(57)【要約】【課題】ノズルの高密度化を可能にし、かつノズル間の圧力干渉を防止することができる液滴吐出ヘッド、液滴吐出ヘッドの製造方法等を提供する。【解決手段】インクジェットヘッド１０は、ノズル基板１と、吐出室３１を有するキャビティ基板３と、リザーバ２３となるリザーバ凹部２３ａを有するリザーバ基板２とを少なくとも備え、リザーバ基板２のノズル基板１又はキャビティ基板３とのそれぞれの接着面には形成されず、リザーバ凹部２３ａの内面全体に対して成膜により形成された樹脂薄膜１１１を有し、リザーバ凹部２３ａの底面の一部が樹脂薄膜１１１で構成されて圧力変動を緩衝するダイアフラム部１００となっている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のノズル孔を有するノズル基板と、前記各ノズル孔に連通し、室内に圧力を発生させて前記ノズル孔より液滴を吐出する複数の独立した吐出室を有するキャビティ基板と、前記吐出室に対して共通に連通するリザーバとなるリザーバ凹部を有し、前記ノズル基板と前記キャビティ基板との間に設けられるリザーバ基板とを少なくとも備えた液滴吐出ヘッドであって、
前記リザーバ基板の前記ノズル基板又は前記キャビティ基板とのそれぞれの接着面には形成されず、前記リザーバ凹部の内面全体に対して成膜により形成された樹脂薄膜を有し、前記リザーバ凹部の底面が、前記樹脂薄膜で構成されて圧力変動を緩衝するダイアフラム部となっていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項２】
前記リザーバ基板において前記リザーバ凹部の底面を構成する前記樹脂薄膜部分の前記リザーバ凹部とは反対側は、前記リザーバ凹部の形成面とは反対側の表面からダイアフラム部まで掘り込まれて形成された空間部となっていることを特徴とする請求項１記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項３】
前記樹脂薄膜はパリレンで構成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項４】
前記樹脂薄膜の下地に金属薄膜が形成されていることを特徴とする請求項２又は請求項３記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項５】
前記金属薄膜は白金膜であることを特徴とする請求項４記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項６】
前記白金膜は、前記リザーバ基板の表面に直接形成されていることを特徴とする請求項５記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項７】
前記空間部を、前記リザーバ基板の前記キャビティ基板との接着面側に設けたことを特徴とする請求項２乃至請求項６の何れかに記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項８】
前記空間部を、前記リザーバ基板の前記ノズル基板との接着面側に設けたことを特徴とする請求項２乃至請求項６の何れかに記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８の何れかに記載の液滴吐出ヘッドを備えたことを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項１０】
複数のノズル孔を有するノズル基板と、前記各ノズル孔に連通し、室内に圧力を発生させて前記ノズル孔より液滴を吐出する複数の独立した吐出室を有するキャビティ基板と、前記吐出室に対して共通に連通するリザーバを有し、前記ノズル基板と前記キャビティ基板との間に設けられるリザーバ基板とを少なくとも備え、前記リザーバの底面に圧力変動を緩衝する樹脂薄膜を備えたダイアフラム部を設けた液滴吐出ヘッドの製造方法であって、
前記リザーバ基板になるシリコン基材の一方の面から前記リザーバとなるリザーバ凹部をウェットエッチングにより形成する工程と、
前記シリコン基材の一方の面と該一方の面と反対側の面のうち、前記リザーバ凹部の開口部以外の表面をマスク部材で覆い、前記リザーバ凹部の内面全体に対して樹脂薄膜を形成する工程と、
前記マスク部材を除去する工程と、
前記反対側の面から前記樹脂薄膜が露呈するまで前記シリコン基材をドライエッチングで除去して前記ダイアフラム部を形成する工程と、
を備えたことを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１１】
前記樹脂薄膜を形成する工程はパリレンを蒸着する工程であることを特徴とする請求項１０記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１２】
前記シリコン基材の前記一方の面側を覆うマスク部材が、前記リザーバ凹部の開口部に対向する位置にのみ開口を有し、該開口が前記リザーバ凹部の開口部よりも小さいことを特徴とする請求項１１記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１３】
前記パリレンを成膜する前に、下地膜として金属薄膜を成膜することを特徴とする請求項１１又は請求項１２記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１４】
前記金属薄膜を成膜する工程は白金をスパッタする工程であること特徴とする請求項１３記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１５】
前記金属薄膜を成膜する工程の前に、前記リザーバ凹部が形成された前記シリコン基材の全面に液滴保護膜を形成する工程を有し、前記金属薄膜を成膜する工程では、前記液滴保護膜のうち、前記リザーバ凹部の内面に相当する部分の液滴保護膜を、マスク部材を介した異方性ドライエッチングにより選択的に除去し、当該除去部分に、前記金属薄膜を成膜することを特徴とする請求項１４記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１６】
前記パリレン薄膜の表面を酸素プラズマで親水化処理することを特徴とする請求項１１乃至請求項１５の何れかに記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１７】
前記ダイアフラム部を形成する際の前記ドライエッチングには、ＳＦ６プラズマを用いることを特徴とする請求項１１乃至請求項１６の何れかに記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１８】
請求項１０乃至請求項１７のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドの製造方法を適用し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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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方式等がある。
【０００３】
このようなインクジェットヘッドでは、印刷速度の高速化及びカラー化を目的として、ノズル列を複数有する構造のインクジェットヘッドが求められている。さらに、近年ノズル密度は高密度化するとともに、長尺化（１列当たりのノズル数の増加）しており、インクジェットヘッド内のアクチュエータ数は、ますます増加している。
インクジェットヘッドでは、吐出室のそれぞれに共通に連通するリザーバが設けられているので、ノズル密度の高密度化に伴い、吐出室の圧力がリザーバにも伝わり、その圧力の影響が他の吐出室とそれに連通するノズル孔にも及ぶことになる。例えば、アクチュエータを駆動することにより、リザーバに正圧がかかると、本来インク滴を吐出すべきノズル孔（駆動ノズル）以外の非駆動ノズルからもインク滴が漏れ出たり、逆にリザーバに負圧がかかると、駆動ノズルから吐出するべきインク滴の吐出量が減少したりして、印字品質が劣化する。
【０００４】
このようなノズル間の圧力干渉を防止するために、ダイアフラム部を備えたインク分配板と呼ばれるユニットを、ノズルが形成されている部材に組み付ける技術があった（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載された技術では、インク分配板をノズルが形成されている部材に別途組み付けるので、インクジェットヘッドを小型化、薄型化することが困難であった。
【０００６】
このため、リザーバの圧力変動を緩衝させるためのダイアフラム部をノズル基板に設けたインクジェットヘッドがあった（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
【特許文献１】特公平２−５９７６９号公報（第１頁、第１図−第２図）
【特許文献２】特開平１１−１１５１７９号公報（第２頁、図１−図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献２に記載されたインクジェットヘッドでは、リザーバが吐出室と同一の基板（キャビティ基板）に形成されているため、リザーバの体積確保の観点から、ダイアフラム部をリザーバと同一基板に設けることは困難である。このため、ダイアフラム部はノズル基板に形成されているが、この構造だと強度の低い部位が外部に露出するため、ダイアフラム部を薄くするのにも限界があり、また保護カバー等が別途必要になる。
【０００９】
本発明は、ノズルの高密度化を可能にし、かつノズル間の圧力干渉を防止することができる液滴吐出ヘッド、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】
本発明に係る液滴吐出ヘッドは、複数のノズル孔を有するノズル基板と、各ノズル孔に連通し、室内に圧力を発生させてノズル孔より液滴を吐出する複数の独立した吐出室を有するキャビティ基板と、吐出室に対して共通に連通するリザーバとなるリザーバ凹部を有し、ノズル基板とキャビティ基板との間に設けられるリザーバ基板とを少なくとも備えた液滴吐出ヘッドであって、リザーバ基板のノズル基板又はキャビティ基板とのそれぞれの接着面には形成されず、リザーバ凹部の内面全体に対して成膜により形成された樹脂薄膜を有し、リザーバ凹部の底面が、樹脂薄膜で構成されて圧力変動を緩衝するダイアフラム部となっているものである。
ダイアフラム部と吐出室が別々の基板（リザーバ基板とキャビティ基板）に設けられているため、リザーバの体積を確保することができるとともに、リザーバの内部にダイアフラム部を設けることができる。このため、ノズルの高密度化が可能であるとともに、リザーバのコンプライアンスを低減してリザーバ内での圧力変動を抑制し、インク吐出時に発生するノズル間の圧力干渉を防止することで、良好な吐出特性を得ることができる。
さらに、リザーバの底部全面をダイアフラムにすることでダイアフラム部の面積を大きくすることができ、ダイアフラム部の圧力緩衝効果を大きくすることができる。
また、樹脂薄膜は、リザーバ基板のノズル基板又はキャビティ基板とのそれぞれの接着面には形成されないため、その接着面に樹脂薄膜が介在することによるノズル基板又はキャビティ基板との接着強度の低下を防止することができる。
また、樹脂薄膜がリザーバ凹部の内面全体に形成されているため、樹脂薄膜とリザーバ基板との接触面積を十分に確保でき、十分な密着性を確保することができる。
【００１１】
また、本発明に係る液滴吐出ヘッドは、リザーバ基板においてリザーバ凹部の底面を構成する樹脂薄膜部分のリザーバ凹部とは反対側は、リザーバ凹部の形成面とは反対側の表面からダイアフラム部まで掘り込まれて形成された空間部となっているものである。
ダイアフラム部がリザーバ基板内に設けられる構造のため、ダイアフラム部はノズル基板とキャビティ基板とに挟まれて存在し、直接外力が加わることはない。よって、ダイアフラム部を薄くすることができ、かつ保護カバー等のような特別の保護部材を必要とせず、ヘッドユニットの外力に対する強度を向上することができる。
ダイアフラム部の両面が空間部となるので、この空間部内でダイアフラム部の振動変位が可能となる。
また、ダイアフラム部が変形するための空間部をキャビティ基板もしくはノズル基板に加工する必要がないので、キャビティ基板もしくはノズル基板の設計及び加工に対する影響をなくすことができる。
【００１２】
また、本発明に係る液滴吐出ヘッドは、樹脂薄膜がパリレンで構成されているものである。
これにより、微小欠陥が無く被覆性に優れ、また、耐熱性、耐薬品性及び耐透湿性が高い樹脂薄膜を構成できる。また、例えばシリコン薄膜に比べて柔軟性が高いため、高い圧力吸収効果を発揮することができる。
【００１３】
また、本発明に係る液滴吐出ヘッドは、樹脂薄膜の下地に金属薄膜が形成されているものである。
また、その金属薄膜を白金膜としたものである。
これにより、パリレンとリザーバ基材表面との密着性を高くすることができる。
【００１４】
また、本発明に係る液滴吐出ヘッドは、白金膜が、リザーバ基板の表面に直接形成されているものである。
これにより、白金膜とリザーバ基材との密着性を向上させることができる。その結果、パリレンとリザーバ基材表面との密着性を更に向上することができる。
【００１５】
また、本発明に係る液滴吐出ヘッドは、空間部を、リザーバ基板のキャビティ基板との接着面側に設けたものである。
ダイアフラム部が変形するための空間部をキャビティ基板との接着面側に設けたので、リザーバ基板のリザーバ凹部はノズル基板側に位置し、前記リザーバをキャビティ基板の吐出室と立体的にオーバラップさせてヘッド面積を小型化することができる。
【００１６】
また、本発明に係る液滴吐出ヘッドは、空間部を、リザーバ基板のノズル基板との接着面側に設けたものである。
ダイアフラム部が変形するための空間部をノズル基板との接着面側に設けたので、リザーバ基板のリザーバ凹部はキャビティ基板側に位置し、リザーバ基板の全ての加工をキャビティ基板側からの片面加工で完了させることができる。
【００１７】
また、本発明に係る液滴吐出装置は、上記の何れかの液滴吐出ヘッドを備えたものである。
液滴吐出時に発生するノズル間の圧力干渉を防止して吐出特性が良好な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。
【００１８】
また、本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、複数のノズル孔を有するノズル基板と、各ノズル孔に連通し、室内に圧力を発生させてノズル孔より液滴を吐出する複数の独立した吐出室を有するキャビティ基板と、吐出室に対して共通に連通するリザーバを有し、ノズル基板とキャビティ基板との間に設けられるリザーバ基板とを少なくとも備え、リザーバの底面に圧力変動を緩衝する樹脂薄膜を備えたダイアフラム部を設けた液滴吐出ヘッドの製造方法であって、リザーバ基板になるシリコン基材の一方の面からリザーバとなるリザーバ凹部をウェットエッチングにより形成する工程と、シリコン基材の一方の面と一方の面と反対側の面のうち、リザーバ凹部の開口部以外の表面をマスク部材で覆い、リザーバ凹部の内面全体に対して樹脂薄膜を形成する工程と、マスク部材を除去する工程と、反対側の面から樹脂薄膜が露呈するまでシリコン基材をドライエッチングで除去してダイアフラム部を形成する工程と、を備えたものである。
この方法によれば、ダイアフラム部を形成するに際し、リザーバ基板の表面に成膜した樹脂薄膜の一部をダイアフラム部としてそのまま利用するため、樹脂薄膜を部分的に除去したり、樹脂薄膜を部分的に成膜したりする工程が不要であるため、製造工程が簡単である。
また、樹脂薄膜がリザーバ凹部の内面にのみ形成されるため、リザーバ基板のノズル基板又はキャビティ基板との接着面に樹脂薄膜が介在することによる接着強度の低下を防止することができる。
【００１９】
また、本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、樹脂薄膜を形成する工程がパリレンを蒸着する工程であるものである。
これにより、微小欠陥が無く、耐熱性、耐薬品性及び耐透湿性が高い樹脂薄膜を良好な被覆性で所望の部分に確実に形成できる。また、例えばシリコン薄膜に比べて柔軟性が高いため、高い圧力吸収効果を有する液滴吐出ヘッドを製造できる。
【００２０】
また、本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、シリコン基材の一方の面側を覆うマスク部材が、リザーバ凹部の開口部に対向する位置にのみ開口を有し、開口がリザーバ凹部の開口部よりも小さいものとしたものである。
これにより、マスク部材のリザーバ基板に対するアライメントにズレが生じたとしても、リザーバ基板のノズル基板との接着面が確実にマスク部材で保護され、接着面に樹脂薄膜が成膜されるのを確実に防止することができる。これより、リザーバ基板とノズル基板との接着強度を確保することができる。
【００２１】
また、本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、パリレンを成膜する前に、下地膜として金属薄膜を成膜するものである。
また、その金属薄膜を白金膜としたものである。
これにより、パリレンとリザーバ基材表面との密着性を高くすることができる。
【００２２】
また、本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、金属薄膜を成膜する工程の前に、リザーバ凹部が形成されたシリコン基材の全面に液滴保護膜を形成する工程を有し、金属薄膜を成膜する工程では、液滴保護膜のうち、リザーバ凹部の内面に相当する部分の液滴保護膜を、マスク部材を介した異方性ドライエッチングにより選択的に除去し、当該除去部分に、金属薄膜を成膜するものである。
このように、液滴保護膜を選択的に除去するに際し、異方性ドライエッチングを用いるため、シリコン基材の全面に形成された液滴保護膜のうち、リザーバ凹部内の液滴保護膜のみを容易かつ確実に除去することができる。
これにより、白金膜とリザーバ基材との密着性を向上させることができる。その結果、パリレンとリザーバ基材表面との密着性を更に向上することができる。
【００２３】
また、本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、パリレン薄膜の表面を酸素プラズマで親水化処理するものである。
これにより、液滴流路の親水性を容易に確保することができる。
【００２４】
また、本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、ダイアフラム部を形成する際のドライエッチングには、ＳＦ６プラズマを用いるものである。
これにより、樹脂薄膜に与えるダメージを最小限に抑えてドライエッチングを行うことができる。
【００２５】
また、本発明に係る液滴吐出装置の製造方法は、上記の何れかの液滴吐出ヘッドの製造方法を適用して液滴吐出装置を製造するものである。
吐出特性が良好な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】
【００２６】
以下、本発明を適用した液滴吐出ヘッドの実施の形態について説明する。ここでは、液滴吐出ヘッドの一例として、ノズル基板の表面に設けられたノズル孔からインク滴を吐出するフェイス吐出型のインクジェットヘッドについて説明する。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、基板の端部に設けられたノズル孔からインク滴を吐出するエッジ吐出型の液滴吐出ヘッドにも同様に適用することができる。また、アクチュエータは静電駆動方式で示してあるが、その他の駆動方式であってもよい。
【００２７】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係るインクジェットヘッドの概略構成を示す分解斜視図、図２は、図１に示したインクジェットヘッドの組立状態を示す縦断面図である。なお、図１及び図２では、通常使用される状態とは上下が逆に示されている。
【００２８】
図１、図２において、インクジェットヘッド（液滴吐出ヘッドの一例）１０は、従来の一般的な静電駆動方式のインクジェットヘッドのように、ノズル基板、キャビティ基板、電極基板の３つの基板を貼り合わせた３層構造ではなく、ノズル基板１、リザーバ基板２、キャビティ基板３、電極基板４の４つの基板を、この順に貼り合わせた４層構造で構成されている。すなわち、吐出室とリザーバが別々の基板に設けられている。以下、各基板の構成について詳述する。
【００２９】
ノズル基板１は、例えば厚さ約５０μｍのシリコン材から作製されている。ノズル基板１には多数のノズル孔１１が所定のピッチで設けられている。ただし、図１には簡明のため、１列５つのノズル孔１１を示してある。また、ノズル列は複数列とすることもある。
各ノズル孔１１は、基板面に対し垂直にかつ同軸上に小さい穴の噴射口部分１１ａと、噴射口部分１１ａよりも径の大きい導入口部分１１ｂとから構成されている。
【００３０】
リザーバ基板２は、例えば厚さ約１８０μｍであって、面方位が（１００）のシリコン材から作製されている。このリザーバ基板２には、リザーバ基板２を垂直に貫通し、各ノズル孔１１に独立して連通する少し大きい径（導入口部分１１ｂの径と同等もしくはそれよりも大きい径）のノズル連通孔２１が設けられている。また、各ノズル連通孔２１及び各ノズル孔１１に対して、各供給口２２を介して連通する共通のリザーバ（共通インク室）２３となるリザーバ凹部２３ａが形成されている。
【００３１】
このリザーバ凹部２３ａは、ノズル基板１との接着面（以下、Ｎ面ともいう）側に拡径して開かれた断面ほぼ逆台形状となっている。そしてリザーバ凹部２３ａの底壁２３ｂのキャビティ基板３側は、リザーバ基板２とキャビティ基板３との接着面（以下、Ｃ面ともいう）まで貫通する空間部１１０となっている。
【００３２】
また、リザーバ基板２においてキャビティ基板３との接着面とノズル連通孔２１の内周を除くリザーバ基板２のリザーバ凹部形成側の面全体（以下、リザーバ凹部２３ａの内面全体という）には、樹脂薄膜１１１が形成されている。この樹脂薄膜１１１のうち、空間部１１０に対向する樹脂薄膜部分は、リザーバ凹部２３ａの底面の一部を構成しており、圧力変動緩衝部であるダイアフラム部１００となっている。すなわち、空間部１１０に対向する部分の樹脂薄膜１１１は、空間部１１０とリザーバ凹部２３ａとの間で空中に浮いた状態となっており、この空間部１１０によって樹脂薄膜１１１のたわみが許容されるようになっている。
なお、この樹脂薄膜１１１はリザーバ基板２の製造過程で成膜によって形成されるもので、例えばパリレンを用いて形成される。
【００３３】
リザーバ凹部２３ａの底壁２３ｂには、ダイアフラム部１００を回避した位置に、上記の供給口２２と、外部からリザーバ２３にインクを供給するためのインク供給孔２７とが貫通形成されている。
また、リザーバ基板２のＣ面には、吐出室３１の一部を構成する細溝状の第２の凹部２８が形成されている。第２の凹部２８は、キャビティ基板３を薄くすることによる吐出室３１での流路抵抗の増加を防ぐために設けられているが、第２の凹部２８は省略することも可能である。
なお、ここでは図示は省略するが、リザーバ基板２のリザーバ凹部２３ａの内面全体には、樹脂薄膜１１１の下地として金属薄膜が形成されている。この金属薄膜は、本例では白金膜を用いており、この金属薄膜を樹脂薄膜１１１の下地に形成しておくことにより、樹脂薄膜１１１とリザーバ基板２（シリコン表面）との密着性を高めることができるようになっている。
【００３４】
リザーバ基板２を貫通するノズル連通孔２１は、ノズル基板１のノズル孔１１と同軸上に設けられているので、インク滴の吐出の直進性が得られ、そのため吐出特性が格段に向上するものとなる。特に、微小なインク滴を狙い通りに着弾させることができるため、色ずれ等を生じることなく微妙な階調変化を忠実に再現することができ、より鮮明で高品位の画質を実現することができる。
【００３５】
キャビティ基板３は、例えば厚さ約３０μｍのシリコン材から作製されている。このキャビティ基板３には、ノズル連通孔２１のそれぞれに独立して連通する吐出室３１となる第１の凹部３３が設けられている。そして、この第１の凹部３３と上記の第２の凹部２８とで、各吐出室３１が区画形成されている。また、吐出室３１（第１の凹部３３）の底壁が振動板３２を構成している。振動板３２は、シリコンに高濃度のボロンを拡散することにより形成されるボロン拡散層により構成することができる。振動板３２をボロン拡散層とすることにより、ウェットエッチングでのエッチングストップを十分に働かせることができるので、振動板３２の厚さや面荒れを精度よく調整することができる。
【００３６】
キャビティ基板３の少なくとも下面には、例えば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：化学気相成長法)によるＳｉＯ2膜からなる絶縁膜が、例えば０．１μｍの厚さで形成されている（図示せず）。この絶縁膜は、インクジェットヘッド１０の駆動時における絶縁破壊や短絡を防止するために設けられている。キャビティ基板３の上面には、リザーバ基板２と同様のインク保護膜（図示せず）が形成されている。また、キャビティ基板３には、リザーバ基板２のインク供給孔２７に連通するインク供給孔３５が設けられている。
【００３７】
電極基板４は、例えば厚さ約１ｍｍのガラス材から作製されている。なかでも、キャビティ基板３のシリコン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適している。硼珪酸系の耐熱硬質ガラスを用いることにより、電極基板４とキャビティ基板３とを陽極接合する際、両基板の熱膨張係数が近いため、電極基板４とキャビティ基板３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４とキャビティ基板３とを強固に接合することができる。
【００３８】
電極基板４には、キャビティ基板３の各振動板３２に対向する表面の位置に、それぞれ凹部４２が設けられている。各凹部４２は、エッチングにより約０．３μｍの深さで形成されている。そして、各凹部４２の底面には、一般に、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide：インジウム錫酸化物）からなる個別電極４１が、例えば０．１μｍの厚さでスパッタにより形成されている。したがって、振動板３２と個別電極４１との間に形成されるエアギャップＧ（空隙）は、この凹部４２の深さ、個別電極４１及び振動板３２を覆う絶縁膜の厚さにより決まることになる。このエアギャップＧは、インクジェットヘッド１０の吐出特性に大きく影響する。本実施の形態１の場合、エアギャップＧは、０．２μｍとなっている。このエアギャップＧの開放端部は、エポキシ接着剤等からなる封止材４３により気密に封止されている。これにより、異物や湿気等がエアギャップＧに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。
なお、個別電極４１の材料はＩＴＯに限定するものではなく、ＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）あるいは金、銅等の金属を用いてもよい。しかし、ＩＴＯは透明であるので振動板の当接具合の確認が行いやすいことなどの理由から、一般にはＩＴＯが用いられている。
【００３９】
また、個別電極４１の端子部４１ａは、リザーバ基板２及びキャビティ基板３の端部が開口された電極取り出し部４４に露出しており、電極取り出し部４４において、例えばドライバＩＣ等の駆動制御回路５が搭載されたフレキシブル配線基板（図示せず）が、各個別電極４１の端子部４１ａと、キャビティ基板３の端部に設けられた共通電極３６とに接続されている。
【００４０】
電極基板４には、インクカートリッジ（図示せず）に接続されるインク供給孔４５が設けられている。インク供給孔４５は、キャビティ基板３に設けられたインク供給孔３５、及びリザーバ基板２に設けられたインク供給孔２７を通じて、リザーバ２３に連通している。
【００４１】
ここで、上記のように構成されたインクジェットヘッド１０の動作について説明する。
インクジェットヘッド１０には、外部のインクカートリッジ（図示せず）内のインクがインク供給孔４５、３５、２７を通じてリザーバ２３内に供給され、さらにインクは個々の供給口２２からそれぞれの吐出室３１、ノズル連通孔２１を経て、ノズル孔１１の先端まで満たされている。また、このインクジェットヘッド１０の動作を制御するためのドライバＩＣ等の駆動制御回路５が、各個別電極４１とキャビティ基板３に設けられた共通電極３６との間に接続されている。
【００４２】
したがって、この駆動制御回路５により個別電極４１に駆動信号（パルス電圧）を供給すると、個別電極４１には駆動制御回路５からパルス電圧が印加され、個別電極４１をプラスに帯電させ、一方、これに対応する振動板３２はマイナスに帯電する。このとき、個別電極４１と振動板３２間に静電気力（クーロン力）が発生するため、この静電気力により振動板３２は個別電極４１側に引き寄せられて撓む。これによって、吐出室３１の容積が増大する。次に、パルス電圧をオフにすると、上記静電気力がなくなり、振動板３２はその弾性力により元に戻り、その際、吐出室３１の容積が急激に減少するため、そのときの圧力により、吐出室３１内のインクの一部がノズル連通孔２１を通過し、インク滴となってノズル孔１１から吐出される。そして、再びパルス電圧が印加され、振動板３２が個別電極４１側に撓むことにより、インクがリザーバ２３から供給口２２を通って吐出室３１内に補給される。
【００４３】
本実施の形態１に係るインクジェットヘッド１０によれば、駆動時において、吐出室３１の圧力はリザーバ２３にも伝達される。このとき、リザーバ２３の底壁２３ｂには、樹脂薄膜１１１を備えたダイアフラム部１００が設けられているので、リザーバ２３が正圧になると樹脂薄膜１１１は空間部１１０の下方へ撓み、逆にリザーバ２３が負圧になると樹脂薄膜１１１は空間部１１０の上方へ撓むため、リザーバ２３内の圧力変動を緩衝することができ、ノズル孔１１間の圧力干渉を防止することができる。そのため、駆動ノズル以外の非駆動ノズルからインクが漏れ出たり、駆動ノズルから吐出に必要な吐出量が減少するといったような不具合をなくすことができる。
【００４４】
また、樹脂薄膜１１１はリザーバ２３の底壁２３ｂに設けられているため、ダイアフラム部１００の面積を大きくすることができ、圧力緩衝効果を大きくすることができる。
また、樹脂薄膜１１１はリザーバ凹部２３ａの内面全体に形成され、ダイアフラム部１００となる樹脂薄膜１１１部分が、リザーバ２３の底壁２３ｂの表面と、供給口２２の周壁の一部と、インク供給孔２７の周壁の一部とに対して一様に成膜されているため、例えば、図３に示すように空間部１１０の側面１１０ａに形成するようにした場合に比べて、リザーバ基板２との接触面積が増加して十分な密着性を確保することができるようになっている。
さらに、ダイアフラム部１００はリザーバ基板２内に設けられておりＣ面側はキャビティ基板３によって蓋がされ、外部に露出していないので、樹脂薄膜１１１を備えたダイアフラム部１００を外力から確実に保護することができ、かつ保護カバー等特別な保護部材を全く必要としない。そのため、インクジェットヘッド１０の小型化、及びコスト低減が可能となる。
【００４５】
なお、ダイアフラム部１００は上記のように広い面積を有するので、空間部１１０内でも確実に変位（振動）させることができる。また必要に応じて、外部から空間部１１０に連通する小さい通気孔（図示せず）を、キャビティ基板３または電極基板４に設けてもよい。
【００４６】
次に、実施の形態１に係るインクジェットヘッド１０の製造方法について、図４乃至図１０を用いて説明する。なお、以下において示す基板の厚さやエッチング深さ、温度、圧力等の値はあくまでも一例を示すものであり、本発明はこれらの値によって限定されるものではない。
まず、リザーバ基板２の製造方法について図４乃至図６を参照して説明する。
【００４７】
（ａ）図４（ａ）に示すように、面方位（１００）、厚さ１８０μｍのシリコン材よりなるリザーバ基材２００を用意し、このリザーバ基材２００の外面に熱酸化膜２０１を形成する。
（ｂ）次に、フォトリソグラフィー法により、図４（ｂ）に示すように、キャビティ基板３と接着する側の面（Ｃ面）に、ノズル連通孔２１、第２の凹部２８、供給口２２、ダイアフラム部１００、インク供給孔２７になる部分の外縁のそれぞれ２１ａ、２８ａ、２２ａ、１００ａ、２７ａをパターニングする。このとき、Ｃ面における各部分２１ａ、２８ａ、２２ａ、１００ａ、２７ａの熱酸化膜２０１の残し膜厚が、次の関係になるようにエッチングする。
ノズル連通孔２１になる部分の外縁２１ａ＝０＜供給口２２になる部分２２ａ＝インク供給孔２７になる部分２７ａ＜第２の凹部２８になる部分２８ａ＝ダイアフラム部１００になる部分１００ａ
【００４８】
（ｃ）次に、図４（ｃ）に示すように、Ｃ面のノズル連通孔２１になる部分２１ａを、ＩＣＰで１５０μｍ程、ドライエッチングする。
（ｄ）次に、図４（ｄ）に示すように、熱酸化膜２０１を適量エッチングして、供給口２２になる部分２２ａ、インク供給孔２７になる部分の外縁２７ａを開口させ、そののち、ＩＣＰで１５μｍ程、ドライエッチングする。
【００４９】
（ｅ）次に、図４（ｅ）に示すように、熱酸化膜２０１を適量エッチングして、第２の凹部２８になる部分２８ａ及びダイアフラム部１００になる部分１００ａを開口させ、そののちＩＣＰで２５μｍ程、ドライエッチングする。この際、ノズル連通孔２１になる部分２１ａもドライエッチングされて、Ｎ面にまで貫通する。
（ｆ）そして、熱酸化膜２０１を除去した後に、図４（ｆ）に示すように、再度、熱酸化膜２０１を１．０μｍ形成し、ノズル基板１と接着する側の面（Ｎ面）に、リザーバ凹部２３ａになる部分２３０をフォトリソグラフィー法で開口する。
【００５０】
（ｇ）次に、図５（ｇ）に示すように、ＫＯＨで１５０μｍ程、ウェットエッチングしてリザーバ凹部２３ａを形成する。ここで、インク供給孔２７になる部分のシリコン部材２００ａは外縁２７ａによりシリコン基材（リザーバ基材）２００から分離された状態になる。
（ｈ）熱酸化膜２０１を除去した後に、図５（ｈ）に示すように、再度、熱酸化膜２０１ａを０．２μｍ形成する。
（ｉ）Ｃ面に、ダイアフラム部１００になる部分１００ａのみが開口した金属製もしくはシリコン製マスク２０２を被せてドライエッチングを行い、ダイアフラム部１００になる部分１００ａの熱酸化膜２０１ａを除去する。
【００５１】
（ｊ）そして、リザーバ基材２００のＣ面全体を保護フィルム２０３で保護するとともに、リザーバ凹部２３ａの開口部よりも小さい開口２０４ａを有する保護フィルム（マスク部材）２０４でリザーバ基材２００のＮ面を保護した状態で、リザーバ凹部２３ａの内面全体に白金膜２０５を０．１μｍ成膜する。
ここで、保護フィルム２０４の開口２０４ａをリザーバ凹部２３ａの開口部よりも小さく形成したのは、仮に保護フィルム２０４のリザーバ基材２００に対するアライメントにズレが生じたとしても、リザーバ基材２００のノズル基板１との接着面（Ｎ面）を確実に保護フィルム２０４で保護して接着面に樹脂薄膜１１１が成膜されるのを確実に防止するためである。これは、リザーバ基材２００のノズル基板１との接着面に樹脂薄膜１１１が成膜されるとノズル基板１との十分な接着強度が得られず、剥がれる原因となるためである。
（ｋ）Ｃ面の保護フィルム２０３を新たな保護フィルム２０６に交換（供給口２２及びインク供給孔２７の白金膜２０５を除去するため）し、その状態で真空チャンバー内にセットし、表面全体にパリレンからなる樹脂薄膜１１１を１．０μｍ成膜する。このパリレンは、ジパラキシリレン（ダイマー）を昇華させて熱分解することにより成膜される。ここで、このパリレンは、シリコン薄膜に比べて柔らかい性質があるため、当該部分を例えばシリコン薄膜で形成した場合に比べて１００倍から１０００倍の圧力吸収効果を発揮することができる。
このように、樹脂薄膜１１１はリザーバ基板２の製造過程において成膜によって形成される。
【００５２】
（ｌ）そして、Ｎ面及びＣ面の保護フィルム２０４，２０６を剥離する。ここで、樹脂薄膜１１１は、下地膜として形成された白金膜２５の作用によりリザーバ凹部２３ａの表面に対して密着性高く成膜されているため、保護フィルム２０４を剥離する際にリザーバ凹部２３ａの内面部分の樹脂薄膜１１１も一緒に剥がれるといった不都合が生じないようになっている。そして、Ｃ面側より酸素プラズマで供給口２２及びインク供給孔２７の樹脂薄膜１１１を除去し、Ｎ面側から酸素プラズマでパリレンが除去されない程度に表面を親水化処理する。
（ｍ）Ｃ面からＳＦ６プラズマで空間部１１０になる部分のシリコンを除去する。その結果、樹脂薄膜１１１が露出し、ダイアフラム部１００が完成する。
以上によりリザーバ基板２が作製される。
【００５３】
次に、電極基板４とキャビティ基板３の製造工程について図７乃至図９を参照して説明し、インクジェットヘッドの完成までの製造工程について図１０を参照して説明する。
【００５４】
まず、電極基板４は、以下のようにして製造される。
（ａ）図７（ａ）に示すように、硼珪酸ガラス等からなる厚さ約１ｍｍのガラス基材４００に、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４２を形成する。なお、この凹部４２は個別電極４１の形状より少し大きめの溝状のものであり、個別電極４１ごとに複数形成される。
そして、凹部４２の内部に、スパッタとパターニングにより、ＩＴＯ（Indium  Tin  Oxide）からなる個別電極４１を形成する。
その後、ブラスト等によってインク供給孔４５になる部分４５ａを形成することにより、電極基板４が作製される。
【００５５】
（ｂ）次に、図７（ｂ）に示すように、厚さ約２２０μｍで電極基板４と接合するＥ面に所要の厚さのボロンドープ層（図示せず）を形成してあるシリコン材よりなるキャビティ基材３００を用意し、このキャビティ基材３００のＥ面に、例えばＴＥＯＳを原料としたプラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）によって、厚さ０．１μｍの酸化膜からなる絶縁膜３４を成膜する。絶縁膜３４の成膜は、例えば、温度３６０℃、高周波出力２５０Ｗ、圧力６６．７Ｐａ（０．５Ｔｏｒｒ）、ガス流量はＴＥＯＳ流量１００ｃｍ3／ｍｉｎ（１００ｓｃｃｍ）、酸素流量１０００ｃｍ3／ｍｉｎ（１０００ｓｃｃｍ）の条件で行う。また、キャビティ基材３００は、所要の厚さのボロンドープ層（図示せず）を有するものを用いるのが望ましい。
【００５６】
（ｃ）次に、キャビティ基材３００（図７（ｂ））と、個別電極４１が作製された電極基板４（図７（ａ））とを、図７（ｃ）に示すように、絶縁膜３４を介して陽極接合する。陽極接合は、キャビティ基材３００と電極基板４を３６０℃に加熱した後、電極基板４に負極、キャビティ基材３００に正極を接続して、８００Ｖの電圧を印加して陽極接合する。
【００５７】
（ｄ）次に、図７（ｄ）に示すように、陽極接合された上記キャビティ基材３００の表面を、バックグラインダーや、ポリッシャーによって研削加工し、さらに水酸化カリウム水溶液で表面を１０〜２０μｍエッチングして加工変質層を除去し、厚さが３０μｍになるまで薄くする。
【００５８】
（ｅ）次に、図８（ｅ）に示すように、薄板化されたキャビティ基材３００の表面に、エッチングマスクとなるＴＥＯＳ酸化膜３０１を、プラズマＣＶＤによって厚さ約１．０μｍで成膜する。
【００５９】
（ｆ）そして、ＴＥＯＳ酸化膜３０１の表面上にレジスト（図示せず）をコーティングし、フォトリソグラフィーによってレジストをパターニングし、ＴＥＯＳ酸化膜３０１をエッチングすることにより、図８（ｆ）に示すように、吐出室３１の第１の凹部３３、インク供給孔３５、及び電極取り出し部４４になる部分３３ａ、３５ａ、４４ａを開口する。そして、開口後にレジストを剥離する。
【００６０】
（ｇ）次に、図８（ｇ）に示すように、この陽極接合済みの基材を水酸化カリウム水溶液でエッチングすることにより、薄板化されたキャビティ基材３００に、吐出室３１の第１の凹部３３になる部分３３ａと、インク供給孔３５となる貫通孔３５ａを形成する。このとき、電極取り出し部４４になる部分４４ａはボロンドープ層が形成されているため、振動板３２になる部分３２ａと同じ厚さで残留する。また、貫通孔３５ａにもボロンドープ層が形成されているが、インク供給孔４５から侵入する水酸化カリウム水溶液にも曝露されているため、エッチング中に消滅する。
【００６１】
なお、このエッチング工程では、最初は、濃度３５ｗｔ％の水酸化カリウム水溶液を用いて、キャビティ基材３００の残りの厚さが例えば５μｍになるまでエッチングを行い、ついで、濃度３ｗｔ％の水酸化カリウム水溶液に切り替えてエッチングを行う。これにより、エッチングストップが十分に働くため、振動板３２になる部分３２ａの面荒れを防ぎ、かつその厚さを０．８０±０．０５μｍと、高精度の厚さに形成することができる。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。
【００６２】
（ｈ）キャビティ基材３００のエッチングが終了した後に、図８（ｈ）に示すように、フッ酸水溶液でエッチングすることにより、キャビティ基材３００の上面に形成されているＴＥＯＳ酸化膜３０１を除去する。
【００６３】
（ｉ）次に、キャビティ基材３００の第１の凹部３３になる部分３３ａの表面に、図９（ｉ）に示すように、プラズマＣＶＤによりＴＥＯＳ膜からなるインク保護膜３７を、厚さ０．１μｍで形成する。
【００６４】
（ｊ）その後、図９（ｊ）に示すように、ＲＩＥ（Reactive  Ion  Etching）等によって電極取り出し部４４になる部分４４ａを開口する。また、振動板３２と個別電極４１の間のエアギャップＧの開放端部を、エポキシ樹脂等の封止材４３で気密に封止する。また、Ｐｔ（白金）等の金属電極からなる共通電極３６が、スパッタにより、キャビティ基材３００の表面の端部に形成される。
以上により、電極基板４に接合した状態のキャビティ基材３００からキャビティ基板３が作製される。
【００６５】
（ｋ）そして、図１０（ｋ）に示すように、このキャビティ基板３に、前述のようにノズル連通孔２１、供給口２２、リザーバ凹部２３ａ、ダイアフラム部１００等が作製されたリザーバ基板２を接着剤により接着する。
【００６６】
（ｌ）最後に、図１０（ｌ）に示すように、予めノズル孔１１が形成されたノズル基板１を、リザーバ基板２上に接着剤により接着する。
（ｍ）そして、図１０（ｍ）に示すように、ダイシングにより個々のヘッドに分離すれば、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。
【００６７】
以上のように、実施の形態１に係るインクジェットヘッドは、ダイアフラム部１００と吐出室３１とを別々の基板（リザーバ基板２とキャビティ基板３）に設けたので、リザーバ２３の体積を確保することができる。このため、ノズル孔１１の高密度化が可能であるとともに、リザーバ２３のコンプライアンスを低減してリザーバ２３内での圧力変動を抑制することができる。したがって、インク吐出時に発生するノズル間の圧力干渉を防止することができ、良好な吐出特性を得ることができる。
【００６８】
また、リザーバ基板２の内部にダイアフラム部１００を設けてダイアフラム部１００がヘッドチップに内包される構造としたため、直接外力が加わることはなく、ダイアフラム部１００を薄くすることができ、かつ保護カバー等のような特別の保護部材を必要とせず、ヘッドユニットの外力に対する強度を向上することができる。
【００６９】
また、リザーバ基板２のダイアフラム部１００がリザーバ２３の底面に位置するので、リザーバ２３の底部全面をダイアフラムにすることでダイアフラム部１００の面積を大きくすることができ、ダイアフラム部１００の圧力緩衝効果を大きくすることができる。
【００７０】
また、ダイアフラム部１００は、樹脂薄膜１１１を成膜することにより形成したので、ダイアフラム部１００をウエハーに一括で形成できて生産性が良い。
【００７１】
また、ダイアフラム部１００の形成に際しては、リザーバ基板２のＮ面側を開口２０４ａを有する保護フィルム２０４で保護した状態で樹脂薄膜１１１を成膜し、そして、その保護フィルム２０４を剥がすことにより形成するものであるので、言い換えれば、リザーバ凹部２３ａの内面全体に成膜した樹脂薄膜１１１の一部をダイアフラム部１００としてそのまま利用するため、樹脂薄膜１１１を部分的に除去したり、樹脂薄膜１１１を部分的に成膜したりする工程が不要であるため、製造工程が簡単で、歩留まりと生産性を向上させることができる。
【００７２】
また、ダイアフラム部１００が変形するための空間部１１０をリザーバ２３の形成面と反対側の面をエッチングにより掘り込んで形成したものであるので、空間部１１０を設けるに際し、キャビティ基板３もしくはノズル基板１に加工する必要がなく、キャビティ基板３もしくはノズル基板１の設計及び加工に対する影響を与えることがない。
【００７３】
また、樹脂薄膜１１１にパリレンを用いたので、微小欠陥が無く被覆性に優れ、また、耐熱性、耐薬品性及び耐透湿性が高い樹脂薄膜を構成することができる。また、ダイアフラム部１００の薄膜部分を例えばシリコン薄膜で形成する場合に比べ、１００倍から１０００倍の圧力吸収効果を発揮することができる。
【００７４】
また、樹脂薄膜１１１を成膜する際にＮ面を保護する保護フィルム２０４を、その開口２０４ａがリザーバ凹部２３ａの開口部よりも小さいものとしたので、仮に保護フィルム２０４のリザーバ基板２に対するアライメントにズレが生じたとしても、リザーバ基板２のノズル基板１との接着面（Ｎ面）を確実に保護フィルム２０４で保護することができ、接着面に樹脂薄膜１１１が成膜されるのを確実に防止することができる。これにより、リザーバ基板２とノズル基板１との接着強度を確保することができる。また、リザーバ基板２のＣ面側も同様に保護フィルム２０６で保護するようにしたので、リザーバ基板２とキャビティ基板３との接着強度を確保することができる。
【００７５】
また、樹脂薄膜１１１の成膜に先だって白金膜２０５を下地膜として成膜するようにしたので、樹脂薄膜１１１とシリコン表面との密着性を高くすることができる。
【００７６】
また、樹脂薄膜１１１の表面を酸素プラズマで親水化処理するようにしたので、液滴流路の親水性を容易に確保することができる。
【００７７】
また、ダイアフラム部１００を形成する際のシリコンのドライエッチングにはＳＦ６プラズマを用いるようにしたので、樹脂薄膜１１１に与えるダメージを最小限に抑えてシリコンのドライエッチングを行うことができる。
【００７８】
また、空間部１１０を、リザーバ基板２のキャビティ基板３との接着面側に設けた構造としたので、換言すれば、吐出室３１とリザーバ２３とをリザーバ基板２において互いに反対側の面に形成した構造としたので、リザーバ２３をキャビティ基板３の吐出室３１と立体的にオーバラップさせてヘッド面積を小型化することができる。
【００７９】
実施の形態２．
図１１は本発明の実施の形態２に係るインクジェットヘッドの概略構成を示す分解斜視図、図１２は図１１に示したインクジェットヘッドの組立状態を示す縦断面図である。なお、実施の形態１と同一部分には同じ符号を付し説明を省略する。
実施の形態２に係るインクジェットヘッド１０は、リザーバ基板２に設けたダイアフラム部１００を、実施の形態１とは逆に、ノズル基板１との接着面側（Ｎ面側）に設けたものである。
【００８０】
本実施の形態２では、リザーバ基板２以外のノズル基板１、キャビティ基板３及び電極基板４は、実施の形態１と同じ構成である。実施の形態２のリザーバ基板２には、ノズル基板１のノズル孔１１に連通する円筒状のノズル連通孔２１が同様に形成されている。また、実施の形態１では、各吐出室３１の一部を構成する第２の凹部２８と、リザーバ２３となるリザーバ凹部２３ａとがリザーバ基板２において互いに反対面に形成されていたが、本実施の形態２では同一面（Ｃ面）に形成されている。そして、リザーバ基板２のＣ面には更に、第２の凹部２８とリザーバ凹部２３ａとを連通する細溝状の供給口２２０が形成されている。また、キャビティ基板３に設けられたインク供給孔３５は、リザーバ凹部２３ａの開口面に開口している。
【００８１】
リザーバ基板２のリザーバ凹部２３ａは、キャビティ基板３との接着面（Ｃ面）側に拡径して開かれた断面ほぼ台形状となっている。そしてリザーバ凹部２３ａの上部（Ｎ面側）には、直方体状の空間部１１０が形成されている。そして、この空間部１１０に樹脂薄膜１１１を形成して、圧力変動緩衝部であるダイアフラム部１００を構成している。
【００８２】
ここで、樹脂薄膜１１１は、空間部１１０のＣ面側に加え、第２の凹部２８、供給口２２０及びリザーバ凹部２３ａの内面に形成されている。そして、空間部１１０に対向する部分の樹脂薄膜１１１は、空間部１１０とリザーバ凹部２３ａとの間で空中に浮いた状態となっており、この空間部１１０によって樹脂薄膜１１１のたわみが許容されるようになっている。
なお、この樹脂薄膜１１１は上記実施の形態１と同様に、例えばパリレンを用いて形成される。
また、上記実施の形態１と同様に、樹脂薄膜１１１は、リザーバ基板２において他の基板との接着面となる面（ここではＣ面）には形成されないようになっており、キャビティ基板３との接着強度が確保されるようになっている。
【００８３】
本実施の形態２に係るインクジェットヘッド１０は、その駆動時において、リザーバ２３のＮ面側に設けられたダイアフラム部１００の樹脂薄膜１１１が大きな面積を有して上下方向に振動するので、実施の形態１と同様の効果があり、ノズル孔１１間の圧力干渉を防止することができる。
また、ダイアフラム部１００はリザーバ基板２の内部に形成されておりＮ面側はノズル基板１によって蓋がされ、外部に露出していないので、樹脂薄膜１１１を備えたダイアフラム部１００を外力から確実に保護することができ、かつ保護カバー等特別な保護部材を全く必要としない。そのため、インクジェットヘッド１０の小型化、及びコスト低減が可能となる。
【００８４】
次に、実施の形態２に係るインクジェットヘッドの製造のために使用するリザーバ基板の製造方法を、図１３、図１４を用いて説明する。
（ａ）まず、図１３（ａ）に示すように、面方位（１００）、厚さ１８０μｍのシリコン材よりなるリザーバ基材２００を用意し、このリザーバ基材２００の外面に熱酸化膜２０１を１．０μｍ形成する。
（ｂ）次に、図１３（ｂ）に示すように、フォトリソグラフィー法により、Ｃ面にノズル連通孔２１になる部分２１ａを開口する。
（ｃ）次に、図１３（ｃ）に示すように、Ｃ面のノズル連通孔２１になる部分２１ａを、ＩＣＰで貫通するまでドライエッチングする。
【００８５】
（ｄ）次に、熱酸化膜２０１を剥離し、その後、図１３（ｄ）に示すように、再度、熱酸化膜２０１を形成する。そして、Ｃ面にそれぞれリザーバ凹部２３ａと供給口２２０と第２の凹部２８とになる部分２３０、２２ａ、２８ａをパターニングする。ただし、エッチング深さに応じて、パターン幅が次の関係になるようにする。
リザーバ凹部２３ａになる部分２３０＞第２の凹部２８になる部分２８ａ＞供給口２２０になる部分２２ａ
【００８６】
（ｅ）次に、図１４（ｅ）に示すように、ＫＯＨによるウェットエッチングで、Ｃ面を１５０μｍエッチングしてリザーバ凹部２３ａを形成する。その際、供給口２２０と第２の凹部２８も同時に形成されるが、それぞれの熱酸化膜２０１によるパターン部分の開口幅に応じた深さでエッチングがストップする。各部の深さは、以下の関係に形成される。
リザーバ凹部２３ａ＞第２の凹部２８＞供給口２２０
（ｆ）次に、熱酸化膜２０１を剥離し、その後、図１４（ｆ）に示すように、再度熱酸化膜２０１ａを形成し、Ｎ面に、ダイアフラム部１００になる部分１００ａのみが開口した金属製もしくはシリコン製マスク２０２を被せてドライエッチングを行い、ダイアフラム部１００になる部分１００ａの熱酸化膜２０１ａを除去する。
【００８７】
（ｇ）そして、図１４（ｇ）に示すようにリザーバ基材２００のＮ面全体を保護フィルム２０３でマスキングするとともに、第２の凹部２８、供給口２２０及びリザーバ凹部２３ａの開口部よりも小さい開口２０４ａを有する保護フィルム２０４でリザーバ基材２００のＣ面を保護した状態で、第２の凹部２８、供給口２２０及びリザーバ凹部２３ａの内面全体に白金膜２０５を０．１μｍ成膜する。
（ｈ）Ｎ面及びＣ面を保護フィルム２０３，２０４で保護したまま、パリレンからなる樹脂薄膜１１１を１．０μｍ成膜する。パリレンの成膜は、上記実施の形態１で説明した方法と同様に、リザーバ基材２００に保護フィルム２０３，２０４を装着した状態で真空チャンバー内にセットし、ジパラキシリレン（ダイマー）を昇華させて熱分解することで表面全体に堆積させて成膜する。
このように、樹脂薄膜１１１はリザーバ基板２の製造過程において成膜によって形成される。
【００８８】
（ｉ）次に、図１４（ｉ）に示すように、Ｎ面及びＣ面の保護フィルム２０３，２０４を剥離する。このとき、実施の形態１と同様に、樹脂薄膜１１１は、白金膜２５の作用により第２の凹部２８、供給口２２０及びリザーバ凹部２３ａの表面に対して密着性高く成膜されているため、Ｃ面側の保護フィルム２０４を剥離する際に樹脂薄膜１１１も一緒に剥がれるといった不都合が生じないようになっている。そして、Ｃ面側から酸素プラズマでパリレンが除去されない程度に表面を親水化処理する。
（ｊ）Ｎ面からＳＦ６プラズマで空間部１１０になる部分のシリコンを除去する。その結果、樹脂薄膜１１１が露出し、ダイアフラム部１００が完成する。
以上によりリザーバ基板２が作製される。
【００８９】
そして、上記のように作製されたリザーバ基板２を用いて、実施の形態１の図７乃至図１０で説明したように製造すれば、実施の形態２に係るインクジェットヘッド１０を製造することができる。
【００９０】
実施の形態２に係るインクジェットヘッド１０は、実施の形態１とほぼ同様の効果が得られるとともに、ダイアフラム部１００が変形するための空間部１１０をノズル基板１との接着面側に設けた構造としたので、換言すれば、リザーバ２３やその他の各部をリザーバ基板２において同一面側に形成した構造としたので、リザーバ基板２の全ての加工をキャビティ基板３側からの片面加工で完了させることができ、歩留まりと生産性を向上することができる。
【００９１】
実施の形態３．
本実施の形態３は、図２に示した構造において、樹脂薄膜の下地となる白金膜とリザーバ基材との密着性を向上させるようにしたものである。実施の形態３は、実施の形態１のリザーバ基板の製造方法を一部異ならせたもので、それ以外は実施の形態１と同様であるため、ここでは、リザーバ基板の製造方法を中心に説明し、その他の説明は省略する。
【００９２】
以下、実施の形態３のリザーバ基板の製造方法を図１５〜図１７を用いて説明する。
（ａ）面方位（１００）、厚さ１８０μｍのシリコン材よりなるリザーバ基材２００を用意し、このリザーバ基材２００の外面に熱酸化膜２０１を形成する。
（ｂ）次に、フォトリソグラフィー法により、キャビティ基板３と接着する側の面（Ｃ面）に、ノズル連通孔２１、第２の凹部２８、供給口２２、ダイアフラム部１００、インク供給孔２７になる部分の外縁のそれぞれ２１ａ、２８ａ、２２ａ、１００ａ、２７ａをパターニングする。このとき、Ｃ面における各部分２１ａ、２８ａ、２２ａ、１００ａ、２７ａの熱酸化膜２０１の残し膜厚が、次の関係になるようにエッチングする。
ノズル連通孔２１になる部分の外縁２１ａ＝０＜供給口２２になる部分２２ａ＝インク供給孔２７になる部分２７ａ＜第２の凹部２８になる部分２８ａ＝ダイアフラム部１００になる部分１００ａ
【００９３】
（ｃ）次に、Ｃ面のノズル連通孔２１になる部分２１ａを、ＩＣＰで１５０μｍ程、異方性ドライエッチングする。
（ｄ）次に、熱酸化膜２０１を適量エッチングして、供給口２２になる部分２２ａ、インク供給孔２７になる部分の外縁２７ａを開口させ、そののち、ＩＣＰで１５μｍ程、異方性ドライエッチングする。
【００９４】
（ｅ）次に、熱酸化膜２０１を適量エッチングして、第２の凹部２８になる部分２８ａ及びダイアフラム部１００になる部分１００ａを開口させ、そののちＩＣＰで２５μｍ程、異方性ドライエッチングする。この際、ノズル連通孔２１になる部分２１ａもドライエッチングされて、Ｎ面にまで貫通する。
（ｆ）そして、熱酸化膜２０１を除去した後に、図１５（ｆ）に示すように、再度、熱酸化膜２０１を１．０μｍ形成し、ノズル基板１と接着する側の面（Ｎ面）に、リザーバ凹部２３ａになる部分２３０をフォトリソグラフィー法で開口する。
【００９５】
（ｇ）次に、ＫＯＨで１５０μｍ程、ウェットエッチングしてリザーバ凹部２３ａを形成する。ここで、インク供給孔２７になる部分のシリコン部材２００ａは外縁２７ａによりシリコン基材（リザーバ基材）２００から分離された状態になる。
（ｈ）熱酸化膜２０１を除去した後に、再度、熱酸化膜（インク保護膜）２０１ａを０．２μｍ形成する。
（ｉ）Ｃ面に、ダイアフラム部１００になる部分１００ａのみが開口した金属製もしくはシリコン製マスク２０２を被せて異方性ドライエッチングを行い、ダイアフラム部１００になる部分１００ａの熱酸化膜２０１ａを除去する。
【００９６】
（ｊ）Ｎ面に、金属製もしくはシリコン製マスク（マスク部材）２１０を被せて異方性ドライエッチングを行い、リザーバ凹部２３ａの熱酸化膜２０１ａを除去する。
（ｋ）Ｎ面のマスク２１０はそのままで、Ｎ面よりリザーバ凹部２３ａ全面に白金膜２０５をスパッタで０．１μｍ形成する。
このように、白金膜２０５の成膜部分に対応する部分の熱酸化膜２０１ａを除去してリザーバ基材２００の表面を露出させ、その露出部分に白金膜２０５を形成することにより、白金膜２０５とリザーバ基材２００との密着性を高めることが可能となっている。
【００９７】
（ｌ）そして、Ｎ面のマスク２１０を、リザーバ凹部２３ａの開口部よりも小さい開口２０４ａを有するパリレン成膜用の保護フィルム（マスク部材）２０４に交換し、Ｃ面にも保護フィルム２０６でマスキングを施す。そして、このようにＮ面及びＣ面を保護フィルム２０４，２０６で保護したまま、表面全体にパリレンからなる樹脂薄膜１１１を１．０μｍ形成する。パリレンの成膜は、上記実施の形態１で説明した方法と同様に、リザーバ基材２００に保護フィルム２０４，２０６を装着した状態で真空チャンバー内にセットし、ジパラキシリレン（ダイマー）を昇華させて熱分解することで表面全体に堆積させて成膜する。
ここで、保護フィルム２０４の開口２０４ａをリザーバ凹部２３ａの開口部よりも小さく形成した理由は、上記実施の形態１と同様である。
このように、樹脂薄膜１１１はリザーバ基板２の製造過程において成膜によって形成される。
【００９８】
（ｍ）そして、Ｎ面及びＣ面の保護フィルム２０４，２０６を剥離する。ここで、樹脂薄膜１１１は、下地膜として形成された白金膜２５の作用によりリザーバ凹部２３ａの表面に対して密着性高く成膜されているため、保護フィルム２０４を剥離する際にリザーバ凹部２３ａの内面部分の樹脂薄膜１１１も一緒に剥がれるといった不都合が生じないようになっている。そして、Ｃ面側より酸素プラズマで供給口２２及びインク供給孔２７の樹脂薄膜１１１を除去し、Ｎ面側から酸素プラズマでパリレンが除去されない程度に表面を親水化処理する。
（ｎ）Ｃ面からＳＦ６プラズマで空間部１１０になる部分のシリコンを除去する。その結果、樹脂薄膜１１１が露出し、ダイアフラム部１００が完成する。
以上によりリザーバ基板２が作製される。
【００９９】
このように実施の形態３によれば、リザーバ基板２の製造に際し、樹脂薄膜１１１の下地となる白金膜２０５を形成する前に、白金膜成膜領域（すなわち、リザーバ凹部２３ａの内面全体）の熱酸化膜（インク保護膜）２０１ａを選択的に除去してリザーバ基材２００の表面を露出させ、リザーバ基材２００の表面に直接、白金膜２０５を形成するようにしたので、白金膜２０５とリザーバ基材２００との密着性を向上させることが可能となる。その結果、樹脂薄膜１１１とリザーバ基材２００表面との密着性を更に向上することができ、（ｍ）工程で保護フィルム２０４を剥離する際にリザーバ凹部２３ａの内面部分の樹脂薄膜１１１も一緒に剥がれるといった不都合を確実に防止することが可能となる。
【０１００】
また、リザーバ凹部２３ａの熱酸化膜２０１ａを選択的に除去する際には、マスク２１０を介して異方性ドライエッチングを行うため、リザーバ基材２００の全面に形成された熱酸化膜（インク保護膜）２０１ａのうち、リザーバ凹部２３ａ内の熱酸化膜２０１ａのみを容易かつ確実に除去することができる。なお、凹凸部に形成された膜を選択的に除去する場合、レジストコートや露光が困難になるため、フォトリソグラフィーを行った後にウェットエッチングを行うという工程を用いるのは非常に難しい。
【０１０１】
実施の形態４．
本実施の形態４は、図１２に示した構造において、樹脂薄膜の下地となる白金膜とリザーバ基材との密着性を向上させるようにしたものである。実施の形態４は、実施の形態２のリザーバ基板の製造方法を一部異ならせたもので、それ以外は実施の形態２と同様であるため、ここでは、リザーバ基板の製造方法を中心に説明し、その他の説明は省略する。
【０１０２】
以下、実施の形態４のリザーバ基板の製造方法を図１８、図１９を用いて説明する。
（ａ）まず、面方位（１００）、厚さ１８０μｍのシリコン材よりなるリザーバ基材２００を用意し、このリザーバ基材２００の外面に熱酸化膜２０１を１．０μｍ形成する。
（ｂ）次に、フォトリソグラフィー法により、Ｃ面にノズル連通孔２１になる部分２１ａを開口する。
（ｃ）次に、Ｃ面のノズル連通孔２１になる部分２１ａを、ＩＣＰで貫通するまで異方性ドライエッチングする。
【０１０３】
（ｄ）次に、熱酸化膜２０１を剥離し、その後、図１８（ｄ）に示すように、再度、熱酸化膜２０１を形成する。そして、Ｃ面にそれぞれリザーバ凹部２３ａと供給口２２０と第２の凹部２８とになる部分２３０、２２ａ、２８ａをパターニングする。ただし、エッチング深さに応じて、パターン幅が次の関係になるようにする。
リザーバ凹部２３ａになる部分２３０＞第２の凹部２８になる部分２８ａ＞供給口２２０になる部分２２ａ
【０１０４】
（ｅ）次に、ＫＯＨによるウェットエッチングで、Ｃ面を１５０μｍエッチングしてリザーバ凹部２３ａを形成する。その際、供給口２２０と第２の凹部２８も同時に形成されるが、それぞれの熱酸化膜２０１によるパターン部分の開口幅に応じた深さでエッチングがストップする。各部の深さは、以下の関係に形成される。
リザーバ凹部２３ａ＞第２の凹部２８＞供給口２２０
（ｆ）次に、熱酸化膜２０１を剥離し、その後、図１９（ｆ）に示すように、再度熱酸化膜（インク保護膜）２０１ａを０．２μｍ形成し、Ｎ面に、ダイアフラム部１００になる部分１００ａのみが開口した金属製もしくはシリコン製マスク２０２を被せてドライエッチングを行い、ダイアフラム部１００になる部分１００ａの熱酸化膜２０１ａを除去する。
【０１０５】
（ｇ）そして、Ｃ面に、金属製もしくはシリコン製マスク（マスク部材）２１０を被せて異方性ドライエッチングを行い、リザーバ凹部２３ａ、第２の凹部２８及び供給口２２０の熱酸化膜２０１ａを除去する。
（ｈ）Ｃ面のマスク２１０はそのままで、Ｃ面よりリザーバ凹部２３ａ、第２の凹部２８及び供給口２２０に白金膜２０５をスパッタで０．１μｍ形成する。
このように、白金膜２０５の成膜部分に対応する部分の熱酸化膜２０１ａを除去してリザーバ基材２００の表面を露出させ、その露出部分に白金膜２０５を形成することにより、白金膜２０５とリザーバ基材２００との密着性を高めることが可能となっている。
【０１０６】
（ｉ）そして、Ｃ面のマスク２１０を、第２の凹部２８、供給口２２０及びリザーバ凹部２３ａの開口部よりも小さい開口２０４ａを有するパリレン成膜用の保護フィルム（マスク部材）２０４に交換し、Ｎ面にも保護フィルム２０３でマスキングを施す。そして、このようにＮ面及びＣ面を保護フィルム２０３，２０４で保護したまま、表面全体にパリレンからなる樹脂薄膜１１１を１．０μｍ形成する。パリレンの成膜は、上記実施の形態１で説明した方法と同様に、リザーバ基材２００に保護フィルム２０３，２０４を装着した状態で真空チャンバー内にセットし、ジパラキシリレン（ダイマー）を昇華させて熱分解することで表面全体に堆積させて成膜する。
このように、樹脂薄膜１１１はリザーバ基板２の製造過程において成膜によって形成される。
【０１０７】
（ｊ）次に、Ｎ面及びＣ面の保護フィルム２０３，２０４を剥離する。このとき、樹脂薄膜１１１は、白金膜２５の作用により第２の凹部２８、供給口２２０及びリザーバ凹部２３ａの表面に対して密着性高く成膜されているため、Ｃ面側の保護フィルム２０４を剥離する際に樹脂薄膜１１１も一緒に剥がれるといった不都合が生じないようになっている。そして、Ｃ面側から酸素プラズマでパリレンが除去されない程度に表面を親水化処理する。
（ｋ）Ｎ面からＳＦ６プラズマで空間部１１０になる部分のシリコンを除去する。その結果、樹脂薄膜１１１が露出し、ダイアフラム部１００が完成する。
以上によりリザーバ基板２が作製される。
【０１０８】
このように実施の形態４によれば、リザーバ基板２の製造に際し、下地となる白金膜２０５を形成する前に、白金膜成膜領域（すなわち、リザーバ凹部２３ａ、第２の凹部２８及び供給口２２０）の熱酸化膜（インク保護膜）２０１ａを選択的に除去してリザーバ基材２００の表面を露出させ、リザーバ基材２００の表面に直接、白金膜２０５を形成するようにしたので、白金膜２０５とリザーバ基材２００との密着性を向上させることが可能となる。その結果、パリレンとリザーバ基材２００表面との密着性を更に向上することができ、（ｊ）工程で保護フィルム２０４を剥離する際にリザーバ凹部２３ａの内面部分の樹脂薄膜１１１も一緒に剥がれるといった不都合を確実に防止することが可能となる。
【０１０９】
また、リザーバ凹部２３ａの熱酸化膜２０１ａを選択的に除去する際には、マスク２１０を介して異方性ドライエッチングを行うため、リザーバ基材２００の全面に形成された熱酸化膜（インク保護膜）２０１ａのうち、必要箇所（リザーバ凹部２３ａ、第２の凹部２８及び供給口２２０）の熱酸化膜２０１ａのみを容易かつ確実に除去することができる。なお、凹凸部に形成された膜を選択的に除去する場合、レジストコートや露光が困難になるため、フォトリソグラフィーを行った後にウェットエッチングを行うという工程を用いるのは非常に難しい。
【０１１０】
なお、上記各実施の形態では、樹脂薄膜１１１としてパリレンを用いた例を示したが、他に例えばサイトップ（旭硝子（株）の登録商標）を用いてもよい。
【０１１１】
上記の実施形態１〜４では、静電駆動方式のインクジェットヘッド及びその製造方法について述べたが、本発明は上記の実施形態に限定されるものでなく、本発明の技術思想の範囲内で種々変更することができる。例えば、静電駆動方式以外の駆動方式によるインクジェットヘッドについても、本発明を適用することができる。圧電方式の場合は、電極基板に代えて、圧電素子を各吐出室の底部に接着すればよく、バブル方式の場合は各吐出室の内部に発熱素子を設ければよい。また、上記各実施の形態に係るインクジェットヘッド１０は、図２０に示される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、プリント配線基板製造装置にて製造する配線基板の配線部分の形成、生体液体の吐出（プロテインチップやＤＮＡチップの製造）など、様々な用途の液滴吐出装置に適用することができる。また、上記実施の形態１及び２のインクジェットヘッド（液滴吐出ヘッド）を備えた液滴吐出装置は、液滴吐出時に発生するノズル間の圧力干渉を防止して吐出特性が良好な液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【図１】本発明の実施の形態１に係るインクジェットヘッドの概略構成を示す分解斜視図。
【図２】図１のインクジェットヘッドの組立状態を示す断面図。
【図３】ダイアフラム部の比較例を示す図。
【図４】実施の形態１に係るインクジェットヘッドのリザーバ基板の製造工程の断面図。
【図５】図４に続くリザーバ基板の製造工程の断面図。
【図６】図５に続くリザーバ基板の製造工程の断面図。
【図７】電極基板とキャビティ基板の製造工程の断面図。
【図８】図７に続く製造工程の断面図。
【図９】図８に続く製造工程の断面図。
【図１０】図９に続く製造工程の断面図。
【図１１】本発明の実施の形態２に係るインクジェットヘッドの概略構成を示す分解斜視図。
【図１２】図１１のインクジェットヘッドの組立状態を示す断面図。
【図１３】実施の形態２に係るインクジェットヘッドのリザーバ基板の製造工程の断面図。
【図１４】図１３に続くリザーバ基板の製造工程の断面図。
【図１５】本発明の実施の形態３に係るリザーバ基板の製造工程の断面図。
【図１６】図１５に続くリザーバ基板の製造工程の断面図。
【図１７】図１６に続くリザーバ基板の製造工程の断面図。
【図１８】本発明の実施の形態４に係るリザーバ基板の製造工程の断面図。
【図１９】図１８に続くリザーバ基板の製造工程の断面図。
【図２０】本発明に係るインクジェットプリンタを示す斜視図。
【符号の説明】
【０１１３】
１  ノズル基板、２  リザーバ基板、３  キャビティ基板、４  電極基板、１０  インクジェットヘッド、１１  ノズル孔、２１  ノズル連通孔、２２  供給口、２３  リザーバ、２３ａ  リザーバ凹部、２３ｂ  リザーバの底壁、２７，３５，４５  インク供給孔、２８  第２の凹部、３１  吐出室、３２  振動板、３３  第１の凹部、４１  個別電極、４２  凹部、１００  ダイアフラム部、１１０  空間部、１１１  樹脂薄膜、２００  リザーバ基材、２０３，２０４，２０６  保護フィルム、２０４ａ  開口、２０５  白金膜、２１０  マスク、Ｃ  キャビティ基板との接着面（Ｃ面）、Ｎ  ノズル基板との接着面（Ｎ面）。
【図１】
2008068617.tif 000003
【図２】
2008068617.tif 000004
【図３】
2008068617.tif 000005
【図４】
2008068617.tif 000006
【図５】
2008068617.tif 000007
【図６】
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【図７】
2008068617.tif 000009
【図８】
2008068617.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2008068617.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2008068617.tif 000018
【図１７】
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【図１８】
2008068617.tif 000020
【図１９】
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【図２０】
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