(57)【要約】      （修正有）【課題】樹脂材料中に気泡が存在しない状態で基板を加工することができる基板の加工方法、当該基板の加工方法により加工された液滴吐出ヘッドの製造方法を提供。【解決手段】基板の加工方法は、基板１０’の一方の面側に、液状または半固形状の樹脂材料３８を付与する第１の工程と、前記樹脂材料に、複数の貫通孔３９２が形成された支持基板３９を接合する第２の工程と、前記支持基板３９に、気体は透過し前記樹脂材料は透過しない多孔質膜４４を、前記貫通孔を覆うように接合する第３の工程と、前記貫通孔および前記多孔質膜の多孔を介して前記樹脂材料中に含まれる気泡を除去する第４の工程と、前記樹脂材料３８を固化する第５の工程と、前記基板１０’の他方の面側に所定のパターンを形成する第６の工程と、前記基板１０’から、前記樹脂材料３８と、前記支持基板３９と、前記多孔質膜４４とを除去する第７の工程とを有する。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の一方の面側に、液状または半固形状の樹脂材料を付与する第１の工程と、
前記樹脂材料に、複数の貫通孔が形成された支持基板を接合する第２の工程と、
前記支持基板に、気体は透過し前記樹脂材料は透過しない多孔質膜を、前記貫通孔を覆うように接合する第３の工程と、
前記貫通孔および前記多孔質膜の孔を介して前記樹脂材料中に含まれる気泡を除去する第４の工程と、
前記樹脂材料を固化する第５の工程と、
前記基板の他方の面側に所定のパターンを形成する第６の工程と、
前記基板から、前記樹脂材料と、前記支持基板と、前記多孔質膜とを除去する第７の工程とを有することを特徴とする基板の加工方法。
【請求項２】
前記第２の工程および前記第３の工程において、前記支持基板および前記多孔質膜は、それぞれ台に設けられている請求項１に記載の基板の加工方法。
【請求項３】
前記台は、孔または凹部が形成されている請求項２に記載の基板の加工方法。
【請求項４】
前記支持基板の貫通孔の直径は、０．１〜１ｍｍである請求項１ないし３のいずれかに記載の基板の加工方法。
【請求項５】
前記多孔質膜は、気体透過性を有する有機膜または無機膜である請求項１ないし４のいずれかに記載の基板の加工方法。
【請求項６】
前記気体透過性の有機膜は、ポリテトラフルオロエチレンである請求項５に記載の基板の加工方法。
【請求項７】
前記多孔質膜孔の直径は、０．１〜１００μｍである請求項１ないし６のいずれかに記載の基板の加工方法。
【請求項８】
前記第４の工程において、前記第３の工程で得られた接合体を減圧雰囲気下に置くことにより、前記樹脂材料中に含まれる気泡を除去する請求項１ないし７のいずれかに記載の基板の加工方法。
【請求項９】
前記第４の工程において、前記第３の工程で得られた接合体が設けられている前記台の前記孔または前記凹部から吸引を行うことにより、前記樹脂材料中に含まれる気泡を除去する請求項３に記載の基板の加工方法。
【請求項１０】
前記第５の工程は、前記樹脂材料中から溶媒または分散媒を除去することにより行われる請求項１ないし９のいずれかに記載の基板の加工方法。
【請求項１１】
前記第５の工程は、前記第４の工程に連続して、または第４の工程と一部重複して行われる請求項１０に記載の基板の加工方法。
【請求項１２】
液滴を吐出するための駆動素子を含む複数の構造体が一方の面側に設けられた板状の母材の他方の面側に対して、ドライエッチングを施すことにより液滴吐出ヘッドを製造する液滴吐出ヘッドの製造方法であって、
前記複数の構造体の間の空間に、液状または半固形状の樹脂材料を付与する第１の工程と、
前記樹脂材料に、複数の貫通孔が形成された支持基板を接合する第２の工程と、
前記支持基板に気体は透過し前記樹脂材料は透過しない多孔質膜を、前記貫通孔を覆うように接合する第３の工程と、
前記貫通孔および前記多孔質膜の孔を介して前記樹脂材料中に含まれる気泡を除去する第４の工程と、
前記樹脂材料を固化する第５の工程と、
前記板状の母材の他方の面に、ドライエッチングを施すことより複数のインク室と、該インク室に連通する凹部とを形成する第６の工程と、
前記母材から、前記樹脂材料、前記支持基板および前記多孔質膜を除去する第７の工程とを有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１３】
前記第２の工程および前記第３の工程において、前記支持基板および前記多孔質膜は、それぞれ孔または凹部が形成されている台に設けられている請求項１２に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１４】
請求項１２または１３に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法で製造された液滴吐出ヘッドを備える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、基板の加工方法、液滴吐出ヘッドの製造方法および液滴吐出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
板状の母材に対して所定の処理を施すことにより所定の形状を有する基板を製造する方法として、近年、電子デバイスの小型化、低消費電力化および高性能化等に伴って、ドライエッチング法が注目されている。
このドライエッチング法では、母材上に、所定パターンのレジスト層を形成し、このレジスト層をマスクとして用いて、母材を所定形状のものにエッチング（加工）することが行われている。
このようなエッチングにより母材に所定の形状を形成する場合において、パターンを形成する面の反対側の面に構造物等が設けられている母材を用いた場合、それら構造物の保護または母材を支持するために、当該反対側の面に接着剤を充填し、保護基板を接合し（例えば、特許文献１参照。）、パターン加工を行う場合がある。
【０００３】
しかし、保護基板の貼り合せ時に接着樹脂中に気泡が入り、母材を真空下で加工した場合、気泡の破裂により母材が破損する問題がある。また、母材を冷却した際に、熱が伝わらず、母材の全体または一部が冷却不足となる問題がある。これを解決するために、保護基板の貼り合わせを真空中で行うことにより、気泡の混入を防ぐ方法もあるが、完全に防止できるわけではない。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１９１５５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、樹脂材料中に気泡が存在しない状態で基板を加工することができる基板の加工方法、当該基板の加工方法により加工された液滴吐出ヘッドの製造方法および当該液滴吐出ヘッドの製造方法により製造された液滴吐出ヘッドを備える液滴吐出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の基板の加工方法は、基板の一方の面側に、液状または半固形状の樹脂材料を付与する第１の工程と、
前記樹脂材料に、複数の貫通孔が形成された支持基板を接合する第２の工程と、
前記支持基板に、気体は透過し前記樹脂材料は透過しない多孔質膜を、前記貫通孔を覆うように接合する第３の工程と、
前記貫通孔および前記多孔質膜の孔を介して前記樹脂材料中に含まれる気泡を除去する第４の工程と、
前記樹脂材料を固化する第５の工程と、
前記基板の他方の面側に所定のパターンを形成する第６の工程と、
前記基板から、前記樹脂材料と、前記支持基板と、前記多孔質膜とを除去する第７の工程とを有することを特徴とする。
これにより、貫通孔が形成された支持基板および多孔質膜を有しているので、樹脂材料中に含まれる気泡を簡便に除去することができる。また、多孔質膜が接合されているため、支持基板の母材と反対側の面への樹脂の貼り付きを防止することができる。よって、基板の加工方法において、気泡破裂による基板の破損や気泡混入による基板の冷却不足を防ぐことができる。
【０００７】
本発明の基板の加工方法では、前記第２の工程および前記第３の工程において、前記支持基板および前記多孔質膜は、それぞれ台に設けられていることが好ましい。
これにより、支持基板および／または多孔質膜を水平に接合することができる。また、基板と、支持基板および／または多孔質膜とを平行に保つこともできる。
本発明の基板の加工方法では、前記台は、孔または凹部が形成されていることが好ましい。
これにより、台と多孔質膜の境面に空間ができるため、それを通して支持基板および多孔質膜を通過してきた樹脂材料中に含まれる気泡を、簡便かつ確実に除去することができる。
【０００８】
本発明の基板の加工方法では、前記支持基板の貫通孔の直径は、０．１〜１ｍｍであることが好ましい。
これにより、貫通孔の大きさが適度な大きさになるため、迅速かつ効率的に樹脂材料中に含まれる気泡を除去することができる。
本発明の基板の加工方法では、前記多孔質膜は、気体透過性を有する有機膜または無機膜であることが好ましい。
これにより、有機膜や無機膜が気体のみを透過させ、樹脂材料を透過させないため、効率的に樹脂材料中に含まれる気泡を除去することができる。また、台上や支持基板の台と向かい合う面側への樹脂の貼り付きを防止することができる。
【０００９】
本発明の基板の加工方法では、前記気体透過性の有機膜は、ポリテトラフルオロエチレンであることが好ましい。
これにより、ポリテトラフルオロエチレン（以下、「ＰＴＦＥ」と略す。）が特に良好に気体のみを透過させ、樹脂材料を透過させないため、確実に樹脂材料中に含まれる気泡を除去することができる。また、樹脂材料がＰＴＦＥを通過しないため、台上や支持基板の台と向かい合う面側への樹脂の貼り付きを防止することができる。
【００１０】
本発明の基板の加工方法では、前記多孔質膜孔の直径は、０．１〜１００μｍであることが好ましい。
これにより、気体のみを通すことができるので、より効率的かつ確実に樹脂材料中に含まれる気泡を除去することができる。また、樹脂材料が通過しないので、台上や支持基板の台と向かい合う面側への樹脂の貼り付きを防止することができる。
【００１１】
本発明の基板の加工方法では、前記第４の工程において、前記第３の工程で得られた接合体を減圧雰囲気下に置くことにより、前記樹脂材料中に含まれる気泡を除去することが好ましい。
これにより、接合体全体の雰囲気が減圧状態となるため、効率的に樹脂材料中に含まれる気泡のみを除去することができる。
【００１２】
本発明の基板の加工方法では、前記第４の工程において、前記第３の工程で得られた接合体が設けられている前記台の前記孔または前記凹部から吸引を行うことにより、前記樹脂材料中に含まれる気泡を除去することが好ましい。
これにより、台の孔または凹部を吸引するだけで樹脂材料中に含まれる気泡を除去できるので、簡便かつ迅速に基板を加工することができる。
【００１３】
本発明の基板の加工方法では、前記第５の工程は、前記樹脂材料中から溶媒または分散媒を除去することにより行われることが好ましい。
これにより、溶媒または分散媒を除去するだけで固化することができるため、簡便に樹脂材料を固化することができる。
本発明の基板の加工方法では、前記第５の工程は、前記第４の工程に連続して、または第４の工程と一部重複して行われることが好ましい。
これにより、気泡を除去する工程と連続して固化工程を行うことができるため、気泡を除去する工程の後、圧力を変えるだけで固化工程を行うことができ、基板加工の操作を簡略化することができる。
また、気泡を除去する工程と一部重複して固化工程を行うことができるため、気泡を除去する工程の終了前から固化工程を始めることができ、気泡の除去工程と固化工程に要する時間が短縮され、基板を容易かつ迅速に加工することができる。
【００１４】
本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法は、液滴を吐出するための駆動素子を含む複数の構造体が一方の面側に設けられた板状の母材の他方の面側に対して、ドライエッチングを施すことにより液滴吐出ヘッドを製造する液滴吐出ヘッドの製造方法であって、
前記複数の構造体の間の空間に、液状または半固形状の樹脂材料を付与する第１の工程と、
前記樹脂材料に、複数の貫通孔が形成された支持基板を接合する第２の工程と、
前記支持基板に気体は透過し前記樹脂材料は透過しない多孔質膜を、前記貫通孔を覆うように接合する第３の工程と、
前記貫通孔および前記多孔質膜の孔を介して前記樹脂材料中に含まれる気泡を除去する第４の工程と、
前記樹脂材料を固化する第５の工程と、
前記板状の母材の他方の面に、ドライエッチングを施すことより複数のインク室と、該インク室に連通する凹部とを形成する第６の工程と、
前記母材から、前記樹脂材料、前記支持基板および前記多孔質膜を除去する第７の工程とを有することを特徴とする。
これにより、貫通孔が形成された支持基板および多孔質膜を有するため、樹脂材料中に含まれる気泡が簡便に除去され、ドライエッチング法によりインク室と凹部とを形成する際に、樹脂材料中に含まれる気泡の破裂による基板の損傷などを効果的に防止することができる。したがって、信頼性の高い液滴吐出ヘッドを製造することができる。また、多孔質膜を有するため、支持基板の母材と反対側の面への樹脂の貼り付きを防止することができ、当該樹脂を除去する工程を省くことができる。したがって、自動搬送により、簡便に液滴吐出ヘッドを形成することができる。
【００１５】
本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法では、前記第２の工程および前記第３の工程において、前記支持基板および前記多孔質膜は、それぞれ孔または凹部が形成されている台に設けられていることが好ましい。
これにより、支持基板および多孔質膜を水平に接合することができる。また、基板と、支持基板および／または多孔質膜とを平行に保つこともできる。さらに、台と多孔質膜の境面に空間ができるため、支持基板および多孔質膜を通過してきた樹脂材料中の気泡を、該空間を通して簡便かつ確実に除去することができる。
本発明の液滴吐出装置は、本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法で製造された液滴吐出ヘッドを備えることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い液滴吐出装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
＜第１の実施形態＞
以下、本発明の基板の加工造方法、液滴吐出ヘッドの製造方法および液滴吐出装置を添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。
＜インクジェットプリンタ＞
まず、本発明の液滴吐出装置をインクジェットプリンタに適用した場合の実施形態について説明する。
【００１７】
図１は、本発明の液滴吐出ヘッドをインクジェット式記録ヘッドに適用した場合の実施形態を示す分解斜視図であり、図２は、図１に示すインクジェット式記録ヘッドの平面図および断面図である。図３は、図１に示すインクジェット式記録ヘッドを備えるインクジェットプリンタの実施形態を示す概略図である。
図１に示すインクジェット式記録ヘッド１（以下、単に「ヘッド１」という。）は、図３に示すようなインクジェットプリンタ（本発明の液滴吐出装置）２に搭載されている。
【００１８】
図３に示すインクジェットプリンタ２は、装置本体２２を備えており、上部後方に記録用紙Ｐを設置するトレイ２２１と、下部前方に記録用紙Ｐを排出する排紙口２２２と、上部面に操作パネル２７とが設けられている。
操作パネル２７は、例えば、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、ＬＥＤランプ等で構成され、エラーメッセージ等を表示する表示部（図示せず）と、各種スイッチ等で構成される操作部（図示せず）とを備えている。
【００１９】
また、装置本体２２の内部には、主に、往復動するヘッドユニット２３を備える印刷装置（印刷手段）２４と、記録用紙Ｐを１枚ずつ印刷装置２４に送り込む給紙装置（給紙手段）２５と、印刷装置２４および給紙装置２５を制御する制御部（制御手段）２６とを有している。
制御部２６の制御により、給紙装置２５は、記録用紙Ｐを一枚ずつ間欠送りする。この記録用紙Ｐは、ヘッドユニット２３の下部近傍を通過する。このとき、ヘッドユニット２３が記録用紙Ｐの送り方向とほぼ直交する方向に往復移動して、記録用紙Ｐへの印刷が行なわれる。すなわち、ヘッドユニット２３の往復動と記録用紙Ｐの間欠送りとが、印刷における主走査および副走査となって、インクジェット方式の印刷が行なわれる。
【００２０】
印刷装置２４は、ヘッドユニット２３と、ヘッドユニット２３の駆動源となるキャリッジモータ２４１と、キャリッジモータ２４１の回転を受けて、ヘッドユニット２３を往復動させる往復動機構２４２とを備えている。
ヘッドユニット２３は、その下部に、多数のノズル孔３２１を備えるヘッド１と、ヘッド１にインクを供給するインクカートリッジ２３１と、ヘッド１およびインクカートリッジ２３１を搭載したキャリッジ２３２とを有している。
【００２１】
なお、インクカートリッジ２３１として、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック（黒）の４色のインクを充填したものを用いることにより、フルカラー印刷が可能となる。
往復動機構２４２は、その両端をフレーム（図示せず）に支持されたキャリッジガイド軸２４３と、キャリッジガイド軸２４３と平行に延在するタイミングベルト２４４とを有している。
【００２２】
キャリッジ２３２は、キャリッジガイド軸２４３に往復動自在に支持されるとともに、タイミングベルト２４４の一部に固定されている。
キャリッジモータ２４１の作動により、プーリを介してタイミングベルト２４４を正逆走行させると、キャリッジガイド軸２４３に案内されて、ヘッドユニット２３が往復動する。そして、この往復動の際に、ヘッド１から適宜インクが吐出され、記録用紙Ｐへの印刷が行われる。
【００２３】
給紙装置２５は、その駆動源となる給紙モータ２５１と、給紙モータ２５１の作動により回転する給紙ローラ２５２とを有している。
給紙ローラ２５２は、記録用紙Ｐの送り経路（記録用紙Ｐ）を挟んで上下に対向する従動ローラ２５２ａと駆動ローラ２５２ｂとで構成され、駆動ローラ２５２ｂは給紙モータ２５１に連結されている。これにより、給紙ローラ２５２は、トレイ２２１に設置した多数枚の記録用紙Ｐを、印刷装置２４に向かって１枚ずつ送り込めるようになっている。なお、トレイ２２１に代えて、記録用紙Ｐを収容する給紙カセットを着脱自在に装着し得るような構成であってもよい。
【００２４】
制御部２６は、例えばパーソナルコンピュータやディジタルカメラ等のホストコンピュータから入力された印刷データに基づいて、印刷装置２４や給紙装置２５等を制御することにより印刷を行うものである。
制御部２６は、いずれも図示しないが、主に、各部を制御する制御プログラム等を記憶するメモリ、印刷装置２４（キャリッジモータ２４１）を駆動する駆動回路、給紙装置２５（給紙モータ２５１）を駆動する駆動回路、および、ホストコンピュータからの印刷データを入手する通信回路と、これらに電気的に接続され、各部での各種制御を行うＣＰＵとを備えている。
【００２５】
また、ＣＰＵには、例えば、インクカートリッジ２３１のインク残量、ヘッドユニット２３の位置等を検出可能な各種センサー等が、それぞれ電気的に接続されている。
制御部２６は、通信回路を介して、印刷データを入手してメモリに格納する。ＣＰＵは、この印刷データを処理して、この処理データおよび各種センサーからの入力データに基づいて、各駆動回路に駆動信号を出力する。この駆動信号により印刷装置２４および給紙装置２５は、それぞれ作動する。これにより、記録用紙Ｐに印刷が行われる。
【００２６】
＜インクジェット式記録ヘッド＞
次に、本発明の液滴吐出ヘッドをインクジェット式記録ヘッドに適用した場合の実施形態について説明する。以下、ヘッド１について、図１および図２を参照しつつ詳述する。
図１および図２に示すように、ヘッド１は、ノズルプレート３２０と、流路形成基板１０と、弾性膜５０と、弾性膜５０上に設けられた圧電素子３００と、リザーバ形成基板３０と、リザーバ形成基板３０上に設けられた駆動ＩＣ１２０とを備えている。なお、このヘッド１は、ピエゾジェット式ヘッドを構成する。
【００２７】
本実施形態では、流路形成基板１０は、面方位（１１０）のシリコン単結晶基板で構成されているが、面方位（１００）のシリコン単結晶基板で構成されていても良い。
また、その一方の面には、予め熱酸化により形成された二酸化シリコンで構成される厚さ１〜２μｍ程度の弾性膜５０が設けられている。
流路形成基板１０には、個別（複数）のインク室（圧力発生室）１２がその幅方向に側壁１１を介して並設されている。
また、インク室１２の長手方向外側の領域には、連通部１３が形成され、連通部１３と各インク室１２とが、各インク室１２に設けられたインク供給路１４を介して連通されている。
【００２８】
本実施形態では、連通部１３および各インク供給路１４により、後述する液滴吐出ヘッドの製造方法で説明するインク室に連通する凹部が構成されている。
なお、連通部１３は、後述するリザーバ形成基板３０に設けられたリザーバ部３１と連通して個別のインク室１２にインクを供給する共通のインク室として機能するリザーバ１００の一部を構成する。
【００２９】
また、インク供給路１４は、インク室１２よりも狭い幅で形成されており、連通部１３からインク室１２に流入するインクの流路抵抗を一定に保持している。
また、流路形成基板１０の開口面側には、絶縁膜５１を介して、インク室１２のインク供給路１４とは反対側の端部近傍で、各インク室１２に対応して連通するノズル孔３２１がそれぞれ穿設されたノズルプレート３２０が、接着剤や熱溶着フィルム等を介して固着（接合）されている。
【００３０】
なお、ノズルプレート３２０は、厚さが例えば、０．０１〜１ｍｍ程度で、線膨張係数が３００℃以下で、例えば２．５〜４．５［×１０-6／℃］程度であるガラスセラミックス、シリコン単結晶基板または不錆鋼等で構成されている。
一方、このような流路形成基板１０の開口面とは反対側の面には、上述したように、厚さが例えば１．０μｍ程度の弾性膜５０が設けられている。
また、この弾性膜５０上には、厚さが例えば、０．４μｍ程度の絶縁体膜５５が形成されている。
【００３１】
さらに、この絶縁体膜５５上には、厚さが例えば、０．２μｍ程度の下電極膜６０と、厚さが例えば、１．０μｍ程度の圧電体層７０と、厚さが例えば、０．０５μｍ程度の上電極膜８０とが、この順で積層されて、液滴の吐出を制御する圧電素子（駆動素子）３００を構成している。
すなわち、圧電素子３００は、下電極膜６０、圧電体層７０および上電極膜８０を含む部分をいう。
【００３２】
本実施形態では、下電極膜６０が圧電素子３００の共通電極として形成され、上電極膜８０が圧電素子３００の個別電極として、圧電体層７０とともに、各インク室１２に対応する位置にパターニング（形成）されている。
なお、上電極膜８０および圧電体層７０により構成され、両電極への電圧の印加により圧電歪みが生じる部分を圧電体能動部という。また、圧電素子３００と当該圧電素子３００の駆動により変位が生じる振動板とを合わせて圧電アクチュエータという。
【００３３】
一般的には、下電極膜６０および上電極膜８０のうちいずれか一方の電極が共通電極として構成され、他方の電極および圧電体層７０が各インク室１２にパターニングして構成されていればよく、駆動回路や配線の都合で下電極膜６０と上電極膜８０との構成が逆になっていてもよい。いずれの場合においても、各インク室１２に対応して圧電体能動部が形成されることになる。
【００３４】
また、本実施形態では、弾性膜５０および絶縁体膜５５が振動板として作用するが、この絶縁体膜５５上に形成された下電極膜６０も振動板としての役割を果たす。
下電極膜６０は、インク室１２の長手方向に対して、インク室１２に対向する領域の内側でパターニングされ、かつ、複数のインク室１２に対応する領域において、連続的に設けられている。
【００３５】
また、下電極膜６０は、インク室１２の列の外側の領域で流路形成基板１０の端部近傍まで延設されている。そして、その先端部が後述する駆動ＩＣ１２０から延設された接続配線１３０を接続する接続部６０ａを構成している。
圧電体層７０および上電極膜８０は、基本的にはインク室１２に対向する領域内に設けられているが、インク室１２の長手方向では、インク室１２に対向する領域よりも外側まで延設されており、下電極膜６０のノズル孔３２１側の端面が圧電体層７０により覆われている。
【００３６】
また、上電極膜８０のノズル孔３２１側の端部近傍には、リード電極９０が接続されている。このリード電極９０は、流路形成基板１０の端部近傍まで延設されており、その先端部が、下電極膜６０の接続部６０ａと同様に、接続配線１３０を接続する接続部９０ａを構成している。
また、流路形成基板１０の圧電素子３００が設けられている面側と、リザーバ１００の一部を構成するリザーバ部３１を備えるリザーバ形成基板３０とは、例えば、エポキシ系の接着剤のような接合部剤３５ａで構成される接着剤層３５を介して接着（固着）されている。
【００３７】
本実施形態では、このリザーバ部３１は、リザーバ形成基板３０の厚さ方向に貫通するとともに、インク室１２の幅方向に亘って形成されており、前述のように流路形成基板１０の連通部１３と連通されて各インク室１２のリザーバ１００を構成している。
なお、本実施形態では、流路形成基板１０とリザーバ形成基板３０とを接着剤層３５により接着する場合について説明したが、このような場合に限定されず、密着性を有する金属等によりこれらの基板同士を接合（金属接合）するようにしてもよい。
【００３８】
また、連通部１３とリザーバ部３１とを連通する貫通部１１０のリザーバ部３１側の開口周縁部と、リザーバ形成基板３０のリザーバ部３１の開口周縁部とが接着剤層３５によって接着されるとともに、貫通部１１０の内側の縁部（内面）がこの接着剤層３５により完全に覆われている。
なお、この貫通部１１０は、それぞれ、連通部１３に対向する領域の弾性膜５０、絶縁体膜５５および下電極膜６０を厚さ方向に貫通することで設けられている。
【００３９】
すなわち、貫通部１１０は、弾性膜５０を貫通することで設けられた第１の貫通孔１１１と、絶縁体膜５５を貫通することで設けられた第２の貫通孔１１２と、下電極膜６０を貫通することで設けられた第３の貫通孔１１３とで構成されている。
そして、リザーバ部３１内のインクは、貫通部１１０を介して連通部１３に供給されるようになっている。
【００４０】
また、リザーバ形成基板３０の圧電素子３００に対向する領域には、圧電素子３００の振動を阻害しない程度の空間が確保可能な圧電素子保持部３２が設けられている。
圧電素子３００は、この圧電素子保持部３２内に設けられているため、外部環境の影響を殆ど受けない状態で保護されている。
なお、このようなリザーバ形成基板３０の構成材料としては、例えば、ガラス、セラミックス材料、金属、樹脂等が挙げられ、これらの中でも、流路形成基板１０の熱膨張率とほぼ同一の材料で構成されているのが好ましく、流路形成基板１０と同一材料すなわち本実施形態ではシリコン単結晶で構成されているのがより好ましい。
【００４１】
また、下電極膜６０の接続部６０ａおよびリード電極９０の接続部９０ａは、圧電素子保持部３２の外側に設けられている。そして、これら接続部６０ａおよび接続部９０ａに、リザーバ形成基板３０上に実装された駆動ＩＣ１２０から延設される接続配線１３０の一端が接続されている。
さらに、リザーバ形成基板３０上には、封止膜４１および固定板４２で構成されるコンプライアンス基板４０が接合されている。
【００４２】
封止膜４１は、厚さが例えば、６μｍ程度のポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）フィルムのような剛性が低く可撓性を有する材料で構成され、この封止膜４１によってリザーバ部３１の連通部１３と連通するのと反対側の面が封止されている。
また、固定板４２は、厚さが例えば、３０μｍ程度のステンレス鋼（ＳＵＳ）のような金属等の硬質の材料で構成されている。この固定板４２のリザーバ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４３となっているため、リザーバ１００が可撓性を有する封止膜４１のみで封止されている。
【００４３】
このようなヘッド１では、図示しない外部インク供給手段からインクを取り込み、リザーバ１００からノズル孔３２１に至るまで内部をインクで満たした後、駆動ＩＣ１２０からの記録信号により、各インク室１２に対応するそれぞれの下電極膜６０と上電極膜８０との間に電圧を印加する。これにより、弾性膜５０、絶縁体膜５５、下電極膜６０および圧電体層７０にたわみが生じ、すなわち、振動板にたわみが生じることにより、各インク室１２内の圧力が瞬間的に高まり、その結果、ノズル孔３２１からインク滴が吐出する。
【００４４】
１回のインクの吐出が終了すると、駆動ＩＣ１２０は、下電極膜６０と上電極膜８０との間への電圧の印加を停止する。これにより、圧電素子３００は、ほぼ元の形状に戻り、インク室１２の容積が増大する。なお、このとき、インクには、インクカートリッジ２３１からノズル孔３２１へ向かう圧力（正方向への圧力）が作用している。このため、空気がノズル孔３２１からインク室１２へ入り込むことが防止され、インクの吐出量に見合った量のインクがインクカートリッジ２３１（リザーバ１００）からインク室１２へ供給される。
【００４５】
このようにして、ヘッド１において、印刷させたい位置の圧電素子３００に、駆動ＩＣを介して電圧を印加すること、すなわち、吐出信号を順次入力することにより、任意の（所望の）文字や図形等を印刷することができる。
なお、ヘッド１は、前述したような構成のものに限らず、例えば、駆動素子として圧電素子３００に代えてヒータを備え、このヒータでインクを加熱して沸騰させ、それによって生じた圧力によりインクを液滴としてノズル孔３２１から吐出するように構成されたもの等であってもよい。
【００４６】
＜インクジェット式記録ヘッドの製造方法＞
以上のようなヘッド１は、例えば、次のようにして製造することができる。以下、ヘッド１の製造方法（本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法および基板の加工方法）の一例について説明する。
図４〜図１０は、それぞれ、図１および図２に示すインクジェット式記録ヘッドの製造方法を説明するための図（縦断面図）である。なお、以下の説明では、図４〜図１０中の上側を「上」、下側を「下」という。
なお、本実施形態では、板状の流路形成母材１０’として、ドライエッチング可能な、面方位（１１０）のシリコン単結晶基板を用いることとするが、面方位（１００）のシリコン単結晶基板を用いるようにしてもよい。
【００４７】
［１］  まず、図４（ａ）に示すように、流路形成母材１０’を拡散炉で熱酸化することにより、流路形成母材１０’の表面に弾性膜５０および酸化膜５１を構成する二酸化シリコン膜５２を形成する。
流路形成母材１０’の表面を熱酸化する際の雰囲気の温度は、８００〜１５００℃程度であるのが好ましく、１０００〜１２００℃程度であるのがより好ましい。
【００４８】
［２］  次に、図４（ｂ）に示すように、弾性膜５０（二酸化シリコン膜５２）上に、例えば、ジルコニウム（Ｚｒ）層を形成した後、拡散炉で熱酸化することにより酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）で構成される絶縁体膜５５を形成する。
ジルコニウム層を熱酸化する際の雰囲気の温度は、５００〜１２００℃程度であるのが好ましく、６００〜９００℃程度であるのがより好ましい。
【００４９】
［３］  次に、図４（ｃ）に示すように、絶縁体膜５５上に、例えば、白金およびイリジウムのような金属材料をこの順で積層して積層体を形成する。
その後、この積層体を所定の形状にパターニングすることにより下電極膜６０を形成する。
これらの金属材料の積層には、それぞれ、例えば、プラズマＣＶＤ、熱ＣＶＤ、レーザーＣＶＤのような化学蒸着法（ＣＶＤ）、真空蒸着、スパッタリング（低温スパッタリング）、イオンプレーティング等の乾式メッキ法、電解メッキ、無電解メッキ等の湿式メッキ法、溶射法、ゾル・ゲル法、ＭＯＤ法等を用いることができる。
【００５０】
また、前記積層体のパターニングには、例えば、ドライエッチング、リアクティブイオンエッチング、ビームエッチング、光アシストエッチング等の物理的エッチング法、ウエットエッチング等の化学的エッチング法等のうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
なお、この下電極膜６０の形成の際に、流路形成基板１０の連通部１３が形成される領域と対向（接触）する部分の積層体を除去して第３の貫通孔１１３を形成しておく。
【００５１】
［４］  次に、図４（ｄ）に示すように、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等で構成される第１の金属層７０’と、例えば、イリジウム等で構成される第２の金属層８０’とを流路形成母材１０’の一方の面側の全面に順次積層する。
そして、図４（ｅ）に示すように、積層された第１の金属層７０’および第２の金属層８０’を、後工程［８］で形成される各インク室１２の位置に対応するようにパターニングして圧電体層７０および上電極膜８０を形成して、圧電素子３００を得る。
なお、第１の金属層７０’および第２の金属層８０’の形成、および、第１の金属層７０’および第２の金属層８０’のパターニングには、前記工程［３］の積層体のパターニングで説明したのと同様の方法を用いることができる。
【００５２】
［５］  次に、リード電極９０を形成する。
具体的には、図５（ａ）に示すように、流路形成母材１０’の一方の面側の全面に亘って、例えば、チタンタングステン（ＴｉＷ）やニッケルクロム（ＮｉＣｒ）のような密着性を有する金属で構成される密着層９１を形成し、この密着層９１上の全面に、例えば、金（Ａｕ）等で構成される金属層９２を形成する。
【００５３】
そして、図５（ｂ）に示すように、密着層９１および金属層９２を各圧電素子３００に対応するようにパターニングしてリード電極９０を形成する。
なお、密着層９１および金属層９２の形成、および、リード電極９０のパターニングには、前記工程［３］の金属材料の積層、および、積層体のパターニングで説明したのと同様の方法を用いることができる。
【００５４】
［６］  次に、貫通部１１０を形成する。
具体的には、図５（ｃ）に示すように、まず、連通部１３が形成される領域に対向する部分、すなわち、第３の貫通孔１１３内に露出した絶縁体膜５５を除去して第２の貫通孔１１２を形成する。
次に、この第２の貫通孔１１２内に露出した弾性膜５０を除去して第１の貫通孔１１１を形成する。
これにより、第１〜第３の貫通孔１１１，１１２，１１３で構成され、階段状の縁部を有する貫通部１１０が形成される。
なお、絶縁体膜５５および弾性膜５０の除去には、前記工程［３］の積層体のパターニングで説明したのと同様の方法を用いることができる。
【００５５】
［７］  次に、図６に示すように、流路形成母材１０’の圧電素子３００が設けられている側の面とリザーバ形成基板３０とを接合部剤３５ａにより接着する。
これにより、貫通部１１０の内側の縁部に接合部剤３５ａで構成される接着剤層３５が形成される。その結果、流路形成母材１０’とリザーバ形成基板３０とが接着剤層３５を介して接着される。
【００５６】
［８］  次に、ドライエッチング法を用いて、流路形成母材１０’に、インク室１２と、インク供給路１４および連通部１３により構成される凹部とを形成して、流路形成基板１０を得る。この流路形成母材１０’の加工（エッチング）に、本発明の基板の加工方法および液滴吐出ヘッドの製造方法が適用される（以下、インク室１２と、インク供給路１４と、連通部１３とを総称して、「インク流路」ということもある。）。
【００５７】
すなわち、流路形成母材１０’にインク流路を形成するヘッド１の製造方法は、複数の構造体３６同士の間の空間に、液状または半固形状の樹脂材料３８を付与する第１の工程と、複数の貫通孔３９２が形成された支持基板３９を樹脂材料３８に接合する第２の工程と、気体は透過するが前記樹脂材料は透過しない多孔質膜４４を、貫通孔３９２を覆うように支持基板３９に接合する第３の工程と、貫通孔３９２および多孔質膜４４の孔４４２を介して樹脂材料３８中に含まれる気泡を除去する第４の工程と、樹脂材料３８を固化する第５の工程と、流路形成母材１０’の上面に対してドライエッチングを施すことより複数のインク室と、該インク室に連通する凹部とを形成する第６の工程と、母材１０’から樹脂材料３８と、支持基板３９と、多孔質膜４４とを除去する第７の工程とを有する。
なお、本実施形態では、流路形成母材１０’の弾性膜５０側の面に設けられている弾性膜５０、絶縁体膜５５、リード電極９０、接着剤層３５、リザーバ形成基板３０および圧電素子３００により構造体３６が構成されている。
【００５８】
以下、本発明であるヘッド１の製造方法を、図７から図１０を用いて詳述する。
［８−１］第１の工程
まず、図７（ａ）に示すように、母材１０’の一方の面側（図７（ａ）の下側）に、液状または半固形状の樹脂材料３８を付与する。これにより、母材１０’の一方の面側に設けられた複数の構造体３６同士の間の空間３７に、樹脂材料３８が充填される。
【００５９】
ここで、樹脂材料３８は、後工程［８−６］におけるドライエッチング（所定の処理）を施す際に、流路形成母材１０’に温度ムラが生じるのを防止もしくは低減する機能、または構造体３６を保護する機能を有する。
なお、樹脂材料３８は、前記機能を発揮し得るように充填されていればよく、本実施形態のように、空間３７および流路形成母材１０’を覆うように充填されていてもよいし、空間３７の一部に充填されていてもよい。
【００６０】
このような樹脂材料３８は、例えば、ポリイミド系樹脂、フェノール樹脂、ノボラック樹脂エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂、もしくは、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）のようなアクリル系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイソブチレン、ポリブテンのようなポリオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）のようなフッ素系樹脂、ポリパラキシリレン、ベンゾシクロブテン、ポリビニルフェノールのような芳香族系樹脂などの熱可塑性樹脂等が挙げられる他、ネガ型およびポジ型のレジスト材料が挙げられる。
【００６１】
また、樹脂材料３８には、金属粒子が含まれていてもよい。これにより、樹脂材料３８の熱伝導率を向上させることができることから、樹脂材料３８への金属粒子の充填量およびその種類を適宜設定することにより、樹脂材料３８の熱伝導性を比較的容易に制御することができる。すなわち、樹脂材料３８の熱容量と構造体３６の熱容量との差が小さくなるように比較的容易に制御することができる。
【００６２】
金属粒子としては、特に限定されないが、例えば、Ａｌ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｌｉ、Ｂｅ、Ｎａ、Ｍｇ、Ｋ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｇａ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｉｎ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｆｅ、Ｐｔ等の元素（原子）のうちの少なくとも１種を含むものが挙げられる。
金属粒子の粒径は、その平均粒径が５〜２００ｎｍ程度であるのが好ましく、１０〜５０ｎｍ程度であるのがより好ましい。これにより、金属粒子を樹脂材料３８中に分散させて、樹脂材料３８の熱伝導率の向上を確実に図ることができる。
【００６３】
また、このような樹脂材料３８は、導電性を有するものを用いるのが好ましい。これにより、後工程［８−６］において、構造体３６が設けられた流路形成母材１０’をチャンバ内に設置する際に、静電チャック等により静電力を利用して流路形成母材１０’と非接触な状態で、チャンバ内に固定することができるという利点が得られる。
このような導電性を有する樹脂材料としては、前述したような樹脂材料３８に金属粒子を添加したものの他、例えば、金属アンミン錯体、金属シアノ錯体、金属ハロゲノ錯体のような金属錯体や、ポリチオフェン系化合物、カルバゾール系化合物、アリールアミン系化合物、トリアゾール系化合物のような導電性有機材料を樹脂材料３８に添加したもの等が挙げられる。
このような樹脂材料３８は、液体状または半固形状のものが用いられる。これにより、構造体３６を損傷することなく母材１０’に樹脂材料３８を付与することができ、構造体３６を確実に保護することができる。
【００６４】
樹脂材料３８は液体状または半固形状のものであるため、母材１０’の構造体３６側の面にそのまま付与してもよいが、溶媒や分散媒と混合して付与してもよい。
この場合、用いられる溶媒または分散媒としては、例えば、硝酸、硫酸、アンモニア、過酸化水素、水、二硫化炭素、四塩化炭素、エチレンカーボネイト等の無機溶媒や、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、アセトン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）、メチルイソプロピルケトン（ＭＩＰＫ）、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒、メタノール、エタノール、イソプロパノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール（ＤＥＧ）、グリセリン等のアルコール系溶媒、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、１，２−ジメトキシエタン（ＤＭＥ）、１，４−ジオキサン、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、テトラヒドロピラン（ＴＨＰ）、アニソール、ジエチレングリコールジメチルエーテル（ジグリム）、ジエチレングリコールエチルエーテル（カルビトール）等のエーテル系溶媒、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、フェニルセロソルブ等のセロソルブ系溶媒、ヘキサン、ペンタン、ヘプタン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素系溶媒、トルエン、キシレン、ベンゼン等の芳香族炭化水素系溶媒、ピリジン、ピラジン、フラン、ピロール、チオフェン、メチルピロリドン等の芳香族複素環化合物系溶媒、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡ）等のアミド系溶媒、ジクロロメタン、クロロホルム、１，２−ジクロロエタン等のハロゲン化合物系溶媒、酢酸エチル、酢酸メチル、ギ酸エチル等のエステル系溶媒、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、スルホラン等の硫黄化合物系溶媒、アセトニトリル、プロピオニトリル、アクリロニトリル等のニトリル系溶媒、ギ酸、酢酸、トリクロロ酢酸、トリフルオロ酢酸等の有機酸系溶媒のような各種有機溶媒、または、これらを含む混合溶媒等が挙げられる。
【００６５】
樹脂材料３８の付与は、例えば、樹脂材料３８を含む溶液または分散液を空間３７に塗布（供給）した後、溶媒または分散媒を除去することにより行うことができる。
樹脂材料３８を含む溶液または分散液を塗布する方法としては、例えば、インクジェット法、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイヤーバーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、マイクロコンタクトプリンティング法のような各種塗布法が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００６６】
また、樹脂材料３８を付与する際の雰囲気は、大気圧下であってもよいが、減圧下であるのが好ましい。これにより、空間３７中に樹脂材料３８を確実に入り込ませて、気泡が残存するのを好適に防止または抑制することができる。
具体的には、雰囲気の圧力は、１００Ｐａ〜５ＫＰａ程度であるのが好ましく、１００Ｐａ〜１ＫＰa程度であるのがより好ましい。これにより、前述したような効果をより確実に発揮させることができる。
【００６７】
［８−２］第２の工程
図７（ｂ）に示すように、複数の貫通孔３９２が設けられている支持基板３９を樹脂材料３８に接合する。
ここで、図９（ａ）に支持基板３９を模式的に示す平面図、図９（ｂ）に図９（ａ）のＡ−Ａ線での断面図を示す。
【００６８】
図９（ａ）、（ｂ）に示すとおり、支持基板３９は、樹脂材料３８との貼り合わせ面３９１の全面に、裏側の面まで貫通する貫通孔３９２が形成されている。そして、支持基板３９は、母材１０’に設けられている構造体３６の保護または構造体３６を含む母材１０’を支持する機能を有する。
このような支持基板３９の材料は、特に限定されないが、例えば、シリコン、ガラスまたはアルミニウムや亜鉛などの金属材料などが挙げられる。このうち、貫通孔３９２を簡便に形成できるシリコンまたはガラスが好ましい。
【００６９】
支持基板３９の厚さは、０．５〜２ｍｍであることが好ましく、０．７〜１ｍｍであることがより好ましい。これにより、母材１０’を確実に保護または支持することができる。
なお、支持基板３９の形状は、母材１０’を支持できれるものであれば特に問わないが、母材１０’の全体を包含する平面形状であることが好ましい。これにより、確実に母材を支持し、構造体３６を保護することができる。
【００７０】
貼り合わせ面３９１は、樹脂材料３８と接合される面であるが、貫通孔３９２を有しているため、その裏側の面を樹脂材料３８に接合してもよい。
貫通孔３９２は、支持基板３９に複数形成されている。そして、貫通孔３９２は、樹脂材料３８中に含まれる気泡を外部へ排出する機能を有する。
貫通孔３９２の形状は特に問わないが、貫通孔３９２の径は、０．１〜１ｍｍが好ましく、０．２〜０．５ｍｍがより好ましい。これにより、効率的に支持基板３９と樹脂材料３８の間や樹脂材料３８中に混入している気泡を除去することができる。また、支持基板３９が適切な強度を持つため、母材１０’の支持をすることができる。
【００７１】
なお、貫通孔３９２は、支持基板３９に均一に分散して形成されているのがよい。
支持基板３９の樹脂材料３８への接合は、支持基板３９を樹脂材料３８に接触して加圧することにより行うことができる。これにより、樹脂材料３８が未固化の状態で接合することができる。支持基板３９と多孔質膜４４との接触は、減圧下で行うことが好ましい。これにより、樹脂中の気泡をより迅速に外部に除去することができる。具体的な圧力は、［８−１］の第１の工程で説明したのと同様である。
【００７２】
［８−３］第３の工程
次に、図７（ｃ）に示すように、気体は透過するが前記樹脂材料３８は透過しない多孔質膜４４を貫通孔３９２を覆うように支持基板３９に接合する。
ここで、図１０は、多孔質膜４４を模式的に示す平面図である。
図１０に示すとおり、多孔質膜４４は、樹脂材料３８との貼り合わせ面４４１の全面に、複数の孔４４２が設けられている。そして、多孔質膜４４は、支持基板３９の保護、および支持基板３９の母材１０’と反対側の面への樹脂材料３８の付着を防止する機能を有する。
【００７３】
このような多孔質膜４４は、気体は透過するが前記樹脂材料は透過しない気体透過性の有機膜または無機膜などが挙げられる。具体的には、気体透過性の有機膜として、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリエチレン、ポリプロピレンなどが挙げられる。無機膜として、セラミック（アルミナ）などが挙げられる。これらのうち、気体透過性の優れる気体透過性の有機膜が好ましく、ＰＴＦＥがより好ましい。多孔質膜４４を有機膜とすることにより、確実に孔４４２から樹脂材料３８は通さず、樹脂材料３８中の気泡のみを除去することができる。特にＰＴＦＥにすることにより、かかる効果を顕著に発揮することができる。
【００７４】
多孔質膜４４の厚さは、０．０５〜０．５ｍｍであることが好ましく、０．０５〜０．１ｍｍであることがより好ましい。これにより、支持基板３９の貫通孔３９２を通ってきた気泡を迅速に除去することができる。
貼り合わせ面４４１は、支持基板３９と接合される面であるが、孔４４２を有しているため、その裏側の面を支持基板３９に接合してもよい。
【００７５】
孔４４２は、多孔質膜４４に複数形成され、連続孔を形成している。そして、孔４４２は、多孔質膜４４と支持基板３９との間、支持基板３９と樹脂材料３８との間および樹脂材料３８中に含まれる気泡を外部へ排出する機能を有する。
孔４４２の空孔率は、５０〜８０％であることが好ましく、７０〜８０％であることがより好ましい。この範囲であれば、樹脂材料３８中に含まれる気泡を確実に除去することができる。
【００７６】
孔４４２の形状は特に問わないが、孔４４２の径（平均）は、０．１〜１００μｍが好ましく、１０〜５０μmがより好ましい。樹脂材料３８に含まれる気泡は、支持基板３９の貫通孔３９２を通過して、多孔質膜４４に到達し、樹脂材料３８に押されて多孔質膜４４で破泡する。そして、その破泡した気泡は、孔４４２から排出される。このとき、孔４４２の径が上記範囲内であれば、気泡のみを確実に排出することができる。また、樹脂材料３８が、支持基板３９の貫通孔３９２を通って、支持基板３９の母材１０’との反対側の面に貼りつくことを防止することができる。
なお、孔４４２は、多孔質膜４４に均一に分散して形成されているのがよい。
【００７７】
多孔質膜４４の支持基板３９への接合は、貫通孔３９２を覆うように接合する。
例えば、図７（ｃ）に示す、枠部材４６のような取り付け手段によって行うことができる。具体的には、枠部材４６に多孔質膜４４を設置して、その上から母材１０’に接合された支持基板３９を接合する。このとき、枠部材４６の網状部材４６１を押圧することで、多孔質膜４４と支持基板３９を接合することができる。
また、支持基板３９の多孔質膜４４への接着面に、あらかじめ接着剤を塗布しておくことにより、その接着剤を介した状態で多孔質膜４４と支持基板３９とを接合することもできる。なお、支持基板３９と多孔質膜４４を接合する接着剤は、接合部材３５ａと同様の材料が用いられる。
【００７８】
［８−４］第４の工程
次に、貫通孔３９２および多孔質膜４４の孔４４２を介して樹脂材料３８中の気泡を除去する。
樹脂材料３８中に含まれる気泡の除去は、［８−３］の第３の工程で得られた、構造体３６を有する母材１０’と樹脂材料３８と支持基板３９と多孔質膜４４との接合体（以下、単に「接合体」という。）を減圧雰囲気下に置くことにより行われる。すなわち、例えば、所定のチャンバ内に接合体を設置し、チャンバ内を減圧することにより、樹脂材料３８中に含まれる気泡が貫通孔３９２および多孔質膜４４の孔４４２を通過して、外部に排出される。これにより、迅速かつ確実に樹脂材料３８中に含まれる気泡を外部に排出することができる。よって、基板の加工方法における、樹脂材料３８中に含まれる気泡の破裂による基板の損傷などを防止することができる。
【００７９】
このとき、チャンバ内の圧力は、１０Ｐａ〜５ＫＰaであることが好ましく、１０Ｐａ〜１００Ｐａであることが好ましい。これにより、確実かつ迅速に樹脂材料３８中の気泡を除去することができる。
また、気泡を除去する時間は、１〜１０分であることが好ましく、３〜１０分であることがより好ましい。これにより、確実に樹脂材料３８中の気泡を除去することができる。
【００８０】
［８−５］第５の工程
次に、樹脂材料３８を固化する。その方法は、樹脂材料３８の種類によって異なる。
樹脂材料３８が熱硬化性樹脂の場合には、加熱や光照射等によって固化させることができる。
加熱の場合は、例えば、接合体をホットプレートやオーブンなどで加熱することにより、樹脂材料３８を固化させることができる。加熱温度は、樹脂の種類によっても異なるが、５０〜２００℃あることが好ましく、１００〜２００℃であることがより好ましい。これにより、確実に樹脂材料３８を固化させることができる。
また、加熱時間は、樹脂の種類によっても異なるが、１〜３０分であることが好ましく、１５〜３０分であることがより好ましい。これにより、確実に樹脂材料３８を固化させることができる。
【００８１】
光照射の場合は、例えば、接合体の樹脂材料３８に紫外線などを照射することにより、樹脂材料３８を固化させることができる。紫外線の照射時間は、樹脂の種類によっても異なるが、１〜５分であることが好ましく、３〜５分であることがより好ましい。これにより、確実に樹脂材料３８を固化させることができる。
樹脂材料３８が熱可塑性樹脂の場合には、例えば、樹脂材料３８中の溶媒または分散媒を除去することにより行われる。具体的には、接合体を減圧雰囲気下に置くことにより行われる。すなわち、例えば、所定のチャンバ内に接合体を設置し、チャンバ内を減圧することにより、樹脂材料３８中に溶媒または分散媒が貫通孔３９２および多孔質膜４４の孔４４２を通過して、外部に排出される。
【００８２】
このとき、溶媒または分散媒を除去する条件は、チャンバ内の圧力は、１００Ｐａ〜５ＫＰａであることが好ましく、１００Ｐａ〜１ＫＰａであることが好ましい。これにより、確実かつ迅速に樹脂材料３８中の溶媒または分散媒を除去することができ、樹脂材料３８を固化することができる。固化時間は、１〜３０分であることが好ましく、１５〜３０分であることがより好ましい。これにより、確実に樹脂材料３８中の溶媒または分散媒を除去することができ、樹脂材料３８を固化することができる。
【００８３】
このような減圧下での溶媒または分散媒の除去による固化は、［８−４］の第４の工程の気泡の除去に連続して（例えば、同一のチャンバ内で）行うことができる。これにより、例えば、第４の工程の後、チャンバ内から接合体を取り出して、第５の工程に供するなどの操作を不要とし、第４の工程の後、圧力を変えるだけで第５の工程を行うことができる。したがって、基板加工の操作を簡略化することができる。
【００８４】
また、気泡の除去と固化とを連続して行う場合、それらは一部重複して進行してもよい。すなわち、気泡の除去が終了する前に固化が始まってもよい。これにより、第４の工程の終了前から第５の工程が始まるため、第４の工程と第５の工程に要する時間が短縮され、基板を容易かつ迅速に加工することができる。
樹脂材料３８が、ネガ型またはポジ型のレジスト材料の場合には、例えば、熱可塑性樹脂の場合と同様に、減圧下で乾燥させることにより、固化させることができる。
【００８５】
［８−６］第６の工程
次に、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、母材１０’の構造体３６が設けられた面と反対の面側に、パターンを加工する。すなわち、流路形成母材１０’の上面に対してドライエッチングを施すことより複数のインク室と、該インク室に連通する凹部とを形成する。
まず、酸化膜５１上に、インク室１２、連通部１３およびインク供給路１４を形成する領域に対応した開口部を有するレジスト層（マスク）５６を形成する。
【００８６】
レジスト層５６は、例えば、フォトリソグラフィー法等により得ることができる。
具体的には、酸化膜５１上に、レジスト材料を塗布（供給）した後、インク室１２、連通部１３およびインク供給路１４の形状に対応したフォトマスクを介してこのレジスト材料を、ｉ線、紫外線および電子線等により露光・現像することにより得ることができる。
レジスト材料およびレジスト材料を塗布する方法としては、前記工程［８−１］で説明したレジスト材料、および、樹脂材料を含む溶液または分散液を塗布する方法と同様のものを用いることができる。
【００８７】
なお、レジスト層５６は、レジスト材料を主材料として構成される場合に限定されず、例えば、レジスト層５６は、レジスト層５６の下層として金属層を備える積層体であってもよい。
これにより、当該レジスト層５６をマスクとして用いて、ドライエッチング法によりインク流路を形成する際に、流路形成母材１０’をエッチング（加工）するのにしたがって、このレジスト層５６もエッチングされるのをより好適に防止または抑制して、より寸法精度の優れたインク流路を形成することができる。
このような金属層としては、例えば、Ａｌ、Ｃｕ、Ｆｅ、ＮｉおよびＣｒのうちの少なくとも１種を主材料とするものが挙げられる。
【００８８】
なお、金属層は、酸化膜５１上のほぼ全面に金属膜を形成し、さらにこの金属膜上に前述したような方法でレジスト層５６を形成した後、レジスト層５６をマスクとして用いて、ウエットエッチング法により、この金属膜をレジスト層５６と同様の形状にエッチングすることにより得ることができる。
なお、ウエットエッチング法に用いるエッチング液としては、例えば、ＮａＯＨ、ＫＯＨのようなアルカリ金属水酸化物の水溶液、Ｍｇ（ＯＨ）２のようなアルカリ土類金属水酸化物の水溶液、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドの水溶液、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡ）等のアミド系有機溶媒等が挙げられ、これらを単独または混合して用いることができる。
【００８９】
次に、図８（ｂ）に示すように、流路形成母材１０’の上側の面に対して、ドライエッチング法を用いて、インク室１２と、連通部１３およびインク供給部１４で構成される凹部とを形成して、流路形成基板１０を得る。
なお、本実施形態では、振動板の連通部１３に対向する領域には、貫通部１１０が設けられているため、このドライエッチングにより連通部１３が形成されると、貫通部１１０を介して連通部１３とリザーバ部３１とが連通されることにより、リザーバ１００が形成される。
【００９０】
ドライエッチング法は、チャンバと、チャンバ内にプラズマ発生用ガスを導入するための第１の導入バルブと、流路形成母材１０’を冷却する冷却媒体ガスを導入するための第２の導入バルブと、チャンバ内に対向するように設けられた一対の電極と、一方の電極側に設置された流路形成母材１０’を冷却媒体ガスが通過可能な連通孔を通じて冷却する冷却板と、流路形成母材１０’を固定するための設置台とを備えたドライエッチング装置を用いて行うものである。
【００９１】
すなわち、ドライエッチング法は、一方の電極と構造体３６とが対向するように流路形成母材１０’を、この電極側に設けられた設置台にセットし、チャンバ内を減圧する。そして、第２の導入バルブから導入した冷却媒体ガスを流路形成母材１０’の下側に吹き付けて冷却板および冷却媒体ガスの温度を伝えて冷却し、かつ、第１の導入バルブから導入したプラズマ発生用ガスを一対の電極間に供給した状態で、この電極間に高周波電圧を印加するものである。これにより、電極間の間でプラズマが発生し、これにより生じたイオンや電子がレジスト層５６を備える流路形成母材１０’の上面に衝突することによりインク室１２および凹部（インク流路）が形成されて、流路形成基板１０が得られる。
【００９２】
プラズマ発生用ガスとしては、例えば、フッ素系ガス、塩素および臭素のうちの少なくとも１種を含有するハロゲン系ガス等が挙げられるが、本実施形態のように流路形成母材１０’がシリコン単結晶で構成される場合には、ＳＦ６、Ｃ４Ｆ８、ＣＢｒＦ３、ＣＦ４／Ｏ２、Ｃｌ２、ＳＦ６／Ｎ２／Ａｒ、ＢＣｌ２／Ｃｌ２／Ａｒガスを用いるのが好ましく、特に、ＳＦ６およびＣ４Ｆ８ガスのうちのいずれかを単独で、またはこれらの混合ガスを用いるのが好ましい。これにより、流路形成母材１０’のエッチングを効率よく行うことができる。
【００９３】
［８−７］第７の工程
最後に、図８（ｃ）に示すように、母材１０’からレジスト層５６、樹脂材料３８、支持基板３９および多孔質膜４４を同時または個別に除去する。
なお、レジスト層５６の構成材料、および、樹脂材料３８の構成材料として、それぞれ、前述したようなもののうち、ほぼ同様の化学的性質を有するものや、同一のものを選択した場合には、レジスト層５６および樹脂材料３８を同時に除去することができる。
【００９４】
このようなレジスト層５６および樹脂材料３８の除去は、例えば、大気圧または減圧下において酸素プラズマやオゾン蒸気に晒すこと、または、これらのものを溶解し得るアセトン、アルキルベンゼンスルホン酸のような溶解液または剥離液に浸漬することにより、レジスト層５６および樹脂材料３８の全てまたはその一部を液状化することにより行うことができる。
【００９５】
［９］  ノズルプレート接合工程
次に、酸化膜５１を介して、インクを液滴として吐出するノズル孔３２１が複数設けられたノズルプレート３２０を流路形成基板１０の他方の面側に接合する。
［１０］  次に、リザーバ形成基板３０上に駆動ＩＣ１２０を実装すると共に、コンプライアンス基板４０を接合する。さらに、駆動ＩＣ１２０と下電極膜６０およびリード電極９０の接続部６０ａ，９０ａとの間を、ワイヤボンディングすることにより接続配線１３０を形成する。
以上のような工程を経て、ヘッド１が製造される。
なお、このようなヘッド１は、上述したような製造方法により１つずつ形成されるものであってもよいし、ウェハ上に、同時に多数形成した後、分割することにより得られるものであってもよい。
【００９６】
＜第２実施形態＞
本発明の基板の加工方法および液滴吐出ヘッドの製造方法について、インクジェット式記録ヘッドの製造方法に適用した場合の第２の実施形態について説明する。
図１１は、本発明の第３の工程の多孔質膜４４の接合方法を説明するための図（縦断面図）である。
【００９７】
以下、この図を参照して本発明の基板の加工方法およびインクジェット式記録ヘッドの製造方法の第２実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
なお、以下の説明では、図１１中の上側を「上」、下側を「下」という。
本実施形態は、本発明の第３の工程の多孔質膜４４を接合するにおいて、台４５を用いた点が相違する。
【００９８】
図１１は、複数の台貫通孔４５１を有する台４５上に、あらかじめ多孔質膜４４を設置し、その上から、図７（ｂ）で示される、支持基板３９を有する母材１０'を接合する方法を示している。
図１１に示すような方法により、多孔質膜４４を水平に接合することができる。また、支持基板３９の貫通孔３９２からはみ出る樹脂材料３８の台４５への付着、および支持基板３９の台４５の面側への付着を防止することができる。したがって、台４５上に付着した樹脂材料３８や支持基板３９からはみ出た樹脂材料３８を除去することなく、ヘッド１の製造をすることができ、製造の簡易化を図ることができる。
【００９９】
さらに、台４５に台貫通孔４５１が設けられているため、多孔質膜４４と支持基板３９を接合した際に、台４５と多孔質膜４４の界面に空間が生じる。したがって、樹脂材料３８中に含まれる気泡が支持基板３９の貫通孔３９２と多孔質膜４４の孔４４２を通過して台４５に到達した場合であっても、当該気泡を外部へ容易に除去することができる。
このような台４５は、平板状で、台貫通孔４５１を有している。そして、台４５は、多孔質膜４４を支持基板３９に水平に接合する機能、樹脂材料３８中に含まれる気泡を排出する機能を有する。
【０１００】
なお、このような台４５は、各種樹脂材料、金属材料、セラミックス材料など、いかなる材料であってもよい。
台貫通孔４５１は、台４５に複数存在する。そして、樹脂材料３８中に含まれる気泡を外部へ排出する機能を有する。
台貫通孔４５１の形状は特に問われなが、台貫通孔４５１の径は、０．１ｍｍ〜1ｍｍが好ましい。これにより、樹脂材料３８中の気泡を効率的に排出することができる。
また、上記のように接合体をチャンバ内に設置して、減圧雰囲気下で樹脂材料３８中の気泡を除去することに限られず、台４５の多孔質膜４４と接する面と反対側の面の台貫通孔４５１を直接吸引して樹脂材料３８中の気泡を除去することもできる。これにより、より簡便に樹脂材料３８中に含まれる気泡を除去することができる。
【０１０１】
＜第３実施形態＞
本発明の基板の加工方法および液滴吐出ヘッドの製造方法について、インクジェット式記録ヘッドの製造方法に適用した場合の第３の実施形態について説明する。
図１２は、本発明の第２の工程の支持基板３９および第３の工程の多孔質膜４４の接合方法を説明するための図（縦断面図）でる。
【０１０２】
以下、この図を参照して本発明の基板の加工方法およびインクジェット式記録ヘッドの製造方法の第３実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
なお、以下の説明では、図１２中の上側を「上」、下側を「下」という。
本実施形態は、支持基板３９の貫通孔３９２内にも多孔質膜４４を設けること以外は前記第１の実施形態と同様である。
【０１０３】
図１２は、支持基板３９の貫通孔３９２内にも多孔質膜４４が設けられていることを示している。このように、貫通孔３９２内にも多孔質膜４４が設けられていることにより、多孔質膜４４が貫通孔３９２内の樹脂材料３８に押されてたわむことにより、樹脂材料３８がはみ出して支持基板３９の母材１０’と反対側の面（多孔質膜４４との貼り合わせ面）に付着することをより確実に防止することができる。また、多孔質膜４４の一部が支持基板３９の貫通孔３９２に設けられているため、支持基板３９に対して、面方向のズレを防止することができる。
【０１０４】
多孔質膜４４の支持基板３９への接合は、支持基板３９の貫通孔３９２と同間隔で形成された複数の凸部を有する多孔質膜４４を用意し、該凸部が貫通孔３９２に嵌合するように第１実施形態と同様の方法で接合することができる。
また、予め貫通孔３９２内にのみ多孔質膜４４を設けた支持基板３９を用意し、それを用いることで、樹脂材料３８に支持基板３９を接合することもできる。
この方法により、第２の工程および第３の工程を１度に行うことができるため、ヘッド１の製造工程を１工程削減することができ、簡便かつ迅速にヘッド１を製造することができる。
【０１０５】
＜その他の実施形態＞
上記各実施形態では、構造体としては、圧電素子（駆動素子）を備える駆動素子構造体を含むものを一例に説明したが、このような場合に限定されず、例えば、構造体は、配線、端子、絶縁体または光学素子等であってもよい。
また、上記第２実施形態では、台４５上に多孔質膜４４を設置して支持基板３９を接合する例を説明したが、第２工程において、台４５上に支持基板３９を設置して樹脂材料３８を接合することもできる。そしてその後、支持基板３９が接合した母材１０’を取り出し、台４５に多孔質膜４４を設置し、第２実施形態と同様な方法で接合体を得ることができる。これにより、支持基板３９を樹脂材料３８に水平に接合することができる。
【０１０６】
また、多孔質膜４４と支持基板３９を予め接合したものを台４５上に設置し、その上から、図７（ａ）で示される、樹脂材料３８が付与された母材１０'を接合してもよい。
このような方法により、上記各実施形態で説明した効果が得られることに加え、支持基板３９と多孔質膜４４を一度に樹脂材料３８に接合することができるので、ヘッド１の製造工程を１工程削減することができ、簡便かつ迅速にヘッド１を製造することができる。
また、上記第２実施形態では、台４５に台貫通孔４５１を有していたが、台貫通孔４５１の代わりに凹部であってもよい。この場合、台を貫通していなければ大きさは特に限定されない。台４５に凹部を形成することにより、第２実施形態と同様の効果を有する。
【０１０７】
本発明の基板の加工方法は、上記各実施形態のインクジェット式記録ヘッド１が備える基板の製造に適用できる他、例えば、振動子、センサーおよびジャイロ等が備える基板の製造方法やＭＥＭＳ分野に適用することができる。
以上、本発明の基板の加工方法、液滴吐出ヘッドの製造方法および液滴吐出装置を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。
例えば、化学的気相成長法（ＣＶＤ法）により板状の母材に成膜して基板を製造する際等に適用することができる。
また、本発明の基板の加工方法および液滴吐出ヘッドの製造方法は、任意の目的の工程が１または２以上追加されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】インクジェット式記録ヘッドの実施形態を示す分解斜視図である。
【図２】インクジェット式記録ヘッドの実施形態を示す平面図および断面図である。
【図３】インクジェットプリンタの実施形態を示す概略図である。
【図４】インクジェット記録式ヘッドの製造方法を説明するための図である。
【図５】インクジェット記録式ヘッドの製造方法を説明するための図である。
【図６】インクジェット記録式ヘッドの製造方法を説明するための図である。
【図７】インクジェット記録式ヘッドの製造方法を説明するための図である。
【図８】インクジェット記録式ヘッドの製造方法を説明するための図である。
【図９】支持基板を示す平面図および断面図である。
【図１０】多孔質膜を示す平面図である。
【図１１】インクジェット記録式ヘッドの製造方法を説明するための図である。
【図１２】インクジェット記録式ヘッドの製造方法を説明するための図である。
【符号の説明】
【０１０９】
１……インクジェット式記録ヘッド  １０’……流路形成母材  １０……流路形成基板  １１……側壁  １２……インク室  １３……連通部  １４……インク供給路  ３２０……ノズルプレート  ３２１……ノズル孔  ３０……リザーバ形成基板  ３１……リザーバ部  ３２……圧電素子保持部  ３５……接着剤層  ３５ａ……接合部剤  ３６……構造体  ３７……空間  ３８……樹脂材料  ３９……支持基板  ３９１……貼り合わせ面  ３９２……貫通孔  ４０……コンプライアンス基板  ４１……封止膜  ４２……固定板  ４３……開口部  ４４……多孔質膜  ４４１……貼り合わせ面  ４４２……孔  ４５……台  ４５１……台貫通孔  ４６……枠部材  ４６１……網状部材  ５０……弾性膜  ５１……酸化膜  ５２……二酸化シリコン膜  ５５……絶縁体膜  ５６……レジスト層  ６０……下電極膜  ６０ａ、９０ａ……接続部  ７０……圧電体層  ７０’……第１の金属層  ８０……上電極膜  ８０’……第２の金属層  ９０……リード電極  ９１……密着層  ９２……金属層  １００……リザーバ  １１０……貫通部  １１１……第１の貫通孔  １１２……第２の貫通孔  １１３……第３の貫通孔  １２０……駆動ＩＣ  １３０……接続配線  ３００……圧電素子  ２……インクジェットプリンタ  ２２……装置本体  ２２１……トレイ  ２２２……排紙口  ２３……ヘッドユニット  ２３１……インクカートリッジ  ２３２……キャリッジ  ２４……印刷装置  ２４１……キャリッジモータ  ２４２……往復動機構  ２４３……キャリッジガイド軸  ２４４……タイミングベルト  ２５……給紙装置  ２５１……給紙モータ  ２５２……給紙ローラ  ２５２ａ……従動ローラ  ２５２ｂ……駆動ローラ  ２６……制御部  ２７……操作パネル  Ｐ……記録用紙
【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】
2008006603.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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