。
【0043】
同様に、仮想平面ＩＰ２の場合には、仮想平面ＩＰ２と圧力室基板１０の端部との交点Ｅｃ１２と、中心Ｃｃまたは代表点と、仮想平面ＩＰ２と圧力室基板１０の端部との交点Ｅｃ２２と、の３点の位置から三角関数や三平方の定理を利用して仮想平面ＩＰ２に垂直な曲率軸の曲率半径ｒを求める。そして上述のように各仮想平面ＩＰ１～ＩＰ８において曲率半径ｒを求め、曲率半径ｒが最小となる仮想平面ＩＰに対する垂直な軸を圧力室基板１０の曲率軸５００とする。
【0044】
なお、圧力室基板１０は、曲率軸５００に加えて、他の曲率軸周りに湾曲していてもよいが、他の曲率軸の曲率半径は、曲率軸５００の曲率半径よりも大きくなっている。ちなみに他の曲率軸とは、曲率軸５００と同じ方向に延在するものであってもよく、圧力室１２の配列方向であるＸ軸方向に対して０度以上、４５度未満の角度をなす軸であってもよい。すなわち、圧力室基板１０は、Ｘ軸周りおよびＹ軸周りの両方に湾曲した形状であってもよい。また、Ｚ軸方向に見たとき、圧力室１２の配列方向であるＸ軸方向と曲率軸５００とがなす角θとは、図６に示すように、＋Ｙ方向に対する曲率軸５００の傾く角度のうち、小さい方の角度を言う。また、０度≦θ＜４５度とは、＋Ｚ方向に見て、曲率軸５００が＋Ｙ方向に対して時計回りに４５度未満、反時計回りに４５度未満の範囲で傾いていることを言う。
【0045】
前述のように、圧力室１２は、＋Ｚ方向に見て、Ｙ軸方向に沿って長く、Ｘ軸方向に沿って短く形成されている。このため、１つの圧力室１２と対向する振動板５０の可撓部も、同様に＋Ｚ方向に見て、Ｙ軸方向に沿って長く、Ｘ軸方向に沿って短く形成されている。このため、当該可撓部は、長手方向、つまり、Ｙ軸方向での外部応力の偏在に対して比較的弱くなる。一方で、当該可撓部は、短手方向、つまり、Ｘ軸方向での外部応力の偏在に対して比較的強くなる。
【0046】
ここで、Ｚ軸方向に見て＋Ｙ方向と曲率軸５００とが成す角θが小さい方が、１つの圧力室１２に対応する可撓部における振動板５０に加わるＹ軸方向での外部応力の偏在が小さくなり、角θが大きい方が、可撓部のおける振動板５０に加わるＹ軸方向での外部応力の偏在が大きくなる傾向がある。このため、Ｚ軸方向に見て＋Ｙ方向と曲率軸５００とがなす角θは、０度以上、３０度未満、つまり、０度≦θ＜３０度を満たすことが好ましい。また、Ｚ軸方向に見て＋Ｙ方向と曲率軸５００とがなす角θは、０度≦θ＜１５度を満たすことがより好ましく、さらに好ましくは＋Ｙ方向と曲率軸５００とは略平行である。つまり、なす角θが小さいほど、可撓部における振動板５０に加わるＹ軸方向での外部応力の偏在を抑制しやすくなり、好ましい。なお、＋Ｙ方向と曲率軸５００とが略並行であるとは、＋Ｙ方向と曲率軸５００とがなす角θが０度以上、５度未満、つまり、０度≦θ＜５度を満たすことを言う。
【0047】
このように曲率軸５００の＋Ｙ方向に対するなす角θを規定することで、１つの圧力室１２に対応する可撓部における振動板５０に加わる外部応力がＹ軸方向に偏在することを抑制できる。ここで、前述のように、１つの圧力室１２に対応する可撓部における振動板５０は、Ｙ軸方向での外部応力の偏在に対して比較的弱い。このため、曲率軸５００の＋Ｙ方向に対するなす角θを小さくすることで、振動板５０のＹ軸方向に特定の箇所に振動時の負荷が集中することを抑制し、特定の箇所を起点として振動板のクラックが生じることを低減することができる。
【0048】
本実施形態では、第１圧力室列１２Ａと第２圧力室列１２Ｂとを有するため、第１圧力室列１２Ａを構成する圧力室１２に対応する振動板５０と、第２圧力室列１２Ｂを構成する圧力室１２に対応する振動板５０との間で、振動特性にばらつきが生じることを抑制できる。このため、第１ノズル列２１Ａのノズル２１と第２ノズル列２１Ｂのノズル２１とから噴射されるインク噴射特性、つまり、インクの飛翔速度、インクの重量および噴射タイミングのばらつきを抑制することができる。したがって、ヘッドチップ１から噴射されるインク滴によって媒体上に形成される画像の印刷品質を向上することができる。
【0049】
また、圧力室基板１０を湾曲させることで、振動板５０の圧力室基板１０から受ける応力を分散することができる。ちなみに、例えば圧力室基板１０を平坦にすると、振動板５０から圧力室基板１０を湾曲させようとする応力が分散されることなく振動板５０内に留まり、応力が集中することによって圧力室基板１０、振動板５０および圧電素子３００等にクラックが生じることや、圧力室基板１０と振動板５０と圧電素子３００との剥離が生じるなどの不具合が発生する虞がある。圧力室基板１０を湾曲させることで、振動板５０や圧電素子３００に応力集中が生じることを抑制して、圧力室基板１０にクラックが生じることや、圧力室基板１０と振動板５０と圧電素子３００との剥離が生じるなどの不具合が発生することを抑制できる。
【0050】
また、図７および図８に示すように、圧力室基板１０は、当該圧力室基板１０を＋Ｘ方向に見たときの圧力室基板１０の曲率半径ｒ１が、＋Ｙ方向に見たときの曲率半径ｒ２よりも大きい。ここで、曲率半径ｒ１、ｒ２とは、それぞれ＋Ｘ方向に見たときの曲率半径の平均値、＋Ｙ方向に見たときの曲率半径の平均値のことを言う。また、曲率半径ｒ１、ｒ２とは、それぞれ圧力室基板１０の＋Ｘ方向に沿った最大の曲率半径、圧力室基板１０の＋Ｙ方向に沿った最大の曲率半径のことを言う。また、曲率半径ｒ１、ｒ２とは、それぞれ圧力室基板１０の＋Ｘ方向の中心の曲率半径、圧力室基板１０の＋Ｙ方向の中心の曲率半径のことを言う。
【0051】
このように、圧力室基板１０を＋Ｘ方向に見たときの曲率半径ｒ１を、＋Ｙ方向に見たときの曲率半径ｒ２よりも大きくすること、つまり、圧力室基板１０を＋Ｘ方向に沿って大きく湾曲させ、＋Ｙ方向に沿って小さく湾曲させることで、１つの圧力室１２に対応する振動板５０に加わる応力が＋Ｙ方向に偏在することを抑制して、振動板５０にクラック等の破壊が生じることを抑制できる。また、第１圧力室列１２Ａと第２圧力室列１２Ｂとを有するため、第１圧力室列１２Ａを構成する圧力室１２に対応する振動板５０と、第２圧力室列１２Ｂを構成する圧力室１２に対応する振動板５０との間で、振動特性にばらつきが生じることを抑制できる。このため、第１ノズル列２１Ａのノズル２１と第２ノズル列２１Ｂのノズル２１とから噴射されるインク噴射特性、つまり、インクの飛翔速度、インクの重量および噴射タイミングのばらつきを抑制することができる。したがって、ヘッドチップ１から噴射されるインク滴によって媒体上に形成される画像の印刷品質を向上することができる。
【0052】
また、圧力室基板１０を＋Ｘ方向に沿って大きく湾曲させることで、振動板５０の圧力室基板１０から受ける応力を分散することができる。したがって、圧力室基板１０にクラックが生じることや、圧力室基板１０と振動板５０と圧電素子３００との剥離が生じるなどの不具合が発生することを抑制できる。
【0053】
圧力室基板１０に接合される保護基板３０は、本実施形態では、圧力室基板１０と同様に曲率軸５００周りに湾曲している。ちなみに、保護基板３０は、本実施形態では、詳しくは後述する製造方法において、ウエハー状態からヘッドチップ１単位に切り分けられる前に圧力室基板１０に接着剤１４１によって接着されたものである。つまり、圧力室基板１０と保護基板３０とがウエハー状態で接合された状態で、ヘッドチップ１単位に切り分けられる。
【0054】
もちろん、保護基板３０と圧力室基板１０とを接着する接着剤１４１が圧力室基板１０の湾曲を吸収して、保護基板３０は、圧力室基板１０とは異なる湾曲、例えば、圧力室基板１０よりも小さく湾曲した状態であっても、湾曲していない平坦な状態であってもよい。
【0055】
また、圧力室基板１０に接合された連通板１５、ノズル基板２０およびコンプライアンス基板４５や、ケース部材４０等は、詳しくは後述するヘッドチップ１の製造時に、ウエハー状態からヘッドチップ１単位に切り分けられた後に、圧力室基板１０等に接着されるものである。このため、圧力室基板１０および保護基板３０に接着された上記の各部材は、圧力室基板１０および保護基板３０の湾曲を接着剤１４０、１４１、１４２等が吸収して、圧力室基板１０とは異なる湾曲や、湾曲しない平坦な状態となっている。もちろん、ヘッドチップ１を構成する圧力室基板１０および保護基板３０に接着される上記の各部材は、圧力室基板１０と同様に湾曲していてもよい。
【0056】
【0057】
まず、図１１に示すように、複数の圧力室基板１０が形成されるシリコンウエハーである圧力室基板用ウエハー１１０の表面に振動板５０と第１電極６０とを形成する。本実施形態では、圧力室基板用ウエハー１１０を熱酸化することによって二酸化シリコンからなる弾性膜５１を形成する。もちろん、弾性膜５１の材料は、二酸化シリコンに限定されず、窒化シリコン膜、ポリシリコン膜、有機膜（ポリイミド、パリレンなど）等にしてもよい。また、弾性膜５１の形成方法は熱酸化に限定されず、スパッタリング法、ＣＶＤ法、スピンコート法等によって形成してもよい。この弾性膜５１上に、酸化ジルコニウムからなる絶縁膜５２を形成する。絶縁膜５２は、酸化ジルコニウムに限定されず、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、アルミン酸ランタン（ＬａＡｌＯ３）等を用いるようにしてもよい。絶縁膜５２を形成する方法としては、スパッタリング法、ＣＶＤ法、蒸着法等が挙げられる。本実施形態では、この弾性膜５１及び絶縁膜５２によって振動板５０が形成されるが、振動板５０として、弾性膜５１及び絶縁膜５２の何れか一方のみを設けるようにしてもよい。
【0058】
このように形成された振動板５０上の全面に第１電極６０を形成する。この第１電極６０の材料は特に限定されないが、圧電体層７０としてチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）を用いる場合には、酸化鉛の拡散による導電性の変化が少ない材料であることが望ましい。このため、第１電極６０の材料としては白金、イリジウム等が好適に用いられる。また、第１電極６０は、例えば、スパッタリング法やＰＶＤ法（物理蒸着法）などにより形成することができる。
【0059】
次いで、図１２に示すように、第１電極６０を所定形状にパターニングした後、振動板５０および第１電極６０上に、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等からなる圧電体層７０を形成する。ここで、本実施形態では、金属錯体を溶媒に溶解・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層７０を得る、いわゆるゾル－ゲル法を用いて圧電体層７０を形成している。なお、圧電体層７０の製造方法は、ゾル－ゲル法に限定されず、例えば、ＭＯＤ法などの液相成膜法や、スパッタリング法、物理蒸着法（ＰＶＤ法）、レーザーアブレーション法等の気相成膜法を用いてもよい。
【0060】
次に、図１３に示すように、圧電体層７０を所定形状にパターニングする。本実施形態では、圧電体層７０上に所定形状に形成した図示しないマスクを設け、このマスクを介して圧電体層７０をエッチングする、いわゆるフォトリソグラフィーによってパターニングした。なお、圧電体層７０のパターニングとしては、例えば、反応性イオンエッチングやイオンミリング等のドライエッチングが挙げられる。この圧電体層７０のパターニングによって凹部７１が形成される。
【0061】
次に、図１４に示すように、圧電体層７０上および振動板５０上に亘って、第２電極８０を形成し、所定形状にパターニングして圧電素子３００を形成する。そして、特に図示しないが、圧力室基板用ウエハー１１０上に個別リード電極９１及び共通リード電極９２を形成する。また、上述した図１１から図１４に示す工程が成膜工程となる。
【0062】
次に、図１５に示すように、圧力室基板用ウエハー１１０の圧電素子３００側に、シリコンウエハーであり複数の保護基板３０となる保護基板用ウエハー１３０を接合した後、圧力室基板用ウエハー１１０を所定の厚みに薄くする。なお、保護基板用ウエハー１３０には、予め保持部３１が形成されている。
【0063】
次に、図１６に示すように、圧力室基板用ウエハー１１０にマスク膜５３を新たに形成し、所定形状にパターニングする。そして、図１７に示すように、圧力室基板用ウエハー１１０を、マスク膜５３を介してＫＯＨ等のアルカリ溶液を用いた異方性エッチング（ウェットエッチング）することにより、隔壁１１によって区画された圧力室１２を形成する。この圧力室１２を形成する工程が圧力室形成工程となる。
【0064】
その後は、圧力室基板用ウエハー１１０および保護基板用ウエハー１３０の外周縁部の不要部分を、例えば、ダイシングにより切断することによって除去する。また、圧力室基板用ウエハー１１０と保護基板用ウエハー１３０とを図１に示すような一つのヘッドチップ１のサイズにダイシングにより分割する（ダイシング工程）。
【0065】
本実施形態においては、成膜工程および圧力室形成工程を経た圧力室基板用ウエハー１１０であって、ダイシング工程の直前における圧力室基板用ウエハー１１０を図１８に示すように、上述した曲率軸５００周りに湾曲させる。なお、図１８においては、理解を容易なものとするため、圧力室基板用ウエハー１１０の湾曲を誇張している。このような圧力室基板用ウエハー１１０の湾曲は、ダイシング工程によって１つのヘッドチップ１のサイズの圧力室基板１０に分割した際に、各圧力室基板１０において、圧力室基板用ウエハー１１０の曲率軸５００周りに湾曲した状態が維持される。
【0066】
ここで、圧力室基板用ウエハー１１０の曲率軸５００とは、上述した圧力室基板１０の曲率軸５００と同様の規定を行うことができる。つまり、曲率軸５００とは、圧力室基板用ウエハー１１０の中心(図１９に示すＣｗ)や重心などの代表点を通過する仮想平面ＩＰであって、ＸＹ平面に垂直な仮想平面ＩＰによる断面視において圧力室基板用ウエハー１１０の曲率を算出したとき、曲率のうち曲率が最大となる仮想平面ＩＰに対して垂直な軸である。しかしながら、圧力室基板用ウエハー１１０の代表点を通過し、ＸＹ平面に垂直な仮想平面ＩＰは無数に存在する。よって、簡略化するため、例えば、図１９に示すように、互いのなす角が等しい８つの仮想平面ＩＰ１～ＩＰ８による各断面視において圧力室基板用ウエハー１１０の８つの曲率を算出し、そのうち曲率が最大となる仮想平面ＩＰに対して垂直な軸を曲率軸５００として規定してもよい。当然、仮想平面ＩＰの数が限定されているため、厳密には、曲率が最大となる仮想平面ＩＰが含まれない場合もあるが、仮想平面ＩＰを８つ以上とすることにより、こうした誤差は許容される。なお、圧力室基板用ウエハー１１０の中心Ｃｗとは、圧力室基板用ウエハー１１０をＺ軸方向に見て、圧力室基板用ウエハー１１０を内包する最小面積の円の中心のことである。
【0067】
また、各曲率軸の曲率半径ｒは、図２０に示すように、各仮想平面ＩＰにおいて、仮想平面ＩＰと圧力室基板用ウエハー１１０の端部との一方の交点Ｅｗ１（Ｅｗ１１～Ｅｗ１８）と、中心Ｃｗまたは代表点と、仮想平面ＩＰと圧力室基板用ウエハー１１０との他方の交点Ｅｗ２（交点Ｅｗ２１～Ｅｗ２８）と、の３点の位置から、三角関数や三平方の定理を利用して算出することで求めることができる。なお、仮想平面ＩＰ１において、仮想平面ＩＰ１と圧力室基板用ウエハー１１０の端部との一方の交点をＥｗ１１とし、他方の交点をＥｗ２１としている。例えば、仮想平面ＩＰ１の場合には、図２０に示すように、仮想平面ＩＰ１と圧力室基板用ウエハー１１０の端部との一方の交点Ｅｗ１１と、中心Ｃｗと、仮想平面ＩＰ１と圧力室基板用ウエハー１１０の端部との他方の交点Ｅｗ２１と、の３点の位置から曲率半径ｒを求める。例えば、交点Ｅｗ１１と交点Ｅｗ１２とを結ぶ線と中心Ｃｗへの垂線との交点を点Ｆｗとし、点Ｆｗと中心Ｃｗとの距離を距離Ｌ１１とする。距離Ｌ１１は、Ｚ軸方向において交点Ｅｗ１１および交点Ｅｗ１２の高さと、中心Ｃｗの高さの差によって求めることができる。この距離Ｌ１１と、交点Ｅｗ１１と交点Ｅｗ１２との間の円弧の距離Ｌ１２と、交点Ｅｗ１１と交点Ｅｗ１２との距離Ｌ１３と、のうち何れか２つを用いて三角関数や三平方の定理を利用して曲率半径ｒを算出する。
【0068】
同様に、仮想平面ＩＰ２の場合には、仮想平面ＩＰ２と圧力室基板用ウエハー１１０の端部との交点Ｅｗ１２と、中心Ｃｗまたは代表点と、仮想平面ＩＰ２と圧力室基板用ウエハー１１０の端部との交点Ｅｗ２２と、の３点の位置から三角関数や三平方の定理を利用して仮想平面ＩＰ２に垂直な曲率軸の曲率半径ｒを求める。そして上述のように各仮想平面ＩＰ１～ＩＰ８において曲率半径ｒを求め、曲率半径ｒが最小となる仮想平面ＩＰに対する垂直な軸を圧力室基板用ウエハー１１０の曲率軸５００とする。
【0069】
ここで、図１８に示すように、圧力室基板用ウエハー１１０を曲率軸５００周りに湾曲させるには、例えば、以下の方法によって実施することができる。
【0070】
成膜工程において、振動板５０および圧電素子３００の各層の成膜時の成膜条件や成膜方法を調整することで、振動板５０および圧電素子３００の各層の内部応力を調整する。ここで、成膜条件とは、例えば、スパッタリング法におけるプラズマの強度や、振動板５０を形成する際の温度、圧電体層７０を焼成する際の温度等である。
【0071】
また、成膜工程において、圧力室１２の外側、つまり、非可撓部に振動板５０および圧電素子３００の内部応力を調整するための応力調整膜を積層することで、圧力室基板用ウエハー１１０が受ける応力を調整する。圧力調整膜は、圧力室１２の外側であれば、例えば、振動板５０の内部やその上下等、任意の位置に配置することができる。例えば、応力調整膜をＹ軸方向に亘って連続し、且つ、Ｘ軸方向に間隔を空けて複数配置することにより、応力調整膜が梁のように作用して圧力室基板用ウエハー１１０のＸ軸周りの湾曲を抑止するため、曲率軸５００を＋Ｙ方向に近づけることができる。なお、応力調整膜の材料としては、成膜工程で用いられるヘッドチップ１の構成材料を流用することが可能であり、例えば、第２電極８０を形成する金属材料を用いることができる。
【0072】
また、成膜工程において、圧力室１２の外側、つまり、非可撓部において振動板５０や圧電素子３００の各層の少なくとも一つに溝を形成することで圧力室基板用ウエハー１１０が受ける応力を調整する。溝は、Ｙ軸方向に亘って連続したものをＸ軸方向に間隔を空けて複数配置することで、曲率軸５００を＋Ｙ方向に近づけることができる。
【0073】
また、圧力室形成工程において、圧力室基板１０の圧力室１２の外側や、ダイシング工程における分割の境界付近に溝を形成することで、圧力室基板１０を特定の方向に湾曲させ易くすることができる。溝は、Ｙ軸方向に亘って連続したものをＸ軸方向に間隔を空けて複数配置することで、曲率軸５００を＋Ｙ方向に近づけることができる。
【0074】
成膜工程および圧力室形成工程において、上記の方法を１つまたは複数組み合わせて行うことで、ダイシング工程の直前における圧力室基板用ウエハー１１０を曲率軸５００周りに湾曲させることができる。
【0075】
ちなみに、ダイシング工程の前の圧力室基板用ウエハー１１０は、約１８０ｍｍの測定範囲において１μｍ～１０００μｍ程度の高さ変化、所謂、湾曲を生じる。このため、曲率半径は、４０５０ｍ～４ｍ程度となる。したがって、本実施形態において、曲率半径が４０５０ｍより大きい湾曲については平坦とみなす。つまり、本発明における湾曲の定義は、曲率半径が４０５０ｍ以下のことを言う。なお、圧力室基板用ウエハー１１０の過度な湾曲は製造上の観点から好ましくない。例えば、約１８０ｍｍの測定範囲において２０００μｍ以上の高さ変化が生じると、圧力室基板用ウエハー１１０を搬送することが困難となる等、様々な不具合が生じる。
【0076】
なお、本実施形態では、圧力室基板用ウエハー１１０に保護基板用ウエハー１３０を接合して、圧力室１２を形成した際に、保護基板用ウエハー１３０は、圧力室基板用ウエハー１１０と同様に曲率軸５００周りに湾曲する。つまり、圧力室基板用ウエハー１１０に保護基板用ウエハー１３０を接着する際に、圧力室基板用ウエハー１１０の湾曲を平坦に戻した状態で、両者を所定の圧力で当接させても、圧力室基板用ウエハー１１０の湾曲しようとする応力によって保護基板用ウエハー１３０が曲率軸５００周りに湾曲する。また、圧力室基板用ウエハー１１０に保護基板用ウエハー１３０を接着する接着剤１４１（図３参照）が圧力室基板用ウエハー１１０の湾曲を吸収し、保護基板用ウエハー１３０が湾曲しない平坦な状態で接着されてもよい。つまり、圧力室基板用ウエハー１１０が湾曲するとは、これに接着されている他の部材、例えば、保護基板用ウエハー１３０が圧力室基板用ウエハー１１０と同様に湾曲させたものも、圧力室基板用ウエハー１１０とは異なる曲率で湾曲したものまたは平坦なものも、含む。
【0077】
その後は、ヘッドチップに連通板１５、ノズル基板２０、ケース部材４０、コンプライアンス基板４５等を接合することで、本実施形態のヘッドチップ１とする。
【0078】
このようなヘッドチップ１を具備する液体噴射ヘッド２の一例について、図２１および図２２を参照して説明する。なお、図２１は、液体噴射ヘッド２の分解斜視図であり、図２２は、液体噴射ヘッド２の要部断面図である。また、液体噴射ヘッド２の各方向について、当該液体噴射ヘッド２に搭載されたヘッドチップ１の方向、すなわち、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向に基づいて説明する。
【0079】
【0080】
流路部材２００は、第１流路４０１が設けられた第１流路部材２０１と、第２流路４０２が設けられた第２流路部材２０２と、第１流路４０１と第２流路４０２とを液密な状態で接続するシール部材２０３と、を具備する。
【0081】
第１流路部材２０１と、シール部材２０３と、第２流路部材２０２とは、この順に＋Ｚ方向に積層されている。
【0082】
第１流路部材２０１は、本実施形態では、３つの部材がＺ軸方向に積層されて構成されている。
【0083】
第１流路部材２０１は、液体であるインクが貯留された液体貯留部に接続される接続部２０４を有する。本実施形態では、接続部２０４として、第１流路部材２０１の－Ｚ方向の面に、－Ｚ方向に筒状に突出したものとした。この接続部２０４には、液体貯留部が直接、接続されるものでもよく、チューブ等の供給管などを介して接続されてもよい。このような接続部２０４の内部には、液体貯留部からのインクが供給される第１流路４０１が設けられている。なお、液体貯留部は、ヘッドチップ１から噴射される複数種類、例えば、複数色のインクを個別に貯留する。
【0084】
第１流路４０１は、Ｚ軸方向に延びる流路や、積層された部材の積層界面に沿って延びる流路等で構成されている。また、第１流路４０１の途中には、他の領域よりも内径が広く拡幅された液体溜まり部４０１ａが設けられており、液体溜まり部４０１ａ内には、インクに含まれるゴミや気泡などの異物を捕捉するフィルター４０１ｂが設けられている。
【0085】
なお、本実施形態では、１つの第１流路部材２０１は、４個の接続部２０４と、４個の独立した第１流路４０１と、を具備する。もちろん、第１流路４０１は、途中で分岐していてもよい。
【0086】
第２流路部材２０２は、第１流路４０１のそれぞれに連通する第２流路４０２を有する。第１流路４０１と第２流路４０２とは、シール部材２０３を介して液密に接続されている。シール部材２０３は、液体噴射ヘッド２に用いられるインク等の液体に対して耐液体性を有し、且つ弾性変形可能な材料、例えば、ゴムやエラストマー等を用いることができる。このようなシール部材２０３には、Ｚ軸方向に貫通する接続流路４０３が設けられており、第１流路４０１と第２流路４０２とは、接続流路４０３を介して連通する。つまり、流路部材２００の流路４００は、第１流路４０１と第２流路４０２と接続流路４０３とを具備する。
【0087】
また、第２流路部材２０２の＋Ｚ方向を向く面に、複数、本実施形態では、２個のヘッドチップ１が保持される。２個のヘッドチップ１は、Ｘ軸方向に関して同じ位置となるように、Ｙ軸方向に並設されている。このようなヘッドチップ１の各導入口４４に第２流路４０２が連通する。つまり、流路部材２００の流路４００は、ヘッドチップ１の複数の圧力室１２に共通するマニホールド１００に液体を供給する。このため、本実施形態の流路部材２００が、「複数の圧力室に液体を供給する流路部材」に相当する。
【0088】
また、第２流路部材２０２には、ヘッドチップ１の配線基板１２０を挿通するための配線保持孔２０５が設けられている。ヘッドチップ１の配線基板１２０は、配線保持孔２０５を介して第２流路部材２０２の－Ｚ方向を向く面側に導出される。
【0089】
また、Ｚ軸方向において、第２流路部材２０２とシール部材２０３との間には、複数のヘッドチップ１の配線基板１２０が共通して接続される中継基板２１０が設けられている。中継基板２１０は、リジット基板からなり、不図示の配線や電子部品等が実装されたものである。そして、ヘッドチップ１を制御するための印刷信号等は、中継基板２１０を介して各ヘッドチップ１に供給される。
【0090】
第２流路部材２０２の＋Ｚ方向を向く面には、カバーヘッド２２０が固定されている。カバーヘッド２２０は、本実施形態では、２個のヘッドチップ１を覆う大きさを有する。カバーヘッド２２０には、ノズル２１を＋Ｚ方向に向かって露出する露出開口部２２１がヘッドチップ１毎に独立して設けられている。露出開口部２２１から露出されたノズル２１からインクが＋Ｚ方向に向かって噴射される。
【0091】
このような液体噴射ヘッド２を具備する液体噴射装置Ｉの一例について、図２３を参照して説明する。なお、図２３は、液体噴射装置Ｉの概略構成を示す図である。また、液体噴射装置Ｉの各方向について、液体噴射装置Ｉに搭載された液体噴射ヘッド２の方向、すなわち、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向に基づいて説明する。
【0092】
図２３に示すように、液体噴射装置Ｉは、液体噴射ヘッド２と、液体貯留部３と、媒体Ｓを送り出す搬送機構４と、制御部である制御ユニット５と、移動機構６と、を具備する。
【0093】
液体貯留部３は、液体噴射ヘッド２から噴射される複数種類、例えば、複数色のインクを個別に貯留する。液体貯留部３としては、例えば、液体噴射装置Ｉに着脱可能なカートリッジ、可撓性のフィルムで形成された袋状のインクパック、インクを補充可能なインクタンクなどが挙げられる。本実施形態では、液体貯留部３と液体噴射ヘッド２とは、供給管３ａを介して接続される。
【0094】
制御ユニット５は、特に図示していないが、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）またはＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の制御装置と半導体メモリー等の記憶装置とを含んで構成される。制御ユニット５は、記憶装置に記憶されたプログラムを制御装置が実行することで液体噴射装置Ｉの各要素、すなわち、搬送機構４、移動機構６、液体噴射ヘッド２等を統括的に制御する。本実施形態の制御ユニット５が、圧電素子３００の駆動を制御する「駆動制御部」に相当する。
【0095】
搬送機構４は、制御ユニット５によって制御されて媒体ＳをＸ軸方向に搬送するものであり、例えば、搬送ローラー４ａを有する。なお、媒体Ｓを搬送する搬送機構４は、搬送ローラー４ａに限らず、ベルトやドラムによって媒体Ｓを搬送するものであってもよい。
【0096】
移動機構６は、制御ユニット５によって制御されて液体噴射ヘッド２をＹ軸方向に沿って＋Ｙ方向および－Ｙ方向に往復させる。
【0097】
具体的には、本実施形態の移動機構６は、搬送体７と搬送ベルト８とを具備する。搬送体７は、液体噴射ヘッド２を収容する略箱形の構造体、所謂、キャリッジであり、搬送ベルト８に固定される。搬送ベルト８は、Ｘ軸方向に沿って架設された無端ベルトである。制御ユニット５による制御のもとで搬送ベルト８が回転することで液体噴射ヘッド２が搬送体７と共に＋Ｙ方向および－Ｙ方向に図示しないガイドレールに沿って往復移動する。なお、液体貯留部３を液体噴射ヘッド２と共に搬送体７に搭載することも可能である。
【0098】
液体噴射ヘッド２は、制御ユニット５による制御のもとで、液体貯留部３から供給されたインクを複数のノズル２１のそれぞれからインク滴として＋Ｚ方向に媒体Ｓに噴射する。この液体噴射ヘッド２からのインク滴の噴射が、搬送機構４による媒体Ｓの搬送と移動機構６による液体噴射ヘッド２の往復移動とに平行して行われることにより、媒体Ｓの表面にインクによる画像が形成される、所謂、印刷が行われる。
【0099】
（他の実施形態）
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の基本的な構成は上述したものに限定されるものではない。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の基本的な構成は上述したものに限定されるものではない。
【0100】
例えば、上述した一実施形態では、圧力室基板１０が、－Ｚ方向に位置する曲率軸５００周りに湾曲する構成、つまり、圧力室基板１０の＋Ｚ方向を向く面が凸となり、－Ｚ方向を向く面が凹となるように湾曲するものとしたが、特にこれに限定されず、圧力室基板１０の＋Ｚ方向を向く面が凹となり、－Ｚ方向を向く面が凸となるように湾曲、すなわち、圧力室基板１０の＋Ｚ方向に曲率軸５００が位置するものであってもよい。
【0101】
また、上述した一実施形態の液体噴射装置Ｉでは、液体噴射ヘッド２が搬送体７に搭載されて主走査方向であるＹ軸方向に移動するものを例示したが、特にこれに限定されず、例えば、液体噴射ヘッド２が固定されて、媒体Ｓを副走査方向であるＸ軸方向に移動させるだけで印刷を行う、所謂ライン式記録装置にも本発明を適用することができる。
【0102】
また、上述した一実施形態の液体噴射装置Ｉでは、液体貯留部３が搬送体７に搭載されていないものを例示したが、特にこれに限定されず、液体貯留部３が搬送体７に液体噴射ヘッド２と共に搭載されるものであってもよい。
【0103】
なお、本発明は広く液体噴射ヘッドに用いられるヘッドチップ全般を対象としたものであり、インク以外の液体を噴射するヘッドチップ、液体噴射ヘッド、液体噴射装置にも勿論適用することができる。その他の液体噴射ヘッドとしては、例えば、プリンター等の画像記録装置に用いられる各種の記録ヘッド、液晶ディスプレイ等のカラーフィルター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（電界放出ディスプレイ）等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオｃｈｉｐ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等が挙げられ、かかる液体噴射ヘッドに用いられるヘッドチップおよび液体噴射ヘッドを備えた液体噴射装置にも適用できる。
【0104】
（付記）
以上に例示した形態から、例えば以下の構成が把握される。
以上に例示した形態から、例えば以下の構成が把握される。
【0105】
好適な態様である態様１に係るヘッドチップは、圧電素子と、前記圧電素子の駆動により振動する振動板と、前記振動板の振動によって液体に圧力を付与する圧力室が設けられる圧力室基板と、前記圧力室と連通するノズルが形成されるノズル基板と、が積層方向に積層され、前記圧力室は、前記積層方向と直交する流路方向に沿って延設され、当該圧力室および前記ノズルは、前記積層方向に直交すると共に前記流路方向と交差する配列方向に沿って複数設けられ、前記圧力室基板は、曲率軸周りに湾曲しており、前記積層方向に見たとき、前記流路方向と前記曲率軸とのなす角θは、０度≦θ＜４５度を満たす。これによれば、圧力室基板は、積層方向に見たとき、圧力室の流路方向とのなす角が０度≦θ＜４５度を満たす回転軸周りに湾曲することで、１つの圧力室１２に対応する振動板に加わる外部応力が流路方向に偏在するのを抑制することができる。これにより、振動板の流路方向において特定の箇所に振動時の負荷が集中することを抑制し、特定の箇所を起点として振動板のクラックが生じるのを低減することができる。また、圧力室基板が回転軸周りに湾曲することで、振動板や圧電素子に応力が集中するのを抑制して、応力を分散することができる。したがって、圧力室基板、振動板および圧電素子にクラックが生じることや、圧力室基板、振動板および圧電素子の剥離が生じるのを抑制することができる。
【0106】
態様１の具体例である態様２において、前記積層方向に見たとき、前記流路方向と前記曲率軸とのなす角θは、０度≦θ＜３０度を満たす。これによれば、さらに圧力室に対応する振動板に加わる外部応力が流路方向に偏在するのを抑制することができ、振動板の破壊を抑制することができる。
【0107】
態様１の具体例である態様３において、前記積層方向に見たとき、前記流路方向と前記曲率軸とのなす角θは、０度≦θ＜１５度を満たす。これによれば、さらに圧力室に対応する振動板に加わる外部応力が流路方向に偏在するのを抑制することができ、振動板の破壊を抑制することができる。
【0108】
態様１の具体例である態様４において、前記流路方向と前記曲率軸とは略平行である。さらに圧力室に対応する振動板に加わる外部応力が流路方向に偏在するのを抑制することができ、振動板の破壊を抑制することができる。
【0109】
好適な態様である態様５のヘッドチップは、圧電素子と、前記圧電素子の駆動により振動する振動板と、前記振動板の振動によって液体に圧力を付与する圧力室が設けられた圧力室基板と、前記圧力室と連通するノズルが形成されたノズル基板と、が積層方向に積層され、前記圧力室は、前記積層方向と直交する流路方向に沿って延設され、当該圧力室および前記ノズルは、前記積層方向に直交すると共に前記流路方向と交差する配列方向に沿って複数設けられ、前記配列方向に沿って見たときの曲率半径が、前記流路方向に沿って見たときの曲率半径よりも大きい。これによれば、圧力室基板は、配列方向に見たときの曲率半径が、流路方向に見たときの曲率半径よりも大きく湾曲することで、１つの圧力室１２に対応する振動板に加わる外部応力が流路方向に偏在するのを抑制することができる。これにより、振動板の流路方向において特定の箇所に振動時の負荷が集中することを抑制し、特定の箇所を起点として振動板のクラックが生じるのを低減することができる。また、圧力室基板が回転軸周りに湾曲することで、振動板や圧電素子に応力が集中するのを抑制して、応力を分散することができる。したがって、圧力室基板、振動板および圧電素子にクラックが生じることや、圧力室基板、振動板および圧電素子の剥離が生じるのを抑制することができる。
【0110】
態様１または５の具体例である態様６において、前記配列方向に沿って設けられる複数の前記圧力室で構成される第１圧力室列と、前記第１圧力室列とは前記流路方向で異なる位置において、前記配列方向に沿って設けられる複数の前記圧力室で構成される第２圧力室列と、を具備し、前記第１圧力室列と前記第２圧力室列とは前記流路方向に互いに隣接する。これによれば、第１圧力室列と第２圧力室とを有するため、第１圧力室列を構成する圧力室に対応する振動板と、第２圧力室列を構成する圧力室に対応する振動板との間で、振動特性にばらつきが生じるのを抑制することができる。このため、第１圧力室列に連通するノズルと第２圧力室列に連通するノズルとから噴射される液体の噴射特性、つまり、液滴の飛翔速度、液滴の重量および噴射タイミングのばらつきを抑制することができる。したがって、媒体上に形成される画像の印刷品質を向上することができる。
【0111】
態様１または５の具体例である態様７において、前記振動板は、前記圧力室基板から圧縮応力または引張応力を受けている。これによれば、振動板の内部応力を調整して圧力室基板の湾曲を制御することができる。
【0112】
好適な態様である態様８の液体噴射ヘッドは、態様１または５に記載のヘッドチップと、複数の前記圧力室に共通して液体を供給する流路部材と、を有する。これによれば、振動板の破壊を抑制して信頼性を向上した液体噴射ヘッドを実現できる。
【0113】
好適な態様である態様９の液体噴射装置は、態様８に記載の液体噴射ヘッドと、電気信号を発生し、前記電気信号によって前記圧電素子の駆動を制御する駆動制御部と、を有する。これによれば、振動板の破壊を抑制して信頼性を向上した液体噴射装置を実現できる。
【0114】
好適な態様である態様１０のヘッドチップの製造方法は、圧電素子と、前記圧電素子の駆動により振動する振動板と、前記振動板の振動によって液体に圧力を付与する圧力室が設けられる圧力室基板と、前記圧力室と連通するノズルが形成されるノズル基板と、が積層方向に積層され、前記圧力室は、前記積層方向と直交する流路方向に沿って延設され、当該圧力室および前記ノズルは、前記積層方向に直交すると共に前記流路方向と交差する配列方向に沿って複数設けられる、ヘッドチップの製造方法であって、ウエハー状の前記圧力室基板に前記圧電素子を形成する成膜工程と、ウエハー状の前記圧力室基板に前記圧力室を形成する圧力室形成工程と、前記成膜工程と前記圧力室形成工程よりも後の工程であって、複数のチップ状に前記圧力室基板を切断するダイシング工程と、を含み、前記ダイシング工程の直前において、ウエハー状の前記圧力室基板は曲率軸まわりに湾曲しており、前記積層方向に見たとき、前記流路方向と前記曲率軸とのなす角θが、０度≦θ＜４５度を満たす。これによれば、圧力室基板は、ダイシング工程によって分割される前のウエハー状態の湾曲による影響を受けるため、ウエハー状態で湾曲させることで、圧力室基板を湾曲した状態で製造することができる。
【符号の説明】
【0115】
Ｉ…液体噴射装置、１…ヘッドチップ、２…液体噴射ヘッド、３…液体貯留部、３ａ…供給管、４…搬送機構、４ａ…搬送ローラー、５…制御ユニット、６…移動機構、７…搬送体、８…搬送ベルト、１０…圧力室基板、１１…隔壁、１２…圧力室、１２Ａ…第１圧力室列、１２Ｂ…第２圧力室列、１５…連通板、１６…ノズル連通路、１７…第１マニホールド部、１８…第２マニホールド部、１９…供給連通路、２０…ノズル基板、２０ａ…液体噴射面、２１…ノズル、２１Ａ…第１ノズル列、２１Ｂ…第２ノズル列、３０…保護基板、３１…保持部、３２…貫通孔、４０…ケース部材、４１…凹部、４２…第３マニホールド部、４３…接続口、４４…導入口、４５…コンプライアンス基板、４６…封止膜、４７…固定基板、４８…開口部、４９…コンプライアンス部、５０…振動板、５１…弾性膜、５２…絶縁膜、５３…マスク膜、６０…第１電極、７０…圧電体層、７１…凹部、８０…第２電極、９１…個別リード電極、９２…共通リード電極、１００…マニホールド、１１０…圧力室基板用ウエハー、１２０…配線基板、１２１…駆動回路、１３０…保護基板用ウエハー、１４０…接着剤、１４１…接着剤、１４２…接着剤、２００…流路部材、２０１…第１流路部材、２０２…第２流路部材、２０３…シール部材、２０４…接続部、２０５…配線保持孔、２１０…中継基板、２２０…カバーヘッド、２２１…露出開口部、３００…圧電素子、３１０…活性部、４００…流路、４０１…第１流路、４０１ａ…液体溜まり部、４０１ｂ…フィルター、４０２…第２流路、４０３…接続流路、５００…曲率軸、Ｓ…媒体。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】