(57)【要約】【課題】ドット抜け検出を容易に行なうことを可能とするノズル基板、液滴吐出ヘッド、及び、液滴吐出装置、並びに、ノズル基板の製造方法を提供する。【解決手段】本発明に係るノズル基板１は、液滴を吐出する複数のノズル孔１０を有するノズル基板１であって、導電性を有するシリコン基板１’で構成され、シリコン基板１’の吐出面１ａ以外の面（たとえば、キャビティ接着面１ｂ）に、ノズル孔１０から吐出される前の液滴をシリコン基板１’の表面を介して帯電させるための電圧印加に用いる電極（吐出検出用導通電極１２）が設けられている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を吐出する複数のノズル孔を有するノズル基板であって、
導電性を有するシリコン基板で構成され、前記シリコン基板の液滴吐出面以外の面に、前記ノズル孔から吐出される前の液滴を前記シリコン基板の表面を介して帯電させるための電圧印加に用いる電極が設けられている
ことを特徴とするノズル基板。
【請求項２】
前記ノズル基板の外形が、該ノズル基板に積層するキャビティ基板から一部がはみ出す形状であって、
前記電極が、
前記はみ出し部に少なくとも１箇所設けらてれている
ことを特徴とする請求項１記載のノズル基板。
【請求項３】
前記電極が、
前記ノズル基板とヘッドカバーとが接する部分に設けられている
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のノズル基板。
【請求項４】
前記シリコン基板は、
前記吐出面、前記吐出面と反対側の面及び前記ノズル孔の内壁にこれらの面を保護する液滴保護膜を有し、更に、前記液滴保護膜上の吐出面全面には撥液膜が形成され、ノズル孔の吐出口縁部を境界にしてノズル孔内壁及び前記反対側の面には撥液膜が形成されていない構成を有し、
前記電極は、前記液滴保護膜及び前記撥液膜のないシリコン面が露出した部分に形成されている
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のノズル基板。
【請求項５】
前記電極に使用する電極材料は、
シリコンとオーミック接続できる材料で、且つ、耐アルカリ性を有する材料である
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のノズル基板。
【請求項６】
前記電極材料は、
Ｐｔ、Ａｕ、Ｍｏ、Ｔａ、これらの合金又はこれらの化合物のいずれかである
ことを特徴とする請求項５に記載のノズル基板。
【請求項７】
前記請求項１〜６のいずれか一項に記載のノズル基板と、
前記ノズル基板の前記複数のノズル孔に連通して液滴を収容する複数の圧力室を有し、前記ノズル基板に積層されるキャビティ基板と、
前記圧力室に液滴を吐出させる圧力変化を与える圧力発生手段とを有する
ことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項８】
前記請求項７に記載の液滴吐出ヘッドと、
前記圧力発生手段を駆動する駆動制御回路と、
前記液滴吐出ヘッドの吐出不良ノズルを検出する吐出不良ノズル検出手段とを備え、
前記吐出不良ノズル検出手段は、
前記液滴吐出ヘッドの前記電極と前記ノズル孔から吐出された液滴を着弾し、前記液滴吐出ヘッドの吐出不良ノズルを検出する吐出検出用対向電極との間に電圧を印加し、前記ノズル孔から吐出する前の液滴を帯電させる電圧印加回路と、前記吐出検出用対向電極の電圧を検出する電圧検出回路とを有し、
前記電圧印加回路により前記吐出検出用対向電極と前記電極との間に電圧を印加し、吐出前の液体を帯電させた状態で前記駆動制御回路を制御して前記圧力発生手段を駆動させ、検査対象のノズル孔から液滴を前記吐出検出用対向電極へ吐出させたときの前記電圧検出回路による検出電圧の変化と、ノズル孔から液滴が正常に吐出したときの前記電圧検出回路による検出電圧の変化との比較結果に基づいて、吐出不良か否かを判定する
ことを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項９】
シリコン基板にノズル孔となる凹部を形成する工程と、
前記シリコン基板の凹部形成面に電極を形成する工程と、
前記シリコン基板の電極形成部を除く全面に液滴保護膜を熱酸化により形成する工程と、
前記シリコン基板の凹部形成面にサポート基板を貼り合わせる工程と、
前記シリコン基板の凹部形成面とは反対側面を薄板化し前記凹部を開口する工程と、
前記シリコン基板の薄板化した面及び前記凹部内部に液滴保護膜を形成する工程と、
前記液滴保護膜の上に撥液膜を形成する工程と、
前記シリコン基板から前記サポート基板を剥離し、前記シリコン基板に形成した前記撥液膜を前記サポート基板を剥離した側から親水化処理する工程と、を有する
ことを特徴とするノズル基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴を吐出する複数のノズルを有するノズル基板、そのノズル基板を有する液滴吐出ヘッド、及び、この液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置、並びに、そのノズル基板の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液滴吐出装置の代表例として、画像記録用のインクジェットヘッドを備えたインクジェット式記録装置がある。インクジェット式記録装置は、印刷時の騒音が比較的小さく、しかも小さなドットを高い密度で形成できるため、昨今においてはカラー印刷を含めた多くの印刷に使用されている。このようなインクジェット式記録装置は、インクカートリッジからのインクの供給を受けるインクジェットヘッドと、記憶媒体をインクジェットヘッドの走査方向と垂直に移動させる紙送り機構を備え、インクジェットヘッドをキャリッジ上で記録媒体の幅方向（主走査方向）に移動させながらインクジェットヘッドに対して機械的圧力や熱エネルギーを発生させることで記録媒体に対してインク滴を吐出させることで記録が行なわれる。
【０００３】
このようなインクジェット式記録装置に用いられるインクジェットヘッドは、一般に、インク滴を吐出するための複数のノズルが形成されたノズル基板と、このノズル基板に接合されノズル基板との間で上記ノズルに連通する圧力室（キャビティ）、リザーバー等のインク流路が形成されたキャビティ基板とを備え、駆動部により圧力室に圧力を加え、圧力室の一部を構成する振動板を変位させることにより、インク滴を、選択されたノズルより吐出するように構成されている。駆動手段としては、静電気力を利用する方式や、圧電素子による圧電方式、発熱素子を利用するバブルジェット（登録商標）方式等がある。
【０００４】
この種のインクジェットヘッドでは、インクジェットヘッドの圧力室内に気泡が発生したり、浮遊する紙粉やゴミなどがノズル近傍に付着したり、ノズル（内のインク）が乾燥したりすると、ノズルからインク滴が吐出されず、記録媒体にドットが形成されないことがある。インク滴の吐出不良を、一般に「ドット抜け」と呼んでいる。ドット抜けの現象が生じた場合には、クリーニング装置によって回復を図る。たとえば、気泡の発生によってドット抜け現象が生じた場合には、ポンプでノズル内のインクを吸引して圧力室内部の気泡を排出し、その後、ワイパーと呼ばれる拭い取り部材で吐出面に付着したインクを拭い去り、更にフラッシングと呼ばれるインク滴の無印字吐出を行って混色したインクを放出する。この一連のクリーニング工程によって、気泡によるドット抜け現象が回復する。
【０００５】
上記のようなドット抜けを検出する方法として、従来から、以下の方法がある。導電性の吸収体を備えた検査領域を設け、この検査領域とノズル基板との間に電圧を印加する。そして、この電圧の印加により、ノズル基板の表面を介してインク滴を予め帯電させておき、帯電した液滴を検査領域に吐出させ、ノズルから正常に液滴が吐出して検査領域に着弾した場合の電圧変化と、ノズル詰まりによりインク滴が吐出しなかった場合の電圧変化との相違により、ノズルの目詰まりの有無を判定することができるものがあった（たとえば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１７９０６９号公報（第１１頁〜第１５頁、図５、図６）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上記特許文献１に記載の技術では、ノズル基板の材質について特に言及されていないが、ノズル基板の表面を介してインク滴を帯電させるという原理上、ノズル基板にはＳＵＳ等の導電性基板が用いられているものと予測される。このようなＳＵＳを用いたノズル基板では、シリコン基板で形成されたキャビティ基板と接合するに際し、熱膨張係数の違いから、反りや剥がれ等の問題が発生し、信頼性確保が難しいという問題がある。
【０００８】
そこで、近年では、キャビティ基板と同材質で、且つフォトリソグラフィ法を用いてノズル孔を高密度、高精細に形成することが可能なシリコン基板を用いてノズル基板が作製されている。しかしながら、シリコン基板は半導体基板であることから、上記特許文献１の技術を用いてドット抜け検出を行なおうとした場合、インク滴を帯電させることができず、ドット抜け検出ができないという問題点があった。
【０００９】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、ドット抜け検出を容易に行なうことを可能とするノズル基板、液滴吐出ヘッド、及び、液滴吐出装置、並びに、ノズル基板の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係るノズル基板は、液滴を吐出する複数のノズル孔を有するノズル基板であって、導電性を有するシリコン基板で構成され、シリコン基板の液滴吐出面以外の面に、ノズル孔から吐出される前の液滴をシリコン基板の表面を介して帯電させるための電圧印加に用いる電極が設けられていることを特徴とする。
【００１１】
これにより、電極へ電圧を印加することにより、導電性のシリコン基板に電荷を与えることができ、シリコン基板の表面に接触している液滴、すなわち吐出前の液滴を帯電させることが可能となる。したがって、ノズル基板と接合されるキャビティ基板と同材質のシリコン基板を用いながらも、吐出前の液滴を帯電させることが可能となり、既存の液滴帯電方式の吐出不良ノズル検出方法を適用して容易に吐出不良ノズルを検出することが可能となる。また、電極をシリコン基板の液滴吐出面以外の面に形成しているので、液滴吐出面をフラットな状態に維持することができる。
【００１２】
本発明に係るノズル基板は、外形が積層するキャビティ基板から一部がはみ出す形状であって、電極が前記はみ出し部に少なくとも１箇所設けられていることを特徴とする。
これにより、形成した電極がキャビティ基板等のノズル基板以外のヘッド部材と干渉することを防ぐことができる。
【００１３】
本発明に係るノズル基板は、電極が、ノズル基板とヘッドカバーとが接する部分に設けられていることを特徴とする。
この構造と、ヘッドカバーに設けるコンタクトパッドと配線により、工程を追加せずに配線を引き出すことができる。
【００１４】
本発明に係るノズル基板は、シリコン基板は、吐出面、吐出面と反対側の面及びノズル孔の内壁にこれらの面を保護する液滴保護膜を有し、更に、液滴保護膜上の吐出面全面には撥液膜が形成され、ノズル孔の吐出口縁部を境界にしてノズル孔内壁及び反対側の面には撥液膜が形成されていない構成を有し、電極は、液滴保護膜及び撥液膜が除去されてシリコン面が露出した部分に形成されていることを特徴とする。
これにより、吐出液滴に対する耐久性向上及び吐出面の液滴残留防止が可能である。
【００１５】
本発明に係るノズル基板は、電極に使用する電極材料は、シリコンとオーミック接続できる材料で、且つ、耐アルカリ性を有する材料であることを特徴とする。
これにより、高周波特性が向上し、電圧制御しやすく損失の少ない回路を形成できる。また、電極の吐出液に対する耐久性を向上できるので、長期信頼性を確保することができる。
【００１６】
また、本発明に係るノズル基板は、電極材料は、Ｐｔ、Ａｕ、Ｍｏ、Ｔａ、これらの合金又はこれらの化合物のいずれかであることを特徴とする。
【００１７】
本発明に係る液滴吐出ヘッドは、上記のノズル基板と、ノズル基板の複数のノズル孔に連通して液滴を収容する複数の圧力室を有するキャビティ基板と、圧力室に液滴を吐出させる圧力変化を与える圧力発生手段とを有することを特徴とする。
これにより、シリコンノズル基板の機械的に優れた特性を維持したまま（半導体製造プロセスにおける高精度なノズル寸法精度を確保、液滴保護膜性能確保、組立時の工業性等）、液滴帯電方式の吐出不良ノズル検出方法に対応することが可能な液滴吐出ヘッドを得ることができる。
【００１８】
本発明に係る液滴吐出装置は、上記の液滴吐出ヘッドと、前記圧力発生手段を駆動する駆動制御回路と、前記液滴吐出ヘッドの吐出不良ノズルを検出する吐出不良ノズル検出手段とを備え、前記吐出不良ノズル検出手段は、前記液滴吐出ヘッドの前記電極と前記ノズル孔から吐出された液滴を着弾し、前記液滴吐出ヘッドの吐出不良ノズルを検出する吐出検出用対向電極との間に電圧を印加し、前記ノズル孔から吐出する前の液滴を帯電させる電圧印加回路と、前記吐出検出用対向電極の電圧を検出する電圧検出回路とを有し、前記電圧印加回路により前記吐出検出用対向電極と前記電極との間に電圧を印加し、吐出前の液体を帯電させた状態で前記駆動制御回路を制御して前記圧力発生手段を駆動させ、検査対象のノズル孔から液滴を前記吐出検出用対向電極へ吐出させたときの前記電圧検出回路による検出電圧の変化と、ノズル孔から液滴が正常に吐出したときの前記電圧検出回路による検出電圧の変化との比較結果に基づいて、吐出不良か否かを判定することを特徴とする。
【００１９】
これにより、シリコンノズル基板の機械的に優れた特性を維持したまま（半導体製造プロセスにおける高精度なノズル寸法精度を確保、保護膜（ＳｉＯ2 ）性能確保、組立時の工業性等）、液滴帯電方式の吐出不良ノズル検出方法に対応可能な液滴吐出装置を得ることができる。
【００２０】
本発明に係るノズル基板の製造方法は、シリコン基板にノズル孔となる凹部を形成する工程と、シリコン基板の凹部形成面に電極を形成する工程と、シリコン基板の電極形成部を除く全面に液滴保護膜を熱酸化により形成する工程と、シリコン基板の凹部形成面にサポート基板を貼り合わせる工程と、シリコン基板の凹部形成面とは反対側面を薄板化し凹部を開口する工程と、シリコン基板の薄板化した面及び凹部内部に液滴保護膜を形成する工程と、液滴保護膜の上に撥液膜を形成する工程と、シリコン基板からサポート基板を剥離し、シリコン基板に形成した撥液膜をサポート基板を剥離した側から親水化処理する工程と、を有することを特徴とする。
【００２１】
これにより、ノズル基板となるシリコン基板の薄板化工程よりも前に電極形成が可能であり、幅広い温度の成膜方法を用いて電極を形成することができる。たとえば、スパッタやＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）等で電極を形成した後に熱拡散等の工程を追加することで、シリコン基板に対する密着性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施の形態１に係る液滴吐出ヘッドを分解した状態を示す分解斜視図である。
【図２】液滴吐出ヘッドの長手方向の断面を示す縦断面図である。
【図３】液滴吐出ヘッドを上から見た状態を示す平面図である。
【図４】吐出不良ノズル検出手段の概略構成を示す模式図である。
【図５】吐出不良ノズルの検出動作を実行したときに静電誘導によって誘導電圧が生じる原理を説明するための概念図である。
【図６】ノズル基板の製造工程例の一部を示す縦断面図である。
【図７】ノズル基板の製造工程例の一部を示す縦断面図である。
【図８】ノズル基板の製造工程例の一部を示す縦断面図である。
【図９】実施の形態１の液滴吐出ヘッドを搭載した液滴吐出装置の一例を示した斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る液滴吐出ヘッド１００を分解した状態を示す分解斜視図である。図２は、液滴吐出ヘッド１００の長手方向の断面を示す縦断面図である。図３は、液滴吐出ヘッド１００を上から見た状態を示す平面図である。図１〜図３に基づいて、液滴吐出ヘッド１００の構成及び動作を説明する。なお、図１を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。また、図の上側を上とし、下側を下とし、ノズル孔１０が並んでいる方向を短手方向、短手方向と垂直な方向を長手方向として説明する。
【００２４】
この液滴吐出ヘッド１００は、静電気力により駆動される静電駆動方式の静電アクチュエーターの代表として、ノズル基板の表面側に設けられたノズル孔から液滴を吐出するフェイスイジェクトタイプの液滴吐出ヘッドを表している。この液滴吐出ヘッド１００は、ノズル基板１、キャビティ基板２、及び、電極基板３の３つの基板が順に積層されるように接合された３層構造となっている。つまり、液滴吐出ヘッド１００は、キャビティ基板２の一方の面（上面）にはノズル基板１が接合されており、他方の面（下面）には電極基板３が接合され、キャビティ基板２を電極基板３とノズル基板１とが上下から挟む構造となっている。
【００２５】
この液滴吐出ヘッド１００には、電極基板３上に形成された個別電極３１と、この個別電極３１に所定の駆動ギャップ３０を介して対向配置されたキャビティ基板２の振動板２３とから構成される静電アクチュエーターを備えている。この実施の形態１に係る液滴吐出ヘッド１００は、電極基板３とキャビティ基板２とを陽極接合により接合するものとし、キャビティ基板２とノズル基板１とをエポキシ樹脂等の接着剤を用いて接合するものとして説明する。また、液滴吐出ヘッド１００の電極基板３に形成する個別電極３１には、図２で示すドライバＩＣ等の電力供給手段であるアクチュエーター駆動回路４１（駆動制御回路）によって駆動信号（パルス電圧）が供給されるようになっている。
【００２６】
［ノズル基板１］  
ノズル基板１は、たとえば厚さ約６５μｍ（マイクロメートル）の（１００）面方位のシリコン単結晶基板（以下、単にシリコン基板という）を主要な材料として構成されている。そして、キャビティ基板２の上面（電極基板３を接合する面の反対面）と接合している。ノズル基板１には、キャビティ（吐出室）２０のそれぞれと連通している複数のノズル孔１０が所定のピッチで貫通形成されている。各ノズル孔１０は、キャビティ２０から移送されたインク滴等の液滴を外部に吐出するようになっている。なお、ノズル基板１における液滴が吐出される面を吐出面１ａ（液滴吐出面）とし、吐出面１ａの反対側面をキャビティ接着面１ｂとして説明するものとする。
【００２７】
各ノズル孔１０は、吐出方向の先端側の円筒状の第１ノズル孔１０ａと、第１ノズル孔１０ａよりも径の大きい円筒状の第２ノズル孔１０ｂとから構成され、第１ノズル孔１０ａと第２ノズル孔１０ｂとは同軸上に設けられている。かかる構成により、液滴の吐出方向をノズル孔１０の中心軸方向に揃えることができ、安定したインク吐出特性を発揮させることができる。すなわち、ノズル孔１０を複数団で形成することによって、液滴の飛翔方向のばらつきがなくなり、また液滴の飛び散りがなく、液滴の吐出量のばらつきを抑制することが可能となっている。
【００２８】
また、実施の形態１に係る液滴吐出ヘッド１００の特徴の１つとして、ノズル基板１は、不純物がドープされ且つ十分な導電性を有するシリコン基板を用いて作製されている。また、ドーパントとしては、たとえばＢ（ボロン）や、Ｐ（リン）等が用いられ、Ｐ型でもＮ型でもどちらでもよい。この種の導電性を有するシリコン基板は、電気抵抗率が設定された市販の導電性シリコン基板を用いればよい。電気抵抗率は、特に限定するものではなく、ノズル孔１０の加工性や、静電気による絶縁破壊等を考慮して適宜選択すればよい。
【００２９】
たとえば、電気抵抗率が低いシリコン基板の場合（不純物の量が多い場合）、エッチングによりノズル孔１０を開口するに際し、不純物があることによってシリコンのみをエッチングする場合に比べてエッチングレートが低下する。一方、導電性が必要以上あると、静電気が流れやすくなり、絶縁破壊を起こす等の問題が発生する可能性がある。したがって、これらを考慮して電気抵抗率が選択され、たとえば、０．１Ω・ｃｍ〜０．３Ω・ｃｍとするとよい。
【００３０】
また、ノズル基板１のキャビティ接着面１ｂ上には、ドット抜け検出を行う際に使用する吐出検出用導通電極１２が設けられている（ドット抜け検出については図４で詳細に説明する）。この吐出検出用導通電極１２は、図１に示すように、キャビティ接着面１ｂ上においてヘッドカバー５によって覆われる部分に形成される。ノズル基板１は、液滴吐出ヘッド１００の短手方向においてキャビティ基板２よりも長くなっており、この部分に吐出検出用導通電極１２が形成される。なお、図３には、ノズル基板１とキャビティ基板２とを接合する際のアライメントに使用するアライメント穴１３を図示している。
【００３１】
吐出検出用導通電極１２は、配線５０を介して吐出検出回路４２へと接続されるようになっている。吐出検出用導通電極１２は、シリコン（Ｓｉ）とオーミック接続できる導電材料で、且つ、耐薬品性（耐アルカリ性）に優れた材料（例えば、Ｐｔ（プラチナ）、Ａｕ（金）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｔａ（タンタル）、これらの合金又は化合物等）で構成されている。なお、オーミック接続とは、その電流−電圧特性が直線又は略直線となる接続を指す。また、図２には、配線５１を介して吐出検出回路４２と吐出検出用対向電極４３とが接続されている状態を図示している。
【００３２】
なお、この実施の形態１では、吐出検出用導通電極１２がノズル基板１のキャビティ接着面１ｂに形成している場合を例に示しているが、ノズル基板１の側面に形成されていてもよい。このような位置に吐出検出用導通電極１２に形成することによって、吐出面１ａをフラットな状態に維持することができる。吐出面１ａと液滴を着弾させる記録紙等の被対象物との距離は短い方が好ましく、吐出面１ａをフラットな状態に維持することにより、被対象物との距離を短くすることが可能になるという利点がある。また、吐出面１ａをクリーニングする際にも吐出面１ａがフラットな方が好ましい。
【００３３】
また、ノズル基板１の吐出面１ａ、キャビティ接着面１ｂ、及び、ノズル孔１０の内壁には、これらの面を液滴から保護する液滴保護膜１１が形成されている。さらに、吐出面１ａの液滴保護膜１１上には、撥液膜（図７で示す撥液膜１０５）を形成するとよい。吐出面１ａに撥液膜を形成する場合、ノズル孔１０の吐出口縁部を境界にしてノズル孔１０の内壁及びキャビティ接着面１ｂには撥液膜を形成しないようにする。これにより、液滴に対する耐久性向上及び吐出面１ａ上の液滴残留防止を図ることが可能になる。
【００３４】
なお、吐出検出用導通電極１２は、キャビティ接着面１ｂ上において液滴保護膜１１及び撥液膜が除去され、シリコン面が露出した面上に形成されている。ノズル孔１０の周囲近傍には、液滴に対する耐性確保や、液滴の残留がなく飛行曲がりのない良好な吐出特性を得る観点から、液滴保護膜及び撥液膜が形成されていることが好ましく、これらの膜を除去して形成する必要のある吐出検出用導通電極１２は、ノズル孔１０の形成位置近傍を避け、ノズル孔１０から離れた位置に形成することが好ましい。
【００３５】
以上のようにノズル基板１を構成することにより、ノズル基板１としてシリコン基板を採用しながらも、ノズル基板１の表面に接触する液滴に電荷を付与して帯電させることが可能となっている。なお、ノズル基板１のキャビティ接着面１ｂに、後述するオリフィスや振動板２３によりリザーバー２２側の液滴に加わる圧力を緩衝するダイアフラムを形成してもよい。また、ここでは、ノズル基板１を上面とし、電極基板３を下面として説明しているが、実際に用いられる場合には、ノズル基板１の方が電極基板３よりも下面となることが多い。
【００３６】
［キャビティ基板２］
キャビティ基板２は、たとえば厚さ約５０μｍのシリコン基板を主要な材料として構成されている。このシリコン基板にドライエッチングまたは異方性ウエットエッチングのいずれかあるいは双方を行ない、液滴の流路となる各部材（キャビティ２０、オリフィス２１、リザーバー２２等）が形成されている。キャビティ基板２の各部材の一つであるキャビティ２０は、底壁が可撓性を有する振動板２３となっており、吐出室（圧力室）として作用し、ノズル孔１０に対応する位置に独立に複数個形成されている。したがって、ノズル基板１とキャビティ基板２とを接合すると、キャビティ２０は、ノズル孔１０及びオリフィス２１を介してリザーバー２２と連通することになる。
【００３７】
キャビティ２０は、個別電極３１の電極列に対応して形成されており、液滴が保持されて吐出圧が加えられるようになっている。また、キャビティ２０は、紙面手前側から奥側にかけて平行に並んで形成されているものとする。リザーバー２２は、液滴供給口３２ａを介して供給される液滴を貯留し、各キャビティ２０に液滴を供給するための共通インク室として機能している。つまり、リザーバー２２は、各オリフィス２１を介して全てのキャビティ２０に連通している。
【００３８】
このリザーバー２２の底面には、リザーバー２２の底面を貫通する液滴供給口３２ａが形成されている。この液滴供給口３２ａは、電極基板３の液滴供給口３２ｂと連通するようになっている。そして、液滴供給口３２ａ及び液滴供給口３２ｂを介して外部からリザーバー２２に液滴が供給されるようになっている。オリフィス２１は、細溝状に形成されており、リザーバー２２とキャビティ２０とを連通する液滴供給口として作用している。なお、オリフィス２１は、ノズル基板１のキャビティ接着面１ｂに形成してもよい。
【００３９】
振動板２３は、高濃度のボロンドープ層で構成されている。所望の厚さの振動板２３を形成するために、同じだけの厚さのボロンドープ層を形成する。水酸化カリウム水溶液等のアルカリ溶液による単結晶シリコンのエッチングにおけるエッチングレートは、ドーパントがボロンの場合、約５×１０19ａｔｏｍｓ／ｃｍ3 以上の高濃度の領域において、非常に小さくなる。このため、振動板２３の部分を高濃度のボロンドープ層とし、アルカリ溶液による異方性エッチングによってキャビティ２０を形成する際に、ボロンドープ層が露出してエッチングレートが極端に小さくなる、いわゆるエッチングストップ技術を用いることにより、振動板２３の厚さ及び吐出室の容積を高精度に形成することができる。
【００４０】
キャビティ基板２の下面（電極基板３と対向する面、振動板２３の下面）には、振動板２３と個別電極３１との間を電気的に絶縁するためのＴＥＯＳ膜（ここでは、Ｔｅｔｒａｅｔｈｙｌ  ｏｒｔｈｏｓｉｌｉｃａｔｅ  Ｔｅｔｒａｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ：テトラエトキシシラン（珪酸エチル）を用いてできるＳｉＯ2 膜をいう）である絶縁膜２４をプラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＴＥＯＳ−ｐＣＶＤともいう）法を用いて、たとえば０．１μｍ程の膜厚で成膜している。この絶縁膜２４は、振動板２３の駆動時における絶縁破壊及びショートを防止するためと、液滴によるキャビティ基板２のエッチングを防止するためのものである。
【００４１】
ここでは、絶縁膜２４がＴＥＯＳ膜である場合を例に説明するが、これに限定するものではなく、絶縁性能が向上する物質であればよい。たとえば、Ａｌ2Ｏ3（酸化アルミニウム（アルミナ））や酸窒化シリコン等の酸化シリコンよりも比誘電率が高い誘電材料を用いてもよい。また、プラズマＣＶＤで成膜する場合に限らず、ＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ  Ｌａｙｅｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法やＥＣＲ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）スパッタ等で絶縁膜を成膜してもよい。
【００４２】
さらに、キャビティ基板２の上面にも、図示省略の液体保護膜となるＳｉＯ2 膜（ＴＥＯＳ膜を含む）を、プラズマＣＶＤ法又はスパッタリング法により成膜するとよい。このような吐出液保護膜を成膜することによって、吐出液で流路が腐食されるのを防止できるからである。この液体保護膜の応力と絶縁膜２４の応力とを相殺させ、振動板２３の反りを小さくできるという効果もある。また、絶縁膜２４の表面（絶縁膜２４の電極基板３側の表面）であって、個別電極３１との当接部分には、ＤＬＣ等で構成されている高潤滑硬質膜を形成するとよい。
【００４３】
また、キャビティ基板２には、外部電極端子としての共通電極２６が形成されている。この共通電極２６は、アクチュエーター駆動回路４１から図示省略のＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）を介して振動板２３に個別電極３１と反対の極性の電荷が供給する際の端子となるものである。
【００４４】
［電極基板３］
電極基板３は、たとえば厚さ１ｍｍのホウ珪酸系の耐熱硬質ガラス等のガラスを主要な材料として形成するとよい。これは、電極基板３とキャビティ基板２とを陽極接合する際、両基板の熱膨張係数が近いため、電極基板３とキャビティ基板２との間に生じる応力を低減することができ、その結果剥離等の問題を生じることなく電極基板３とキャビティ基板２を強固に接合することができるからである。電極基板３のキャビティ基板２側表面における各振動板２３に対向する位置には、キャビティ基板２のキャビティ２０の形状に合わせた凹部（ガラス溝）３０ａが、たとえばエッチングにより深さ０．３μｍ程度で形成されている。
【００４５】
また、この凹部３０ａの内部（特に底部）には、固定電極となる個別電極３１が、たとえばスパッタ法により０．１μｍの厚さで作製されている。そして、この凹部３０ａは、その内部に個別電極３１、ＦＰＣに接続される端子部３１ｂ及び端子部３１ｂと個別電極３１とを接続する個別電極リード部３１ａ（特に区別する必要がない限り、個別電極３１は、個別電極リード部３１ａ及び端子部３１ｂを含んだものとして説明する）を装着できるように、これらの形状に類似したやや大きめの形状にパターン形成するとよい。また、凹部３０ａの深さが約０．２μｍである場合を例に示しているが、凹部３０ａ内に作製する個別電極３１の厚さに応じて、変更可能になっている。
【００４６】
個別電極３１は、たとえば酸化錫を不純物としてドープした透明のＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ：インジウム錫酸化物）を０．１μｍの厚さでスパッタして作製するとよい。このように、ＩＴＯで個別電極３１を作製すると、透明なので放電したかどうかの確認が行いやすいという利点がある。なお、個別電極３１の材料をＩＴＯに限定するものではなく、クロム等の金属材料を用いてもよい。また、電極基板３には、リザーバー２２の液滴供給口３２ａと連通し、外部のインクタンクから供給される液滴を取り入れる流路となる液滴供給口３２ｂが貫通形成されている。
【００４７】
さらに、電極基板３には、ＦＰＣ実装部３５が凹部３０ａとともに形成されている。ＦＰＣ実装部３５には、端子部３１ｂが形成されている。つまり、端子部３１ｂは、配線のためにキャビティ基板２の末端部が開口された電極取り出し部２９内に露出しているのである。このＦＰＣ実装部３５に図示省略のＦＰＣを実装して、個別電極３１の一端（端子部３１ｂ）とアクチュエーター駆動回路４１とを接続するようにしている。したがって、個別電極３１には、アクチュエーター駆動回路４１からＦＰＣを介して駆動信号が供給されるようになっている。
【００４８】
電極基板３とキャビティ基板２とを陽極接合して積層体を形成すると、振動板２３と個別電極３１との間には、振動板２３を撓ませる（変位させる）ことができる一定の駆動ギャップ（空隙）３０が、電極基板３の凹部３０ａにより形成されるようになっている。この駆動ギャップ３０は、凹部３０ａの深さ、及び、個別電極３１の厚さにより決まることになる。この駆動ギャップ３０は、液滴吐出ヘッド１００の吐出特性に大きく影響するため、厳格な精度管理が要求される。駆動ギャップ３０は、各振動板２３に対向する位置に細長く所定の深さを有するように形成されている。この駆動ギャップ３０の開放端部は、内部に湿気や埃等が侵入しないようにエポキシ等の樹脂による封止部３３で気密封止される。
【００４９】
そして、吐出面１ａの大部分を開放しているヘッドカバー５で、液滴吐出ヘッド１００の外周部分を覆う。また、吐出検出用導通電極１２と吐出検出回路４２とを配線５０を介して接続し、吐出検出回路４２と吐出検出用対向電極４３とを配線５１を介して接続することによって、液滴吐出ヘッド１００が完成する。このヘッドカバー５は、固定板としての機能を有している。
【００５０】
なお、ＦＰＣ実装部３５の深さが約０．３μｍである場合を例に示しているが、これに限定するものではなく、凹部３０ａの深さに応じて変更するとよい。なお、駆動ギャップ３０は、気相処理を行なった後、封止部３３で気密封止するとよい。気相処理は、駆動ギャップ３０内の水分除去を行なった後に、疎水処理をするように実行される。また、駆動ギャップ３０は、キャビティ基板２となるシリコン基板に凹部を形成したり、スペーサーを挟むことによって形成することも可能である。
【００５１】
この液滴吐出ヘッド１００は、複数の個別電極３１が長辺及び短辺を有する長方形状に形成されており、この個別電極３１が、互いの長辺が平行になるように配置されている。そして、図１では、個別電極３１の短辺方向に伸びる１つの電極列を示している。なお、個別電極３１の短辺が長辺に対して斜めに形成されており、個別電極３１が細長い平行四辺形状になっている場合には、長辺方向に直角方向に伸びる電極列を形成するようにすればよい。なお、電極基板３とキャビティ基板２とは陽極接合により、キャビティ基板２とノズル基板１とは接着剤を用いての接合または直接接合により接合することができる。
【００５２】
液滴吐出ヘッド１００の動作について簡単に説明する。
キャビティ基板２のリザーバー２２には、液滴供給口３２ｂ及び液滴供給口３２ａを介して外部からインク等の液滴が供給されている。また、キャビティ基板２のキャビティ２０には、オリフィス２１を介してリザーバー２２から液滴が供給されている。アクチュエーター駆動回路４１は、ＦＰＣを介して個別電極３１と接続されており、個別電極３１への電荷の供給及び停止を制御するようになっている。このアクチュエーター駆動回路４１は、たとえば２４ｋＨｚで発振し、選択された個別電極３１に０Ｖ〜３０Ｖ程度のパルス電位を印加して電荷供給を行ない、その個別電極３１を正に帯電させる。
【００５３】
このとき、共通電極２６を介してキャビティ基板２には負の極性を有する電荷が供給され、正に帯電された個別電極３１に対応する振動板２３を相対的に負に帯電させる。そのため、選択された個別電極３１と振動板２３との間では静電気力（クーロン力）が発生することになる。そうすると、振動板２３は、静電気力によって個別電極３１側に引き寄せられて撓む（変位する）ことになる。つまり、個別電極３１は、個別電極３１に引き寄せられて当接することになる。これによってキャビティ２０の容積が増大する。
【００５４】
その後、個別電極３１への電荷の供給を止めると、振動板２３と個別電極３１との間の静電気力がなくなり、振動板２３はその弾性力により元の状態に復元する。このとき、キャビティ２０の容積が急激に減少するため、キャビティ２０内部の圧力が急激に上昇する。これにより、キャビティ２０内のインクの一部がインク滴としてノズル孔１０より吐出されることになる。このインク滴が、たとえば記録紙に着弾することによって印刷等が行われるようになっている。その後、液滴がリザーバー２２からオリフィス２１を通じてキャビティ２０内に補給され、初期状態に戻る。このような方法は、引き打ちと呼ばれるものであるが、バネ等を用いて液滴を吐出する押し打ちと呼ばれる方法もある。
【００５５】
ここから、実施の形態１の特徴事項であるドット抜け検出について詳細に説明する。図４は、吐出不良検出手段（吐出不良ノズル検出手段）６０の概略構成を示す模式図である。図５は、吐出不良ノズルの検出動作を実行したときに静電誘導によって誘導電圧が生じる原理を説明するための概念図である。吐出不良検出手段６０は、ホームポジションに配置された液滴受部としてのキャップ２１５と、このキャップ２１５の内部に設けられた検査領域２７４と、この検査領域２７４と液滴吐出ヘッド１００のノズル基板１に設けられた吐出検出用導通電極１２との間に電圧を印加する吐出検出回路（電圧印加回路）４２と、検査領域２７４の電圧を検出する電圧検出回路２７６とを含んで構成される。
【００５６】
キャップ２１５は、上面が開放されたトレイ状の部材であり、エラストマー等の弾性部材により作製されている。このキャップ２１５の内部には液滴吸収体２７７が配設されている。この液滴吸収体２７７は、上側吸収体２７７ａと下側吸収体２７７ｂとによって構成され、これらの間には、メッシュ状の電極部材２７８が配設されている。上側吸収体２７７ａは、電極部材２７８と同電位となるように導電性を有するスポンジによって作製されている。このスポンジは、着弾した液滴が速やかに下方に移動可能な透過性の高いものであり、本実施形態ではエステル系ウレタンスポンジが用いられている。
【００５７】
検査領域２７４は、上側吸収体２７７ａの表面に相当する。下側吸収体２７７ｂは、上側吸収体２７７ａに比べて液滴の保持力が高いものであり、フェルトなどの不織布によって作製されている。電極部材２７８は、ステンレス鋼等の金属からなる格子状のメッシュとして形成されている。このため、上側吸収体２７７ａに一旦吸収された液滴は、格子状の電極部材２７８の隙間を通って下側吸収体２７７ｂに吸収・保持される。すなわち、キャップ２１５、液滴吸収体２７７、及び、電極部材２７８によって、上述した吐出検出用対向電極４３を構成している。
【００５８】
吐出検出回路４２は、電極部材２７８が正極、液滴吐出ヘッド１００のノズル基板１が負極となるように直流電源（たとえば４００Ｖ）と抵抗素子（たとえば１ＭΩ）とを介して両者を電気的に接続している。ここで、電極部材２７８は、導電性を有する上側吸収体２７７ａと接触しているため、上側吸収体２７７ａの表面すなわち検査領域２７４も電極部材２７８と同電位となる。また、電圧検出回路２７６は、電極部材２７８の電圧信号を積分して出力する積分回路２８０と、この積分回路２８０から出力された信号を反転増幅して出力する反転増幅回路２８１と、この反転増幅回路２８１から出力された信号をＡ／Ｄ変換して出力するＡ／Ｄ変換回路２８２とを備えている。
【００５９】
積分回路２８０は、１つの液滴の吐出・着弾による電圧変化が小さいことから、複数の液滴の吐出・着弾による電圧変化を積分することにより大きな電圧変化として出力するものである。反転増幅回路２８１は、電圧変化の正負を反転させると共に所定の増幅率で積分回路２８０から出力された信号を増幅して出力するものである。Ａ／Ｄ変換回路２８２は、反転増幅回路２８１から出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換して検出信号として出力するものである。
【００６０】
吐出不良検出手段６０の吐出不良ノズルの検出動作は、液滴吐出ヘッド１００に配置されたすべてのノズル孔１０の目詰まりの有無を検査する動作であり、処理が開始されると、液滴吐出ヘッド１００のノズル列のうち検査対象となるノズル列が検査領域２７４に対向するように液滴吐出ヘッド１００を移動し、検査対象となるノズル列のうち１つのノズル孔１０から、帯電した液滴を１セグメント（３ショット分）の吐出数Ｓｎで吐出させることにより実行される。
【００６１】
図５に基づいて、帯電した液滴が液滴吐出ヘッド１００のノズル孔１０から吐出して検査領域２７４の上側吸収体２７７ａに至る際の電極部材２７８における電圧の推移について説明する。図５（Ａ）に示すように、液滴吐出ヘッド１００でノズル孔１０から飛翔する前の液滴は吐出検出回路４２によって負に帯電している。このため、図５（Ｂ）に示すように、この負に帯電した液滴がノズル孔１０から吐出して上側吸収体２７７ａへ近づくにつれ、静電誘導によって上側吸収体２７７ａの表面には正電荷が増加する。この結果、液滴吐出ヘッド１００と電極部材２７８との間の電圧は、静電誘導によって生じる誘導電圧により当初の電圧位よりも高くなる。
【００６２】
その後、図５（Ｃ）に示すように、負に帯電した液滴が上側吸収体２７７ａに達すると、液滴の負電荷により上側吸収体２７７ａの正電荷が中和される。その結果、液滴吐出ヘッド１００と電極部材２７８との間の電圧は当初の電圧値を下回る。その後、液滴吐出ヘッド１００と電極部材２７８との間の電圧は印加されている電圧値に戻る。このときの出力信号の振幅は、液滴吐出ヘッド１００と電極部材２７８との間に付与される電圧の大きさや液滴吐出ヘッド１００（ノズル）から上側吸収体２７７ａ（検査領域２７４）までの距離に依存するほか、吐出する液滴の有無やその大きさにも依存する。
【００６３】
このため、ノズル孔１０が詰まって液滴が吐出しなかったり、液滴が所定の大きさより小さかったりしたときには、出力信号の振幅が通常時に比べて小さくなるから、出力信号の振幅に基づいてノズル孔１０の目詰まりの有無を判定することができる。ただし、１ショット分の液滴による出力信号の振幅は極めて小さいことから、駆動波形を表す１セグメントの第１〜第３パルスＰ１、Ｐ２、Ｐ３のすべてを出力して３ショット分の液滴を吐出することにより、出力信号を３ショット分の液滴による積分値として取り出している。なお、電圧検出回路２７６から出力される信号は、反転増幅回路２８１を経由することから振幅の向きが逆転する。この検出動作は、各ノズル孔１０に対して行なわれ、最終的に全ノズル孔１０のドット抜け検出が行なわれる。
【００６４】
次に、ドット抜け検出動作により、吐出不良ノズルが検出されたときの処置について簡単に説明する。
【００６５】
ドット抜け検出動作で吐出不良ノズルが発見されると、吐出不良ノズルの数や状態によって自動的に回復処理を実行するか、回復処理を実行せずにオペレーターに報知するか、回復処理や報知を行わずにそのまま印刷処理を再開するかの処置を選択する。すなわち、吐出不良ノズル数や分布状態が許容できない状態であるときには、吐出不良ノズルの吐出特性を回復する回復手段による回復動作を自動的に実行し、吐出不良ノズル数や分布状態が所定の許容範囲内である場合には、回復動作を実行せずにオペレーターに報知し、吐出不良ノズル数や状態が吐出品質すなわち印刷品質への影響が小さい許容範囲以内である場合には、そのままつぎの印刷動作を開始する。
【００６６】
このときの判断基準としては、たとえば、検出された吐出不良ノズルの数が、ノズル群を構成するノズル数に対して印刷品質にほとんど影響を及ぼさない程度の少ない数である場合にはそのままつぎの印刷動作を開始することができる。また、検出された吐出不良ノズルの数が、ノズル群を構成するノズル数に対して印刷品質に無視はできないがある程度許容できそうな範囲の数である場合は、オペレーターに報知してオペレーターの判断により無視してもよい状態であれば印刷を開始し、無視できないレベルであれば回復動作を行なう。さらに、検出された吐出不良ノズルの数が、ノズル群を構成するノズル数に対して印刷品質に影響するくらい多い数である場合は、自動的に回復動作を実行する。
【００６７】
また、吐出不良ノズルの分布状態として、たとえば隣接したノズル孔１０が複数吐出不良であると検出されたような場合は、印刷品質に影響する可能性が高いので、吐出不良ノズルの数に係わらず自動的に回復動作を行なうとよい。なお、上記判断基準となる、吐出不良ノズル数等は、オペレーターが設定してＲＡＭ等の記憶手段に記憶させておくとよい。そうすれば、記憶させた設定値を用いて判断するよう制御されることになる。たとえば、１色ベタの面積が多いデザインだと吐出不良ノズルによる印刷不良が目立ちやすく、細かい柄だと多少吐出不良ノズルがあっても目立ちにくいため、印刷するデザインや記録媒体の種類等に応じてオペレーターが設定できるようにしている。
【００６８】
以上より、ノズル基板１は、導電性を有するシリコン基板上に形成された吐出検出用導通電極１２に電圧を印加することによりシリコン基板に電荷を与えることができ、シリコン基板の表面を介して吐出前の液滴を帯電させることが可能となる。したがって、ノズル基板１と接合されるキャビティ基板２と同材質のシリコン基板を用いながらも、吐出前の液滴を帯電させることが可能となり、上記ドット抜け検出方法を用いて容易に吐出不良ノズルを検出することが可能となる。
【００６９】
また、吐出検出用導通電極１２をキャビティ接着面１ｂに設けた構造であるため、容易に製造することが可能であるとともに、吐出面１ａをフラットな状態に維持することができる。したがって、ノズル基板１の吐出面１ａと液滴を着弾させる記録紙等の被対象物との距離を短くすることが可能になるという利点がある。さらに、吐出検出用導通電極１２を、積層するキャビティ基板２からはみ出す部分に形成したので、電極がキャビティ基板等のノズル基板以外のヘッド部材と干渉することを防ぐことができる。
【００７０】
ノズル基板１は、電極がノズル基板１とヘッドカバー５とが接する部分に設けられていることを特徴とする。この構造と、ヘッドカバー５に設けるコンタクトパッドと配線により、工程を追加せずに配線を引き出すことができる。
【００７１】
また、吐出検出用導通電極１２を、ノズル基板１のキャビティ接着面１ｂのヘッドカバー５と接する部分に形成するようにしたので、ノズル基板１の吐出面１ａでヘッドカバー５と接触することが可能になる。したがって、ヘッドカバー５を介して電極１２から配線５２を引き出して吐出検出回路４２に接続することができ、その結果、ノズル基板１の吐出面１ａと液滴を着弾させる記録紙等の被対象物との距離が短くなることになる。
【００７２】
さらに、吐出検出用導通電極１２に使用する電極材料は、シリコンとオーミック接続できる材料で、且つ、吐出液に対する耐アルカリ性を有する材料としたので、実用上、電圧制御しやすく、ショットキー障壁が殆どなく、正確な電荷検出が可能となり、また、吐出検出用導通電極１２の耐久性を確保でき、長期間の使用に渡って信頼性を確保することができる。加えて、ノズル基板１に低抵抗のシリコン基板を用いるため、低い電圧で液滴に電荷を与えることができる。
【００７３】
吐出検出用導通電極１２を、ノズル基板１のキャビティ接着面１ｂに形成するようにしたので、ノズル基板１となるシリコン基板の薄板化工程よりも前に電極形成が可能であり、幅広い温度領域の成膜方法を用いることができる。たとえば、スパッタ法やＣＶＤで電極を成膜した後に熱拡散等の工程を追加することで、電極とノズル基板の密着性を向上させることができる。よって、シリコンノズル基板の機械的に優れた特性を維持したまま（半導体製造プロセスにおける高精度なノズル寸法精度を確保、インク保護膜（ＳｉＯ2 ）性能確保、組立時の工業性等）、液滴帯電方式の吐出不良ノズル検出方法に対応することが可能な液滴吐出ヘッド１００を得ることができる。
【００７４】
次に、液滴吐出ヘッド１００のノズル基板１の製造工程について説明する。図６〜図８は、ノズル基板１の製造工程例の一部を示す縦断面図である。図６〜図８に基づいて、ノズル基板１の製造工程についてその特徴事項を中心に説明する。
【００７５】
（Ａ）厚み７２５μｍで導電性を有するシリコン基板１’を用意し、図示省略の熱酸化装置にセットして酸化温度１０７５℃、酸化時間９０分、酸素と水蒸気の混合雰囲気中の条件で熱酸化処理し、シリコン基板１’の表面に膜厚０．５μｍの熱酸化膜（ＳｉＯ2 膜）１０１を均一に成膜する。そして、シリコン基板１’のキャビティ接着面１ｂの熱酸化膜１０１に第２ノズル孔１０ｂとなる部分１０１ａをパターニングする。
【００７６】
（Ｂ）シリコン基板１’のキャビティ接着面１ｂ上に、厚さ１．０μｍのレジスト膜１０２を形成し、フォトリソグラフィにより第１ノズル孔１０ａとなる部分１０２ａをパターニングする。
（Ｃ）図示省略のＩＣＰドライエッチング装置により、レジスト膜１０２の第１ノズル孔１０ａとなる部分１０２ａを、たとえば深さ４０μｍで垂直に異方性ドライエッチングし、第１ノズル孔１０ａを形成する。この場合のエッチングガスとしては、Ｃ4 Ｆ8 、ＳＦ6 を使用し、これらのエッチングガスを交互に使用すればよい。ここで、Ｃ4 Ｆ8 は形成される溝の側面にエッチングが進行しないように溝側面を保護するために使用し、ＳＦ6 はシリコン基板１’の垂直方向のエッチングを促進させるために使用する。
【００７７】
（Ｄ）レジスト膜１０２を除去した後、ＩＣＰドライエッチング装置により熱酸化膜１０１の第２ノズル孔１０ｂとなる部分１０１ａを、深さ４０μｍで垂直に異方性ドライエッチングし、第２ノズル孔１０ｂを形成する。この際に、第１ノズル孔１０ａも深さが７０〜８０μｍ程度までエッチングされ、ノズル孔１０が完成する。
（Ｅ）シリコン基板１’の表面に残る熱酸化膜１０１をフッ酸水溶液で除去した後、メタルマスク１３０を介して厚さ０．２μｍの吐出検出用導通電極１２をスパッタ法により形成する。
【００７８】
（Ｆ）メタルマスク１３０を取り外した後、シリコン基板１’の吐出面１ａ、キャビティ接着面１ｂ及びノズル孔１０の内壁に、膜厚０．１μｍの液滴保護膜１０３をドライ熱酸化で形成する。このとき、吐出検出用導通電極１２部分には熱酸化膜が形成されず、熱による拡散効果により吐出検出用導通電極１２のシリコン基板１’への密着性が向上する。
（Ｇ）シリコン基板１’のキャビティ接着面１ｂにサポート基板１１０を貼り付け、吐出面１ａ側から板厚が６５μｍになるまで薄板化する。
【００７９】
（Ｈ）シリコン基板１’の吐出面１ａの表面に、液滴保護膜１１となる厚さ０．１μｍのシリコーン重合膜をシロキサン原料のプラズマＣＶＤで形成する。そして、空気中でＵＶを照射して脱水縮合させ、液滴保護膜１１の表面をＳｉＯ2 化する。
（Ｉ）シリコン基板１’の吐出面１ａにさらに撥液処理を施す。この場合、シランカップリング材をディップコートし、吐出面１ａに撥液膜１０５を形成する。このとき、第１ノズル孔１０ａ及び第２ノズル孔１０ｂの内壁にも、撥液膜１０５が形成される。
【００８０】
（Ｊ）吐出面１ａに、サポートテープ１２０を貼り付け、その状態でキャビティ接着面１ｂ側のサポート基板１１０を剥離する。そして、キャビティ接着面１ｂ側から酸素又はアルゴンのプラズマ処理を行い、ノズル孔１０の内壁に形成された撥液膜１０５を破壊して親水化する。
（Ｋ）サポートテープ１２０を剥離し、ノズル基板１が完成する。
以上の製造工程により、ノズル基板１を容易に製造することができる。
【００８１】
このようにして作製したノズル基板１を用いて液滴吐出ヘッド１００を作成する際には、ノズル基板１のキャビティ接着面１ｂに、キャビティ基板２の接合面を貼り合せて、ノズル基板１とキャビティ基板２の接合体を形成する。その後、ノズル基板１とキャビティ基板２からなる接合体において、キャビティ基板２の他の接合面に電極基板３の接合面を貼り付ける。以上の工程を経ることにより、ノズル基板１、キャビティ基板２及び電極基板３の接合体を形成し、液滴吐出ヘッド１００を完成する。
【００８２】
実施の形態２．
図９は、実施の形態１で作製した液滴吐出ヘッド１００を搭載した液滴吐出装置１５０の一例を示した斜視図である。図９に示す液滴吐出装置１５０は、一般的なインクジェットプリンターである。なお、この液滴吐出装置１５０は、周知の製造方法によって製造することができる。なお、液滴吐出ヘッド１００は、図９に示す液滴吐出装置１５０の他に、液滴を種々変更することで、液晶ディスプレイのカラーフィルタの製造、有機ＥＬ表示装置の発光部分の形成、生体液体の吐出等にも適用することができる。また、配線基板をインクジェット法により作成するプリント配線基板製造装置の液滴吐出装置としても適用することができる。
【００８３】
また、液滴吐出ヘッド１００は、圧電駆動方式の液滴吐出装置や、バブルジェット（登録商標）方式の液滴吐出装置にも使用できる。たとえば、液滴吐出ヘッド１００をディスペンサとし、生体分子のマイクロアレイとなる基板に吐出する用途に用いる場合では、ＤＮＡ（Ｄｅｏｘｙｒｉｂｏ  Ｎｕｃｌｅｉｃ  Ａｃｉｄｓ：デオキシリボ核酸）、他の核酸（例えば、Ｒｉｂｏ  Ｎｕｃｌｅｉｃ  Ａｃｉｄ：リボ核酸、Ｐｅｐｔｉｄｅ  Ｎｕｃｌｅｉｃ  Ａｃｉｄｓ：ペプチド核酸等）タンパク質等のプローブを含む液体を吐出させるようにしてもよい。
【００８４】
液滴吐出ヘッド１００に搭載されている静電アクチュエーター（圧力発生手段）は、たとえば光通信や光演算、光記憶装置、光プリンター、映像表示装置等に用いられている光スイッチ、ミラーデバイス、レーザプリンターのレーザ操作ミラーの駆動部、その他の微細加工の素子（デバイス）、あるいは装置等にも適用することも可能である。いずれに適用される場合であっても、液滴帯電方式の吐出不良ノズル検出方法に対応することが可能である。
【００８５】
なお、本発明の実施の形態に係る液滴吐出ヘッド、液滴吐出装置、及び、液滴吐出ヘッドの製造方法は、上述の実施の形態で説明した内容に限定されるものではなく、本発明の思想の範囲内において変更することができる。また、実施の形態１に係る液滴吐出ヘッド１００が電極基板３、キャビティ基板２及びノズル基板１からなる３層構造である場合を例に説明したが、ガラス基板、キャビティ基板、リザーバー基板及びノズルプレートからなる４層構造であってもよい。  
【符号の説明】
【００８６】
１  ノズル基板、１’  シリコン基板、１ａ  吐出面、１ｂ  キャビティ接着面、２  キャビティ基板、３  電極基板、５  ヘッドカバー、１０  ノズル孔、１０ａ  第１ノズル孔、１０ｂ  第２ノズル孔、１１  液滴保護膜、１２  吐出検出用導通電極、１３  アライメント穴、２０  キャビティ、２１  オリフィス、２２  リザーバー、２３  振動板、２４  絶縁膜、２６  共通電極、２９  電極取り出し部、３０  駆動ギャップ、３０ａ  凹部、３１  個別電極、３１ａ  個別電極リード部、３１ｂ  端子部、３２ａ  液滴供給口、３２ｂ  液滴供給口、３３  封止部、３５  ＦＰＣ実装部、４１  アクチュエーター駆動回路、４２  吐出検出回路、４３  吐出検出用対向電極、５０  配線、５１  配線、６０  吐出不良検出手段、１００  液滴吐出ヘッド、１０１  熱酸化膜、１０１ａ  第２ノズル孔となる部分、１０２  レジスト膜、１０２ａ  第１ノズル孔となる部分、１０３  液滴保護膜、１０５  撥液膜、１１０  サポート基板、１２０  サポートテープ、１３０  メタルマスク、１５０  液滴吐出装置、２１５  キャップ、２７４  検査領域、２７６  電圧検出回路、２７７  液滴吸収体、２７７ａ  上側吸収体、２７７ｂ  下側吸収体、２７８  電極部材、２８０  積分回路、２８１  反転増幅回路、２８２  変換回路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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