(57)【要約】      （修正有）【課題】ノズル孔部の軸線ずれをなくしノズル径を高精度に維持して吐出性能を向上させることができるノズル基板の製造方法等を提供する。【解決手段】エッチング保護膜４２をハーフエッチングして第２の開口部４２ａを形成し、第２の開口部４２ａと同軸上にこれよりも縮径した第１の開口部４２ｂを形成する工程と、第１の開口部４２ｂより異方性ドライエッチングによって円筒孔部１１０を形成する工程と、第１の開口部４２ｂを拡径して第３の開口部４２ｃを形成する工程と、エッチング保護膜４２の一部を除去して孔部保護膜４２０ａを形成する工程と、第３の開口部４２ｃより等方性ドライエッチングを施して所望の傾斜角で拡径する第２のノズル孔部を形成する工程と、孔部保護膜４２０ａを除去し第１のノズル孔部とする工程と、シリコン基材４１を薄板化する工程とを有するものである。【選択図】図６
2008143133.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吐出方向の先端側に位置するほぼ円筒状の第１のノズル孔部と、吐出方向の後端側に位置しており、前記第１のノズル孔部から吐出方向の後端側に向けてノズル断面積が漸増する傾斜面がほぼテーパ状の第２のノズル孔部とから構成されるノズル孔を、シリコン基材をエッチングすることにより形成するノズル基板の製造方法であって、
前記シリコン基材の表面にエッチング保護膜を形成する工程と、
前記エッチング保護膜をほぼ円筒状にハーフエッチングして第２の開口部を形成し、エッチングされずに残ったエッチング保護膜の底部より前記第２の開口部と同軸上に前記シリコン基材の表面までさらにエッチングして該第２の開口部より縮径した径を有するほぼ円筒状の第１の開口部を形成する工程と、
前記第１の開口部より、異方性ドライエッチングによって、前記シリコン基材に、前記第１の開口部と同径の円筒孔部を形成する工程と、
前記第１の開口部を拡径して前記第２の開口部と同径にし前記シリコン基材の表面に至る第３の開口部を形成する工程と、
少なくとも前記円筒孔部が開口する側の面及び前記円筒孔部の内壁にエッチング保護膜を形成し、前記円筒孔部の周縁部であって前記第３の開口部内に位置するエッチング保護膜をドライエッチングにより除去して孔部保護膜を形成する工程と、
前記孔部保護膜を有する前記シリコン基材に前記第３の開口部より等方性ドライエッチングを施し、前記シリコン基材を所望の深さまでエッチングして、前記円筒孔部の開口部側に所望の傾斜角で拡径する前記第２のノズル孔部を形成する工程と、
前記孔部保護膜を除去し、除去された部分の前記円筒孔部を前記第１のノズル孔部とする工程と、
前記シリコン基材を、前記第２のノズル孔部を形成した側とは反対側の面から所望の厚さに薄板化する工程と、
を含むことを特徴とするノズル基板の製造方法。
【請求項２】
前記シリコン基材を所望の厚さに薄板化する工程が、前記第２のノズル孔部を形成した側の面を支持基板に貼り合わせ、前記支持基板を貼り合わせた側とは反対側の面から前記シリコン基材を薄板化して行うものであることを特徴とする請求項１記載のノズル基板の製造方法。
【請求項３】
前記第１のノズル孔部の加工をＩＣＰ放電による異方性ドライエッチングによって行うことを特徴とする請求項１または２記載のノズル基板の製造方法。
【請求項４】
前記第１のノズル孔部の加工を前記第１の開口部からＣ4Ｈ8とＳＦ6 よりなるエッチングガスを交互に導入して行うものであることを特徴とする請求項３記載のノズル基板の製造方法。
【請求項５】
前記孔部保護膜が熱酸化処理により形成された酸化膜よりなるものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のノズル基板の製造方法。
【請求項６】
前記円筒孔部の周縁部であって前記第３の開口部内に位置するエッチング保護膜を除去する工程が、ＲＩＥによる異方性ドライエッチングによって行われるものであることを特徴とする請求項１または２記載のノズル基板の製造方法。
【請求項７】
前記第２のノズル孔部を形成する等方性ドライエッチングが、ＩＣＰ放電によるドライエッチングによるものであることを特徴とする請求項１または２記載のノズル基板の製造方法。
【請求項８】
前記第２のノズル孔部を形成する等方性ドライエッチングが、前記第３の開口部からＳＦ6 、Ｃ4Ｈ8、Ｏ2 よりなる混合ガスを導入して行うものであることを特徴とする請求項７記載のノズル基板の製造方法。
【請求項９】
吐出方向の先端側に位置するほぼ円筒状の第１のノズル孔部と、吐出方向の後端側に位置しており、前記第１のノズル孔部から吐出方向の後端側に向けてノズル断面積が漸増する傾斜面がほぼテーパ状の第２のノズル孔部とから構成されるノズル孔を、シリコン基材をエッチングすることにより形成するノズル基板の製造方法を用いた液滴吐出ヘッドの製造方法であって、
前記シリコン基材の表面にエッチング保護膜を形成する工程と、
前記エッチング保護膜をほぼ円筒状にハーフエッチングして第２の開口部を形成し、エッチングされずに残ったエッチング保護膜の底部より前記第２の開口部と同軸上に前記シリコン基材の表面までさらにエッチングして該第２の開口部より縮径した径を有するほぼ円筒状の第１の開口部を形成する工程と、
前記第１の開口部より、異方性ドライエッチングによって、前記シリコン基材に、前記第１の開口部と同径の円筒孔部を形成する工程と、
前記第１の開口部を拡径して前記第２の開口部と同径にし前記シリコン基材の表面に至る第３の開口部を形成する工程と、
少なくとも前記円筒孔部が開口する側の面及び前記円筒孔部の内壁にエッチング保護膜を形成し、前記円筒孔部の周縁部であって前記第３の開口部内に位置するエッチング保護膜をドライエッチングにより除去して孔部保護膜を形成する工程と、
前記孔部保護膜を有する前記シリコン基材に前記第３の開口部より等方性ドライエッチングを施し、前記シリコン基材を所望の深さまでエッチングして、前記円筒孔部の開口部側に所望の傾斜角で拡径する前記第２のノズル孔部を形成する工程と、
前記孔部保護膜を除去し、除去された部分の前記円筒孔部を前記第１のノズル孔部とする工程と、
前記シリコン基材を、前記第２のノズル孔部を形成した側とは反対側の面から所望の厚さに薄板化する工程と、
を有するノズル基板の製造方法を用いて液滴吐出ヘッドを製造することを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１０】
吐出方向の先端側に位置するほぼ円筒状の第１のノズル孔部と、吐出方向の後端側に位置しており、前記第１のノズル孔部から吐出方向の後端側に向けてノズル断面積が漸増する傾斜面がほぼテーパ状の第２のノズル孔部とから構成されるノズル孔を、シリコン基材をエッチングすることにより形成するノズル基板の製造方法を用いた液滴吐出ヘッドの製造方法を用いて行う液滴吐出装置の製造方法であって、
前記シリコン基材の表面にエッチング保護膜を形成する工程と、
前記エッチング保護膜をほぼ円筒状にハーフエッチングして第２の開口部を形成し、エッチングされずに残ったエッチング保護膜の底部より前記第２の開口部と同軸上に前記シリコン基材の表面までさらにエッチングして該第２の開口部より縮径した径を有するほぼ円筒状の第１の開口部を形成する工程と、
前記第１の開口部より、異方性ドライエッチングによって、前記シリコン基材に、前記第１の開口部と同径の円筒孔部を形成する工程と、
前記第１の開口部を拡径して前記第２の開口部と同径にし前記シリコン基材の表面に至る第３の開口部を形成する工程と、
少なくとも前記円筒孔部が開口する側の面及び前記円筒孔部の内壁にエッチング保護膜を形成し、前記円筒孔部の周縁部であって前記第３の開口部内に位置するエッチング保護膜をドライエッチングにより除去して孔部保護膜を形成する工程と、
前記孔部保護膜を有する前記シリコン基材に前記第３の開口部より等方性ドライエッチングを施し、前記シリコン基材を所望の深さまでエッチングして、前記円筒孔部の開口部側に所望の傾斜角で拡径する前記第２のノズル孔部を形成する工程と、
前記孔部保護膜を除去し、除去された部分の前記円筒孔部を前記第１のノズル孔部とする工程と、
前記シリコン基材を、前記第２のノズル孔部を形成した側とは反対側の面から所望の厚さに薄板化する工程と、
を有するノズル基板の製造方法を用いた液滴吐出ヘッドの製造方法を用いて液滴吐出装置を製造することを特徴とする液滴吐出装置の製造方法。
【請求項１１】
液滴を吐出するためのノズル孔が、基板面に対して垂直な噴射口部分からなるほぼ円筒状の第１のノズル孔部と、前記第１のノズル孔部と同軸上に設けられ該第１のノズル孔部よりも径の大きい導入口部分を有する傾斜面がほぼテーパ状の第２のノズル孔部とを有し、前記第１のノズル孔部が異方性のドライエッチング加工により形成され、前記第２のノズル孔部が等方性のドライエッチング加工により形成され、これら第１、第２のノズル孔部の境界部が段差なく連通していることを特徴とするノズル基板。
【請求項１２】
液滴を吐出するためのノズル孔が、基板面に対して垂直な噴射口部分からなるほぼ円筒状の第１のノズル孔部と、前記第１のノズル孔部と同軸上に設けられ該第１のノズル孔部よりも径の大きい導入口部分を有する傾斜面がほぼテーパ状の第２のノズル孔部とを有し、前記第１のノズル孔部が異方性のドライエッチング加工により形成され、前記第２のノズル孔部が等方性のドライエッチング加工により形成され、これら第１、第２のノズル孔部の境界部が段差なく連通しているノズル基板を備えたことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項１３】
液滴を吐出するためのノズル孔が、基板面に対して垂直な噴射口部分からなるほぼ円筒状の第１のノズル孔部と、前記第１のノズル孔部と同軸上に設けられ該第１のノズル孔部よりも径の大きい導入口部分を有する傾斜面がほぼテーパ状の第２のノズル孔部とを有し、前記第１のノズル孔部が異方性のドライエッチング加工により形成され、前記第２のノズル孔部が等方性のドライエッチング加工により形成され、これら第１、第２のノズル孔部の境界部が段差なく連通しているノズル基板を有する液滴吐出ヘッドを搭載したことを特徴とする液滴吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴を吐出するためのノズル孔を有するノズル基板の製造方法、液滴吐出ヘッドの製造方法、液滴吐出装置の製造方法、ノズル基板、液滴吐出ヘッド及び液滴吐出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液滴を吐出するための液滴吐出ヘッドとして、例えばインクジェット記録装置に搭載されるインクジェットヘッドが知られている。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孔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孔に連通する吐出室、リザーバ等のインク流路が形成されたキャビティ基板とを備え、駆動部により吐出室に圧力を加えることにより、インク滴を選択されたノズル孔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。
近年、インクジェットヘッドに対して、印字、画質等の高品位化の要求が一段と強まり、そのため高密度化並びに吐出性能の向上が強く要求されている。このような背景から、インクジェットヘッドのノズル部に関して、従来より様々な工夫、提案がなされている。
【０００３】
インクジェットヘッドにおいて、インク吐出特性を改善するためには、ノズル部の流路抵抗を調整し、最適なノズル長さになるように基板の厚さを調整することが望ましい。このようなノズル基板を作製する場合、シリコン基材の一方の面からＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma）放電を用いた異方性ドライエッチングを施し、ノズル部を構成するための内径の異なる第１の凹部（ノズル孔の噴射口部分となる凹部）と第２の凹部（ノズル孔の導入口部分となる凹部）を２段に形成した後、反対側の面から一部分を異方性ウェットエッチングにより掘り下げてノズルの長さを調整する方法が採られていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、予めシリコン基材を所望の厚さに研磨した後、シリコン基材の両面にそれぞれドライエッチングを施すことにより、ノズル孔の噴射口部分と導入口部分を形成する方法があった（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
さらに、片側に異方性ウェットエッチングを施し、角錐状に広がったノズル孔の導入口部分（テーパ状のノズル孔）を形成する方法もあった（例えば、特許文献３参照）。
この場合、ノズル孔の噴射口部分を一定断面の円筒状のノズルにし、後ろ側のノズル孔の導入口部分を円錐状あるいは角錐状に広がったテーパ状のノズルにすることで、全体として円筒形状をしたノズルを使用する場合に比べて、キャビティ基板側からノズルに加わるインク圧力の方向をインク軸線方向に揃えることができる。
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−２８８２０号公報（第５頁左欄、図４）
【特許文献２】特開平９−５７９８１号公報（第２頁−第３頁、図１，図２）
【特許文献３】特開昭５６−１３５０７５号公報（第２頁左欄、第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載された技術では、ノズル孔が開口する吐出面が基板表面から深く一段下がった凹部の底面であるためインク滴の飛行曲がりが生じたり、あるいは、ノズル孔の目詰まりの原因となる紙粉、インク等が吐出面である凹部底面に付着した場合に、それらの紙粉、インク等を排除するためにゴム片あるいはフェルト片等で凹部底面を払拭しなければならず、ワイピング作業が困難であるという問題があった。
【０００８】
また、特許文献２、３に記載された技術では、インクジェットヘッドの高密度化が進むとノズル基板の厚さを更に薄くしなければならないが、このようなシリコン基板は製造工程中に割れ易く、高価となってしまう。また、ノズル孔の噴射口部分と導入口部分を基板の両面に別々にパターニングして形成するため、両面アライメント精度の問題により、ノズル孔の噴射口部分の軸線と導入口部分の軸線にずれを生じ、インク吐出方向の曲がりの原因となる場合があり、高密度化が進むとこの軸線ずれが無視できなくなる。
さらに、ドライエッチング加工の際に、加工形状が安定化するように基板裏面からＨｅガス等で冷却を行うが、ノズル孔の貫通時にＨｅガスがリークしてエッチングが不可能になる場合があった。
【０００９】
本発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、あらかじめシリコン基材にノズル孔を形成し、支持基板に貼り合わせてから薄板化加工を行ってノズル孔を開口する発明であって、ノズル孔を構成する噴射口部分と導入口部分をエッチングするためのエッチングマスクのパターニングを高精度に行うことができ、これによってノズル孔部の軸線ずれをなくして吐出性能を向上させることができ、さらに、あらかじめ加工された噴射口部分を高精度に維持することができるノズル基板の製造方法、液滴吐出ヘッドの製造方法、液滴吐出装置の製造方法、ノズル基板、液滴吐出ヘッド及び液滴吐出装置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の製造方法は、
吐出方向の先端側に位置するほぼ円筒状の第１のノズル孔部と、吐出方向の後端側に位置しており、前記第１のノズル孔部から吐出方向の後端側に向けてノズル断面積が漸増する傾斜面がほぼテーパ状の第２のノズル孔部とから構成されるノズル孔を、シリコン基材をエッチングすることにより形成するノズル基板の製造方法であって、
前記シリコン基材の表面にエッチング保護膜を形成する工程と、
前記エッチング保護膜をほぼ円筒状にハーフエッチングして第２の開口部を形成し、エッチングされずに残ったエッチング保護膜の底部より前記第２の開口部と同軸上に前記シリコン基材の表面までさらにエッチングして該第２の開口部より縮径した径を有するほぼ円筒状の第１の開口部を形成する工程と、
前記第１の開口部より、異方性ドライエッチングによって、前記シリコン基材に、前記第１の開口部と同径の円筒孔部を形成する工程と、
前記第１の開口部を拡径して前記第２の開口部と同径にし前記シリコン基材の表面に至る第３の開口部を形成する工程と、
少なくとも前記円筒孔部が開口する側の面及び前記円筒孔部の内壁にエッチング保護膜を形成し、前記円筒孔部の周縁部であって前記第３の開口部内に位置するエッチング保護膜をドライエッチングにより除去して孔部保護膜を形成する工程と、
前記孔部保護膜を有する前記シリコン基材に前記第３の開口部より等方性ドライエッチングを施し、前記シリコン基材を所望の深さまでエッチングして、前記円筒孔部の開口部側に所望の傾斜角で拡径する前記第２のノズル孔部を形成する工程と、
前記孔部保護膜を除去し、除去された部分の前記円筒孔部を前記第１のノズル孔部とする工程と、
前記シリコン基材を、前記第２のノズル孔部を形成した側とは反対側の面から所望の厚さに薄板化する工程、
とを含むものである。
【００１１】
第１のノズル孔部及び第２のノズル孔部を形成するためのエッチング保護膜への第１の開口部及び第２の開口部の形成を、シリコン基材が未加工な状態で一括して行うことができるため高精度なパターニング形成が可能であり、このため第１のノズル孔部と第２のノズル孔部の軸線ずれをなくすことができ、ノズル孔の吐出性能が向上する。また、第２のノズル孔部を等方性ドライエッチングによって形成する際に、あらかじめ円筒孔部の一部として加工された第１のノズル孔部は孔部保護膜によって保護されているため、第１のノズル孔部を高精度に維持することが出来る。
【００１２】
また、本発明に係るノズル基板の製造方法は、
前記シリコン基材を所望の厚さに薄板化する工程が、前記第２のノズル孔部を形成した側の面を支持基板に貼り合わせ、前記支持基板を貼り合わせた側とは反対側の面から前記シリコン基材を薄板化して行うものである。
あらかじめシリコン基材にノズル孔を形成し、シリコン基材を支持基板に貼り合わせてからシリコン基材の研削、エッチング加工等の薄板化加工を行うので、シリコン基板の製造工程中にシリコン基材が割れたりすることがない。
【００１３】
また、本発明に係るノズル基板の製造方法は、
前記第１のノズル孔部の加工をＩＣＰ放電による異方性ドライエッチングによって行うものである。
第１のノズル孔部を、短時間で高精度に形成することができる。
【００１４】
また、本発明に係るノズル基板の製造方法は、
前記第１のノズル孔部の加工を前記第１の開口部からＣ4Ｈ8とＳＦ6 よりなるエッチングガスを交互に導入して行うものである。
Ｃ4Ｈ8 は側面にエッチングが進行しないように側面を保護し、ＳＦ6 は垂直方向のエッチングを促進させ、第１のノズル孔部を高精度に形成することができる。
【００１５】
また、本発明に係るノズル基板の製造方法は、
前記孔部保護膜が熱酸化処理により形成された酸化膜よりなるものである。
熱酸化処理によって孔部保護膜を高精度に形成することができる。
【００１６】
また、本発明に係るノズル基板の製造方法は、
前記円筒孔部の周縁部であって前記第３の開口部内に位置するエッチング保護膜を除去する工程が、ＲＩＥによる異方性ドライエッチングによって行われるものである。
エッチングに異方性があるため、円筒孔部の周縁部であって第３の開口部内に位置するエッチング保護膜を、高い精度で除去することができる。
【００１７】
また、本発明に係るノズル基板の製造方法は、
前記第２のノズル孔部を形成する等方性ドライエッチングが、ＩＣＰ放電によるドライエッチングによるものである。
第２のノズル孔部を、短時間で高精度に形成することができる。
【００１８】
また、本発明に係るノズル基板の製造方法は、
前記第２のノズル孔部を形成する等方性ドライエッチングが、前記第３の開口部から、ＳＦ6 、Ｃ4Ｆ8、Ｏ2 よりなる混合ガスを導入して行うものである。
第２のノズル孔部を、ＳＦ6 、Ｃ4Ｆ8、Ｏ2 よりなる混合ガスを導入することによって高精度に形成することができる。
【００１９】
本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、
吐出方向の先端側に位置するほぼ円筒状の第１のノズル孔部と、吐出方向の後端側に位置しており、前記第１のノズル孔部から吐出方向の後端側に向けてノズル断面積が漸増する傾斜面がほぼテーパ状の第２のノズル孔部とから構成されるノズル孔を、シリコン基材をエッチングすることにより形成するノズル基板の製造方法を用いた液滴吐出ヘッドの製造方法であって、
前記シリコン基材の表面にエッチング保護膜を形成する工程と、
前記エッチング保護膜をほぼ円筒状にハーフエッチングして第２の開口部を形成し、エッチングされずに残ったエッチング保護膜の底部より前記第２の開口部と同軸上に前記シリコン基材の表面までさらにエッチングして該第２の開口部より縮径した径を有するほぼ円筒状の第１の開口部を形成する工程と、
前記第１の開口部より、異方性ドライエッチングによって、前記シリコン基材に、前記第１の開口部と同径の円筒孔部を形成する工程と、
前記第１の開口部を拡径して前記第２の開口部と同径にし前記シリコン基材の表面に至る第３の開口部を形成する工程と、
少なくとも前記円筒孔部が開口する側の面及び前記円筒孔部の内壁にエッチング保護膜を形成し、前記円筒孔部の周縁部であって前記第３の開口部内に位置するエッチング保護膜をドライエッチングにより除去して孔部保護膜を形成する工程と、
前記孔部保護膜を有する前記シリコン基材に前記第３の開口部より等方性ドライエッチングを施し、前記シリコン基材を所望の深さまでエッチングして、前記円筒孔部の開口部側に所望の傾斜角で拡径する前記第２のノズル孔部を形成する工程と、
前記孔部保護膜を除去し、除去された部分の前記円筒孔部を前記第１のノズル孔部とする工程と、
前記シリコン基材を、前記第２のノズル孔部を形成した側とは反対側の面から所望の厚さに薄板化する工程と、
を有するノズル基板の製造方法を用いて液滴吐出ヘッドを製造するものである。
第１のノズル孔部と第２のノズル孔部の境界部が段差なく連通してノズル孔が形成されているので、境界部で流路抵抗を減少させることができ、安定した液滴吐出特性を有する液滴吐出ヘッドを得ることができる。
【００２０】
本発明に係る液滴吐出装置の製造方法は、
吐出方向の先端側に位置するほぼ円筒状の第１のノズル孔部と、吐出方向の後端側に位置しており、前記第１のノズル孔部から吐出方向の後端側に向けてノズル断面積が漸増する傾斜面がほぼテーパ状の第２のノズル孔部とから構成されるノズル孔を、シリコン基材をエッチングすることにより形成するノズル基板の製造方法を用いた液滴吐出ヘッドの製造方法を用いて行う液滴吐出装置の製造方法であって、
前記シリコン基材の表面にエッチング保護膜を形成する工程と、
前記エッチング保護膜をほぼ円筒状にハーフエッチングして第２の開口部を形成し、エッチングされずに残ったエッチング保護膜の底部より前記第２の開口部と同軸上に前記シリコン基材の表面までさらにエッチングして該第２の開口部より縮径した径を有するほぼ円筒状の第１の開口部を形成する工程と、
前記第１の開口部より、異方性ドライエッチングによって、前記シリコン基材に、前記第１の開口部と同径の円筒孔部を形成する工程と、
前記第１の開口部を拡径して前記第２の開口部と同径にし前記シリコン基材の表面に至る第３の開口部を形成する工程と、
少なくとも前記円筒孔部が開口する側の面及び前記円筒孔部の内壁にエッチング保護膜を形成し、前記円筒孔部の周縁部であって前記第３の開口部内に位置するエッチング保護膜をドライエッチングにより除去して孔部保護膜を形成する工程と、
前記孔部保護膜を有する前記シリコン基材に前記第３の開口部より等方性ドライエッチングを施し、前記シリコン基材を所望の深さまでエッチングして、前記円筒孔部の開口部側に所望の傾斜角で拡径する前記第２のノズル孔部を形成する工程と、
前記孔部保護膜を除去し、除去された部分の前記円筒孔部を前記第１のノズル孔部とする工程と、
前記シリコン基材を、前記第２のノズル孔部を形成した側とは反対側の面から所望の厚さに薄板化する工程と、
を有するノズル基板の製造方法を用いた液滴吐出ヘッドの製造方法を用いて液滴吐出装置を製造するものである。
第１のノズル孔部と第２のノズル孔部の境界部が段差なく連通してノズル孔が形成されているので、境界部で流路抵抗を減少させることができ、安定した液滴吐出特性を有する液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置を得ることができる。
【００２１】
本発明に係るノズル基板は、
液滴を吐出するためのノズル孔が、基板面に対して垂直な噴射口部分からなるほぼ円筒状の第１のノズル孔部と、前記第１のノズル孔部と同軸上に設けられ該第１のノズル孔部よりも径の大きい導入口部分を有する傾斜面がほぼテーパ状の第２のノズル孔部とを有し、前記第１のノズル孔部が異方性のドライエッチング加工により形成され、前記第２のノズル孔部が等方性のドライエッチング加工により形成され、これら第１、第２のノズル孔部の境界部が段差なく連通しているものである。
【００２２】
異方性ドライエッチング加工によって形成された噴射口部分と、等方性ドライエッチング加工によって形成された導入口部分との境界部が、段差なく連通して形成されているので、境界部で渦等を生じることがなく、流路抵抗を減少させることができる。したがって、液滴をノズル孔の中心軸方向に吐出させることができ、安定した液滴吐出特性を得ることができる。
【００２３】
本発明に係る液滴吐出ヘッドは、
液滴を吐出するためのノズル孔が、基板面に対して垂直な噴射口部分からなるほぼ円筒状の第１のノズル孔部と、前記第１のノズル孔部と同軸上に設けられ該第１のノズル孔部よりも径の大きい導入口部分を有する傾斜面がほぼテーパ状の第２のノズル孔部とを有し、前記第１のノズル孔部が異方性のドライエッチング加工により形成され、前記第２のノズル孔部が等方性のドライエッチング加工により形成され、これら第１、第２のノズル孔部の境界部が段差なく連通しているノズル基板を備えたものである。
噴射口部分と導入口部分との境界部が段差なく連通して形成されているので、境界部で流路抵抗を減少させることができ、安定した液滴吐出特性を有する液滴吐出ヘッドを得ることができる。
【００２４】
本発明に係る液滴吐出装置は、
液滴を吐出するためのノズル孔が、基板面に対して垂直な噴射口部分からなるほぼ円筒状の第１のノズル孔部と、前記第１のノズル孔部と同軸上に設けられ該第１のノズル孔部よりも径の大きい導入口部分を有する傾斜面がほぼテーパ状の第２のノズル孔部とを有し、前記第１のノズル孔部が異方性のドライエッチング加工により形成され、前記第２のノズル孔部が等方性のドライエッチング加工により形成され、これら第１、第２のノズル孔部の境界部が段差なく連通しているノズル基板を有する液滴吐出ヘッドを搭載したものである。
噴射口部分と導入口部分との境界部が段差なく連通して形成され、境界部で流路抵抗を減少させることができるので、安定した液滴吐出特性を有する液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
実施の形態１．
以下、本発明に係るノズル基板を備えた液滴吐出ヘッドについて図面に基づいて説明する。ここでは、液滴吐出ヘッドの一例として、静電駆動方式のインクジェットヘッドについて、図１〜図３を用いて説明する。なお、本発明は、以下の図に示す構造、形状に限定されるものではなく、また、駆動方式についても他の異なる駆動方式により液滴を吐出する液滴吐出ヘッドにも適用することができる。
【００２６】
図１は、本実施の形態１に係るインクジェットヘッド（液滴吐出ヘッドの一例）の分解斜視図であり、一部を断面で示してある。また、図２は、図１を組立てた要部を示す縦断面図であり、図３は図２のノズル孔の近傍を拡大して示した縦断面図である。なお、図１〜図３では、通常使用される状態とは上下逆にして示されている。
【００２７】
インクジェットヘッド１０は、図１および図２に示すように、複数のノズル孔１１が所定のピッチで設けられたノズル基板１と、各ノズル孔１１に対して独立にインク供給路が設けられたキャビティ基板２と、キャビティ基板２の振動板２２に対峙して個別電極３１が配設された電極基板３とを貼り合わせることにより構成されている。
【００２８】
ノズル基板１は、シリコン単結晶基材（以下、単にシリコン基材ともいう）から作製されている。ノズル基板１にはインク滴を吐出するためのノズル孔１１が開口されており、各ノズル孔１１は、図３に詳述するように、吐出方向の先端側の面１ａに開口しており、ほぼ円筒状をなす円筒状ノズル孔部（以下、第１のノズル孔部という）１１ａと、吐出方向の後端側に位置しており第１のノズル孔部１１ａの後端から吐出方向の後端面１ｂに向けてノズル断面積が漸増し後端面１ｂで最も拡径して開口する傾斜面がほぼテーパ状をなすノズル孔部で実施の形態１ではほぼ截頭円錐状の截頭円錐状ノズル孔部（以下、第２のノズル孔部という）１１ｂとによって構成されている。
なお、第１のノズル孔部１１ａはノズル基板１の表面（吐出方向の先端側の面１ａ）に対して垂直に形成されており、第１のノズル孔部１１ａと第２のノズル孔部１１ｂとは同軸上に形成されている。
かかる構成により、インク滴の吐出方向をノズル孔１１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、インク滴の飛翔方向のばらつきがなくなり、またインク滴の飛び散りがなく、インク滴の吐出量のばらつきを抑制することができる。
【００２９】
キャビティ基板２は、シリコン単結晶基材（この基材も以下、単にシリコン基材ともいう）から作製されている。シリコン基材に異方性ウェットエッチングを施し、インク流路の吐出室２４及びリザーバ２５をそれぞれ構成するための凹部２４０及び凹部２５０、及びオリフィス２３を構成するための段差部２３０が形成される。凹部２４０はノズル孔１１に対応する位置に独立に複数形成される。したがって、ノズル基板１とキャビティ基板２を接合した際、各凹部２４０は吐出室２４を構成し、それぞれがノズル孔１１に連通し、またインク供給口であるオリフィス２３ともそれぞれ連通している。そして、吐出室２４（凹部２４０）の底壁が振動板２２となっている。
【００３０】
他方の凹部２５０は、液状材料のインクを貯留するためのものであり、各吐出室２４に共通のリザーバ（共通インク室）２５を構成する。そして、リザーバ２５（凹部２５０）はそれぞれオリフィス２３を介して全ての吐出室２４に連通している。また、リザーバ２５の底部には後述する電極基板３を貫通する孔が設けられ、この孔のインク供給孔３４を通じて図示しないインクカートリッジからインクが供給されるようになっている。
【００３１】
また、キャビティ基板２の全面、もしくは少なくとも電極基板３との対向面には、熱酸化やＴＥＯＳ（Tetraethylorthosilicate Tetraethoxysilane：テトラエトキシシラン、珪酸エチル）を原料としたプラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）によるＳｉＯ2 膜等からなる絶縁膜２６が施されている。この絶縁膜２６は、インクジェットヘッドを駆動させたときに、絶縁破壊や短絡を防止する。
【００３２】
電極基板３は、ガラス基材から作製されている。なかでも、キャビティ基板２のシリコン基材と熱膨張係数の近い硼珪酸系の耐熱硬質ガラスを用いるのが好ましい。これは、電極基板３とキャビティ基板２を陽極接合する際、両基板３、２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。
【００３３】
電極基板３のキャビティ基板２と対向する面には、キャビティ基板２の各振動板２２に対向する位置にそれぞれ凹部３２が設けられている。そして、各凹部３２内には、一般に、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide：インジウム錫酸化物）からなる個別電極３１がスパッタにより形成されている。そして、振動板２２と個別電極３１との間に形成されるギャップ（空隙）Ｇは、インクジェットヘッドの吐出特性に大きく影響する。ここで、個別電極３１の材料はＩＴＯに限定するものではなく、クロム等の金属等を用いてもよいが、ＩＴＯは透明であるので放電したかどうかの確認が行いやすい等の理由から、一般にＩＴＯが用いられる。
【００３４】
個別電極３１は、リード部３１ａと、フレキシブル配線基板（図示せず）に接続される端子部３１ｂとを有する。これらの端子部３１ｂは、図２に示すように、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。
【００３５】
上述したように、ノズル基板１、キャビティ基板２、および電極基板３は、一般に個別に作製され、これらを図２に示すように貼り合わせることにより、インクジェットヘッド１０の本体部が作製される。すなわち、キャビティ基板２と電極基板３は陽極接合により接合され、そのキャビティ基板２の上面（図２の上面）にノズル基板１が接着剤等により接合されている。さらに、振動板２２と個別電極３１との間に形成される電極間ギャップＧの開放端部は、エポキシ等の樹脂による封止材２７で封止されている。これにより、湿気や塵埃等が電極間ギャップＧへ侵入するのを防止することができ、インクジェットヘッド１０の信頼性を高く保持することができる。
【００３６】
そして、図２に簡略化して示すように、ＩＣドライバ等の駆動制御回路４が、各個別電極３１の端子部３１ｂと、キャビティ基板２上に設けられた共通電極２８とに、前記フレキシブル配線基板（図示せず）を介して接続されている。
【００３７】
上記のように構成されたインクジェットヘッド１０においては、駆動制御回路４によりキャビティ基板２と個別電極３１の間にパルス電圧が印加されると、振動板２２と個別電極３１との間に静電気力が発生し、その吸引作用により振動板２２が個別電極３１側に引き寄せられて撓み、吐出室２１の容積が拡大する。これにより、リザーバ２５の内部に溜まっていたインクがオリフィス２３を通じて吐出室２４に流れ込む。次に、個別電極３１への電圧の印加を停止すると、静電吸引力が消滅して振動板２２が復元し、吐出室２４の容積が急激に収縮する。これにより、吐出室２４内の圧力が急激に上昇し、この吐出室２４に連通しているノズル孔１１からインク液滴が吐出される。
【００３８】
次に、インクジェットヘッド１０の製造方法について、図４〜図１３を用いて説明する。図４は本発明の実施の形態１に係るノズル基板１を示す上面図、図５〜図１１はノズル基板１の製造工程を示す断面図（図４をＡ−Ａ線で切断した断面図）である。図１２、図１３はキャビティ基板２と電極基板３との接合工程を示す断面図であり、ここでは、主に、電極基板３にシリコン基材２００を接合した後に、キャビティ基板２を製造する方法を示す。
まず最初に、ノズル基板１の製造方法を説明する。
【００３９】
（ａ）  図５（ａ）に示すように、基板厚み２８０μｍのシリコン基材４１を用意して、熱酸化装置にセットする。
【００４０】
（ｂ）  シリコン基材４１を、酸化温度１０７５℃、酸化時間８時間、酸素と水蒸気の混合雰囲気中の条件で熱酸化処理し、図５（ｂ）に示すように、シリコン基材４１の接合面４１ａに膜厚１．５μｍのＳｉＯ2 膜４２を均一に成膜する。
【００４１】
（ｃ）  ＳｉＯ2 膜４２の表面にレジストをコーティングし、このレジストに第２のノズル孔部１１ｂを形成するための第２の開口部４２ａとなる部分のパターニングを行う。そして、図５（ｃ）に示すように、緩衝フッ酸水溶液（フッ酸水溶液：フッ化アンモニウム水溶液＝１：６）によって、ＳｉＯ2 膜４２を、膜厚が０．５μｍになるようにハーフエッチングして第２の開口部４２ａを形成し、そののちレジストを硫酸洗浄などによって剥離する。
【００４２】
（ｄ）  再度、シリコン基材４１のＳｉＯ2 膜４２の表面にレジストをコーティングし、このレジストに円筒孔部１１０（その一部に第１のノズル孔部１１ａとなる部分を含む）を形成するための第１の開口部４２ｂとなる部分のパターニングを行う。そして、図５（ｄ）に示すように、緩衝フッ酸水溶液（フッ酸水溶液：フッ化アンモニウム水溶液＝１：６）によって、ＳｉＯ2 膜４２を完全にエッチングして第１の開口部４２ｂを形成し、そののちレジストを硫酸洗浄などによって剥離する。
【００４３】
（ｅ）  ＩＣＰドライエッチング装置によって、ＳｉＯ2 膜４２の第１の開口部４２ｂより垂直に異方性ドライエッチングし、図６（ｅ）に示すように、深さ７０μｍの円筒孔部１１０を形成する。
この場合、エッチングガスとして、例えば、Ｃ4Ｆ8、ＳＦ6 を使用し、これらのエッチングガスを交互に使用する。ここで、Ｃ4Ｆ8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し、ＳＦ6 はシリコン基材４１の垂直方向のエッチングを促進させる。
【００４４】
（ｆ）  図６（ｆ）に示すように、ＳｉＯ2 膜４２の第１の開口部４２ｂを形成する部分（第２の開口部４２ａの径よりも内側に位置するＳｉＯ2 膜４２の部分Ａ、図６（ｅ）参照）をフッ酸水溶液でエッチングして除去し、第３の開口部４２ｃを形成する。
【００４５】
（ｇ）  シリコン基材４１を熱酸化装置にセットし、酸化温度１０７５℃、酸化時間１時間、酸素と水蒸気の混合雰囲気中の条件で熱酸化処理する。そして、図６（ｇ）に示すように、円筒孔部１１０の内壁及びその近傍の、側壁部４２０ａ、底面部４２０ｂ、及び円筒孔部１１０の開口孔１１０ａの周縁部４２０ｃ（第１の開口部４２ｂがあった部分Ａ）からなる部分を、膜厚が０．５μｍのＳｉＯ2 膜よりなる孔部保護膜４２０を均一に成膜する。
【００４６】
（ｈ）  ＲＩＥドライエッチング装置により、シリコン基材４１の全面に設けられたＳｉＯ2 膜４２、ＳｉＯ2 膜（孔部保護膜）４２０を異方性エッチングする。エッチングガスとしてＣＨＦ3 を使用し、図７（ｈ）に示すように、孔部保護膜４２０の周縁部４２０ｃのＳｉＯ2 膜がなくなるまでエッチングする。このとき、エッチングに異方性があるため、孔部保護膜４２０の底面部４２０ｂも除去されるが、孔部保護膜４２０の側壁部４２０ａは除去されない。
【００４７】
（ｉ）  図７（ｉ）に示すように、第３の開口部４２ｃより、第２のノズル孔部１１ｂを等方性ドライエッチングによって加工する。このとき、円筒孔部１１０の底部４１ｃ（図７（ｈ）参照）もエッチングされ、エッチング孔部１１０ｂが形成される。
ドライエッチングは、ＩＣＰ放電を用いたＩＣＰドライエッチング装置、あるいは一般的な平行平板放電を用いたＲＩＥドライエッチング装置を使用して行い、例えば、エッチングガスとしてＳＦ6 、Ｃ4Ｈ8、Ｏ2 よりなる混合ガス用いる。
なお、第２のノズル孔１１ｂの形成を、ＸｅＦ2 （弗化キセノン）等を用いた等方性ドライエッチングで行っても良い。  
【００４８】
（ｊ）  図７（ｊ）に示すように、等方性ドライエッチングにより、第２のノズル孔部１１ｂ、すなわち、深さ４５μｍであって、傾斜面がほぼテーパ状をなすほぼ逆截頭円錐状のノズル孔部を形成する。円筒孔部１１０の底部４１ｃのエッチングが同時に完了し、エッチング孔部１１０ｂが円筒孔部１１０の下方に形成される。
【００４９】
（ｋ）  シリコン基材４１の円筒孔部１１０の側壁に残るＳｉＯ2 膜よりなる側壁部４２０ａ（孔部保護膜４２０）をフッ酸水溶液で除去する。除去した部分の円筒孔部１１０の垂直壁部が、第１のノズル孔部１１ａとなる。
こうして、第１、第２のノズル孔部１１ａ、１１ｂによってノズル孔１１が形成される。
【００５０】
（ｌ）  シリコン基材４１を熱酸化装置にセットし、酸化温度１０００℃、酸化時間２時間、酸素雰囲気中の条件で熱酸化処理し、図８（ｌ）に示すように、第１、第２のノズル孔１１ａ、１１ｂやエッチング孔部１１０ｂの内壁を含むシリコン基材４１の表面全体に、膜厚０．１μｍのＳｉＯ2 膜４６を均一に成膜する。
【００５１】
（ｍ）  図９（ｍ）に示すように（図９（ｍ）より図９（ｐ）に至るまでは図８（ｌ）の上下を逆転した図を示す）、透明材料（ガラス等）の支持基板５０に、紫外線または熱などの刺激で容易に接着力が低下する自己剥離層６１を持った両面テープ６０を張り合わせる。具体的には、支持基板５０に張り合わせた両面テープ６０の自己剥離層６１の面と、シリコン基材４１の接合面４１ａとを向かい合わせ、真空中で貼り合わせる。これにより接着界面に気泡が残らないきれいな接着が可能となる。この接着の際に接着界面に気泡が残ると、次の（ｎ）工程の研削加工で薄板化されるシリコン基材４１の板厚がばらつく原因となる。
【００５２】
（ｎ）  図９（ｎ）に示すように、シリコン基材４１の吐出面側から、バックグラインダーによりエッチング孔部１１０ｂを含めてシリコン基材４１を研削加工し、第１のノズル孔部１１ａの先端部１１ｄが開口するまでシリコン基材４１を薄くする。更には、ポリッシャー、ＣＭＰ装置によってノズル面を研磨したり、第１のノズル孔部１１ａの先端部の開口を行ってもよい。このとき、第１のノズル孔部１１ａ及び第２のノズル孔部１１ｂの内壁は、ノズル内の研磨材の水洗除去工程などで洗浄する。
第１のノズル孔部１１ａの先端部１１ｄの開口は、ドライエッチングで行ってもよい。例えば、ＳＦ6 をエッチングガスとするドライエッチングで、第１のノズル孔部１１ａの先端部までシリコン基材４１を薄くし、表面に露出した第１のノズル孔部１１ａの先端部のＳｉＯ2 膜を、ＣＦ4 またはＣＨＦ3 等をエッチングガスとするドライエッチングで除去してもよい。
【００５３】
（ｏ）  図９（ｏ）に示すように、シリコン基材４１のインク吐出面４１ｂに、スパッタ装置で、ＳｉＯ2 膜４７を０．１μｍの厚さに成膜する。ここで、ＳｉＯ2 膜４７の成膜は、自己剥離層６０が劣化しない温度（１００℃程度）以下で実施できればよく、スパッタリング法に限るものではない。ただし、耐インク性等を考慮すると緻密な膜を形成する必要があり、ＥＣＲスパッタ装置等の常温で緻密な膜を成膜できる装置を使用することが望ましい。
【００５４】
（ｐ）  図９（ｐ）に示すように、シリコン基材４１のインク吐出面４１ｂ側のＳｉＯ2 膜４７の表面に撥インク処理を施す。すなわち、フッ素（Ｆ）原子を含む撥インク性を持った材料を蒸着やディッピングで成膜し、撥インク層４８を形成する。このとき、第１のノズル孔部１１ａ及び第２のノズル孔部１１ｂの内壁も撥インク処理する。
【００５５】
（ｑ）  図１０（ｑ）（図１０（ｑ）より図１０（ｔ）に至るまでは図９（ｐ）の上下を逆転した図を示す）に示すように、シリコン基材４１の吐出面４１ｂ側の面にダイシングテープ７０をサポートテープとして貼り付ける。
【００５６】
（ｒ）  図１０（ｒ）に示すように、支持基板５０側からＵＶ光を照射する。
【００５７】
（ｓ）  図１０（ｓ）に示すように、両面テープ６０の自己剥離層６１をシリコン基材４１から剥離する。
【００５８】
（ｔ）  図１０（ｔ）に示すように、Ａｒスパッタもしくは０2 プラズマ処理によって、シリコン基材４１の第１のノズル孔部１１ａ及び第２のノズル孔部１１ｂの内壁に余分に形成された撥インク層４８を除去する。
【００５９】
（ｕ）  図１１（ｕ）に示すように（図１１（ｕ）より図１１（ｖ）に至るまでは図１０（ｔ）の上下を逆転した図を示す）、シリコン基材４１においてダイシングテープ７０を貼り付けている面とは反対側の面４１ａを真空ポンプに連通した吸着冶具８０に吸着固定し、その状態でダイシングテープ７０を剥離する。
【００６０】
（ｖ）  図１１（ｖ）に示すように、吸着冶具８０の吸着固定を解除して、ノズル基板１が完成する。なお、図示省略したが、シリコン基材４１にはノズル孔１１を形成するのと同時にノズル基材外輪となる部分に貫通溝を形成するようにしており、吸着冶具８０を取り外す段階でノズル基材４１が個片に分割されるようになっている。
【００６１】
本実施の形態１によれば、第１のノズル孔部１１ａ及び第２のノズル孔部１１ｂをエッチングするためのエッチングマスクの形成（第１、第２の開口部４２ｂ、４２ａの形成）を、シリコン基材４１が未加工な状態で一括して行うことができるため、高精度なパターニングが可能であり、このため、第１のノズル孔部１１ａ及び第２のノズル孔部１１ｂの軸線ずれをなくすことができ、ノズル孔１１の吐出性能が向上する。また、第２のノズル孔部１１ｂを等方性ドライエッチングで加工する際に、予め加工された第１のノズル孔部１１ａはＳｉＯ2 膜である側壁部４２０ａによって保護されているため、第１のノズル孔部１１ａを高精度に維持することができる。
本実施の形態１にかかるノズル基板１の製造方法は、静電駆動方式のインクジェットヘッドに用いるノズル基板の場合を例にして説明したが、圧電駆動方式やバブルジェット（登録商標）方式など、他方式のインクジェットヘッドのノズル基板にも適用することが可能である。
【００６２】
次に、キャビティ基板２および電極基板３の製造方法について説明する。
ここでは、電極基板３にシリコン基材２００を接合した後、そのシリコン基材２００からキャビティ基板２を製造する方法について、図１２、図１３を用いて説明する。
【００６３】
（ａ）  図１２（ａ）に示すように、硼珪酸ガラス等からなるガラス基材３００に、例えば金・クロムのエッチングマスクを使用してフッ酸によってエッチングして、凹部３２を形成する。この凹部３２は個別電極３１の形状より少し大きめの溝状であり、個別電極３１ごとに複数形成される。
そして、凹部３２の内部に、例えばスパッタによりＩＴＯ（Indium Tin Oxide）からなる個別電極３１を形成する。
その後、ドリル等によってインク供給孔３４となる孔部３４ａを形成することにより、電極基板３が作製される。
【００６４】
（ｂ）  図１２（ｂ）に示すように、シリコン基材２００の両面を鏡面研磨した後、シリコン基材２００の片面にプラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）によってＴＥＯＳ（TetraEthylorthosilicate）からなるシリコン酸化膜（絶縁膜）２６を形成する。なお、シリコン基材２００を形成する前に、エッチングストップ技術を利用し、振動板２２の厚みを高精度に形成するためのボロンドープ層を形成するようにしてもよい。エッチングストップとはエッチング面から発生する気泡が停止した状態と定義し、実際のウェットエッチングにおいては、気泡の発生の停止をもってエッチングがストップしたものと判断する。
【００６５】
（ｃ）  このシリコン基材２００と、図１２（ａ）のようにして作製された電極基板３を、図１２（ｃ）に示すように、例えば３６０℃に加熱し、シリコン基材２００に陽極を、電極基板３を陰極に接続して、８００Ｖ程度の電圧を印加して陽極接合により接合する。
【００６６】
（ｄ）  シリコン基材２００と電極基板３を陽極接合した後に、水酸化カリウム水溶液等で接合状態のシリコン基材２００をエッチングし、図１２（ｄ）に示すように、シリコン基材２００を薄板化する。
【００６７】
（ｅ）  シリコン基材２００の上面（電極基板３が接合されている面と反対側の面）の全面にプラズマＣＶＤによって、シリコン酸化膜を形成する。そして、このシリコン酸化膜に、吐出室２４となる凹部２４０、リザーバ２５となる凹部２５０、及びオリフィス２３となる段差部２３０を形成するためのレジストをパターニングし、これらの部分のシリコン酸化膜をエッチング除去する。
その後、シリコン基材２００を水酸化カリウム水溶液等でエッチングして、図１３（ｅ）に示すように、吐出室２４となる凹部２４０およびリザーバ２５となる凹部２５０等を形成する。このとき、配線のための電極取り出し部２９となる部分もエッチングして薄板化しておく。なお、図１３（ｅ）のウェットエッチングの工程では、例えば初めに３５重量％の水酸化カリウム水溶液を使用し、その後、３重量％の水酸化カリウム水溶液を使用することができる。これにより、振動板２２の面荒れを抑制することができる。
【００６８】
（ｆ）  シリコン基材２００のエッチングが終了した後に、図１３（ｆ）に示すように、フッ酸水溶液でエッチングして、シリコン基材２００の上面に形成されているシリコン酸化膜を除去する。
【００６９】
（ｇ）  シリコン基材２００の吐出室２１となる凹部２４０等が形成された面に、図１３（ｇ）に示すように、プラズマＣＶＤによりシリコン酸化膜（絶縁膜２６）を形成する。
【００７０】
（ｈ）  図１３（ｈ）に示すように、ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）等によって電極取り出し部２９を開放する。また、電極基板３のインク供給孔３４となる孔部３４ａからレーザ加工を施して、シリコン基材２００のリザーバ２５となる凹部２５０の底部を貫通させ、インク供給孔３４を形成する。また、振動板２２と個別電極３１の間の電極間ギャップＧの開放端部にエポキシ樹脂等の封止材２７を充填して封止を行う。また、図１、図２に示した共通電極２８を、スパッタにより、シリコン基材２００の上面（ノズル基板１との接合側の面）の端部に形成する。
【００７１】
以上により、電極基板３に接合した状態のシリコン基材２００からキャビティ基板２が作製される。
そして最後に、このキャビティ基板２に、前述のようにして作製されたノズル基板１を接着等により接合することにより、図２に示したインクジェットヘッド１０の本体部が作製される。
【００７２】
本実施の形態１によれば、キャビティ基板２を、予め作製された電極基板３に接合した状態のシリコン基材２００から作製するので、その電極基板３によりキャビティ基板２を支持した状態となり、キャビティ基板２を薄板化しても割れたり欠けたりすることがなく、ハンドリングが容易となる。したがって、キャビティ基板２を単独で製造する場合よりも歩留まりが向上する。
【００７３】
実施の形態２．
図１４は、実施の形態１に係るインクジェットヘッド１０を搭載したインクジェット記録装置を示す斜視図である。図１４に示すインクジェット記録装置５００は、インクジェットプリンタであり、実施の形態１のインクジェットヘッド１０を搭載しているため、ノズルの流路特性が最適化し、このため吐出特性が良く、また高密度化が可能なため、液滴の着弾位置の高精度化が可能で、安定した高品質の印字が可能である。
なお、実施の形態１に係るインクジェットヘッド１０は、図１４に示すインクジェットプリンタの他に、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、遺伝子検査等に用いられる生体分子溶液のマイクロアレイの製造など様々な用途の液滴吐出装置として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の実施の形態１に係る液滴吐出ヘッドの分解斜視図。
【図２】図１のインクジェットヘッドを組立てた状態の要部の縦断面図。
【図３】図２のノズル孔部分を拡大した縦断面図。
【図４】図１のノズル基板の上面図。
【図５】ノズル基板の製造方法を示す製造工程の断面図。
【図６】図５に続くノズル基板の製造工程の断面図。
【図７】図６に続くノズル基板の製造工程の断面図。
【図８】図７に続くノズル基板の製造工程の断面図。
【図９】図８に続くノズル基板の製造工程の断面図。
【図１０】図９に続くノズル基板の製造工程の断面図。
【図１１】図１０に続くノズル基板の製造工程の断面図。
【図１２】キャビティ基板および電極基板の製造方法を示す製造工程の断面図。
【図１３】図１２に続く製造工程の断面図。
【図１４】インクジェット記録装置を示す斜視図。
【符号の説明】
【００７５】
１  ノズル基板、２  キャビティ基板、３  電極基板、４  駆動制御回路、１０  インクジェットヘッド、１１  ノズル孔、１１ａ  円筒状ノズル孔部（第１のノズル孔部）、１１ｂ  截頭円錐状ノズル孔部（第２のノズル孔部）、２２  振動板、２３  オリフィス、２４  吐出室、２５  リザーバ、２８  共通電極、３１  個別電極、３１ａ  リード部、３１ｂ  端子部、３２  凹部、３４  インク供給孔、４１  シリコン基材、４２  ＳｉＯ2 膜、４２ａ  第２の開口部、４２ｂ  第１の開口部、４２ｃ  第３の開口部、１１０  円筒孔部、１１０ａ  開口孔、１１０ｂ  エッチング孔部、４２０  孔部保護膜（熱酸化膜）、４２０ａ  側壁部、４２０ｂ  底面部、４２０ｃ  周縁部、５００  インクジェット記録装置。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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