本发明涉及液体喷出装置及液体喷出装置的制造方法。
背景技术：
作为喷出液体的液体喷出装置，在日本特开2003-159798号中公开了从喷嘴喷出墨的喷墨头。该喷墨头具备形成有多个压力室和多个喷嘴的头本体部和对压力室内的墨施加压力的压电致动器。
头本体部的多个压力室构成了在头的主扫描方向上并列的四个压力室列。压电致动器具有覆盖多个压力室的振动板、形成在振动板上的共用电极、配置在共用电极上的压电体以及与多个压力室对应地配置于压电体的上表面的多个单独电极。也可以说，由与一个压力室对向地配置的单独电极、共用电极和被这两种电极夹着的压电体的部分构成了一个压电元件。即，压电致动器具备与多个压力室分别对应地排列成四列的多个压电元件。
在各压电元件的单独电极连接有配线。配线被从压电元件的单独电极向主扫描方向的外侧引出。若着眼于单侧两个压电元件列，则与主扫描方向的内侧的压电元件列的单独电极连接的配线经过外侧的压电元件列的两个压电元件之间而向外侧延伸。在各配线的端部设置有电压输入用端子。
技术实现要素：
发明要解决的课题
虽然在日本特开2003-159798号中没有特别记载，但有时在将两个压力室隔开的分隔壁上的配线经过的区域中，以防止配线的腐蚀等目的而设置绝缘膜。此时，若该绝缘膜的一部分配置成一直伸出到处于配线的两侧的压力室上，则绝缘膜的端部将位于覆盖压力室的振动板上。
关于这一点，本申请的发明人试制了绝缘膜的一部分一直伸出到压力室上的结构的致动器，并进行了驱动试验，结果发现，以绝缘膜的端部位置为起点而在振动板产生了裂纹。
本发明的目的在于防止以形成在分隔壁上的绝缘膜向压力室侧伸出为起因的覆盖压力室的膜的裂纹产生。
用于解决课题的方案
本发明的液体喷出装置的特征在于，具备：第一压力室及第二压力室，在第一方向上并列；第一绝缘膜，覆盖所述第一压力室和所述第二压力室；第一压电元件，隔着所述第一绝缘膜与所述第一压力室对向地配置；第二压电元件，隔着所述第一绝缘膜与所述第二压力室对向地配置；配线，经过在所述第一方向上相邻的所述第一压电元件与所述第二压电元件之间而延伸；以及第二绝缘膜，覆盖所述配线，所述第二绝缘膜的在述第一压电元件与所述第二压电元件之间覆盖所述配线的部分的在所述第一方向上的端部位于比将所述第一压力室和所述第二压力室隔开的分隔壁的端部靠内侧处。
在本发明中，第二绝缘膜的在第一压电元件与第二压电元件之间覆盖配线的部分的端部位于比将第一压力室和第二压力室隔开的分隔壁的端部靠内侧处。也就是说，在第一压电元件与第二压电元件之间，第二绝缘膜不与第一压力室及第二压力室重叠。在该结构中，第二绝缘膜的端部不位于压力室的上方，所以不容易在覆盖压力室的第一绝缘膜产生应力集中，可抑制第一绝缘膜产生裂纹。
附图说明
图1是本实施方式的打印机的概略俯视图。
图2是喷墨头的一个头单元的上表面图。
图3是图2的a部放大图。
图4是图3的iv-iv线剖视图。
图5是图3的v-v线剖视图。
图6是图5的分隔壁周边的放大图。
图7是示出(a)振动膜成膜、(b)共用电极成膜、(c)压电材料膜成膜、(d)上部电极用的导电膜成膜、(e)导电膜蚀刻(上部电极形成)的各工序的图。
图8是示出(a)压电材料膜蚀刻(压电元件形成)、(b)共用电极蚀刻、(c)保护膜成膜、(d)层间绝缘膜成膜、(e)上部电极和配线的导通用的孔形成的各工序的图。
图9是示出(a)配线用的导电膜成膜、(b)导电膜蚀刻(配线形成)、(c)配线保护膜成膜的各工序的图。
图10是示出(a)层间绝缘膜及配线保护膜的局部除去、(b)保护膜的局部除去、(c)振动板的孔形成的各工序的图。
图11是说明层间绝缘膜和配线保护膜的除去工序的图。
图12是示出(a)流路基板的研磨、(b)流路基板的蚀刻(压力室形成)、(c)喷嘴板的接合、(d)贮存室形成部件的接合的各工序的图。
图13是变更形态的头单元的局部放大上表面图。
图14是图13的头单元中的共用电极的俯视图。
图15是图13的xv-xv线剖视图。
图16是另一变更形态的头单元的上表面图。
图17是图16的剖视图，(a)是a-a线剖视图，(b)是b-b线剖视图，(c)是c-c线剖视图，(d)是d-d线剖视图。
具体实施方式
接着，对本发明的实施方式进行说明。图1是本实施方式的打印机的概略俯视图。首先，参照图1对喷墨打印机1的概略结构进行说明。此外，将图1所示的前后左右的各方向定义为打印机的“前”、“后”、“左”、“右”。另外，将纸面外侧定义为“上”，将纸面里侧定义为“下”。以下，适当使用前后左右上下这些方向用语来进行说明。
(打印机的概略结构)
如图1所示，喷墨打印机1具备压板2、滑架3、喷墨头4、运送机构5和控制装置6等。
在压板2的上表面载置作为被记录介质的记录用纸100。滑架3构成为能够在与压板2对向的区域中沿着两条导轨10、11在左右方向(以下，也称作扫描方向)上往复移动。滑架3与环状带14连结，通过由滑架驱动电动机15驱动环状带14，滑架3在扫描方向上移动。
喷墨头4安装于滑架3，与滑架3一起在扫描方向上移动。喷墨头4具备在扫描方向上并列的四个头单元16。四个头单元16通过未图示的管分别与装配四色(黑、黄、青、品红)的墨盒17的墨盒保持器7连接。各头单元16具有形成于其下表面(图1的纸面里侧的面)的多个喷嘴24(参照图2～图5)。各头单元16的喷嘴24将从墨盒17供给的墨朝向载置于压板2的记录用纸100喷出。
运送机构5具有配置成在前后方向上隔着压板2的两个运送辊18、19。运送机构5利用两个运送辊18、19将载置于压板2的记录用纸100向前方(以下，也称作运送方向)运送。
控制装置6具备rom(readonlymemory：只读存储器)、ram(randomaccessmemory：随机存取存储器)及包括各种控制电路的asic(applicationspecificintegratedcircuit：专用集成电路)等。控制装置6按照储存于rom的程序，利用asic来进行向记录用纸100的打印等各种处理。例如，在打印处理中，控制装置6基于从pc等外部装置输入的打印指令，控制喷墨头4、滑架驱动电动机15等来向记录用纸100打印图像等。具体而言，使墨喷出动作和运送动作交替地进行，墨喷出动作是使喷墨头4一边与滑架3一起在扫描方向上移动一边喷出墨的动作，运送动作是利用运送辊18、19将记录用纸100在运送方向上运送规定量的动作。
(喷墨头的详细结构)
接着，对喷墨头4的详细结构进行说明。图2是喷墨头4的一个头单元16的上表面图。此外，喷墨头4的四个头单元16结构全都相同，所以对其中之一进行说明，而关于其他头单元16则省略说明。图3是图2的a部放大图。图4是图3的iv-iv线剖视图。图5是图3的v-v线剖视图。
如图2～图5所示，头单元16具备喷嘴板20、流路基板21、压电致动器22及贮存室形成部件23。此外，在图2中，为了附图的简化，关于位于流路基板21及压电致动器22的上方的贮存室形成部件23，利用双点划线仅示出了外形。
(喷嘴板)
喷嘴板20由不锈钢等金属材料、硅或聚酰亚胺等合成树脂材料等形成。在喷嘴板20形成有多个喷嘴24。如图2所示，喷出一色的墨的多个喷嘴24在运送方向上排列而构成了在左右方向上并列的两个喷嘴列25a、25b。在两列喷嘴列25a、25b之间，喷嘴24的运送方向上的位置以各喷嘴列25的排列间距p的一半(p/2)的量错开。
(流路基板)
流路基板21是由硅形成的基板。在该流路基板21的下表面接合有前述的喷嘴板20。在流路基板21形成有与多个喷嘴24分别连通的多个压力室26。各压力室26具有在扫描方向上较长的矩形的平面形状。多个压力室26与前述的多个喷嘴24的排列相应地在运送方向上排列，构成了在左右方向上并列的两个压力室列27(27a、27b)。
(压电致动器)
压电致动器22是向多个压力室26内的墨施加用于使其分别从喷嘴24喷出的喷出能的部件。压电致动器22配置于流路基板21的上表面。
如图2～图5所示，压电致动器22具有振动膜30、多个压电元件40、保护膜34、层间绝缘膜36、配线35及配线保护膜37。此外，在图2中，为了附图的简单，省略了在图3～图5中示出的覆盖压电膜32的保护膜34和覆盖配线35的配线保护膜37的图示。
如图2、图3所示，在压电致动器22的与多个压力室26的端部分别重叠的位置形成有多个连通孔22a。通过这多个连通孔22a，后述的贮存室形成部件23内的流路和多个压力室26分别连通。
振动膜30以覆盖多个压力室26的方式配置于流路基板21的整个上表面。振动膜30由二氧化硅(sio2)或氮化硅(sinx)等形成。振动膜30的厚度例如为1μm左右。
多个压电元件40隔着振动膜30与多个压力室26分别对向地配置。即，多个压电元件40与压力室26的排列相应地在运送方向上排列，且构成了在扫描方向上并列的两个压电元件列41。各压电元件40具有下部电极31、压电膜32及上部电极33。
下部电极31形成于振动膜30的上表面的与压力室26对向的区域。另外，如图5所示，在多个压力室26之间的区域由与下部电极31相同的材料形成有导电膜38，通过该导电膜38，在多个压电元件40之间下部电极31彼此导通。换言之，振动膜30的大致整个上表面配置有由多个下部电极31和它们之间的导电膜38形成的一个大的共用电极39。下部电极31的材质没有特别的限定，但例如可以采用铂(pt)和钛(ti)的双层构造的下部电极。在该情况下，铂层可以设为200nm左右，钛层可以设为50nm左右。
压电膜32在振动膜30的与压力室26对向的区域中形成在下部电极31上。如图3所示，压电膜32具有比压力室26小的在扫描方向上较长的矩形的平面形状。压电膜32例如由以作为钛酸铅和锆酸铅的混晶的钛酸锆酸铅(pzt)为主成分的压电材料形成。压电膜32的厚度例如为1μm～5μm左右。
上部电极33具有比压电膜32小一圈的矩形的平面形状。上部电极33形成于压电膜32的上表面的中央部。上部电极33例如由铱(ir)等形成。上部电极33的厚度例如为80nm左右。
如图3～图5所示，保护膜34以跨多个压电元件40的压电膜32的方式形成于振动膜30的大致整个上表面。保护膜34是用于防止空气中所含的水分向压电膜32侵入的膜，该保护膜34由氧化铝(al2o3)等具有耐水性的材料形成。该保护膜34的厚度例如为80nm左右。若空气中的水分进入到压电膜32内，则压电膜32会发生劣化，而通过由保护膜34覆盖压电膜32，能够防止水分向压电膜32侵入。
另外，为了减小保护膜34对压电膜32造成的变形阻碍，在保护膜34的在从其厚度方向观察时与压电膜32的上表面的中央部重叠的部分形成有矩形状的开口部34a。由此，上部电极33的大部分从保护膜34露出。此外，在开口部34a的内侧区域中，压电膜32虽然未被保护膜34覆盖，但被上部电极33覆盖，因此能够抑制水分从外部向压电膜32侵入。
如图3～图5所示，层间绝缘膜36形成在保护膜34上。在层间绝缘膜36形成有比保护膜34的开口部34a大一圈的开口部36a。由此，层间绝缘膜36被配置成覆盖将压力室26隔开的分隔壁28，压电元件40的大部分从层间绝缘膜36露出。此外，关于压电元件40的周围的层间绝缘膜36的形成范围的详情，将与配线保护膜37的形成范围一起进行详述。
在层间绝缘膜36上配置有下述的多个配线35。层间绝缘膜36主要为了提高多个配线35与共用电极39的导电膜38之间的绝缘性而设置。层间绝缘膜36的材质没有特别的限定，但例如由二氧化硅(sio2)形成。另外，从确保共用电极39与配线35之间的绝缘性的观点来看，层间绝缘膜36的膜厚优选具有一定程度的厚度，例如为300～500nm。
配线是用于向压电元件40施加电压的部件，配置在层间绝缘膜36上。配线35的一端部被配置成隔着保护膜34及层间绝缘膜36而盖到压电膜32的右端部的上表面上。另外，在保护膜34和层间绝缘膜36的覆盖上部电极33的右端部的部分设置有以贯通这些膜的方式配置的导通部55。并且，配线35和上部电极33的右端部经由导通部55而导通。另外，与多个压电元件40对应的多个配线35从上部电极33分别向右方引出。配线35例如由铝(al)形成。
此外，从左右两个压电元件列41中的左侧的压电元件列41a引出的配线35在右侧的压电元件列41b的压电元件40之间配置在层间绝缘膜36上。即，与左侧的压电元件40连接的配线35在分隔壁28的上方经过右侧的两个压电元件40之间而向右方延伸。此外，各配线35的厚度为了极力防止断线等而优选为一定以上的厚度，例如为1μm左右。
配线35下的层间绝缘膜36形成至流路基板21的右端部。如图2所示，在流路基板21的右端部，在层间绝缘膜36上以在运送方向上排列的方式配置有多个驱动接点42。从上部电极33向右方引出的配线35与驱动接点42连接。另外，在流路基板21的右端部，还在多个驱动接点42的运送方向两侧配置有两个接地接点43。接地接点43经由贯通保护膜34及层间绝缘膜36的导通部(图示省略)而与配置于保护膜34的下侧的共用电极39连接。
配线保护膜37以覆盖多个配线35的方式形成在层间绝缘膜36上。该配线保护膜37主要以保护配线35和确保配线35之间的绝缘的目的而设置。配线保护膜37例如由氮化硅(sinx)等形成。配线保护膜37的厚度例如为100nm～1μm。
如图3～图5所示，与层间绝缘膜36同样，在配线保护膜37也形成有开口部37a。配线保护膜37的开口部37a与层间绝缘膜36的开口部36a为大致相同的大小。由此，配线保护膜37被配置成在将压力室26隔开的分隔壁28上覆盖配线35，另一方面，位于配线35的两侧的压电元件40的大部分从配线保护膜37露出。另外，配线保护膜37的开口部37a比保护膜34的开口部34a大一圈。
如图3、图4所示，配线保护膜37延伸至流路基板21的右端部，覆盖配线35的直到与驱动接点42连接的连接部位为止的部分。另一方面，多个驱动接点42和接地接点43从配线保护膜37露出，与接合于流路基板21的右端部上表面的后述的cof50电连接。
对压电元件40周围的层间绝缘膜36和配线保护膜37的形成范围进行详细说明。图6是图5的分隔壁周边的放大图。
首先，对运送方向即压力室26的短边方向上的膜36、37的形成范围进行说明。如图3、图5、图6所示，在运送方向上相邻的两个压电元件40之间，层间绝缘膜36配置在分隔壁28上。另外，以覆盖层间绝缘膜36的上的配线35的方式配置有配线保护膜37。
另外，在两个压电元件40之间，配线保护膜37及层间绝缘膜36的运送方向上的两端比分隔壁28的端部靠内侧。即，分隔壁28上的配线保护膜37及层间绝缘膜36没有伸出至与由分隔壁28隔开的压力室26对向的区域。在该结构中，层间绝缘膜36及配线保护膜37的端部不位于压力室26上。因此，在驱动压电元件40时，可抑制以配线保护膜37及层间绝缘膜36的端部为起点而在覆盖压力室26的振动膜30产生裂纹。此外，如图6所示，配线保护膜37及层间绝缘膜36的宽度w优选比分隔壁28的宽度w1小3.8μm以上。关于其理由将在后面叙述。
由于在相同工序中进行配线保护膜37和层间绝缘膜36的蚀刻，所以配线保护膜37的开口部37a和层间绝缘膜36的开口部36a的位置一致，这一点在后面也将进行说明。由此，分隔壁28上的配线保护膜37的端部和层间绝缘膜36的端部在运送方向上处于相同位置。此外，通过在蚀刻时形成的膜端的锥形状，实际上配线保护膜37的端部位置和层间绝缘膜36的端部位置会稍微错开，但上述的“配线保护膜37的端部和层间绝缘膜36的端部处于相同位置”的结构也包括存在该稍微错开的情况。
接着，参照图4，对扫描方向即压力室26的长边方向上的膜36、37的形成范围进行说明。在振动膜30的与压电膜32的长边方向端部重叠的位置处，在压电元件40变形时应力容易集中。为了抑制该应力集中，层间绝缘膜36和配线保护膜37形成至上述的位置。即，如图3、图4所示，层间绝缘膜36和其上的配线保护膜37与压力室26的长边方向两端部重叠地配置。由此，压电膜32的端部被层间绝缘膜36和配线保护膜37覆盖而该位置的刚性升高。在该情况下，长边方向的端部附近的弯折变得平稳，所以可抑制振动膜30的裂纹。
此外，若是配线保护膜37及层间绝缘膜36在长边方向上与压力室26局部重叠且没有形成到压电膜32上的结构，则与在压力室26的短边方向上膜36、37伸出至压力室26的情况同样，在振动膜30容易产生以膜36、37的端部为起点的裂纹。关于这一点，由于配线保护膜37和层间绝缘膜36的端部形成到了压电膜32的上表面上，所以也可抑制以膜36、37的端部为起点的裂纹。
另外，若层间绝缘膜36和配线保护膜37与压力室26、压电膜32局部重叠，则存在压电元件40驱动时的振动膜30的位移会受到阻碍这一问题。但是，对位移产生大的影响的是压力室26的短边方向上的膜结构，与此相比，长边方向的端部的结构对位移产生的影响小。于是，在本实施方式中，虽然多少会存在位移下降的问题，但为了更可靠地防止振动膜30产生裂纹，采用了在压力室26的长边方向上配线保护膜37和层间绝缘膜36与压力室26、压电膜32局部重叠的结构。
如图2～图4所示，在压电致动器22的右端部的上表面分别接合有作为配线部件的cof(chiponfilm)50。并且，形成于cof50的多个配线55与多个驱动接点42分别电连接。cof50的与驱动接点42相反一侧的端部连接于打印机1的控制装置6(参照图1)。另外，在cof50安装有驱动器ic51。
驱动器ic51基于从控制装置6发送来的控制信号，生成用于驱动压电致动器22的驱动信号并输出。从驱动器ic51输出的驱动信号经由cof50的配线55向驱动接点42输入，并进一步经由压电致动器22的配线35向上部电极33供给。被供给了驱动信号的上部电极33的电位在规定的驱动电位与接地电位之间变化。另外，在cof50也形成有接地配线(省略图示)，该接地配线与压电致动器22的接地接点43电连接。由此，与接地接点43连接的共用电极39的电位始终维持为接地电位。
对从驱动器ic51供给了驱动信号时的压电致动器22的动作进行说明。在未被供给驱动信号的状态下，上部电极33的电位为接地电位，与共用电极39为相同电位。若从该状态起向某上部电极33供给驱动信号而施加驱动电位，则通过该上部电极33与共用电极39的电位差，在压电膜32上作用与其厚度方向平行的电场。此时，通过逆压电效应，压电膜32在厚度方向上伸长而在面方向上收缩。而且，伴随于该压电膜32的收缩变形，振动膜30以向压力室26侧凸出的方式挠曲。由此，压力室26的容积减小而在压力室26内产生压力波，从而从与压力室26连通的喷嘴24喷出墨的液滴。
(贮存室形成部件)
如图4、图5所示，贮存室形成部件23隔着压电致动器22配置于与流路基板21相反一侧(上侧)，通过粘接剂接合于压电致动器22的上表面。贮存室形成部件23例如可以与流路基板21同样地由硅形成，但也可以由硅以外的材料，例如金属材料或合成树脂材料形成。
在贮存室形成部件23的上半部分形成有在运送方向上延伸的贮存室52。该贮存室52通过未图示的管与装配墨盒17的墨盒保持器7(参照图1)分别连接。
如图4所示，在贮存室形成部件23的下半部分形成有从贮存室52向下方延伸的多个墨供给流路53。各墨供给流路53与压电致动器22的多个连通孔22a连通。由此，从贮存室52经由多个墨供给流路53及多个连通孔22a向流路基板21的多个压力室26供给墨。另外，在贮存室形成部件23的下半部分也形成有覆盖压电致动器22的多个压电元件40的凹状的保护罩部54。
接着，参照图7～图12，尤其以压电致动器22的制造工序为中心来说明上述的喷墨头4的头单元16的制造工序。
图7是示出(a)振动膜成膜、(b)共用电极成膜、(c)压电材料膜成膜、(d)上部电极用的导电膜成膜、(e)导电膜蚀刻(上部电极形成)的各工序的图。
首先，如图7(a)所示，在作为硅基板的流路基板21的表面形成二氧化硅的振动膜30。作为振动膜30的成膜法，可以适当采用热氧化处理。接着，如图7(b)所示，在振动膜30上通过溅射等形成成为多个下部电极31的共用电极39。另外，如图7(c)所示，在共用电极39上通过溶胶-凝胶法或溅射等在共用电极39的整个上表面形成由pzt等压电材料形成的压电材料膜59。
进而，在压电材料膜59的上表面形成上部电极33。首先，如图7(d)所示，通过溅射等在压电材料膜59的上表面形成导电膜57。接着，通过对该导电膜57进行蚀刻，在压电材料膜59的上表面分别形成多个上部电极33。
图8是示出(a)压电材料膜蚀刻(压电元件形成)、(b)共用电极蚀刻、(c)保护膜成膜、(d)层间绝缘膜成膜、(e)形成用于将上部电极与配线导通的各工序的图。
如图8(a)所示，进行压电材料膜59的蚀刻而形成多个压电膜32。由此，在振动膜30上形成多个压电元件40。另外，如图8(b)所示，对共用电极39进行蚀刻，形成构成压电致动器22的连通孔22a(参照图4)的一部分的孔31a。
接着，如图8(c)所示，以覆盖多个压电元件40的方式通过溅射等形成保护膜34。进而，如图8(d)所示，在保护膜34上形成层间绝缘膜36。层间绝缘膜36以覆盖多个压电元件40而且也覆盖多个压电元件40之间的分隔壁28的方式形成。此外，由二氧化硅形成的层间绝缘膜36可以适当通过等离子体cvd而形成。
当形成保护膜34和层间绝缘膜36后，如图8(e)所示，在保护膜34和层间绝缘膜36的覆盖上部电极33的端部的部分通过蚀刻形成孔56。该孔56是用于将上部电极33和在后面的工序中形成在层间绝缘膜36上的配线35导通的孔。
图9是示出(a)配线用的导电膜成膜、(b)导电膜蚀刻(配线形成)、(c)配线保护膜成膜的各工序的图。接着，在保护膜34上的层间绝缘膜36形成多个配线35。首先，如图9(a)所示，在层间绝缘膜36的上表面通过溅射等形成导电膜58。此时，通过将导电材料的一部分向孔56填充，来在孔56内形成使上部电极33和导电膜58导通的导通部55。接着，如图9(b)所示，对该导电膜58实施蚀刻来除去不需要的部分，分别形成多个配线35。
接着，如图9(c)所示，以覆盖多个压电元件40及与这多个压电元件40分别连接的多个配线35的方式形成配线保护膜37。由氮化硅(sinx)形成的配线保护膜37优选与先前的层间绝缘膜36同样地通过等离子体cvd来形成。
图10是示出(a)层间绝缘膜及配线保护膜的局部除去、(b)保护膜的局部除去、(c)振动膜的孔形成的各工序的图。
接着，如图10(a)所示，对配线保护膜37和层间绝缘膜36进行蚀刻，将配线保护膜37及层间绝缘膜36的覆盖多个压电元件40的部分同时除去。由此，在配线保护膜37形成开口部37a，并且在层间绝缘膜36形成开口部36a，使处于它们下方的保护膜34露出。
配线保护膜37和层间绝缘膜36的除去具体以如下方式进行。首先，在配线保护膜37的表面通过光致抗蚀剂形成覆盖开口部36a、37a的形成区域以外的区域的掩膜。当形成掩膜后，进行从配线保护膜37的表面起的蚀刻，将配线保护膜37和层间绝缘膜36同时除去，在两种膜37、36的未被掩膜覆盖的区域形成开口部36a、37a。在蚀刻后，将掩膜剥离而除去。
图11是说明层间绝缘膜36和配线保护膜37的除去工序的图。如图11所示，在将在运送方向上并列的两个压力室26隔开的分隔壁28处，不将配线35的下侧的层间绝缘膜36和从上方覆盖配线35的配线保护膜37除去而使其残留。此时，形成为层间绝缘膜36和配线保护膜37的端部不向比分隔壁28的端部靠外侧处伸出。
具体而言，将层间绝缘膜36和配线保护膜37的运送方向上的端部的目标形成位置p0设定为比分隔壁28的端部的目标形成位置p1靠内侧处，而进行除去工序。在此，“膜36、37的端部的目标形成位置”是指对膜36、37进行蚀刻时的端部的目标位置，以使膜36、37的端部来到该位置的方式调整掩膜位置、蚀刻量等。同样，“分隔壁28的端部的目标形成位置”是指在后述的压力室26的形成工序(图12(b))中对流路基板21进行蚀刻而形成压力室26时的端部的目标位置，以使分隔壁28的端部来到该位置的方式调整掩膜、蚀刻量等。换句话说，上述的“目标形成位置”是指在制造头单元时的设计图中标明的位置(尺寸)。
但是，由于在膜36、37的蚀刻时产生的各种偏移，如图11中双点划线所示，膜36、37的端部可能从目标形成位置p0偏移。另外，分隔壁28的端部也同样可能会因由蚀刻引起的在压力室26的形成时产生的偏移而从目标形成位置p1偏移。其结果，也可设想加工后的膜36、37的端部的位置不处于比分隔壁28的端部靠内侧处的情况。
本申请的发明人最初以使膜36、37的端部与分隔壁28的端部一致的方式设定端部位置的目标而制造了头单元，并进行了驱动试验，但在该试验中，在振动膜30产生了裂纹。从调查的结果得知，膜36、37的端部因蚀刻时的偏移而向比分隔壁28的端部靠外侧处伸出，膜36、37的一部分与压力室26重叠。此外，该试制品中的振动膜30的厚度为1.0μm～1.4μm。
于是，膜36、37的目标形成位置p0优选是比分隔壁28的端部的目标形成位置p1靠内侧3μm以上的位置。其理由如下。
在层间绝缘膜36及配线保护膜37的除去工序中，分隔壁28上的膜的位置(a)以掩膜的偏移为起因而产生不均，另外，膜宽度(b)因蚀刻的加工偏移而产生不均。由此，膜36、37的端部的位置可能偏移。另外，在压力室26的形成工序(图12(b))中，分隔壁28的位置(c)以掩膜的偏移为起因而产生不均，另外，分隔壁28的宽度(d)因蚀刻的加工偏移而产生不均。由此，分隔壁28的端部的位置也可能偏移。因而，膜36、37的端部位置与分隔壁28的端部位置之间的相隔距离t将在某范围内产生不均。于是，优选以即使产生了上述的各种偏移，膜36、37的实际的端部位置也比分隔壁28的端部位置p1靠内侧的方式，来设定膜36、37的端部的目标形成位置p0。
上述的各种偏移的程度虽然取决于在膜36、37的蚀刻和压力室26的形成中使用的装置的精度，但大致为表1所示的值。另外，表1的值表示3σ下的值，偏移进入该范围内的概率为99.7％。在表1中，“掩膜偏移”表示因蚀刻用掩膜与面方向平行地偏移而引起的位置偏移的程度。另外，“加工偏移”表示蚀刻的加工宽度的偏移的程度。例如，“压力室形成时的掩膜偏移为±3μm”是指，在流路基板21通过蚀刻形成压力室26时，蚀刻掩膜相对于目标的设置位置最多偏移3μm。
【表1】
此外，如上所述，通过同时进行层间绝缘膜36和配线保护膜37的除去，除去工序的次数减少。这意味着掩膜偏移和加工偏移的发生机会减少。与此相对，在分别进行了两种膜36、37的除去的情况下，在两次除去工序中分别产生掩膜偏移和加工偏移，所以偏移量可能变大。
以下，根据表1的偏移的程度，来研究如何设定目标形成位置p0是合适的。
(1)作为一个思路，着眼于表1的偏移的种类中最大的压力室形成时的掩膜偏移(最大3μm)。即，以即使产生该掩膜偏移，膜36、37的端部位置也不会从分隔壁28伸出的方式，设定目标形成位置p0。按照该思路，膜36、37的端部的目标形成位置p0设定为比分隔壁28的端部的目标形成位置p1靠内侧3μm以上即可。
(2)作为另一个思路，也可以以即使在分别产生了表1的所有种类的偏移的情况下，膜36、37的端部位置也不会从分隔壁28伸出的方式，设定目标形成位置p0。此外，在该情况下，也可以基于所有种类的偏移的最大值的合计、即将各个最差值叠加而得到的值，来设定目标形成位置p0。但是，所有种类的偏移都成为最大的偏移量的概率无限接近0，以也覆盖这样的条件的方式进行设计是不现实的。
于是，优选基于“平方和公差”这一思路来设定目标形成位置p0。前提是，表1的四种尺寸(a～d)分别不对其他尺寸造成影响。即，a～d是独立的现象。在该情况下，若假设距离t的不均服从正态分布，则从方差的加法性来看，距离t的方差t2由下式表示。
式1
此外，表1中的加工偏移(b，d)是膜宽度或分隔壁的宽度这样的宽度尺寸的偏移的值，所以在求出端部位置的偏移量时，如式1所示，关于宽度尺寸的偏移使用其一半的值。若对上式进行变形而使其成为标准差的形式，则成为下式。
式2
若将表1的偏移的值代入a～d，则t＝3.17。上述a～d的值分别是3σ下的值，所以关于t，也以99.7％的概率成为3.17μm以下。实际上可以说，若将膜36、37的端部位置的目标形成位置p0设定为比分隔壁28的端部位置p1靠内侧3μm以上的位置，则膜36、37就不会向比分隔壁28的端部靠外侧处伸出。
此外，关于分隔壁28的上方的膜36、37的端部的目标形成位置p0，也可以通过与分隔壁28的尺寸之间的关系来表现。在喷嘴24及压力室26为300dpi的排列的情况下，压力室26的排列间距成为84.7μm(图5的尺寸a)。另一方面，为了从各个喷嘴24正常喷出墨，优选使压力室26的宽度为60～70μm(图5的尺寸b)。若考虑双方的条件，则将两个压力室26隔开的分隔壁28可取的宽度(图5的尺寸c)成为14.7μm～24.7μm。此时，将膜36、37的端部的目标形成位置p0设定为与分隔壁28的目标形成位置p1相距3μm的位置和将p0与p1的距离设定成分隔壁28的宽度的12％(3μm/24.7μm)～20％(3μm/12.7μm)是一个意思。即，要使p0与p1的距离成为3μm以上，将上述距离设定成分隔壁28的宽度的12％以上即可。
此外，在如上述那样进行了膜36、37的除去工序之后，膜36、37的宽度与分隔壁28的宽度的关系成为如下那样。在膜36、37的端部的目标形成位置p0设定为与分隔壁28的端部相距3μm的位置时，理论上，图6的膜36、37的宽度w与分隔壁28的宽度w1相比在左右两侧各小3μm，即合计小6μm。但是，实际上，需要考虑由表1所示的膜36、37的加工偏移引起的膜宽度的不均及由压力室26的加工偏移引起的分隔壁28的宽度的不均。若考虑这些加工偏移，则实际形成的膜36、37的宽度w与分隔壁28的宽度w1的关系成为以下那样。
w≤w1-(3μm×2)+(0.2μm)+(2μm)＝w1-3.8μm
返回图10，当上述的配线保护膜37和层间绝缘膜36的除去工序结束后，接着，如图10(b)所示，对从配线保护膜37及层间绝缘膜36露出的保护膜34进行蚀刻，在保护膜34形成开口部34a。而且，如图10(c)所示，对振动膜30实施蚀刻，形成构成压电致动器22的连通孔22a(参照图4)的一部分的孔30a。通过图10(c)的工序，压电致动器22的制造完成。
图12是示出(a)流路基板的研磨、(b)流路基板的蚀刻(压力室形成)、(c)喷嘴板的接合、(d)贮存室形成部件的接合的各工序的图。如图12(a)所示，将形成墨流路的流路基板21从下表面侧(与振动膜30相反一侧)进行研磨而除去，使流路基板21的厚度减薄至规定的厚度。成为流路基板21的基础的硅晶圆的厚度为500μm～700μm左右，而通过该研磨工序，使流路基板21的厚度减薄至100μm左右。
在上述研磨之后，如图12(b)所示，从流路基板21的与振动膜30相反一侧的下表面侧进行蚀刻，形成压力室26。此外，该流路基板21的蚀刻可以是湿蚀刻也可以是干蚀刻。但是，通常，在干蚀刻中，不仅产生基于化学反应的蚀刻，也产生基于物理作用的蚀刻，因此，振动膜30的厚度也可能变得比目标尺寸薄。因而，在利用干蚀刻形成压力室26的情况下应用本发明尤其有效。进而，如图12(c)所示，在流路基板21的下表面用粘接剂接合喷嘴板20。最后，如图12(d)所示，在压电致动器22用粘接剂接合贮存室形成部件23。
在以上说明的实施方式中，运送方向及压力室26的短边方向相当于本发明的“第一方向”，扫描方向及压力室26的长边方向相当于本发明的“第二方向”。右侧的压力室列27b的两个压力室26相当于本发明的“第一压力室”和“第二压力室”。振动膜30相当于本发明的“第一绝缘膜”。右侧的压电元件列41b的两个压电元件40相当于本发明的“第一压电元件”和“第二压电元件”。配线保护膜37相当于本发明的“第二绝缘膜”。层间绝缘膜36相当于本发明的“第三保护膜”。
另外，图9(c)的形成配线保护膜37的工序相当于本发明的“第一形成工序”。图8(d)的形成层间绝缘膜36的工序相当于本发明的“第二形成工序”。图10(a)的配线保护膜37和层间绝缘膜36的除去工序相当于本发明的“第一除去工序”。
接着，对向所述实施方式施加各种变更而得到的变更方式进行说明。不过，对于具有与所述实施方式同样的结构的部件，标注相同标号并适当省略其说明。
1]在上述实施方式中，构成为由下部电极31和导电膜38构成的共用电极39形成于振动膜30的大致整个上表面，在分隔壁28上配置有导电膜38(参照图5)。在该结构中，以压电元件40的烧成时的共用电极39的收缩为起因，在压电元件40、流路基板21中，会在流路基板21的面方向上残留较大的拉伸应力。并且，该拉伸应力成为阻碍压电元件40的变形的一个要因。于是，也可以如图13～图15所示那样将共用电极39图案化，在运送方向上并列的压电元件40之间，在共用电极39形成开口部39a。由此，可抑制共用电极39以整个面大幅收缩，上述的拉伸应力变小。
不过，存在以下问题，即由于在共用电极39的开口部39a的位置处的振动膜30的表面不存在具有延展性的金属膜，故更容易产生裂纹这一问题。因而，尤其在上述情况下，为了抑制振动膜30产生裂纹，优选采用层间绝缘膜36和配线保护膜37的端部处于比分隔壁28的端部靠内侧处的结构。
2]在上述实施方式中，多个压力室26构成两个压力室列27，多个压电元件40的排列也与该压力室的排列相应地成为了两列，但压力室26、压电元件40的列数不限于两列。
例如，如图16所示，压力室26及压电元件40的列数也可以是四列。构成四个压电元件列41(41a～41b)的压电元件40各自与配线35连接，所有配线35向右方引出。在该结构中，在四个压电元件列41之间，经过压电元件40之间的配线35的数量不同。
图17是图16的剖视图，(a)是a-a线剖视图，(b)是b-b线剖视图，(c)是c-c线剖视图，(d)是d-d线剖视图。如图17(a)～(d)所示，在四个压电元件列41的各列中，在运送方向上相邻的压电元件40之间形成有层间绝缘膜36和配线保护膜37。此外，在位于左端的压电元件列41a中，虽然在相邻的压电元件40之间没有配线35经过，但与其他压电元件列41同样地在分隔壁28上形成有配线保护膜37。
在此，在经过的配线35的数量在四个压电元件列41之间不同的情况下，也可以考虑与配线35的根数相应地改变层间绝缘膜36、配线保护膜37的宽度。但是，若分隔壁28上的层间绝缘膜36、配线保护膜37的宽度在四个压电元件列41之间不同，则这些膜36、37与分隔壁28的端部即压力室26的缘部之间的距离也不同。由此，在压电元件40之间会产生振动膜30的位移之差，而导致喷嘴24之间的喷出特性的不均一。
于是，优选与经过的配线35的根数无关而使膜36、37的覆盖配线35的部分的宽度相等。即，在膜36、37的除去工序中，将四个压电元件列41的各列的膜36、37的端部的目标形成位置p0设定为相同位置。由此，在四个压电元件列41之间，从分隔壁28的端部到膜36、37为止的距离大致相同，可期待喷出特性的均一化。
此外，在图16、图17的方式中，属于一个压力室列27的两个压力室26相当于本发明的“第一压力室”和“第二压力室”，属于另一个压力室列27的两个压力室26相当于本发明的“第三压力室”和“第四压力室”。另外，与所述一个压力室列27对应的两个压电元件40相当于本发明的“第一压电元件”和“第二压电元件”，与所述另一个压力室列27对应的两个压电元件40相当于本发明的“第三压电元件”和“第四压电元件”。
3]在上述实施方式中，将层间绝缘膜36和配线保护膜37通过一次蚀刻同时除去，但也可以将层间绝缘膜36和配线保护膜37在不同的工序中除去。在该情况下，配线保护膜37的除去工序相当于本发明的“第一除去工序”，层间绝缘膜36的除去工序相当于本发明的“第二除去工序”。
4]在上述实施方式中，被配线保护膜37覆盖的配线35是用于对压电元件40施加驱动电位的配线，但不限于这样的配线。例如，也可以是与共用电极连接的接地的配线。
5]在上述实施方式中，在多个压电元件之间下部电极导通而构成共用电极，另一方面，上部电极是相对于压电元件单独设置的单独电极，但也可以是下部电极是单独电极，而上部电极是共用电极。
6]上述实施方式的压电致动器22构成为具有层间绝缘膜36和配线保护膜37这两种膜。与此相对，也可以构成为仅具有层间绝缘膜36和配线保护膜37的一方。
例如，若如先前说明的图15的方式那样构成为在配线35的正下方没有配置共用电极39，则至少在分隔壁28上，也可以不形成层间绝缘膜36。
另外，在配线35由铝形成的情况下，优选以防止腐蚀等目的而设置覆盖配线35的配线保护膜37，但在由金等稳定的材料形成的情况下，也可以省略配线保护膜37。
以上说明的实施方式是将本发明应用于向记录用纸喷出墨来打印图像等的喷墨头的实施方式，但本发明也能够应用于以画像等的打印以外的各种用途使用的液体喷出装置。例如，也能够将本发明应用于向基板喷出导电性的液体而在基板表面形成导电图案的液体喷出装置。
附图说明
16头单元
21流路基板
26压力室
28分隔壁
30振动膜
35配线
36层间绝缘膜
37配线保护膜
40压电元件