(57)【要約】【課題】液滴吐出面に撥水膜を、液滴の流路に親水膜をそれぞれ均一かつ簡易に成膜す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】液滴を吐出するためのノズル孔１１を有し、ノズル孔１１の液滴吐出面１ｂが撥水性で、ノズル孔１１の内面１ｃが親水性であるノズル基板１の製造方法であって、ノズル基材１００の少なくとも液滴吐出面１００ｂ、例えば液滴吐出面１００ｂにのみ、または全面に撥水膜１２を形成する工程と、撥水膜１２を形成したノズル基材１００の少なくとも液滴吐出面１００ｂ及びノズル孔内面１００ｃ、例えば全面にさらに親水膜１３を形成する工程と、液滴吐出面１００ｂに形成された親水膜１３を除去する工程とを含む。【選択図】図７
2008273079.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を吐出するためのノズル孔を有し、該ノズル孔の液滴吐出面が撥水性で、該ノズル
孔の内面が親水性であるノズル基板の製造方法であって、
前記ノズル基材の少なくとも液滴吐出面に撥水膜を形成する工程と、
前記撥水膜を形成した前記ノズル基材の少なくとも液滴吐出面及びノズル孔内面にさら
に親水膜を形成する工程と、
前記液滴吐出面に形成された前記親水膜を除去する工程とを、
含むことを特徴とするノズル基板の製造方法。
【請求項２】
前記ノズル基材の少なくとも液滴吐出面に撥水膜を形成する工程が、前記ノズル基材の
液滴吐出面にのみ前記撥水膜を形成する工程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】
前記ノズル基材の少なくとも液滴吐出面に撥水膜を形成する工程が、前記ノズル基材の
液滴吐出面及びノズル孔内面に前記撥水膜を形成する工程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４】
前記ノズル基材の少なくとも液滴吐出面に撥水膜を形成する工程が、前記ノズル基材の
全表面に前記撥水膜を形成する工程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５】
前記撥水膜を形成した前記ノズル基材の少なくとも液滴吐出面及びノズル孔内面にさら
に親水膜を形成する工程が、前記ノズル基材の全表面にさらに前記親水膜を形成する工程
であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のノズル基板の製造方法。    
【請求項６】
前記液滴吐出面に形成した前記親水膜の除去を研磨加工により行うことを特徴とする請
求項１〜５のいずれかに記載のノズル基板の製造方法。
【請求項７】
前記撥水膜及び親水膜の形成をディップコートにより行うことを特徴とする請求項１〜
６のいずれかに記載のノズル基板の製造方法。
【請求項８】
前記撥水膜は、フルオロアルキル基を含むシラン化合物よりなることを特徴とする請求
項１〜７のいずれかに記載のノズル基板の製造方法。
【請求項９】
前記撥水膜は、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、ヘプタデカフルオロデシル
トリメトキシシラン、ヘプタデカフルオロデシルトリエトキシシラン及びトリデカフルオ
ロオクチルトリメトキシシランのいずれかよりなることを特徴とする請求項８記載のノズ
ル基板の製造方法。
【請求項１０】
前記親水膜は、ＸＳｉ（ＯＲ）3 により示されるシランカップリング剤であって、Ｘは
アミノ基が存するものであり、ＯＲはエトキシ基又はメトキシ基よりなる加水分解可能な
官能基よりなるものであることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のノズル基板
の製造方法。
【請求項１１】
前記親水膜は、γ−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−（
２−アミノエチル）アミノプロピルメチルジメトキシシラン及びγ−（２−アミノエチル
）アミノプロピルトリエトキシシランのいずれかよりなることを特徴とする請求項１０記
載のノズル基板の製造方法。
【請求項１２】
前記ノズル基材が、シリコン、ステンレス及びニッケルのいずれかよりなることを特徴
とする請求項１〜１１のいずれかに記載のノズル基板の製造方法。
【請求項１３】
シリコンよりなる前記ノズル基材を薄板化した後、両面よりエッチングによって前記ノ
ズル孔を形成することを特徴とする請求項１２記載のノズル基板の製造方法。
【請求項１４】
ステンレス又はニッケルよりなる前記ノズル基材に、穿孔によって前記ノズル孔を形成
することを特徴とする請求項１２記載のノズル基板の製造方法。
【請求項１５】
液滴を吐出するためのノズル孔を有し、該ノズル孔の液滴吐出面が撥水性で、該ノズル
孔の内面が親水性であ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方法で
あって、
前記ノズル基材の少なくとも液滴吐出面に撥水膜を形成する工程と、前記撥水膜を形成
した前記ノズル基材の少なくとも液滴吐出面及びノズル孔内面にさらに親水膜を形成する
工程と、前記液滴吐出面に形成された前記親水膜を除去する工程とを含むノズル基板を製
造する方法を用いたことを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１６】
液滴を吐出するためのノズル孔を有し、該ノズル孔の液滴吐出面が撥水性で、該ノズル
孔の内面が親水性であるノズル基板の製造方法により液滴吐出ヘッドを製造する方法を用
いた液滴吐出装置の製造方法であって、
前記ノズル基材の少なくとも液滴吐出面に撥水膜を形成する工程と、前記撥水膜を形成
した前記ノズル基材の少なくとも液滴吐出面及びノズル孔内面にさらに親水膜を形成する
工程と、前記液滴吐出面に形成された前記親水膜を除去する工程とを含むノズル基板の製
造方法により液滴吐出ヘッドを製造する方法を用いたことを特徴とする液滴吐出装置の製
造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノズル基板の製造方法、液滴吐出ヘッドの製造方法及び液滴吐出装置の製造
方法に関する。
【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は、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、記録時の騒音が
極めて小さいこと、高速印字が可能であること、インクの自由度が高く安価な普通紙を使
用できることなど、多くの利点を有する。この中でも記録が必要なときにのみインク液滴
を吐出する、いわゆるインク・オン・デマンド方式が、記録に不要なインク液滴の回収を
必要としないため、現在主流となってきている。このインク・オン・デマンド方式のイン
クジェットヘッドには、インクを吐出させる方法として、駆動手段に静電気力を利用した
ものや、圧電振動子や発熱素子等を用いたものがある。
【０００３】
インクジェットヘッドは、一般に、インク滴を吐出させ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
って吐出室に圧力を加えることにより、選択されたノズル孔よりインク滴を吐出するよう
になっている。
【０００４】
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強まり、高密
度化並びに吐出性能の向上が要求されている。このため、インクジェットヘッドのノズル
部に関して、様々な工夫、提案がなされている。
【０００５】
インクジェットヘッドは、インク吐出面へのインクの付着や汚れを防止するためにイン
ク吐出面に撥インク処理が施され、またメニスカスの安定のためノズル孔の内部は親イン
ク処理が施されている。
【０００６】
ノズル孔を備えたノズル基板の製造方法として、ノズル基板に撥水撥油材料を塗布し、
シリコーンゴムをノズル基板表面の撥水撥油膜に貼付し、酸素プラズマ環境にさらして、
ノズル孔の内部及びノズル基板裏側の撥水撥油膜を除去し、親水親油化する方法があった
（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
また、先端部に円柱状の細径部を有する漏斗形状のノズル孔をノズル基板にあけ、ノズ
ル孔の内部に樹脂を充填し、電着塗装及びメッキによりノズル基板の表面に撥インク膜を
形成し、ノズル孔内部の樹脂を除去する方法があった（例えば、特許文献２参照）。
【０００８】
また、ノズル孔より大きな径で両面を貫通する孔をあけ、この孔を塞ぐように親液膜を
形成し、吐出面に形成された親液膜を研磨によって除去し、撥液膜を形成した後、レーザ
、マイクロドリル、アッシング等でノズル孔を開口する方法があった（例えば、特許文献
３参照）。
【０００９】
【特許文献１】特開平９−２６７４７８号公報（第２頁−第３頁、図２）
【特許文献２】特開２００１−１８３９８号公報（第３頁−第４頁、図２）
【特許文献３】特開２００６−３２６８７３号公報（第８頁−第９頁、図５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１記載の技術では、プラズマによって除去した撥水撥油膜がノズル孔の内部で
再付着して均一に成膜することができない場合があった。
特許文献２記載の技術では、ノズル孔の形状は先端部に細径部を有する漏斗形状に限定
され、さらに、ノズル孔内に充填した樹脂を除去するために有機溶剤を用いるためインク
膜は耐薬品性があるものに限られる。
特許文献３記載の技術では、ノズル孔を２回にわたって加工しなければならず工程が長
くなり、さらにノズル孔はストレート形状に限られる。
【００１１】
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、液滴吐出面に撥水膜を液
滴の流路に親水膜をそれぞれ均一にかつ簡易に成膜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及び液滴吐出装置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】
【００１２】
本発明にかかるノズル基板の製造方法は、液滴を吐出するためのノズル孔を有し、該ノ
ズル孔の液滴吐出面が撥水性で、該ノズル孔の内面が親水性であるノズル基板の製造方法
であって、前記ノズル基材の少なくとも液滴吐出面に撥水膜を形成する工程と、
前記撥水膜を形成した前記ノズル基材の少なくとも液滴吐出面及びノズル孔内面にさら
に親水膜を形成する工程と、前記液滴吐出面に形成された前記親水膜を除去する工程とを
含むものである。
【００１３】
ノズル孔に撥水膜及び親水膜を形成する際、アルゴン、酸素などのプラズマ処理が不必
要なため、撥水膜及び親水膜を均一に形成することができる。また、ノズル孔の内壁を均
一な親水性にしたので、液滴吐出特性が安定し、インク飛翔曲がりが抑制され、品質が向
上する。さらに、ノズル孔を加工する際に、保護材を充填したり、ノズル孔を再加工する
必要がなく、工程が簡略化される。また、ノズル孔を形成するに際しては、任意の形状を
選択することができる。
【００１４】
また、本発明にかかるノズル基板の製造方法は、前記ノズル基材の少なくとも液滴吐出
面に撥水膜を形成する工程が、前記ノズル基材の液滴吐出面にのみ前記撥水膜を形成する
工程である。
簡略された工程で均一に撥水膜を形成することができる。
【００１５】
また、本発明にかかるノズル基板の製造方法は、前記ノズル基材の少なくとも液滴吐出
面に撥水膜を形成する工程が、前記ノズル基材の液滴吐出面及びノズル孔内面に前記撥水
膜を形成する工程である。
簡略された工程で均一に撥水膜を形成することができる。
【００１６】
また、本発明にかかるノズル基板の製造方法は、前記ノズル基材の少なくとも液滴吐出
面に撥水膜を形成する工程が、前記ノズル基材の全表面に前記撥水膜を形成する工程であ
る。
簡略された工程で均一に撥水膜を形成することができる。
【００１７】
また、本発明にかかるノズル基板の製造方法は、前記撥水膜を形成した前記ノズル基材
の少なくとも液滴吐出面及びノズル孔内面にさらに親水膜を形成する工程が、前記ノズル
基材の全表面にさらに前記親水膜を形成する工程である。
簡略された工程で均一に親水膜を形成することができる。
【００１８】
また、本発明にかかるノズル基板の製造方法は、前記液滴吐出面に形成した前記親水膜
の除去を研磨加工により行うものである。
均一な撥水膜を簡易に露出させることができる。
【００１９】
また、本発明にかかるノズル基板の製造方法は、前記撥水膜及び親水膜の形成をディッ
プコートにより行うものである。
撥水膜と親水膜の形成を確実かつ正確に行うことができる。
【００２０】
また、本発明にかかるノズル基板の製造方法は、前記撥水膜が、フルオロアルキル基を
含むシラン化合物よりなるものである。
上記撥水膜によって液滴吐出面に対する液滴の付着や汚れを確実に防止することができ
る。
【００２１】
また、本発明にかかるノズル基板の製造方法は、前記撥水膜が、トリフルオロプロピル
トリメトキシシラン、ヘプタデカフルオロデシルトリメトキシシラン、ヘプタデカフルオ
ロデシルトリエトキシシラン及びトリデカフルオロオクチルトリメトキシシランのいずれ
かよりなるものである。
上記の撥水膜によって液滴吐出面に対する液滴の付着や汚れを確実に防止することがで
きる。
【００２２】
また、本発明にかかるノズル基板の製造方法は、前記親水膜が、ＸＳｉ（ＯＲ）3 によ
り示されるシランカップリング剤であって、Ｘはアミノ基が存するものであり、ＯＲはエ
トキシ基又はメトキシ基よりなる加水分解可能な官能基よりなるものである。
上記親水膜によってノズル孔内面が均一になり、ノズル孔内部のメニスカスが安定化す
る。
【００２３】
また、本発明にかかるノズル基板の製造方法は、前記親水膜が、γ−（２−アミノエチ
ル）アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−（２−アミノエチル）アミノプロピルメチ
ルジメトキシシラン及びγ−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリエトキシシランの
いずれかよりなるものである。
上記の親水膜によってノズル孔内面が均一になり、ノズル孔内部のメニスカスが安定化
する。
【００２４】
また、本発明にかかるノズル基板の製造方法は、前記ノズル基材が、シリコン、ステン
レス及びニッケルのいずれかよりなるものである。
これらの基材のそれぞれに適した方法で、簡易にノズル孔を形成することができる。
【００２５】
また、本発明にかかるノズル基板の製造方法は、シリコンよりなる前記ノズル基材を薄
板化した後、両面よりエッチングによって前記ノズル孔を形成するものである。
シリコン基材に適した方法で簡易にノズル孔を形成することができる。
【００２６】
また、本発明にかかるノズル基板の製造方法は、ステンレス又はニッケルよりなる前記
ノズル基材に、穿孔によって前記ノズル孔を形成するものである。
ステンレス基材又はニッケル基材に適した方法で簡易にノズル孔を形成することができ
る。
【００２７】
本発明にかかる液滴吐出ヘッドの製造方法は、液滴を吐出するためのノズル孔を有し、
該ノズル孔の液滴吐出面が撥水性で、該ノズル孔の内面が親水性であ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方法であって、前記ノズル基材の少なくとも液滴
吐出面に撥水膜を形成する工程と、前記撥水膜を形成した前記ノズル基材の表面にさらに
親水膜を形成する工程と、前記液滴吐出面の前記親水膜を除去する工程とを含むノズル基
板を製造する方法を用いたものである。
液滴吐出が安定して品質が向上した液滴吐出ヘッドを提供することができる。
【００２８】
本発明にかかる液滴吐出装置の製造方法は、液滴を吐出するためのノズル孔を有し、該
ノズル孔の液滴吐出面が撥水性で、該ノズル孔の内面が親水性であ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液滴吐出装置の製造方法であって、前記ノズル基材
の少なくとも液滴吐出面に撥水膜を形成する工程と、前記撥水膜を形成した前記ノズル基
材の少なくとも液滴吐出面及びノズル孔内面にさらに親水膜を形成する工程と、前記液滴
吐出面に形成された前記親水膜を除去する工程とを含むノズル基板の製造方法により液滴
吐出ヘッドを製造する方法を用いたものである。
高品質の液滴吐出装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
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（インクジェットヘッド）の分解斜
視図、図２は図１を組み立てた状態の要部の縦断面図、図３は図２の要部の断面図である
。
図において、インクジェットヘッド１０は、複数のノズル孔１１が所定の間隔で設けら
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が設けられた電極基
板３とを貼り合わせて構成したものである。
【００３０】
ノズル基板１はシリコン基材から作製されている。インク滴を吐出するためのノズル孔
１１は、径の異なる２段の円筒状に形成されたノズル孔部分、すなわちインク吐出面１ｂ
側に位置して先端がこのインク吐出面１ｂに開口する径の小さい第１のノズル孔（噴射口
部分の小径孔）１１ａと、キャビティ基板２と接合する接合面１ａ側に位置して導入口部
分が接合面１ａに開口する径の大きい第２のノズル孔（導入口部分の大径孔）１１ｂとか
ら構成され、基板面に対して垂直にかつ同軸上に設けられている。そして、インク吐出面
１ｂには撥インク膜（撥水膜）１２が形成されており、ノズル孔１１のノズル孔内壁（ノ
ズル孔の内面）１ｃ及び接合面１ａには親インク膜（親水膜）１３が形成されている。
こうして、インク滴の吐出方向をノズル孔１１の中心軸方向に揃え、安定したインク吐
出特性を発揮させることによって、インク滴の飛翔方向のばらつきをなくし、インク滴の
飛び散りをなくすことにより、インク滴の吐出量のばらつきを抑制することができる。
【００３１】
キャビティ基板２はシリコン基材から作製されており、吐出凹部２１０、オリフィス凹
部２３０およびリザーバ凹部２４０が形成されている。そして、オリフィス凹部２３０（
オリフィス２３）を介して吐出凹部２１０（吐出室２１）とリザーバ凹部２４０（リザー
バ２４）とが連通している。リザーバ２４は各吐出室２１に共通の共通インク室を構成し
、それぞれオリフィス２３を介してそれぞれの吐出室２１に連通している。リザーバ２４
の底部には後述する電極基板３を貫通するインク供給孔２５が形成され、このインク供給
孔２５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。また、吐出室
２１の底壁は振動板２２となっている。なお、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、熱酸化やプラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）
によりなる絶縁性のＳｉＯ2 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１０を駆動させたときに、絶縁破壊やショートを防止する。
【００３２】
電極基板３はガラス基材から作製されている。電極基板３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３１０が設けられている。そして、各凹部３１
０内には、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。
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とを備えている。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３１１内に露出している。そして、ＩＣドライバ等の駆動制
御回路４０を介して、各個別電極３１の端子部３１ｂとキャビティ基板２上の共通電極２
７とが接続されている。
【００３３】
次に、上記のように構成したインクジェットヘッド１０の動作を説明する。駆動制御回
路４０を駆動し、個別電極３１に電荷を供給してこれを正に帯電させると、振動板２２は
負に帯電し、個別電極３１と振動板２２の間に静電気力が発生する。この静電気力によっ
て、振動板２２は個別電極３１に引き寄せられて撓む。これによって、吐出室２１の容積
が増大する。個別電極３１への電荷の供給を止めると、振動板２２はその弾性力により元
に戻り、その際、吐出室２１の容積が急激に減少して、そのときの圧力により吐出室２１
内のインクの一部がインク滴としてノズル孔１１より吐出する。振動板２２が次に同様に
変位すると、インクがリザーバ２４からオリフィス２３を通って吐出室２１内に補給され
る。
【００３４】
上記のように構成されたインクジェットヘッド１０の製造方法について、図４〜図１０
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７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）、図８〜図９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、図１０はキャビティ基板２と電極基
板３との接合基板にノズル基板１を接合してインクジェットヘッド１０を製造する製造工
程を示す断面図である。
【００３５】
まず、ノズル基板１の製造工程を、図４〜図７を用いて以下に説明する。
（ａ）  （１１０）面方位のシリコン基材の両面を鏡面研磨し、図５（ａ）に示すように
、所定の厚さのシリコン基材１００を形成する。
【００３６】
（ｂ）  次に、シリコン基材１００に、酸素及び水蒸気雰囲気中で熱処理を施し、図５（
ｂ）に示すように、シリコン基材１００の両面、すなわちシリコン基材１００の接合面（
キャビティ基板２と接合されることとなる面であって、大径孔側の面ともいう）１００ａ
及びインク吐出面（小径孔側の面ともいう）１００ｂに、それぞれ第１のＳｉＯ2 膜１０
１及び第２のＳｉＯ2 膜１０２を形成する。第１、第２のＳｉＯ2 膜１０１、１０２は、
耐エッチング材として使用する。
【００３７】
（ｃ）  次に、図５（ｃ）に示すように、シリコン基材１００のインク吐出面１００ｂの
第２のＳｉＯ2 膜１０２に第２のノズルパターン１０４を、接合面１００ａの第１のＳｉ
Ｏ2 膜１０１に第１のノズルパターン１０３を、それぞれフォトレジスト及びフッ酸系の
エッチング液を用いたフォトエッチングによって形成する。
【００３８】
（ｄ）  次に、第１のＳｉＯ2 膜１０１にパターンを形成したシリコン基材１００のイン
ク吐出面１００ｂに、図６（ｄ）に示すように、異方性ドライエッチングを施し、第１の
ノズルとなる部分１１０ａを形成する。
【００３９】
（ｅ）  次に、シリコン基材１００の接合面１００ａにある程度の異方性を兼ね備えた等
方性のドライエッチングを施し、図６（ｅ）に示すように、第２のノズル孔となる部分１
１０ｂを形成する。こうして、２段構造のノズル孔１１０となる部分を形成する。
【００４０】
（ｆ）  次に、図６（ｆ）に示すように、シリコン基材１００の両面に形成した第１、第
２のＳｉＯ2 膜１０１、１０２を、フッ酸系エッチング液によって除去する。そして、酸
素雰囲気中で熱処理を施し、シリコン基材１００の表面に、ＳｉＯ2 膜（図示せず）を形
成する。
【００４１】
上記の説明では、ノズル孔となる部分１１０を形成する際にシリコン基材１００をエッ
チング加工したが、ステンレスやニッケルなどの基材を用いてもよい。この場合は、ノズ
ル孔となる部分はエッチングによって形成するものではなく、穿孔によって形成する。例
えば、細径部の先端に錐状の突出部を有し、大径部と小径部を有するポンチを備えた穿孔
装置によってノズル孔の穿孔を行うことができる（図示せず）。
【００４２】
（ｇ）  こうして、図７（ｇ）（図６（ｆ）の要部を拡大した図）に示すように、ノズル
孔となる部分１１０は、インク吐出面１００ｂ側に位置して先端がこのインク吐出面１０
０ｂに開口する径の小さい第１のノズル孔となる部分１１０ａと、キャビティ基板２と接
合する接合面１００ａ側に位置して導入口部分がこの接合面１００ａに開口する径の大き
い第２のノズル孔となる部分１１０ｂとから構成される。
【００４３】
（ｈ）  図７（ｈ）に示すように、フッ素原子を含む撥水材料を、インク吐出面１００ｂ
にディップコートにより塗布し、撥水膜１２を形成する。この場合、撥水材料を、インク
吐出面１００ｂのみならずノズル内面１００ｃにも塗布して、撥水膜１２を形成するよう
にしてもよい。
撥水材料としては、フルオロアルキル基を含むシラン化合物、例えば、トリフルオロプ
ロピルトリメトキシシランを用いる。なお、ヘプタデカフルオロデシルトリメトキシシラ
ン、ヘプタデカフルオロデシルトリエトキシシラン、トリデカフルオロオクチルトリメト
キシシランのような撥水材料であってもよい。また、ディップコートによるものではなく
、蒸着、スプレーコート、スピンコートなどでおこなうこともできる。
【００４４】
（ｉ）  次に、図７（ｉ）に示すように、親水材料を、インク吐出面１００ｂ、ノズル孔
の内壁面１００ｃ及び接合面１００ａを含むノズル基材１００の表面にディップコートに
より塗布し、親水膜１３を形成する。親水材料としては、化学式ＸＳｉ（ＯＲ）3 で表さ
れるシランカップリング剤であって、Ｘにアミノ基が存するもの（ＯＲはエトキシ基、メ
トキシ基などの加水分解可能な官能基）、例えば、γ−（２−アミノエチル）アミノプロ
ピルトリメトキシシランを用いる。なお、γ−（２−アミノエチル）アミノプロピルメチ
ルジメトキシシラン、γ−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリエトキシシランのよ
うな親水材料であってもよい。
【００４５】
（ｊ）  最後に、図７（ｊ）に示すように、インク吐出面１００ｂの撥水膜１２の表面に
形成された親水膜１３を研磨加工して除去し、撥水膜１２が表面に現れるようにする。
こうして、ノズル孔となる部分１１０よりノズル孔１１が形成され、第１のノズル孔と
なる部分１１０ａは第１のノズル孔１１ａとなり、第２のノズル孔となる部分１１０ｂは
第２のノズル孔１１ｂとなる。
以上の製造工程を経ることにより、シリコン基材１００よりノズル基板１を形成する。
【００４６】
次に、キャビティ基板２及び電極基板３の接合工程を、図８、図９を用いて説明する。
なお、キャビティ基板２及び電極基板３の接合工程は、図８、図９に示されるものに限定
されるものではない。
（ａ）  まず、図８（ａ）に示すように、ホウ珪酸ガラス等からなるガラス基材３００を
、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すること
により、凹部３１０を形成する。なお、この凹部３１０は個別電極３１の形状より少し大
きい溝状のものであって、複数形成する。
そして、凹部３１０の底部に、スパッタによってＩＴＯ（Indium Tin Oxide）からなる
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２５となる孔部２５ａを形
成する。
【００４７】
（ｂ）  次に、シリコン基材２００の両面を鏡面研磨した後に、図８（ｂ）に示すように
、シリコン基材２００の片面にプラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition ）によって
ＴＥＯＳ（TetraEthyl  Ortho  silicate ）からなるシリコン酸化膜２０１を形成する。
なお、シリコン酸化膜２０１を形成する前に、エッチングストップのためのボロンドープ
層を形成するようにしてもよい。なお、振動板をボロンドープ層から形成することにより
、厚み精度の高い振動板２２を形成することができる。
【００４８】
（ｃ）  それから、図８（ｃ）に示すように、図８（ｂ）に示すシリコン基材２００と、
図８（ａ）に示すガラス基材３００を加熱し、シリコン基材２００に陽極、ガラス基材３
００に陰極を接続して、８００Ｖ程度の電圧を印加して陽極接合を行う。
【００４９】
（ｄ）  シリコン基材２００とガラス基材３００を陽極接合した後に、水酸化カリウム水
溶液等で図８（ｃ）の工程で得られた接合基板をエッチングすることにより、図８（ｄ）
に示すように、シリコン基材２００の全体を薄板化する。
【００５０】
（ｅ）  それから、シリコン基材２００の上面（ガラス基材３００が接合されている面の
反対面）の全面に、プラズマＣＶＤによってＴＥＯＳ膜２０２を形成する。
そしてこのＴＥＯＳ膜２０２に、吐出室２１となる凹部２１０、リザーバ２４となる凹
部２４０及びオリフィス２３となる凹部２３０となる部分（図１参照）を形成するための
レジストをパターニングし、この部分のＴＥＯＳ膜２０２をエッチング除去する。
その後、図９（ｅ）に示すように、シリコン基材２００を水酸化カリウム水溶液等でエ
ッチングすることにより、吐出室２１となる凹部２１０、リザーバ２４となる凹部２４０
及びオリフィス２３となる凹部２３０を形成する。このとき、電極取出し部４１となる部
分４１ａもエッチングして薄板化しておく。なお、図９（ｅ）のウェットエッチング工程
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。
【００５１】
（ｆ）  シリコン基材２００のエッチングが終了した後に、接合基板をフッ酸水溶液でエ
ッチングしてシリコン基材２００に形成されたＴＥＯＳ膜２０２を除去する。そして、図
９（ｆ）に示すように、ガラス基材３００のインク供給孔２５となる孔部２５ａにレーザ
ー加工を施し、インク供給孔２５がガラス基材３００を貫通するようにする。こうして、
電極基板３が製造される。
【００５２】
（ｇ）  次に、シリコン基材２００の吐出室２１となる凹部２１０等が形成された面に、
図９（ｇ）に示すように、例えばＣＶＤによってＴＥＯＳ等からなる液滴保護膜２０２を
形成する。
【００５３】
（ｈ）  それから、図９（ｈ）に示すように、ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）等によっ
て電極取出し部４１を開放する。また、シリコン基材２００に機械加工又はレーザー加工
を行って、インク供給孔２５をリザーバ２４となる凹部２４０に貫通させる。これにより
、キャビティ基板２と電極基板３が接合された接合基板が完成する。
なお、電極取出し部４１に、振動板２２と個別電極３１の間の空間を封止するための封
止剤（図示せず）を塗布するようにしてもよい。
【００５４】
次に、ノズル基板１、キャビティ基板２及び電極基板３の接合工程を、図１０を用いて
以下に説明する。
図１０に示すように、ノズル基板１の接合面１ａに接着剤層を形成し、このノズル基板
１に電極基板３が接合されたキャビティ基板２を接合する。
以上の製造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
接合体が完成される。
最後に、キャビティ基板２、電極基板３、ノズル基板４が接合された接合基板をダイシ
ング（切断）により分離して、インクジェットヘッド１０が完成する。
【００５５】
本発明によれば、ノズル孔１１に撥水膜１２及び親水膜１３を形成する際、アルゴン、
酸素などのプラズマ処理が不必要であるため、撥水膜１２及び親水膜１３を均一に形成す
ることができる。また、ノズル孔１１のノズル孔内壁１ｃを均一な親インク性にしたので
、インク吐出特性が安定し、インク飛翔曲がりが抑制され、印字品質が向上する。さらに
、ノズル孔１１を加工する際に、ノズル孔１１内に保護材を充填したり、ノズル孔１１を
再加工する必要がなく、工程が簡略化される。また、ノズル孔１１を形成する際には、任
意のノズル形状にすることができる。
【００５６】
実施の形態２．
図１１は本発明の実施の形態２に係るノズル基板のノズル孔近傍を拡大した断面図であ
る。図に示すように、ノズル基板１は、インク吐出面１ｂを含むノズル基板１の表面が撥
水膜１２によって覆われ、インク吐出面１ｂを除いた他の面、すなわちノズル孔内壁１ｃ
や接合面１ａなどの面は、撥水膜１２の上にさらに親水膜１３によって覆われている。す
なわち、インク吐出面１ｂの表面は撥水膜１２であり、ノズル孔内壁１ｃの表面は親水膜
１３である。この場合の、撥水膜１２及び親水膜１３の材料は、実施の形態１で示した材
料と同じである。
その他の構成、作用、効果は、実施の形態１で示した場合と同様なので説明を省略する
。
【００５７】
上記のように構成されたインクジェットヘッド１０の製造方法について図１２を用いて
説明する。なお、ノズル基板１の撥水膜１２と親水膜１３の形成工程のみが実施の形態１
の場合と相違するので、この部分について説明し、他の部分の製造工程は説明を省略する
。
【００５８】
（ｇ）  実施の形態１で示した工程（ａ）〜（ｆ）と同様の工程によって、ノズル孔とな
る部分１１０を形成する。こうして、図１２（ｇ）に示すように、径の小さい第１のノズ
ル孔となる部分１１０ａと、径の大きい第２のノズル孔となる部分１１０ｂを形成する。
【００５９】
（ｈ）  次に、図１２（ｈ）に示すように、フッ素原子を含む撥水材料を、インク吐出面
１００ｂ、ノズル内面１００ｃ及び接合面１００ａを含むノズル基材１００の表面にディ
ップコートによって塗布し、撥水膜１２を形成する。撥水材料は、実施の形態１で示した
場合と同様なので説明を省略する。
【００６０】
（ｉ）  次に、図１２（ｉ）に示すように、親水材料を、インク吐出面１００ｂ、ノズル
孔内壁面１００ｃ及び接合面１００ａを含むノズル基材１００の表面にさらにディップコ
ートにより塗布し、親水膜１３を形成する。親水材料は、実施の形態１で示した場合と同
様なので説明を省略する。
こうして、撥水膜１２の上に重ねて親水膜１３を形成する。
【００６１】
（ｊ）  最後に、図１２（ｊ）に示すように、インク吐出面１００ｂの撥水膜１２の表面
に形成された親水膜１３を研磨加工して除去し、撥水膜１２が表面に現れるようにする。
以上の製造工程を経ることにより、シリコン基材１００よりノズル基板１を形成する。
その他の製造工程は実施の形態１で示した場合と同様なので、説明を省略する。
【００６２】
実施の形態３．
図１３は本発明の実施の形態３に係る液滴吐出装置（インクジェットプリンタ）の斜視
図である。実施形態１、２で得られたインクジェットヘッド１０は、高歩留まりで製造さ
れたノズル基板１を用いて製造することができ、かかるインクジェットヘッド１０を用い
て、図１３に示すようなインクジェットプリンタ４００を得ることができる。
なお、実施形態１の製造方法で得られたインクジェットヘッド１０は液滴吐出ヘッドの
一例であって、液滴吐出ヘッドはインクジェットヘッド１０に限定されるものではなく、
液滴を種々変更することによって、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、実施形態１の製造方法で得られた液滴吐出ヘッドは、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することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる液滴吐出ヘッドの分解斜視図。
【図２】図１を組立てた状態の要部の縦断面図。
【図３】図２の要部の断面図。
【図４】図１のノズル基板の上面図。
【図５】図１のノズル基板の製造工程を示す断面図。
【図６】図５に続くノズル基板の製造工程を示す断面図。
【図７】図６に続くノズル基板の製造工程を示す断面図。
【図８】キャビティ基板及び電極基板を接合した接合基板の製造工程を示す断面図。
【図９】図８に続く接合基板の製造工程を示す断面図。
【図１０】キャビティ基板及び電極基板の接合基板をノズル基板に接合する製造工程を示す断面図。
【図１１】本発明の実施の形態２にかかる液滴吐出ヘッドの要部の断面図。
【図１２】図１１のノズル基板の製造工程を示す断面図。
【図１３】本発明の実施の形態３にかかるインクジェットプリンタの斜視図。
【符号の説明】
【００６４】
１  ノズル基板、１ａ  接合面、１ｂ  インク吐出面（液滴吐出面）、１ｃ  ノズル孔
内壁（ノズル孔の内面）、２  キャビティ基板、３  電極基板、１０  インクジェットヘ
ッド、１１  ノズル孔、１１ａ  第１のノズル孔（小径孔）、１１ｂ  第２のノズル孔（
大径孔）、１２  撥水膜、１３  親水膜、１００  シリコン基材、１００ａ  接合面（大
径孔側の面）、１００ｂ  インク吐出面（小径孔側の面）、１００ｃ  ノズル内面、４０
０  インクジェットプリンタ。
【図１】
2008273079.tif 000003
【図２】
2008273079.tif 000004
【図３】
2008273079.tif 000005
【図４】
2008273079.tif 000006
【図５】
2008273079.tif 000007
【図６】
2008273079.tif 000008
【図７】
2008273079.tif 000009
【図８】
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【図９】
2008273079.tif 000011
【図１０】
2008273079.tif 000012
【図１１】
2008273079.tif 000013
【図１２】
2008273079.tif 000014
【図１３】
2008273079.tif 000015