(57)【要約】【課題】同時に複数のノズルを駆動できる多ノズル化した液滴吐出ヘッドにおいて、アクチュエータの駆動回路の時定数を小さくして、液滴吐出動作の遅れをできるだけ低減した液滴吐出ヘッド、液滴吐出装置、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。【解決手段】液滴吐出ヘッド１００は、キャビティ基板３と、振動板８にギャップ１８を隔てて対向し、振動板８を駆動する個別電極１７が形成された電極ガラス基板４とを備え、電極ガラス基板４には、個別電極１７に駆動信号を供給するドライバＩＣ１５に外部から電力を取り入れるための入力配線２０が形成されており、入力配線２０の一部を、導電性酸化物及び金属材料の積層構造としたことを特徴とする。【選択図】図１
2008307769.tif 000002
【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が形成されたノズル基板と、
底壁が振動板を形成し、前記液滴を溜めて吐出させる圧力室が形成されたキャビティ基
板と、
前記振動板にギャップを隔てて対向して該振動板を駆動する個別電極、及び前記振動板
を駆動するための電力を外部から取り入れるための入力配線が形成された電極基板とを備
え、
前記個別電極を導電性酸化物で形成するとともに、前記入力配線の一部を、前記導電性
酸化物及び金属材料の積層構造とした
ことを特徴とする液滴吐出ヘッド。  
【請求項２】
前記入力配線を構成する前記導電性酸化物の一部を露出させている
ことを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項３】
前記電極基板に、凹部を形成し、
前記導電性酸化物及び前記金属材料の積層構造となっている前記入力配線の少なくとも
一部を前記凹部の内部に形成するとともに、前記入力配線の前記導電性酸化物を露出させ
た部分の少なくも一部を前記凹部の外部に形成した
ことを特徴とする請求項２に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項４】
前記入力配線の前記導電性酸化物を露出させた部分の一部を前記キャビティ基板に接触
させて等電位接点とした
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項５】
前記導電性酸化物が、
ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＧＺＯ、ＡＺＯ、ＡＴＯ、Ｉｎ2Ｏ3、ＺｎＯ、又は、ＳｎＯ2 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液滴吐出ヘッド。
【請求項６】
前記金属材料が、
Ｃｒ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ａｌ、又はそれらを適宜組み合わせて積層させたもの
である
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項７】
前記請求項１〜６のいずれかに記載の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。
【請求項８】
ガラス基板に、個別電極、及び振動板を駆動するための電力を外部から取り入れるため
の入力配線の一部を形成するための凹部を形成し、
前記ガラス基板に前記個別電極及び前記入力配線を構成する導電性酸化物を成膜し、
前記入力配線となる前記導電性酸化物を成膜した前記凹部の少なくとも一部に金属材料
を成膜して電極ガラス基板を形成し、
前記電極ガラス基板にシリコン基板を接合し、
前記シリコン基板に圧力室を形成してキャビティ基板とする
ことを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項９】
前記シリコン基板に絶縁膜を成膜し、
前記入力配線の前記導電性酸化物を露出させた部分に対応する前記絶縁膜を除去して窓
部を形成し、
前記窓部を介して、前記導電性酸化物と前記シリコン基板とを接触させることで等電位
接点を確保する
ことを特徴とする請求項８に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１０】
前記シリコン基板と前記電極ガラス基板とを陽極接合させた後、
前記等電位接点近傍に位置する前記シリコン基板を除去する
ことを特徴とする請求項９に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１１】
前記請求項８〜１０のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドの製造方法を含む
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、インクやその他の液体を吐出する液滴吐出ヘッド、液滴吐出装置、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し、特にアクチュエータ制御用のドラ
イバＩＣをインクジェットヘッド内に埋め込む構造の液滴吐出ヘッド、液滴吐出装置、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装置として、たと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。一般に、このインクジェットヘッドは、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
ル孔に連通する吐出室や、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
、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。このようにインク滴を吐出させる方式としては、静電気力を利用する静電
駆動方式や、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。
【０００３】
このうち、静電駆動方式のインクジェットヘッドにおいては、吐出室の底部を振動板と
したキャビティ基板と、この振動板に所定のギャップ（空隙）を介して対向する個別電極
を形成した電極ガラス基板とを接合させた構成となっている。インク滴を吐出する際には
、個別電極に駆動電圧を印加してプラスに帯電させ、対応する振動板に駆動電圧を印加し
てマイナスに帯電させる。そうすると、この時に生じる静電引力により振動板が個別電極
側に弾性変形する。そして、この駆動電圧をオフにすると、振動板が復元する。このとき
、吐出室の内部の圧力が急激に上昇し、吐出室内のインクの一部をインク滴としてノズル
孔から吐出させることになる。
【０００４】
近年、静電駆動方式のインクジェットヘッドでは、高解像度画像の高速印刷及び多色印
刷を目的として、ノズル密度の高密度化及び多列化が進んでおり、それに伴って１列当た
りのノズル及び吐出室の数が増加し、ノズル列の長尺化が進んでいる。また、インクジェ
ットヘッドの小型化を目的として、アクチュエータ制御用のドライバＩＣをインクジェッ
トヘッド内に埋め込むようにした構造も多くなってきている。このようなインクジェット
ヘッドでは、電極ガラス基板の表面に、アクチュエータ制御用のドライバＩＣを直接実装
するとともに、このドライバＩＣを駆動するための入力信号を供給するための入力配線を
形成するようになっている。
【０００５】
そのようなものとして、「間隙を隔てて対向して配置される振動板と対向電極とを備え
た静電アクチュエータにおいて、前記対向電極は、気密封止された状態で前記振動板に対
向している対向電極部と、この対向電極部に連続して気密封止された隙間部分から外部に
引き出されている配線部とを含み、前記対向電極部はＩＴＯから形成され、配線部は金属
材料から形成されている静電アクチュエータ」が提案されている（たとえば、特許文献１
参照）。
【０００６】
また、「液滴を吐出する複数のノズル孔が形成されたノズル基板と、底壁が振動板を形
成し、前記液滴を溜めておく吐出室となる凹部が形成されたキャビティ基板と、前記振動
板に対向し、前記振動板を駆動する個別電極が形成された電極基板と、前記吐出室に液滴
を供給する共通液滴室となる凹部と、前記共通液滴室から前記吐出室へ液滴を移送するた
めの貫通孔と、前記吐出室から前記ノズル孔へ液滴を移送するノズル連通孔とを有するリ
ザーバ基板と、前記個別電極に駆動信号を供給するドライバＩＣとを備え、前記キャビテ
ィ基板には、第１の穴部が設けられ、前記リザーバ基板には、第２の穴部が設けられてお
り、前記第１の穴部と前記第２の穴部は連通して収容部を形成し、前記ドライバＩＣは前
記収容部に収容されている液滴吐出ヘッド」が提案されている（たとえば、特許文献２参
照）。
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−２５３０７９号公報
【特許文献２】特開２００６−２２４５６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に記載の静電アクチュエータは、アクチュエータの時定数を小さくすること
を目的とし、対向電極部をＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ：インジウム錫酸
化物）で形成し、配線部を金属材料で形成することにより、動作遅れがなく、耐久性に優
れた静電アクチュエータを実現している。ただし、この静電アクチュエータは、アクチュ
エータ制御用のドライバＩＣをインクジェットヘッド内に埋め込む構造ではなく、このド
ライバＩＣを駆動するための入力信号を供給するための入力配線については考慮されてい
ない。
【０００９】
特許文献２に記載の液滴吐出ヘッドは、アクチュエータ制御用のドライバＩＣをインク
ジェットヘッド内に埋め込む構造により、ノズル等を多列化することが可能で、サイズを
小さくした液滴吐出ヘッドを実現している。しかしながら、同時に複数のノズルを駆動す
ることができるため、駆動するノズル数の増加に応じてアクチュエータの駆動回路の時定
数が大きくなり、アクチュエータの動作遅れ、すなわち液滴吐出動作の遅れが生じやすく
なる。特に、アクチュエータを構成している個別電極と、駆動信号を外部からドライバＩ
Ｃへ供給する入力配線とを、ＩＴＯから形成している場合にはそれが生じやすい。
【００１０】
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、同時に複数のノズルを
駆動できる多ノズル化した液滴吐出ヘッドにおいて、アクチュエータの駆動回路の時定数
を小さくして、液滴吐出動作の遅れをできるだけ低減した液滴吐出ヘッド、液滴吐出装置
、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も
のである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る液滴吐出ヘッドは、液滴を吐出する複数のノズル孔が形成されたノズル基
板と、底壁が振動板を形成し、液滴を溜めて吐出させる圧力室が形成されたキャビティ基
板と、振動板にギャップを隔てて対向して該振動板を駆動する個別電極、及び振動板を駆
動するための電力を外部から取り入れるための入力配線が形成された電極基板とを備え、
個別電極を導電性酸化物で形成するとともに、入力配線の一部を、導電性酸化物及び金属
材料の積層構造としたことを特徴とする。
【００１２】
このように入力配線の一部を導電性酸化物及び金属材料の積層構造とすることによって
、全ノズルに共通な配線部の抵抗を低減することが可能となり、同時に駆動するノズル数
を増加させたとしても、等価回路の時定数を小さくでき、液滴吐出動作の遅れを低減でき
るとともに、個別電極を導電性酸化物で形成しているので、耐久性の確保も可能となる。
すなわち、導電性酸化物の有する特性と、金属材料の有する特性とを併せ持たせることが
できるのである。
【００１３】
本発明に係る液滴吐出ヘッドは、入力配線を構成する導電性酸化物の一部を露出させて
いることを特徴とする。このように入力配線を構成することで、入力配線の抵抗は、金属
材料が支配的となり低抵抗化が可能となる。
【００１４】
本発明に係る液滴吐出ヘッドは、電極基板に、凹部を形成し、導電性酸化物及び金属材
料の積層構造となっている入力配線の少なくとも一部を凹部の内部に形成するとともに、
入力配線の導電性酸化物を露出させた部分の少なくも一部を凹部の外部に形成したことを
特徴とする。したがって、導電性酸化物を露出させた入力配線の一部が電極基板に直接乗
り上げるようになり、キャビティ基板と電極基板との陽極接合時に、容易に等電位を確保
することができる。
【００１５】
本発明に係る液滴吐出ヘッドは、入力配線の導電性酸化物を露出させた部分の一部をキ
ャビティ基板に接触させて等電位接点としたことを特徴とする。すなわち、等電位接点を
別途独立に形成することなく、入力配線の形成と同時に等電位接点を形成することができ
、キャビティ基板と電極基板との陽極接合時に、容易に等電位を確保することができる。
【００１６】
本発明に係る液滴吐出ヘッドは、導電性酸化物が、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＧＺＯ、ＡＺＯ、
ＡＴＯ、Ｉｎ2Ｏ3、ＺｎＯ、又は、ＳｎＯ2 であることを特徴とする。したがって、入力
配線及び個別電極の耐久性を向上させることができる。
【００１７】
本発明に係る液滴吐出ヘッドは、金属材料が、Ｃｒ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ａｌ、
又はそれらを適宜組み合わせて積層させたものであることを特徴とする。これらの金属材
料は、導電性酸化物よりも抵抗値が小さいという特性を有しているので、入力配線におけ
る抵抗の低減を実現できる。
【００１８】
また、本発明に係る液滴吐出装置は、上記の液滴吐出ヘッドを搭載したことを特徴とす
る。したがって、上述の液滴吐出ヘッドの効果をすべて有している。
【００１９】
本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、ガラス基板に、個別電極、及び振動板を駆
動するための電力を外部から取り入れるための入力配線の一部を形成するための凹部を形
成し、ガラス基板に個別電極及び入力配線を構成する導電性酸化物を成膜し、入力配線と
なる導電性酸化物を成膜した凹部の少なくとも一部に金属材料を成膜して電極ガラス基板
を形成し、電極ガラス基板にシリコン基板を接合し、シリコン基板に圧力室を形成してキ
ャビティ基板とすることを特徴とする。
【００２０】
したがって、製造工程を複雑にすることなく、ガラス基板に個別電極及び入力配線を形
成することができるとともに、入力配線の一部を導電性酸化物及び金属材料の積層構造と
することによって、全ノズルに共通な配線部の抵抗を低減することが可能となり、同時に
駆動するノズル数を増加させたとしても、等価回路の時定数を小さくでき、液滴吐出動作
の遅れを低減できる液滴吐出ヘッドを製造することができる。
【００２１】
本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、シリコン基板に絶縁膜を成膜し、入力配線
の導電性酸化物を露出させた部分に対応する絶縁膜を除去して窓部を形成し、窓部を介し
て、導電性酸化物とシリコン基板とを接触させることで等電位接点を確保することを特徴
とする。したがって、容易に等電位接点を形成でき、確実に等電位を確保することができ
る。また、このようにすると、電界が消失し、放電や電界放出を防いで、電極ガラス基板
側の電極とキャビティ基板とに大電流が流れないようにすることができ、電極の溶融を防
止することができる。
【００２２】
本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、シリコン基板と電極ガラス基板とを陽極接
合させた後、等電位接点近傍に位置するシリコン基板を除去することを特徴とする。この
ようにすれば、各入力配線の独立化を容易に実現できる。
【００２３】
本発明に係る液滴吐出装置の製造方法は、上述の液滴吐出ヘッドの製造方法を含むこと
を特徴としている。したがって、上述の液滴吐出ヘッドの製造方法の効果をすべて有して
いる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
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が組み立てられた状態の縦断面図であり、
図１におけるＡ−Ａ’断面を示している。図１及び図２に基づいて、液滴吐出ヘッド１０
０の構成について説明する。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。
【００２５】
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
エータの代表として、ノズル基板１の表面側に設けられたノズル孔５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。この図１には、後述する個別
電極１７に駆動信号を供給するためのドライバＩＣ１５と、このドライバＩＣ１５に入力
信号を供給するためのＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）３
０の一部を含めて示している。
【００２６】
図１に示すように、この液滴吐出ヘッド１００は、電極ガラス基板４、キャビティ基板
３、リザーバ基板２及びノズル基板１の４つの基板が順に積層されて構成されている。リ
ザーバ基板２の一方の面にはノズル基板１が接合されており、リザーバ基板２の他方の面
にはキャビティ基板３が接合されている。また、キャビティ基板３のリザーバ基板２が接
合された面の反対面には、電極ガラス基板４が接合されている。すなわち、電極ガラス基
板４、キャビティ基板３、リザーバ基板２、ノズル基板１の順で接合されている。
【００２７】
［電極ガラス基板４］
電極ガラス基板４は、たとえば、厚さ１ｍｍのホウ珪酸ガラス等のガラスを主要な材料
として形成するとよい。ここでは、電極ガラス基板４がホウ珪酸ガラスで形成されている
場合を例に示すが、たとえば、電極ガラス基板４を単結晶シリコンで形成してもよい。こ
の電極ガラス基板４の表面には、凹部（ガラス溝）１２が形成されている。なお、凹部１
２の形成範囲については、図５で詳細に説明する。この凹部１２は、たとえばエッチング
により深さ０．３μｍ（マイクロメートル）で形成するとよい。この凹部１２の内部（特
に底部）には、固定電極となる個別電極１７が、一定の間隔を有して後述のキャビティ基
板３の各圧力室７底面を形成する振動板８と対向するように作製されている。
【００２８】
また、凹部１２は、その一部が個別電極１７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されている。この個別電極１７は、たとえばＩＴＯ
（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ：インジウム錫酸化物）を０．１μｍの厚さでスパ
ッタして作製することができる。個別電極１７の厚さを０．１μｍで作製した場合、電極
ガラス基板４とキャビティ基板３とを接合した後の個別電極１７と振動板８との間に形成
されるギャップ１８は約０．２μｍとなる。このようにＩＴＯで個別電極１７を作製する
と、ＩＴＯが透明なので、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。
【００２９】
さらに、個別電極１７は、その一端（電極ガラス基板４の中心部側である個別電極リー
ド部１７ａ）がドライバＩＣ１５と接続されており、そのドライバＩＣ１５から個別電極
１７に駆動信号が供給されるようになっている。このドライバＩＣ１５は、個別電極１７
の２つの電極列の間（個別電極１７を作製するために電極ガラス基板４の左右に形成した
凹部１２の中間部）における凹部１２に実装され、左右両方の電極列に接続されるように
なっている。したがって、ドライバＩＣ１５から２つの電極列に駆動信号を供給すること
が可能となり、電極列の多列化が容易となる。また、ドライバＩＣ１５の設置個数が少な
くなるため、コストを削減することができ、ヘッドの小型化も可能となる。
【００３０】
電極ガラス基板４には、ＦＰＣ３０を実装するためのＦＰＣ実装部２０ａが形成されて
いる。ＦＰＣ実装部２０ａは、ＦＰＣ３０からドライバＩＣ１５を駆動する入力信号を供
給するための入力配線２０の一部として形成されており、ＦＰＣ３０とドライバＩＣ１５
とを接続するようになっている。この入力配線２０は、ＦＰＣ実装部２０ａと、ＦＰＣ実
装部２０ａを延長するリード部２０ｂと、ドライバＩＣ１５の入力端子と接続するドライ
バＩＣ入力端子実装部２０ｃとで構成されている。なお、回路抵抗を小さくする観点から
、ドライバＩＣ１５の入力端子は入力配線２０と直接接続し、出力端子は個別電極１７の
端部と直接接続するのが望ましい。
【００３１】
入力配線２０は、複数の個別電極１７を駆動するための駆動信号（駆動電力）を電極ガ
ラス基板４の外部から取り入れるための配線である。この入力配線２０は、金属材料、ま
たは複数の金属材料を積層させて形成されており、その金属材料がＩＴＯの一部に積層す
るような構造となっていることを特徴としている（図５で詳細に説明する）。入力配線２
０から取り込まれた駆動信号は、ドライバＩＣ１５によって制御されて、ドライバＩＣ１
５から所定の個別電極１７へパルス電圧として供給される。すなわち、電極ガラス基板４
の外部からドライバＩＣ１５への入力信号は、ＦＰＣ３０→入力配線２０のＦＰＣ実装部
２０ａ→入力配線２０のリード部２０ｂ→入力配線２０のドライバＩＣ入力端子実装部２
０ｃ→ドライバＩＣ１５と入力される。
【００３２】
駆動信号が入力されたドライバＩＣ１５からの出力信号は、個別電極１７のドライバＩ
Ｃ出力端子実装部→個別電極リード部１７ａ→インク滴を吐出させようとしているノズル
孔５に対応した個別電極１７に対して印加される。そして、出力信号が印加された個別電
極１７に対応する振動板８が駆動することになる。このような信号の流れによって、個別
電極１７とそれに対応する振動板８とで形成される液滴吐出用のアクチュエータが駆動さ
れるのである。
【００３３】
ここで、液滴吐出ヘッド１００の等価回路について簡単に説明する。液滴吐出ヘッド１
００の等価回路の時定数τは、τ＝（Ｃ１×ｎ）×（Ｒ０＋Ｒ１／ｎ）で求めることがで
きる。この式において、Ｒ０は、回路共通部抵抗を表している。すなわち、ＦＰＣ実装部
２０ａ→リード部２０ｂ→ドライバＩＣ入力端子実装部２０ｃの間の抵抗の等価抵抗を表
している。特に、リード部２０ｂの抵抗によって、全体の等価抵抗が最も大きく左右され
ることになる。
【００３４】
Ｒ１は、回路個別部抵抗を表している。すなわち、ドライバＩＣ１５の内部抵抗、及び
個別電極１７の出力端子実装部→個別電極リード部１７ａ→個別電極１７の間の抵抗の等
価抵抗を表している。Ｃ１は、静電アクチュエータの静電容量を表している。すなわち、
個別電極１７と振動板８とで構成される静電アクチュエータの静電容量を表している。ｎ
は、駆動アクチュエータの個数（駆動ノズルの個数）を表している。したがって、式で表
したように、時定数τは駆動ノズルの数ｎの関数として表現することができる。その結果
、Ｒ０が大きいと、駆動ノズル数ｎを増加したときに、時定数τが急激に大きく、つまり
動作遅れが大きくなることになる。
【００３５】
この傾向は、入力配線２０がＩＴＯから形成されている場合は特に顕著となっているの
に対して、入力配線２０が金属材料（たとえば、クロム（Ｃｒ）や金（Ａｕ））から形成
されている場合には、時定数τの増加は極めて小さい。これにより、入力配線２０を金属
材料から形成すれば、多ノズルヘッドの同時駆動ノズル数ｎを増やしても、アクチュエー
タの駆動回路の時定数τの増大が小さくて済み、液滴吐出の動作遅れを回避して応答性を
よくすることができることになる。なお、入力配線２０の構成については、図５で詳細に
説明する。
【００３６】
なお、電極ガラス基板４とキャビティ基板３とを接合した後に、電極ガラス基板４とキ
ャビティ基板３との間に形成される所定の空隙であるギャップ１８を封止するための封止
部１４を形成するとよい。また、この実施の形態１では、２つのドライバＩＣ１５を液滴
吐出ヘッド１００に搭載した場合を例に示しているが、これに限定するものではない。た
とえば、ドライバＩＣ１５は、駆動させる個別電極１７の個数に応じて搭載する個数を決
定するとよい。
【００３７】
電極ガラス基板４とキャビティ基板３とを接合して積層体を形成すると、振動板８と個
別電極１７との間には、振動板８を撓ませる（変位させる）ことができる一定のギャップ
（空隙）１８が、電極ガラス基板４の凹部１２により形成されるようになっている。この
ギャップ１８は、たとえば深さ０．２μｍとなるように形成するとよい。このギャップ１
８は、凹部１２の深さ、個別電極１７及び振動板８の厚さにより決まることになる。この
ギャップ１８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。なお、振動板８は、静電気力で駆動するのでアクチュエータとして機能
するようになっている。
【００３８】
このギャップ１８は、各振動板８に対向する位置に細長い一定の深さを有するように形
成されている。なお、ギャップ１８は、電極ガラス基板４に凹部１２を形成する他に、キ
ャビティ基板３となるシリコン基板に凹部を形成したり、スペーサを挟むことによって設
けたりすることも可能である。また、個別電極１７は、一定の間隔の隙間をもって振動板
８に対向しており、ギャップ１８の底面に沿って電極ガラス基板４の末端まで伸びている
。そして、この末端でドライバＩＣ１５と接続されるようになっている。  
【００３９】
この液滴吐出ヘッド１００は、複数の個別電極１７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１７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１７の短辺方向に伸びる２つの電極列を示している。なお、
個別電極１７の短辺が長辺に対して斜めに形成されており、個別電極１７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、電極ガラス基板４には、図示省略の外部のインクタンクから供給される液
体を取り入れる流路となるインク供給孔１１ａが設けられている。このインク供給孔１１
ａは、電極ガラス基板４を貫通している。
【００４０】
また、ここで示した凹部１２の深さやギャップ１８の長さ、個別電極１７の厚さは一例
であり、ここで示す値に限定するものではない。さらに、個別電極１７をＩＴＯで作製し
た場合を例に示したが、これに限定するものではなく、導電性酸化物であればよく、たと
えばＩＺＯ（インジウム添加酸化亜鉛）、ＧＺＯ（ガリウム添加酸化亜鉛）、ＡＺＯ（ア
ルミニウム添加酸化亜鉛）、ＡＴＯ（アンチモン添加酸化錫）、Ｉｎ2Ｏ3（酸化インジウ
ム）、ＺｎＯ（酸化亜鉛）、ＳｎＯ2 （酸化錫）等の材料がある。
【００４１】
［キャビティ基板３］
キャビティ基板３は、たとえば厚さ約５０μｍの（１１０）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。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い
、底壁が可撓性を有する振動板８となる圧力室（または、吐出室）７が複数形成されてい
る。この圧力室７は、個別電極１７の電極列に対応して形成されており、インク等の液滴
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、圧力室７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。なお、キャビティ基板３の中間部
には、キャビティ基板３を貫通する貫通穴２４が形成されている。
【００４２】
また、キャビティ基板３の下面（電極ガラス基板４と対向する面）には、振動板８と個
別電極１７との間を電気的に絶縁するためのＴＥＯＳ膜（ここでは、Ｔｅｔｒａｅｔｈｙ
ｌ  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（図示しない）
をプラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＴＥＯＳ−
ｐＣＶＤともいう）法を用いて、０．１μｍ程度成膜している。これは、振動板８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、インク等の液滴によるキャビティ基
板３のエッチングを防止するためのものである。
【００４３】
ここでは、絶縁膜がＴＥＯＳ膜である場合を示しているが、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））を用いてもよい。また、キャビティ基板３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。液体保護膜を成膜することによって、インク滴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の応力とを相殺させ、振動板８
の反りを小さくできるという効果もある。
【００４４】
なお、振動板８は、高濃度のボロンドープ層で形成するようにしてもよい。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８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圧力室７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８を所望の厚さに形成することができる。
【００４５】
また、キャビティ基板３にも、インク供給孔１１ｂが設けられている（電極ガラス基板
４に設けられたインク供給孔１１ａと連通するようになっている）。さらに、キャビティ
基板３には、外部電極端子としての共通電極端子１６が形成されている。この共通電極端
子１６は、ＦＰＣ３０と接続され、図示省略の外部の発振回路等から振動板８に個別電極
１７と反対の極性の電荷を供給する際の端子となるものである。
【００４６】
［リザーバ基板２］
リザーバ基板２は、たとえば単結晶シリコンを主要な材料としており、各圧力室７にイ
ンク等の液滴を供給するための液貯蔵室であるリザーバ１０が左右に２つ形成されている
。このリザーバ１０は、圧力室７の列毎に共通して利用される。このリザーバ１０の底面
には、リザーバ１０から圧力室７へ液滴を移送するための供給口９が各圧力室７の位置に
合わせて貫通形成されている。また、リザーバ１０の底面には、リザーバ１０の底面を貫
通するインク供給孔１１ｃが形成されている。
【００４７】
このインク供給孔１１ｃと、キャビティ基板３に形成されたインク供給孔１１ｂと、電
極ガラス基板４に形成されたインク供給孔１１ａとは、リザーバ基板２、キャビティ基板
３及び電極ガラス基板４が接合された状態において互いに連通しインク供給孔１１を形成
するようになっており、外部のインクタンクから液滴が供給されるようになっている。さ
らに、各圧力室７とノズル基板１に設けられたノズル孔５との間の流路となり、圧力室７
で加圧されたインク滴がノズル孔５に移送する流路となる複数のノズル連通孔６が各ノズ
ル孔５に合わせて形成されている。なお、リザーバ基板２の中間部（左右に形成されてい
るリザーバ１０の間）には、キャビティ基板３の貫通穴２４の形状に対応した貫通穴２５
が形成されている。
【００４８】
［ノズル基板１］  
ノズル基板１は、たとえば厚さ１００μｍのシリコン基板を主要な材料としており、各
々のノズル連通孔６と連通する複数のノズル孔５が形成されている。そして、各ノズル孔
５は、各ノズル連通孔６から移送された液滴を外部に吐出するようになっている。なお、
ノズル孔５を複数段で形成すると、液滴を吐出する際の直進性の向上が期待できる。ここ
では、ノズル孔５を有するノズル基板１を上面とし、電極ガラス基板４を下面として説明
するが、実際に用いられる場合には、ノズル基板１の方が電極ガラス基板４よりも下面と
なることが多い。
【００４９】
なお、電極ガラス基板４、キャビティ基板３、リザーバ基板２及びノズル基板１を接合
するときに、シリコンからなる基板とホウ珪酸ガラスからなる基板とを接合する場合（電
極ガラス基板４とキャビティ基板３とを接合する場合）は陽極接合により、シリコンから
なる基板同士を接合する場合（キャビティ基板３とリザーバ基板２、リザーバ基板２とノ
ズル基板１とを接合する場合）は直接接合によって接合することができる。また、シリコ
ンからなる基板同士は、接着剤を用いて接合することもできる。
【００５０】
図２に示すように、この液滴吐出ヘッド１００では、ドライバＩＣ１５が液滴吐出ヘッ
ド１００の内部に埋め込まれ（収容され）ており、上面をノズル基板１、側面をリザーバ
基板２及びキャビティ基板３、下面を電極ガラス基板４によって閉塞されるようになって
いる。つまり、キャビティ基板３の貫通穴２４と、リザーバ基板２の貫通穴２５とで収容
部２６を形成し、この収容部２６にドライバＩＣ１５が収容されるようになっている。な
お、収容部２６は、液滴や外気からドライバＩＣ１５を保護するために密閉するのが望ま
しい。
【００５１】
また、電極ガラス基板４とキャビティ基板３とを接合した際に形成されるギャップ１８
を密閉するために貫通穴２４側に封止部１４を形成するようになっている。こうすること
で、ギャップ１８を気密に封止することができる。なお、封止部１４に使用する材料を特
に限定するものではなく、ギャップ１８を気密封止できる材料であればよい。たとえば、
水分透過性の低い酸化シリコン（ＳｉＯ2 ）や、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）、酸窒化
シリコン（ＳｉＯＮ）、窒化シリコン（ＳｉＮ）、ポリパラキシリレン等で封止部１４を
形成するとよい。
【００５２】
ここで、液滴吐出ヘッド１００の動作について説明する。リザーバ１０には、インク供
給孔１１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、圧力室７には、供給
口９を介してリザーバ１０から液滴が供給されている。ドライバＩＣ１５には、ＦＰＣ３
０の入力配線２０を介して液滴吐出装置の図示省略の制御部から駆動信号（パルス電圧）
が供給されている。そして、ドライバＩＣ１５によって選択された個別電極１７には０Ｖ
〜４０Ｖ程度のパルス電圧が印加され、その個別電極１７を正に帯電させる。
【００５３】
このとき、対応するキャビティ基板３の振動板８には共通電極端子１６を介して負の極
性を有する電荷が外部の発振回路等から供給され、正に帯電された個別電極１７に対応す
る振動板８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１７と振動板８と
の間では静電気力が発生することになる。個別電極１７と振動板８との間に静電気力が発
生すると、振動板８は、その静電気力によって個別電極１７側に引き寄せられて撓むこと
になる。これにより圧力室７の容積は広がる。
【００５４】
次に、個別電極１７へのパルス電圧の供給を止めると、振動板８と個別電極１７との間
の静電気力がなくなり、振動板８は元の状態に復元する。このとき、圧力室７の内部の圧
力が急激に上昇し、圧力室７内の液滴がノズル連通孔６を通過してノズル孔５から吐出さ
れることになる。この液滴が、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１０から供給口９を通じて圧力室７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】
なお、液滴吐出ヘッド１００のリザーバ１０への液滴の供給は、たとえばインク供給孔
１１に接続された図示省略の液滴供給管により行われている。また、ＦＰＣ３０が、ＦＰ
Ｃ３０の長手方向が電極列を形成する個別電極１７の短辺方向と平行となるようにドライ
バＩＣ１５と接続されている。たとえば、個別電極１７の短辺が長辺に対して斜めになっ
ており、個別電極１７が細長い平行四辺形状になっている場合には、個別電極１７の長辺
と直角方向にＦＰＣ３０を接続すればよい。これにより、複数の電極列を有する液滴吐出
ヘッド１００とＦＰＣ３０とをコンパクトに接続することができる。
【００５６】
図３は、液滴吐出ヘッド１００が搭載された液滴吐出装置の制御系を示す概略ブロック
図である。なお、この液滴吐出装置が一般的なインクジェットプリンタである場合を例に
説明するものとする。図３に基づいて、液滴吐出ヘッド１００が搭載された液滴吐出装置
の制御系について説明する。ただし、液滴吐出ヘッド１００が搭載された液滴吐出装置の
制御系を、図３で示す制御系に限定するものではない。
【００５７】
インクジェットプリンタは、液滴吐出ヘッド１００を駆動制御するための駆動制御装置
４１を備えている。この駆動制御装置４１は、ＣＰＵ（中央処理装置）４２ａを中心に構
成された制御部４２を備えている。ＣＰＵ４２ａは、パーソナルコンピュータや遠隔制御
装置（リモコン）等の外部装置４３から印刷情報が入力されるようになっている。この印
刷情報は、バス４３ａを介して入力されたり、赤外線信号等の無線信号で入力されたりす
るようになっている。また、ＣＰＵ４２ａには、内部バス４２ｂを介してＲＯＭ４４ａ、
ＲＡＭ４４ｂ及びキャラクタジェネレータ４４ｃが接続されている。
【００５８】
制御部４２では、ＲＡＭ４４ｂ内の記憶領域を作業領域として用いて、ＲＯＭ４４ａ内
に格納されている制御プログラムを実行し、キャラクタジェネレータ４４ｃから発生する
キャラクタ情報に基づき、液滴吐出ヘッド１００を駆動するための制御信号を生成する。
制御信号は、理論ゲートアレイ４５及び駆動パルス発生回路４６を介して、印刷情報に対
応した駆動制御信号となって、コネクタ４７を経由して液滴吐出ヘッド１００に内蔵され
たドライバＩＣ１５に供給されるほか、ＣＯＭ発生回路４６ａに供給される。また、ドラ
イバＩＣ１５には、印字用の駆動パルス信号Ｖ３、制御信号ＬＰ、極性反転制御信号ＲＥ
Ｖ等（図４参照）も供給されるようになっている。なお、ＣＯＭ発生回路４６ａは、たと
えば駆動パルスを発生するための図示省略の共通電極ＩＣで構成するとよい。
【００５９】
ＣＯＭ発生回路４６ａでは、供給された上記の各信号に基づき、液滴吐出ヘッド１００
の共通電極端子１６、すなわち各振動板８に印加すべき駆動信号（駆動電圧パルス）をそ
の図示省略の共通出力端子ＣＯＭから出力するようになっている。また、ドライバＩＣ１
５では、供給された上記の各信号及び電源回路７０から供給される駆動電圧Ｖｐに基づき
、各個別電極１７に印加すべき駆動信号（駆動電圧パルス）を、各個別電極１７に対応し
た個数の個別出力端子ＳＥＧから出力するようになっている。そして、共通出力端子ＣＯ
Ｍの出力と個別出力端子ＳＥＧの出力との電位差が、各振動板８とそれに対向する個別電
極１７との間に印加される。振動板８の駆動時（液滴の吐出時）には指定された向きの駆
動電位差波形を与え、非駆動時には駆動電位差を与えないようになっている。
【００６０】
図４は、ドライバＩＣ１５及びＣＯＭ発生回路４６ａの内部構成の一例を示す概略ブロ
ック図である。なお、図４に示すドライバＩＣ１５及びＣＯＭ発生回路４６ａは、１組で
６４個の個別電極１７及び振動板８に駆動信号を供給するものとする。また、ドライバＩ
Ｃ１５が、電源回路７０から高電圧系の駆動電圧Ｖｐ及び論理回路系の駆動電圧Ｖｃｃが
供給されて動作するＣＭＯＳの６４ビット出力の高耐圧ドライバである場合を例に示して
いる。
【００６１】
ドライバＩＣ１５は、供給された駆動制御信号に応じて、駆動電圧パルスとＧＮＤ電位
の一方を、個別電極１７に印加する。ドライバＩＣ１５は、６４ビットのシフトレジスタ
６１を有し、シフトレジスタ６１はシリアルデータとして理論ゲートアレイ４５より送信
された６４ビット長のＤＩ信号入力を、ＤＩ信号に同期する基本クロックパルスであるＸ
ＳＣＬパルス信号入力によりデータをシフトアップし、シフトレジスタ６１内のレジスタ
に格納するスタティクシフトレジスタとなっている。ＤＩ信号は、６４個の個別電極１７
のそれぞれを選択するための選択情報をオン／オフにより示す制御信号であり、この信号
がシリアルデータとして送信される。
【００６２】
また、ドライバＩＣ１５は、６４ビットのラッチ回路６２を有し、ラッチ回路６２はシ
フトレジスタ６１内に格納された６４ビットデータを制御信号（ラッチパルス）ＬＰによ
りラッチしてデータを格納し、格納されたデータを６４ビット反転回路６３に信号出力す
るスタティクラッチである。ラッチ回路６２では、シリアルデータのＤＩ信号が各振動板
８の駆動を行うための６４セグメント出力を行うための６４ビットのパラレル信号へと変
換される。
【００６３】
ビット反転回路６３では、ラッチ回路６２から入力される信号と、ＲＥＶ信号との排他
的論理和をレベルシフタ６４へ出力する。レベルシフタ６４は、ビット反転回路６３から
の信号の電圧レベルをロジック系の電圧レベル（５Ｖレベル又は３．３Ｖレベル）からヘ
ッド駆動系の電圧レベル（０〜４５Ｖレベル）に変換するレベルインターフェイス回路で
ある。ＳＥＧドライバ６５は、６４チャンネルのトランスミッションゲート出力となって
いて、レベルシフタ６４の入力によりＳＥＧ１〜ＳＥＧ６４のセグメント出力に対して、
駆動電圧パルス入力か又はＧＮＤ入力のいずれかを出力する。ＣＯＭ発生回路４６ａに内
蔵されたＣＯＭドライバ６６は、ＲＥＶ入力に対して駆動電圧パルスか又はＧＮＤ入力の
いずれかをＣＯＭへ出力する。
【００６４】
ＸＳＣＬ、ＤＩ、ＬＰ及びＲＥＶの各信号は、ロジック系の電圧レベルの信号であり、
理論ゲートアレイ４５よりドライバＩＣ１５に送信される信号である。このように、ドラ
イバＩＣ１５及びＣＯＭ発生回路４６ａを構成することにより、駆動するセグメント数（
振動板８の数）が増加した場合においても容易に液滴吐出ヘッド１００の振動板８の駆動
する駆動電圧パルスとＧＮＤとを切り替えることが可能となる。なお、上記の各信号は、
電極ガラス基板４に形成されている入力配線２０を介してドライバＩＣ１５に供給される
ようになっている。
【００６５】
図５は、入力配線２０を詳細に説明するための説明図である。図５に基づいて、この実
施の形態１の特徴事項である入力配線２０の構成について詳細に説明する。また、図５（
ａ）が入力配線２０を上から見た状態を示す拡大平面図を、図５（ｂ）が図５（ａ）にお
けるＣ−Ｃ断面を示す縦断面図を、図５（ｃ）が図５（ａ）におけるＤ−Ｄ断面を示す縦
断面図を、図５（ｄ）が図５（ａ）におけるＥ−Ｅ断面を示す縦断面図をそれぞれ示して
いる。なお、図５は、図１において示したＸ部分を拡大して示したものである。
【００６６】
図５に示すように、電極ガラス基板４には、複数の入力配線２０が形成されている。こ
の各入力配線２０は、上記の信号それぞれに対応しており、ドライバＩＣ１５に供給され
る信号の数だけ形成されるようになっている。また、電極ガラス基板４には、入力配線２
０を形成するためのガラス溝である凹部１２が形成されているが、この凹部１２は、図５
（ａ）に示すように電極ガラス基板４のＦＰＣ実装部２０ａ側の端部までは形成されてい
ない。そして、入力配線２０は、その一部が金属材料（金属膜８２）とＩＴＯ（ＩＴＯ膜
８１）の積層構造となっている。この金属材料の厚さを特に限定するものではないが、た
とえば０．１〜０．５μｍ程度で形成するとよい。
【００６７】
製造プロセスを考慮すると、入力配線２０は、ＩＴＯからなる個別電極１７の形成時に
、ＩＴＯで同時に形成する方が簡単である。しかしながら、ＩＴＯは、抵抗値が大きいた
め、多数のノズルを同時駆動させる場合、対応するアクチュエータの時定数（τ）が大き
くなり、応答性が悪くなるという課題がある。上述したように、入力配線２０を金属材料
で形成すると、時定数τの増加が極めて小さくなり、多ノズルヘッドの同時駆動ノズル数
ｎを増やしても液滴吐出の動作遅れを回避して応答性をよくすることができる。すなわち
、入力配線２０を金属材料で構成すると、その金属材料の配線抵抗が支配的となり配線抵
抗を下げることが可能となるのである。
【００６８】
ただし、入力配線２０の全部を金属材料で構成すると、その金属材料で等電位接点３３
（図６参照）を形成することになり、放電による変質やマイグレーションによる故障が発
生することになる。その点、ＩＴＯは、導電性酸化物であるため放電による変質やマイグ
レーションによる故障等が発生しないという特徴がある。そこで、この実施の形態１では
、金属材料の抵抗値が小さいという特徴と、ＩＴＯの導電性酸化物であるという特徴とを
組み合わせて、入力配線２０の一部を金属材料とＩＴＯとの積層構造としているのである
。
【００６９】
入力配線２０は、図５（ｄ）に示すように、下側にＩＴＯ膜８１が成膜され、ＩＴＯの
一部の上側に金属膜８２が成膜されて構成されている。つまり、入力配線２０は、金属膜
８２が表層となっている部分（図５（ａ）で示す（ア））と、ＩＴＯ膜８１が表層となっ
ている部分（図５（ａ）で示す（イ））とが存在するのである。そして、凹部１２が形成
されている部分に対応する入力配線２０はＩＴＯ膜８１と金属膜８２との積層構造となっ
ており（図５（ｂ））、凹部１２が形成されていない部分に対応する入力配線２０はＩＴ
Ｏ膜８１の単層構造となっている（図５（ｃ））。
【００７０】
つまり、入力配線２０のＩＴＯ膜８１が表層となる部分が、電極ガラス基板４に直接乗
り上がるようになっているのである（図５（ｃ）及び図５（ｄ））。そして、電極ガラス
基板４に乗り上げられたＩＴＯ膜８１が、キャビティ基板３と接触することで、等電位接
点３３を形成するようになっている。このようにして形成された電極ガラス基板４は、図
５（ｂ）に示す接合界面３１及び図５（ｃ）に示す接合界面３２でキャビティ基板３に接
合されるようになっている。なお、キャビティ基板３の等電位接点３３に対応する部分か
らは絶縁膜２３を除去しておく（図６で詳細に説明する）。
【００７１】
入力配線２０の一部を金属材料とＩＴＯの積層構造とするため、全ノズルに共通な配線
抵抗の低減が可能となり、同時駆動ノズル数が増加しても、等価回路の時定数（τ）を小
さくすることができる。これにより、動作遅れが低減されるため、応答性に優れた吐出性
能を有する液滴吐出ヘッド１００を複雑な製造工程を要することなく製造することができ
る。また、個別電極１７には、ＩＴＯを使用しているため、耐久性の確保も実現できる。
なお、図５では、ＩＴＯを例に説明したが、これに限定するものではなく、上述した導電
性酸化物であればＩＴＯ以外の材料であってもよい。
【００７２】
また、金属材料は、抵抗が低いものであればよく、たとえばＣｒや、Ａｕ、Ａｇ（銀）
、Ｃｕ（銅）、Ｔｉ（チタン）、Ａｌ（アルミニウム）、それらを適宜組み合わせ、積層
させて使用することができる。これらの金属材料は、ＩＴＯに比べて抵抗値が小さいとい
う特性を有している。したがって、このような金属材料をＩＴＯに積層させて入力配線２
０を形成することで、アクチュエータを同時に多数駆動させる場合にも、その動作の応答
遅れを低減することが可能となる。
【００７３】
図６は、等電位接点３３を説明するための説明図である。図６に基づいて、等電位接点
３３について説明する。図６（ａ）が電極ガラス基板４とキャビティ基板３とを接合させ
た状態の図５（ａ）におけるＣ−Ｃ断面を、図６（ｂ）が電極ガラス基板４とキャビティ
基板３とを接合させた状態の図５（ａ）におけるＤ−Ｄ断面をそれぞれ示している。図６
（ａ）に示すように、入力配線２０の金属膜８２が表層となる部分に対応するキャビティ
基板３には絶縁膜２３が形成されている。
【００７４】
一方、図６（ｂ）に示すように、入力配線２０のＩＴＯ膜８１が表層となる部分に対応
するキャビティ基板３には、絶縁膜２３を除去した窓部３４を形成するようになっている
。この入力配線２０のＩＴＯ膜８１が表層となる部分には、凹部１２が形成されておらず
、ＩＴＯ膜８１が電極ガラス基板４に直接乗り上げるようにして、つまり電極ガラス基板
４の上面よりもせり上がるようにして等電位接点３３が形成されている。すなわち、ＩＴ
Ｏで等電位接点３３を形成するのである。この等電位接点３３は、陽極接合時において、
電極ガラス基板４の電極部とキャビティ基板３とを接触させて等電位状態を確保するため
のものである。
【００７５】
図６（ｂ）に示すように、わずかなギャップを介して電極ガラス基板４の電極部とキャ
ビティ基板３との等電位をとる場合において、ＩＴＯを等電位接点３３とすると、ＩＴＯ
は導電性酸化物であるため、放電による変質やマイグレーションによる故障等が発生しな
い。一方、金属材料で等電位接点３３を形成しようとすると、放電等によるダメージがキ
ャビティ基板３にも影響し、完成度の低い液滴吐出ヘッド１００が形成されることになる
。このため、等電位接点３３はＩＴＯで形成することが望ましい。また、ＩＴＯは、表面
に数十ｎｍの結晶性の突起があり、この突起を介して放電を行いやすい構造であることか
らも、等電位接点３３はＩＴＯで形成することが望ましい。
【００７６】
次に、液滴吐出ヘッド１００の製造工程について説明する。図７は、この実施の形態１
の特徴部分である電極ガラス基板４の製造工程の一例を示すＢ−Ｂ断面図（図１参照）で
ある。図７に基づいて、個別電極１７及び入力配線２０の形状パターンに合わせて所定の
深さの凹部１２を形成する電極ガラス基板４の製造工程について説明する。なお、実際に
は、シリコンウエハから複数個分の液滴吐出ヘッドの部材を同時形成するのが一般的であ
るが、図７ではその一部分だけを簡略化して示している。また、ここでは、電極ガラス基
板４の製造工程の一例を示すが、これに限定するものではない。
【００７７】
まず、所定の厚さ（たとえば、１ｍｍの厚さ）に加工された硼珪酸系のガラス基板４’
を用意する（図７（ａ））。次に、ガラス基板４’の上面（キャビティ基板３との接合面
）に、たとえばクロム（Ｃｒ）からなるエッチングマスク８０をスパッタ装置により成膜
する。それから、エッチングマスク８０の表面に図示省略のレジストを塗布し、ガラス溝
である凹部１２を形成するためのレジストパターニングをフォトリソグラフィー（ステッ
パーやマスクアライナー等）によって行なう。このとき、ＦＰＣ実装部２０ａ側の端部が
エッチングされないようにエッチングマスク８０のパターニングを実行する。そして、エ
ッチングマスク８０をエッチングしてパターニングする（図７（ｂ））。
【００７８】
次に、ガラス基板４’をたとえばフッ化アンモニウム水溶液に浸し、エッチングして所
定の深さの凹部１２を形成する（図７（ｃ））。そして、レジストを有機剥離液等で剥離
後、ガラス基板４’をクロムエッチング液に浸しエッチングマスク８０を除去する（図７
（ｄ））。このようにして凹部１２が形成できる。なお、凹部１２を複数の段差構造とす
る場合には、上記工程を繰り返し行うようにすればよい。そうすれば、ガラス基板４’に
形成する凹部１２を容易に複数の段差構造とすることができる。
【００７９】
凹部１２の形成後、凹部１２が形成されたガラス基板４’のパターニング面全面、及び
ＦＰＣ実装部２０ａとなる面（凹部１２が形成されていない面）にたとえばＩＴＯ膜８１
をスパッタ装置により０．１μｍ程成膜する（図７（ｅ））。そして、フォトリソグラフ
ィーによって図示省略のレジストをパターニングしてエッチングすることにより、個別電
極１７及び入力配線２０の部分に対応するＩＴＯパターンを形成する（図７（ｆ））。こ
こでは、個別電極１７及び入力配線２０の材料がＩＴＯである場合を例に説明しているが
、他の材料であってもよいことは上述した通りである。
【００８０】
それから、入力配線２０となるＩＴＯ膜８１上面の一部に金属材料からなる金属膜８２
を形成する（図７（ｇ））。この状態を上から見た平面図が図５（ａ）で示したものであ
る。上述したように、入力配線２０の一部がＩＴＯ膜８１と金属膜８２との積層構造とし
て形成されているのである。金属膜８２の形成は、たとえばスパッタ装置により行なうこ
とができる。金属膜８２を構成する金属材料を特に限定するものではなく、上述したよう
な金属材料で金属膜８２を構成すればよい。以上のように、ガラス基板４’を加工して電
極ガラス基板４が作製される。
【００８１】
その後、図６で示したように、この電極ガラス基板４に、窓部３４を形成したキャビテ
ィ基板３を陽極接合する。この窓部３４を介してキャビティ基板３とＩＴＯ膜８１とを接
触させる（つまり、等電位接点３３を形成する）ことで、陽極接合時において、個別電極
１７とキャビティ基板３との等電位を確実に確保することができる。すなわち、ＩＴＯ膜
８１の一部を電極ガラス基板４に直接乗り上げるように成膜することで、等電位接点３３
を同時に形成できるという利点があるのである。
【００８２】
図８は、キャビティ基板３と電極ガラス基板４との陽極接合後の製造工程の一部を示す
断面図である。図８に基づいて、キャビティ基板３と電極ガラス基板４との陽極接合後の
加工例について説明する。図８（ａ）が、キャビティ基板３と電極ガラス基板４とを陽極
接合させた直後の状態におけるＣ−Ｃ断面図及びＤ−Ｄ断面図（図５（ａ）参照）を、図
８（ｂ）が、キャビティ基板３と電極ガラス基板４とを陽極接合させ、ＦＰＣ実装部２０
ａを形成した状態におけるＣ−Ｃ断面図及びＤ−Ｄ断面図（図５（ａ）参照）をそれぞれ
示している。
【００８３】
キャビティ基板３と電極ガラス基板４とを陽極接合させた後に、キャビティ基板３にＫ
ＯＨエッチングを施し、圧力室７、振動板８、貫通穴２４及びＦＰＣ実装部２０ａを形成
する。このとき、ＦＰＣ実装部２０ａとなる部分は、図８（ａ）に示すように、振動板８
よりわずかに厚く薄板化する。その後、ドライエッチング（たとえば、ＲＩＥ（Ｒｅａｃ
ｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ）等）により絶縁膜２３及びキャビティ基板３の除去
を行い、ＦＰＣ実装部２０ａに対応する部分の入力配線２０をむき出しの状態にする。
【００８４】
このとき、各入力配線２０は、電気的に独立化するようになっている。したがって、陽
極接合後に、キャビティ基板３側の一部を除去することにより、各入力配線２０の独立化
を容易に実現できる。その後、キャビティ基板３にリザーバ基板２を、リザーバ基板２に
ノズル基板１をそれぞれエポキシ樹脂等の接着剤を用いて接合することにより液滴吐出ヘ
ッド１００が作製される。また、電極ガラス基板４に直接乗り上げたＩＴＯ膜８１によっ
て等電位接点３３を形成するので、電界が消失し、放電や電界放出を防いで、電極ガラス
基板４側の電極（入力配線２０及び個別電極１７）とキャビティ基板３に大電流が流れな
いようにでき、電極ガラス基板４側の電極の溶融を防止することができる。
【００８５】
実施の形態２．
図９は、上述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。
上述した液滴吐出ヘッド１００は、電極ガラス基板４の凹部１２を所定の範囲に形成し、
入力配線２０を構成する導電性酸化物の一部を電極ガラス基板４に直接乗り上げるように
したことに特徴を有するものである。
【００８６】
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、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  Ｎｕｃ
ｌｅｉｃ  Ａｃｉｄｓ：デオキシリボ核酸）、他の核酸（例えば、Ｒｉｂｏ  Ｎｕｃｌｅ
ｉｃ  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。
【００８７】
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、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、液滴吐出ヘッ
ド１００が電極ガラス基板４、キャビティ基板３、リザーバ基板２及びノズル基板１から
なる４層構造を例に説明したが、これに限定するものではなく、ドライバＩＣ１５をヘッ
ド内に備えるような構造のものであれば適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【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】液滴吐出ヘッドが組み立てられた状態のＡ−Ａ’断面図である。
【図３】液滴吐出ヘッドが搭載された液滴吐出装置の制御系を示す概略ブロック図である。
【図４】ドライバＩＣ及びＣＯＭ発生回路の内部構成の一例を示す概略ブロック図である。
【図５】入力配線を詳細に説明するための説明図である。
【図６】等電位接点を説明するための説明図である。
【図７】実施の形態１の特徴部分である電極ガラス基板の製造工程の一例を示すＢ−Ｂ断面図である。
【図８】キャビティ基板と電極ガラス基板との陽極接合後の製造工程の一部を示す断面図である。
【図９】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。
【符号の説明】
【００８９】
１  ノズル基板、２  リザーバ基板、３  キャビティ基板、４  電極ガラス基板、４’
ガラス基板、５  ノズル孔、６  ノズル連通孔、７  圧力室、８  振動板、９  供給口
、１０  リザーバ、１１  インク供給孔、１１ａ  インク供給孔、１１ｂ  インク供給孔
、１１ｃ  インク供給孔、１２  凹部、１４  封止部、１５  ドライバＩＣ、１６  共通
電極端子、１７  個別電極、１７ａ  個別電極リード部、１８  ギャップ、２０  入力配
線、２０ａ  実装部、２０ｂ  リード部、２０ｃ  入力端子実装部、２３  絶縁膜、２４
貫通穴、２５  貫通穴、２６  収容部、３０  ＦＰＣ、３１  接合界面、３２  接合界
面、３３  等電位接点、３４  窓部、４１  駆動制御装置、４２  制御部、４２ａ  ＣＰ
Ｕ、４２ｂ  内部バス、４３  外部装置、４３ａ  バス、４４ａ  ＲＯＭ、４４ｂ  ＲＡ
Ｍ、４４ｃ  キャラクタジェネレータ、４５  理論ゲートアレイ、４６  駆動パルス発生
回路、４６ａ  ＣＯＭ発生回路、４７  コネクタ、６１  シフトレジスタ、６２  ラッチ
回路、６３  ビット反転回路、６４  レベルシフタ、６５  ＳＥＧドライバ、６６  ＣＯ
Ｍドライバ、７０  電源回路、８０  エッチングマスク、８１  ＩＴＯ膜、８２  金属膜
、１００  液滴吐出ヘッド、１５０  液滴吐出装置。
【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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