(57)【要約】      （修正有）【課題】ばらつきの少ない、寸法精度の高いオリフィスプレートが作製でき、これを用いて吐出安定性の良好な液体吐出ヘッドを提供する。【解決手段】液滴を吐出させるための複数のノズル１０３と、該ノズル１０３の各々と連通する複数の連通部と、を有し、複数の個別液室と連通する共通液室１０５と、前記個別液室と前記共通液室１０５とを繋ぐ複数の供給口と、の少なくとも一方を更に有する液体吐出ヘッドに用いられるオリフィスプレート１０６であって、該オリフィスプレート１０６は、第１及び第２のＳｉ層間にＳｉＯ2層１０１を有するＳＯＩ基板からなり、前記ノズル１０３は、前記ＳＯＩ基板における第１のＳｉ層１００に層厚方向に形成され、前記共通液室１０５と前記供給口の少なくとも一方と、前記連通部とは、前記第２のＳｉ層１０２に層厚方向に形成されていることを特徴とする。【選択図】図１
2008087367.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を吐出させるための複数のノズルと、
該ノズルの各々と連通する複数の連通部と、を有し、
複数の個別液室と連通する共通液室と、前記個別液室と前記共通液室とを繋ぐ複数の供給口と、の少なくとも一方を更に有する液体吐出ヘッドに用いられるオリフィスプレートであって、
該オリフィスプレートは、第１及び第２のＳｉ層間にＳｉＯ2層を有するＳＯＩ基板からなり、
前記ノズルは、前記ＳＯＩ基板における第１のＳｉ層に層厚方向に形成され、前記共通液室と前記供給口の少なくとも一方と、前記連通部とは、前記第２のＳｉ層に層厚方向に形成されていることを特徴とするオリフィスプレート。
【請求項２】
前記共通液室の深さと前記連通部の深さは同一であることを特徴とする請求項１に記載のオリフィスプレート。
【請求項３】
前記連通部の深さと前記供給口の深さは同一であることを特徴とする請求項１または２に記載のオリフィスプレート。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載のオリフィスプレートと、
個別液室と振動板が設けられた流路基板と、
前記個別液室内の液体を加圧してノズルの開口から液滴を吐出させるアクチュエータと、を有することを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項５】
前記流路基板が第１及び第２のＳｉ層間にＳｉＯ2層を有する第２のＳＯＩ基板からなり、
前記振動板は前記第２のＳＯＩ基板の第１のＳｉ層に形成され、前記個別液室は前記第２のＳＯＩ基板の前記第２のＳｉ層に層厚方向に形成されることを特徴とする請求項４に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項６】
請求項１乃至３のいずれかに記載のオリフィスプレートの製造方法であって、
前記オリフィスプレートを形成する前記ＳＯＩ基板の、前記第１のＳｉ層の前記ノズルに対応する部分と、前記第２のＳｉ層の前記連通部と、前記第２のＳｉ層の前記共通液室と前記供給口との少なくとも一方に対応する部分と、をボッシュプロセスにより前記ＳｉＯ2層までエッチングする工程と、
前記連通部と前記ノズルが連通するように前記ＳｉＯ2層の一部を除去する工程と、
を有することを特徴とするオリフィスプレートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴を吐出させるためのノズルとこれに連通する個別液室を備え、この個別液室内に充填された液体を加圧することによりノズル開口から微小な液滴を吐出するインクジェットヘッド等の液滴吐出ヘッドに関する。特に、この液体吐出ヘッドに用いられ、前記ノズルを構成するオリフィスプレート（ノズルプレートとも呼ばれる。）に関する。
【０００２】
また、本発明は、紙、布、革、不織布、ＯＨＰシート等に印刷するインクジェット記録装置や、基板、板材等の固体物に液体を付着させるパターニング装置や塗布装置等に適用可能な液滴吐出ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００３】
微少な液滴を噴射させる液滴吐出装置はプリンターなどの民生用のみならず、デバイス製造向けのパターニング装置や液晶のカラーフィルタ製造装置などの産業用途への展開が行われつつある。
【０００４】
このような液滴吐出装置は、液滴を吐出するための吐出口を開口したノズルと、ノズルより吐出する液体が充填される個別液室と、個別液室に液体を供給する供給口などから形成されている。
【０００５】
インク滴の吐出を行うためには個別液室内を加圧する必要があるが、その圧力発生手段としては、個別液室内に設置された発熱体により液体を発泡させてその圧力で液滴を吐出させるバブルジェット型のものがある。その他、個別液室の一部を形成している振動板を圧電素子により変形させることで液滴を形成させるピエゾ型のもの、静電気力で振動板を変形させることで液滴を吐出させる静電型が一般的に用いられている。特に産業用途においては、吐出させる液体の選択自由度の高さから、圧電素子を用いたタイプが用いられる。
【０００６】
これらのタイプの液滴吐出装置においては、近年の描画の高精細化の要求に伴い、個別液室をはじめとする液室を高密度かつ多数配列した高集積化が行なわれている。
【０００７】
これらの要求に応えるため、ノズルや、個別液室などをフォトリソ技術を用いて加工することにより高密度かつ高精細な描画を形成できる液体吐出ヘッドが特許文献１に提案されている。
【０００８】
特許文献１に開示されたヘッドは、ノズル開口部及びこれに連通する個別液室とこの液室に液体供給する供給口とを含む凹溝が形成された基板と、この基板と接合された、個別液室を加圧するための振動板とで構成されている。ノズルや個別液室や供給口は、Ｓｉ基板の一方の面から異方性エッチングによりＳｉを加工することで高精度に形成されている。また、供給口の流路断面積はノズル開口とほぼ同等で個別液室のそれよりも充分小さく設定されており、流路抵抗の役割も持っている。
【０００９】
このような構成のヘッドは振動板と基板の積層方向に概略垂直な面から液滴吐出を行う、所謂サイドシュータタイプであり、高密度化・高精細化に向いた形態と言われている。
【００１０】
その他に、オリフィスプレート（ノズルプレートとも呼ばれる。）にＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ−ｏｎ−ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板を用いる発明が特許文献２に開示されている。
【特許文献１】特開平５−２２９１２８号公報
【特許文献２】特開平９−２１６３６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
一般に、液滴吐出装置における描画性能は、吐出液滴の大きさや液滴の吐出速度といった特性のばらつきに左右され、さらに、これらの特性は、ノズルの流体抵抗のばらつきや個別液室（圧力発生室）の寸法精度により大きく影響を受ける。
【００１２】
さらに、より高い描画性能を得たい場合、特に、産業用途の液体吐出ヘッドにおいてはノズルの径や長さ等の寸法の公差がさらに厳しくなり、具体的には、±１ミクロン以下の加工精度が要求されている。
【００１３】
そこで本発明は、上記したような課題に鑑みてなされたものである。その目的は、ノズルの寸法ばらつきが小さく且つ個別液室の寸法精度の影響を排除して吐出特性を向上させることができる液滴吐出ヘッド及びこれに用いるオリフィスプレートを提供することにある。
【００１４】
また、特許文献１に開示されたようなヘッドでは、Ｓｉの異方性エッチングを用いて供給口を形成しているため、供給口の深さは供給口の幅に依存してしまい、供給口の幅と深さの両方を所望の寸法に形成することができない。
【００１５】
その上、Ｓｉの一方の面から個別液室と供給口を形成すると、供給口は個別液室の深さ等にも依存してしまい、吐出性能を決める要因となり、流路抵抗の役割を果たす供給口を、単独で自由な寸法に決定することができない。
【００１６】
さらに、高密度のヘッド作製にあたっては、個別液室や吐出口は小型化となり、それに伴い供給口もさらに小型化、高精度とする必要があり、これらに対応した構成や製造方法が求められている。
【００１７】
本発明は、このような課題の解決や要求に応えられる液滴吐出ヘッド及びこれに用いるオリフィスプレートを提供することも目的とする。
【００１８】
また、特許文献２に記載のものはテーパーのついた形状となっており、ストレートのノズルとストレートのノズル連通部をあけているものではない。
【００１９】
一般に、圧電アクチュエータを有する液滴吐出ヘッドにおいて、吐出効率を向上させるためにテーパー状のノズル（吐出穴）を有するオリフィスプレートが良いと考えられている。しかし、実際にテーパー形状を安定に作成するのは非常に困難であり、特に、４インチφ以上のＳｉウェハー上でエッチングを行った場合、±５％程度の寸法ばらつきが発生する。通常のＳｉウェハーを加工する場合、ボッシュプロセス等のドライエッチングにおいても、エッチレートの差によりウェハーの中央部分と周辺部分では±５％程度の深さばらつきが発生する。したがって、一枚のウェハーから得られた複数のオリフィスプレート間ではノズル寸法のばらつきが大きく発生していた。
【００２０】
さらに、特許文献２に開示されたオリフィスプレートを用いて液滴吐出ヘッドを作製する場合、共通液室用の凹溝とここから各ノズルに連絡する複数の流路用の凹溝とが形成された流路基板にオリフィスプレートを接合することとなる。しかし、この構成は、接合時のズレにより個別液室（圧力発生室）の寸法に誤差が生じるため、各ノズルへの供給路の流路抵抗がばらつき、ノズル間の吐出安定性が懸念される。
【００２１】
つまり、特許文献２に開示されたオリフィスプレートの構成では上記の課題を解決できないと考えられる。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明は、液滴を吐出させるための複数のノズルと、該ノズルの各々と連通する複数の連通部と、を有し、複数の個別液室と連通する共通液室と、前記個別液室と前記共通液室とを繋ぐ複数の供給口と、の少なくとも一方を更に有する液体吐出ヘッドに用いられるオリフィスプレートであって、該オリフィスプレートは、第１及び第２のＳｉ層間にＳｉＯ2層を有するＳＯＩ基板からなり、前記ノズルは、前記ＳＯＩ基板における第１のＳｉ層に層厚方向に形成され、前記共通液室と前記供給口の少なくとも一方と、前記連通部とは、前記第２のＳｉ層に層厚方向に形成されているオリフィスプレートである。また、上記オリフィスプレートと、個別液室と振動板が設けられた流路基板と、前記個別液室内の液体を加圧してノズルの開口から吐出させるアクチュエータと、を有する液滴吐出ヘッドに関する。
【００２３】
さらに、前記オリフィスプレートを形成する前記ＳＯＩ基板の、前記第１のＳｉ層の前記ノズルに対応する部分と、前記第２のＳｉ層の前記連通部と、前記第２のＳｉ層の前記共通液室と前記供給口との少なくとも一方に対応する部分と、をボッシュプロセスにより前記ＳｉＯ2層までエッチングする工程と、前記連通部と前記ノズルが連通するように前記ＳｉＯ2層の一部を除去する工程と、を有するオリフィスプレートの製造方法に関する。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、ノズルや、ノズルと個別液室を連通させる連通部、供給口もしくは共通液室などの各部分の寸法安定性が良好な歩留まりの高い液滴吐出ヘッド用オリフィスプレートを提供することが出来る。また、上記オリフィスプレートを液滴吐出ヘッドに用いることにより、吐出安定性の良好な液滴吐出ヘッドを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２６】
[オリフィスプレートについて]
本実施形態における、オリフィスプレートは、液滴を吐出させるための複数のノズルと、該ノズルの各々と連通する複数の個別液室の各々と前記ノズルを連通させる複数の連通部と、を有する。更に、前記複数の個別液室と連通する共通液室と、前記個別液室と前記共通液室とを繋ぎ、流路抵抗となる複数の供給口と、の少なくとも一方を有する。
【００２７】
ここで、ノズルの開口面積より広い断面積を有するノズル連通部を設けることで、吐出効率がよくなる。
【００２８】
そして、本実施形態における、オリフィスプレートは、第１及び第２のＳｉ層間にＳｉＯ2層を有する第１のＳＯＩ基板からなり、ノズルは、第１のＳｉ層の層厚方向に形成される。共通液室と前記供給口の少なくとも一方と、連通部とは、第２のＳｉ層に層厚方向に形成される。
【００２９】
上記オリフィスプレートの製造方法は、オリフィスプレートを形成する第１のＳＯＩ基板の、第１のＳｉ層の、前記ノズルに対応する部分をボッシュプロセスにより前記ＳｉＯ2層までエッチングする。同様に、第２のＳｉ層の連通部と、前記第２のＳｉ層の前記共通液室と前記供給口との少なくとも一方に対応する部分と、をボッシュプロセスにより前記ＳｉＯ2層までエッチングする。
【００３０】
そして、連通部とノズルが連通するように前記ＳｉＯ2層の一部を除去する。
【００３１】
[液体吐出ヘッドについて]
また、液体吐出ヘッドは、上記オリフィスプレートに加え、個別液室と振動板が設けられた流路基板と、前記個別液室内の液体を加圧してノズルの開口から吐出させるアクチュエータと、を有する。前記流路基板は、第１及び第２のＳｉ層間にＳｉＯ2層を有する第２のＳＯＩ基板からなる。前記振動板は前記第２のＳＯＩ基板の第１のＳｉ層に形成され、前記個別液室は前記第２のＳＯＩ基板の前記第２のＳｉ層に形成される。振動板上にアクチュエータが設けられる。流路基板の作製方法は、オリフィスプレートと同様に、ボッシュプロセスにより前記ＳｉＯ2層までエッチングすればよい。その後、上述の、オリフィスプレートを形成する第１のＳＯＩ基板と、流路基板を形成する第２のＳＯＩ基板を貼り合わせればよい。
【００３２】
（実施形態１）
実施形態１では、オリフィスプレートを形成する第１のＳＯＩ基板の、第１のＳｉ層にノズルを形成し、第２のＳｉ層にノズル連通部と共通液室を形成する例を示す。
【００３３】
まず、本実施形態の第１のＳＯＩ基板において、各層の好ましい厚さを開示する。第１のＳｉ層の厚みは２０μｍ以上１００μｍ以下、好ましくは、４０μｍ以上６０μｍ以下が良い。これは、高密度のヘッド作製に際して、ノズル深さを小型化したいからである。次に、ＳｉＯ２層の厚みは、ドライエッチングのエッチストップ層として用いるために０．３μｍ以上３．０μｍ以下がよい。この範囲内であれば、エッチングストップ層として機能し、かつ後述するウエットエッチングによって容易に除去し易い厚みだからである。
【００３４】
第２のＳｉ層の厚みは、５０μｍ以上３００μｍ以下がよい。この範囲である理由は、第２のＳｉ層は、複数のノズルにインクを供給する共通液室が設けられるため、インク供給の観点から薄すぎないほうが良いからである。また、第２のＳｉ層が厚すぎるとノズル連通部中の液体量が多くなり、吐出力が低下するからである。
【００３５】
また、本実施形態においては、第２のＳｉ層内に共通液室とノズル連通部があるので、ドライエッチング用パターニングが一度のフォトプロセスで可能である。そのため、共通液室とノズル連通部の距離を常に一定にすることができる。つまり、個別液室とのアライメントが多少ずれても個別液室の長さは共通液室とノズル連通部の距離で規定されて一定に保たれるため、特性ばらつきが少なくなる。また、ＳＯＩ基板は、ＢＯＸ層（ＳｉＯ２層）の厚みが均一であるのでボッシュプロセスにより垂直穴加工を施した場合にエッチングは、ＢＯＸ層で止まる。その結果、ノズル連通部と共通液室の深さも一定である。したがって、ウェハー面内でのエッチングレートの差による寸法変化をなくすことができるために各流路の液体への抵抗が均一となり、吐出ばらつきを抑えることが可能になる。
【００３６】
図１は本発明の実施形態１による液滴吐出ヘッド用オリフィスプレートを説明するための断面図である。図５は図１に示したオリフィスプレートを用いた液滴吐出ヘッドを説明するための断面図である。
【００３７】
図５に示される形態の液滴吐出ヘッドは、オリフィスプレート１０６を接合層１２０により、アクチュエータとなる圧電素子１１５を備えた流路基板１２６と一体化したものである。このようなヘッドでは、上下電極１１１，１１３により圧電体１１２に電圧印加して振動板１１４を個別液室１１８側に撓ませることにより、個別液室１１８が加圧され、ノズル１０３より液滴が吐出される。
【００３８】
[オリフィスプレートについて]
以下、本実施形態のオリフィスプレート１０６を詳述する。
【００３９】
図５に示すように、オリフィスプレート１０６は、個別液室１１８毎に形成され、個別液室１１８に在る液体を吐出するための複数のノズル（液滴吐出用の穴）１０３と、各ノズル１０３に個別液室１１８を連通させるノズル連通部１０４とから構成される。なお、ノズル１０３はオリフィスとも呼ばれる。
【００４０】
図１に示すように、オリフィスプレート１０６は、Ｓｉ基板中にＳｉＯ2層を有する第１のＳＯＩ基板から作成される。すなわち、ハンドル層と呼ばれる第２のＳｉ層１０２の上に、絶縁層であるＳｉＯ2層１０１が形成され、その上に活性層と呼ばれる第１のＳｉ層１００が形成されているＳＯＩ基板である。ここで、第１及び第２のＳｉ層のうち、薄いほうのＳｉ層１００を活性層と呼び、厚いほうのＳｉ層１０２をハンドル層と呼ぶ。本実施形態においては、薄いほうのＳｉ層（活性層）１００を、第１の層としてノズルを形成し、厚いほうのＳｉ層（ハンドル層）１０２を第２の層としてノズル連通部を形成した。このような形態にすることで、吐出口深さを１００μｍ以下と浅く形成したい場合に、活性層が薄いＳＯＩ基板を用いて活性層にノズルを形成することで、高精度な吐出口を形成することができる。逆に、薄いほうの層（活性層）を、第２の層としてノズル連通部を形成し、厚いほうの層（ハンドル層）を第１の層としてノズルを形成してもよい。
【００４１】
オリフィスプレート１０６におけるノズル１０３の穴は、活性層と呼ばれる第１のＳｉ層１００に略垂直（即ち、層厚方向）に形成されており、ノズル１０３の長さは第１のＳｉ層１００の厚みに同等である。つまり、ノズル１０３はストレート状の穴である。また、ＳｉＯ2層１０１はＢＯＸ層（Ｂｕｒｉｅｄ Ｏｘｉｄｅ:埋め込み酸化膜）でありエッチングストップ層としての機能を有する。
【００４２】
ノズル１０３に連通する連通部１０４はハンドル層と呼ばれる第２のＳｉ層１０２に形成されている。そして、このＳｉ層１０２に、流路基板に形成された複数の個別液室１１８（図５参照）に共通して繋がる共通液室１０５が形成されている。これらノズル連通部１０４と共通液室１０５はＳｉ層１０２（ハンドル層）に略垂直（即ち、層厚方向）に形成される。つまり、ノズル連通部１０４も共通液室１０５もストレート状の穴である。ノズル連通部とノズルが貫通するように、ＳｉＯ2層１０１を除去する為、バッファードフッ酸溶液によりエッチングした場合には、露出しているＳｉＯ2層が除去される。これにより、ノズル連通部１０４の深さ及び共通液室１０５の深さは、第２のＳｉ層と、ＳｉＯ2層とを足した深さになる。
【００４３】
露出しているＳｉＯ2層は、全て除去しなくても、ノズル部が連通すれば構わない。しかし、多数あるノズルの吐出量のばらつきを抑えるためには、露出しているＳｉＯ2層を完全に除去するか、もしくは、ノズルが連通する部分のみのＳｉＯ2層を除去するのが望ましい。これは、各ノズルにおいて、大きさのばらつきを抑える為である。
【００４４】
本実施形態においては、第１のＳｉ層（活性層）１００の厚みを５５μｍ、ＳｉＯ2層（ＢＯＸ層）１０１の厚みを１μｍ、第２のＳｉ層（ハンドル層）１０２の厚みを２００μｍとした両面熱酸化膜付き６インチφＳＯＩウェハーを用意した。また、このウェハーは各層の厚み精度が±１μｍ以下となるように研磨したものである。
【００４５】
[共通液室とノズル連通部の位置関係]
また、図２は、図１に示したオリフィスプレート１０６の、流路基板と接合される側（ハンドル層側）の面を見た平面図である。
【００４６】
オリフィスプレート１０６の片面（図１のＳｉ層１０２）に、ｎ個のノズル連通部１０４−１、１０４−２、・・・、１０４−ｎが一列に並んで形成されているとともに、一つの共通液室１０５が凹状に形成されている。不図示のインクタンクのインクが共通液室１０５に供給されて、共通液室１０５から各ノズル連通部１０４に各個別液室１１８（図５参照）を介して供給されるようになっている。
【００４７】
図２のように、夫々のノズル連通部１０４−１、１０４−２、・・・、１０４−ｎから共通液室１０５までの距離Ｌ1、Ｌ2、・・・、Ｌnは、一定となっている。
【００４８】
本実施形態においては、オリフィスプレート１チップあたりのノズル数を３２本とし、１ウェハーあたり２１チップ分のオリフィスプレートを作製した。
【００４９】
[オリフィスプレートの製造方法について]
次に、本実施形態のオリフィスプレートの製造方法を図１３に示す。
【００５０】
図１３（ａ）に示すように、第１のＳｉ層（活性層）１００の厚みが５５μｍ、ＳｉＯ2層（絶縁層）１０１の厚みが１μｍ、第２のＳｉ層（ハンドル層）１０２の厚みが２００μｍである、６インチφの第１のＳＯＩ基板１２４を用意する。ハンドル層１０２はベース層とも呼ばれる。
【００５１】
続いて、図１３（ｂ）に示すように、Ｓｉ層（活性層）の表面にエッチングマスク１２７を施し、ＳｉＯ2層（絶縁層）１０１をエッチングストップ層として第１のＳｉ層（活性層）１００のエッチングを行い、ノズル１０３を形成する。本実施例では、ノズル１０３は２０μｍφの円形状としている。
【００５２】
エッチングには、Ｓｉの深堀り技術として知られているＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ）エッチング装置を用いる。本実施形態では、ＣＦ4とＳＦ6のガスを用いたいわゆるボッシュプロセスによりエッチングを行っている。なお、エッチングマスク１２７はレジストのみで形成してもよいし、ＳｉＯ2やＳｉＯＮで形成してもよい。
【００５３】
次に、第１のＳＯＩ基板１２４の第２のＳｉ層（ハンドル層）１０２側から加工を行なう。図１３（ｃ）に示すように、第２のＳｉ層（ハンドル層）１０２の表面にエッチングマスク１２８を施し、ＳｉＯ2層（絶縁層）１０１をエッチングストップ層として第２のＳｉ層（ハンドル層）１０２のエッチングを行い、ノズル連通部１０４及び共通液室１０５を形成する。本実施形態ではＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ）エッチング装置により、4０μｍφのノズル連通部１０４を形成した。
【００５４】
最後に、図１３（ｄ）に示すように、露出したＳｉＯ2層（絶縁層）の一部をバッファードフッ酸溶液によりエッチングし、ノズル連通部１０４とノズル１０３とを貫通させてオリフィスプレート１０６を作製する。
【００５５】
ノズル１０３、ノズル連通部１０４及び共通液室１０５はそれぞれＳｉＯ2層（絶縁層）１０１をエッチストップ層として加工していることより、深さ方向で精度よく加工することができる。また、ＩＣＰエッチング装置を利用したボッシュプロセスを利用して加工していることより、面内方向において精度よく加工することができ、ウェハーの周辺部のチップと中央部のチップでの加工寸法ばらつきは、±１μｍ以下に収まっていた。
【００５６】
[流路基板について]
続いて、上記オリフィスプレート１０６と接合される流路基板１２６について述べる。図３は流路基板１２６のもととなる、第２のＳＯＩ基板１１０を示す断面図である。流路基板１２６は、図４（ｄ）に示すように、第２のＳＯＩ基板の第１のＳｉ層（活性層）１１０ａを振動板１１４とし、第２のＳＯＩ基板の第２のＳｉ層（ハンドル層）に個別液室１１８を形成する。この第２のＳＯＩ基板１１０上に、振動板１１４の個別液室１１８側とは反対側に形成された圧電素子１１５とから構成される。圧電素子（アクチュエータ）１１５は、振動板１１４上に配置された共通電極としての下電極１１３と、下電極１１３上に個別液室１１８の夫々に対応して位置する圧電体１１２と、下電極１１３とで圧電体１１２を挟むように配置された上電極１１１とからなる。上電極１１１は圧電体１１２毎に個別に設けられている。
【００５７】
[流路基板の製造方法について]
図４は図３の第２のＳＯＩ基板１１０を用いた流路基板１２６の作製工程を示す断面図である。
【００５８】
図３に示すように、流路基板１２６のＳＯＩ基板１１０として、第１のＳｉ層（活性層）１１０ａが６μｍ、ＳｉＯ2層（ＢＯＸ層）１１０ｂが０．５μｍ、第２のＳｉ層（ハンドル層）１１０ｃが２００μｍのものを準備する。
【００５９】
ＳＯＩウェハーの表裏面には２μｍの酸化膜がついている。しかし、ＳＯＩ基板１１０の表裏面の酸化膜（ＳｉＯ2層１１７，１１８）は任意の膜厚でよく、第１のＳｉ層（活性層）１１０ａおよび第２のＳｉ層（ハンドル層）１１０ｃの表面に酸化膜が形成されていなくてもよい。
【００６０】
第２のＳＯＩ基板１１０の第１のＳｉ層（活性層）１１０ａ上に下電極１１３、圧電体１１２をこの順番にスパッタ法によりそれぞれ成膜する。
【００６１】
下電極１１３としてＰｔ／Ｔｉを３００／３０ｎｍ成膜したが、電極材料、電極膜厚はこれに限定するものではない。
【００６２】
圧電体１１２としては鉛、チタン、ジルコニウムから構成されたＰｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3ペロブスカイト型酸化物（以下、ＰＺＴと略す）をスパッタ法で３μｍ成膜した。良好な圧電性を得るため、ＰＺＴ薄膜の組成がＰｂ（Ｚｒ0.52，Ｔｉ0.48）Ｏ3となるようにする。ＰＺＴ膜の組成としては必ずしも上記組成に限定されず、他の組成でも構わない。またＰＺＴ膜厚も望ましい性能を実現するための厚みを任意で決めればよい。
【００６３】
次に、圧電体１１２が成膜された第２のＳＯＩ基板１１０をスパッタ装置から取り出した後、酸素雰囲気中で７００℃で焼成を行い、ＰＺＴ膜を結晶化させる。
【００６４】
その後、上電極１１１として、Ｔｉ３０ｎｍ、Ｐｔ３００ｎｍを成膜する。ここで電極材料、電極膜厚は下電極同様、上記に限定するものではない。
【００６５】
続いて、各々の個別液室１１８に対応するように、圧電体薄膜１１２と上電極１１１をエッチングにより加工する（図５参照）。まず、上電極１１１上にフォトレジストを設け、パターニング後、ドライエッチングにより上電極１１１を加工する。同様に、圧電体１１２のパターニング及びエッチングを行う。続いて、上電極同様に下電極１１３のドライエッチング、Ｓｉ層（活性層）１１０ａをドライエッチングにより不図示のインク供給口の一部を形成し、圧電素子デバイス１１５を形成する。
【００６６】
次に、ＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ）エッチング装置を用い、第２のＳＯＩ基板１１０の第２のＳｉ層（ハンドル層）１１０ｃに個別液室１１８等の流路を形成する。そこで、エッチングマスクとするため、厚さ２μｍの酸化膜１２１を第２のＳｉ層（ハンドル層）１１０ｃ表面に形成する（図４（ａ））。個別液室１１８を形成するため、第２のＳＯＩ基板１１０の酸化膜１２１上にレジストパターン１２２を形成し、酸化膜１２１をエッチングする(図４（ｂ）)。その後、ＩＣＰエッチング装置で、ＳｉＯ2層（ＢＯＸ層）１１０ｂの位置まで第２のＳｉ層（ハンドル層）１１０ｃをボッシュプロセスによりエッチングする（図４（ｃ））。続いて、レジスト１２２を剥離後、ＳｉＯ2層（ＢＯＸ層）１１０ｂの露出部と、第２のＳｉ層（ハンドル層）１１０ｃ表面の酸化膜１２１をバッファードフッ酸により剥離することで、個別液室１１８および振動板１１４を形成する。個別液室１１８の幅は１００μｍ、長さは３．０ｍｍとしたが、これに限られるものではないのは言うまでもない。
【００６７】
図３及び図４に基づく上記の工程により、オリフィスプレート１０６と接合される圧電素子付き流路基板１２６が作製される。
【００６８】
[液滴吐出ヘッドについて]
続いて、上記のように圧電素子１１５と個別液室１１８が形成された第２のＳＯＩ基板１１０からなる流路基板１２６を、図５に示すように第１のＳＯＩ基板から形成されたオリフィスプレート１０６と接合層１２０を介してあるいは、Ｓｉの直接接合により接合することにより、液滴吐出ヘッドが完成する。なお、図５はノズル連通部１０４を通り圧電体１１２及び個別液室１１８の長手方向と直交する方向で切断した図である。したがって、図面に垂直な方向に圧電体１１２及び個別液室１１８が長く延びている。
【００６９】
本実施形態においては、流路基板１２６とオリフィスプレート１０６との接合にはＡｕ−Ａｕ接合を用いた。個別液室１１８が形成された第２のＳＯＩ基板１１０からなる流路基板１２６と第１のＳＯＩ基板から形成されたオリフィスプレート１０６とを真空中で２５０℃に加熱して一体化した。さらに、ダイサーによりチップに切断し、電気接続用フレキおよび液体供給用部材を取り付け、微細な液体を吐出する液滴吐出ヘッドを２１個得た。得られた液滴吐出ヘッド間の吐出速度ばらつきを測定したところ、±４％以内に収まっていた。
【００７０】
同じプロセスで他に２ウェハー分の液滴吐出ヘッドを作製したところ、１ウェハーに関しては、個別液室１１８が形成されたＳＯＩ基板１１０と、オリフィスプレート１０６とを接合するときに２０μｍほどアライメントずれが生じてしまった。しかし、このウェハーから得られた液滴吐出ヘッド間の吐出速度ばらつきを測定したところ、±５％以内に収まっていた。
【００７１】
（実施形態２）
本実施形態２では、オリフィスプレートの作製のために、実施形態１と異なる第１のＳＯＩウェハーを用意した以外は、実施形態１と同様である。前述の実施例と同様の構成及び効果については記載を省略する。本実施形態のオリフィスプレートの材料としては、第１のＳｉ層（活性層）１００の厚みを５０μｍ、ＳｉＯ2層（ＢＯＸ層）１０１の厚みを１μｍ、第２のＳｉ層（ハンドル層）１０２の厚みを１４５μｍとした６インチφＳＯＩウェハーを用意した。さらに、このウェハーは両面に熱酸化層を２μｍずつ形成したものである。また、このウェハーは各層の厚み精度が±１μｍ以下となるように研磨したものである。
【００７２】
このようなＳＯＩウェハーを用いて上記の実施形態１と同様の製法で、２１チップ分のオリフィスプレート１０６を作製する。そして、作製したオリフィスプレート１０６を用いて、上記の実施形態１と同様に液滴吐出ヘッドを２１個得た。得られた液滴吐出ヘッドの吐出速度ばらつきを測定したところ、±３％以内に収まっていた。
【００７３】
（実施形態３）
図６は本発明の実施形態３によるオリフィスプレートの、流路基板と接合される側の面を示す平面図である。前述の実施例と同様の構成及び効果については記載を省略する。
【００７４】
本実施形態３では、オリフィスプレート１０６の片面（図１の第２のＳｉ層（ハンドル層）側の面）に、図６に示す配置で複数のノズル連通部２０４−１−１〜２０４−ｎ−４が並んで形成されているとともに、一つの共通液室２０５が凹状に形成されている。ノズル連通部２０４−１−１〜２０４−ｎ−４の配置は、共通液室２０５の長手方向に対してノズル配列方向が斜めとなる４個１組のノズル連通部２０４−１〜２０４−４をｎ組、共通液室２０５の長手方向に配列している。
【００７５】
この形態は、時分割駆動に対応するように設計されたものであり、この場合も各ノズル連通部２０４と共通液室２０５との距離Ｌ1−１〜Ｌn−４は等しくなるように配置されている。したがって、共通液室２０５の形成において、ＳＯＩ基板に対して夫々のノズル連通部が図中の右側にずれている分だけ階段状に右側にせり出すようにエッチングしてある。
【００７６】
本実施形態においては、上記４個１組のノズル連通部の組数ｎを８として３２ノズルのチップを設計、製作した。そして、夫々のノズル連通部２０４と共通液室２０５との距離Ｌ1−１〜Ｌn−４のばらつきは全て±１μｍ以内に収めた。
【００７７】
本実施形態では、４分割駆動の例を示したが、分割数は自然数であれば良くこれに限定するものではない。
【００７８】
このように作製したオリフィスプレート１０６に、上記の実施形態１と同様に、個別液室及び振動板等が形成されたＳＯＩ基板を接合する。この接合体をダイサーによりチップに切断し、電気接続用フレキおよび液体供給用部材を取り付け、微細な液体を吐出する液滴吐出ヘッドを２１個得た。得られた液滴吐出ヘッド間の吐出速度ばらつきを測定したところ、±５％以内に収まっていた。
【００７９】
（比較例１）
次に、上記実施形態１乃至３のオリフィスプレートに対する比較例を挙げる。
【００８０】
比較例のオリフィスプレートの材料としては、両面研磨し、厚み２００±１μｍとした６インチφＳｉウェハーを用意した。これを、ＩＣＰ加工によりノズル穴深さ５０μｍとなるようにエッチングした。しかし、エッチレートの差によりウェハー中央部分のノズルとウェハー周辺部のノズルとの間で最大２０％の深さ方向のばらつきが生じてしまい、１枚のウェハーから得られた複数のチップ間の吐出速度のばらつきも約１５％生じていた。
【００８１】
これに対し、実施形態１乃至３のオリフィスプレートにおいては、ノズル１０３の長さを第１のＳｉ層（活性層）１００の厚みで制御できるので、非常に高い形状精度とすることができる。
【００８２】
（実施形態４）
実施形態４では、オリフィスプレートを形成する第１のＳＯＩ基板の、第１のＳｉ層にノズルを形成し、第２のＳｉ層にノズル連通部と供給口を形成する例を示す。前述の実施例と同様の構成及び効果については記載を省略する。
【００８３】
まず、本実施形態の第１のＳＯＩ基板において、各層の好ましい厚さを開示する。第１のＳｉ層の厚みは５０μｍ以上３００μｍ以下、好ましくは、４０μｍ以上２００μｍ以下である。これは、ハンドリングが容易で、かつエッチングにより精度よくノズルを形成できる範囲である。さらに、高密度ヘッドに対応した小型なノズルを形成することが可能となる。
【００８４】
次に、ＳｉＯ2層の厚みは、ドライエッチングのエッチストップ層として用いるために０．３μｍ以上３．０μｍ以下がよい。これは、エッチングストップ層として機能し、かつウエットエッチングによって容易に除去し易い厚みだからである。
【００８５】
次に、第２のＳｉ層は、５μｍ以上５０μｍ以下が好ましい。これは、液滴吐出時の流路抵抗の役割を担う供給口１２５の深さを浅くかつ精度よく形成するためである。
【００８６】
図７は、本発明の実施形態４による液滴吐出ヘッド用オリフィスプレートを模式的に示す斜視図である。図８は図７に示したオリフィスプレートを用いた液滴吐出ヘッドを模式的に示した斜視図である。
【００８７】
図７に示すように、本実施形態のオリフィスプレートは、液滴を吐出する吐出口を持つ複数のノズル（オリフィス）１０３と、夫々のノズル１０３に連通するノズル連通部１０４と、流路抵抗となる複数の供給口１２５とが形成された第１のＳＯＩ基板からなる。尚、各々のノズル連通部１０４とこれに対応する供給口１２５までの距離は一定となっている。
【００８８】
図８に示すように、オリフィスプレート１０６上に流路基板１２６を接合して液滴吐出ヘッドを作製した際、供給口１２５の一部及びノズル連通部１０４は、流路基板１２６の個別液室１１８とそれぞれ重なり合って連通している。また、供給口１２５の、個別液室と連通していない部分は、流路基板１２６に形成された共通液室１０５と連通している。この構成により、インクタンクなどの外部容器から一つの共通液室１０５に液体が供給されるとともに、各供給口１２５を介して各個別液室１１８に充填されるようになっている。
【００８９】
また、各々の個別液室１１８の上部には、個別液室１１８の一面となる振動板１１４が在り、振動板１１４の上部には、下電極と圧電体薄膜と上電極をこの順番で積層してなるアクチュエータとしての圧電素子１１５が配置されている。この製法は図３及び図４を用いて前述したとおりである。
【００９０】
以上のように構成された液滴吐出ヘッドでは、圧電素子１１５が給電され振動板１１４がたわみ変形する。これにより、振動板１１４に接する個別液室１１８内に貯留されているインク等の液体が加圧され、ノズル連通部１０４を介しノズル１０３の開口（吐出口）から液滴として吐出される。またその際、供給口１２５は液滴吐出時の流路抵抗の役割を果たす。
【００９１】
次に、本実施形態の液滴吐出ヘッドの製造方法について、図８及び図９を参照して説明する。
【００９２】
図９（ａ）に示すように、Ｓｉ層（活性層）１００の厚みが５０μｍ、ＳｉＯ2層（絶縁層）１０１の厚みが１μｍ、Ｓｉ層（ハンドル層）１０２の厚みが１５０μｍである、６インチφの第１のＳＯＩ基板１２４を用意する。ハンドル層１０２はベース層とも呼ばれる。
【００９３】
続いて、図９（ｂ）に示すように、Ｓｉ層（活性層）１００を、第２のＳｉ層とする。活性層の表面にエッチングマスク１２７を施し、ＳｉＯ2層（絶縁層）１０１をエッチングストップ層として第２のＳｉ層（活性層）１００のエッチングを行い、供給口１２５及びノズル連通部１０４を形成する。本実施形態では供給口１２５は、長手方向に対する幅は２５μｍ、長手方向長さ２００μｍとした。また、ノズル連通部１０４は４０μｍφの円形状とした。
【００９４】
エッチングには、Ｓｉの深堀り技術として知られているＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ）エッチング装置を用いる。本実施形態では、ＣＦ4とＳＦ6のガスを用いてエッチングを行っている。なお、エッチングマスク１２７はレジストのみで形成してもよいし、ＳｉＯ2やＳｉＯＮで形成してもよい。
【００９５】
次に、第１のＳＯＩ基板１２４のＳｉ層（ハンドル層）１０２を第１のＳｉ層とし、ハンドル層側から加工を行なう。図９（ｃ）に示すように、Ｓｉ層（ハンドル層）１０２の表面にエッチングマスク１２８を施し、ＳｉＯ2層（絶縁層）１０１をエッチングストップ層として第１のＳｉ層（ハンドル層）１０２のエッチングを行い、ノズル１０３を形成する。本実施形態ではＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ）エッチング装置により、φ２０μｍのノズル１０３（吐出穴）を形成した。
【００９６】
ストレート状の穴である、供給口１２５、ノズル連通部１０４、およびノズル１０３は、ＩＣＰによるドライエッチングにより、高精度に形成することができる。なお、これらは、ＩＣＰによるドライエッチングの他に、アルカリ溶液を用いた異方性エッチングを用いてもよい。
【００９７】
最後に、図９（ｄ）に示すように、露出したＳｉＯ2層（絶縁層）の一部をバッファードフッ酸溶液によりエッチングし、ノズル連通部１０４とノズル１０３とを貫通させてオリフィスプレート１０６を作製する。
【００９８】
続いて、上記のように作製したオリフィスプレート１０６と、別途用意した流路基板１２６とを接合して液滴吐出ヘッドを作製する（図８）。尚、本実施形態の流路基板１２６の構成については前述したとおりである。
【００９９】
本実施形態のオリフィスプレートによれば、準備する第１のＳＯＩ基板１２４の第２のＳｉ層（活性層）１００とＳｉＯ2層１０１とを足した深さの厚みが供給口１２５の深さとなるので、主にＳｉ層（活性層）１００の厚みで所望の供給口１２５の深さを設定することができる。そして、供給口１２５の長手方向に対する幅や長さは第１のＳＯＩ基板１２４の面内方向で自由に設計することができる。よって、液滴吐出時の流路抵抗となる供給口１２５は、所望の吐出性能に合わせ自由にかつ高精度に形成することが可能となる。
【０１００】
また、供給口１２５はオリフィスプレート１０６に形成されていることより、圧電素子駆動時の振動板１１４の振動の影響を受けづらく、流路抵抗として安定した機能を果たすことができる。
【０１０１】
なお、本実施形態では第２のＳｉ層（活性層）１００の厚みが５０μｍ、ＳｉＯ2層（絶縁層）１０１の厚みが１μｍ、第１のＳｉ層（ハンドル層）１０２の厚みが１５０μｍである、６インチφの第１のＳＯＩ基板１２４を用いた。しかし、これに限られず、供給口１２５の所望の寸法に合わせてＳＯＩ基板１２４の各層厚を決定してもよい。また、供給口１２５、ノズル連通部１０４及びノズル１０３は上記寸法に限定したものではない。
【０１０２】
本実施形態ではノズル１０３が形成される第１のＳｉ層を、厚いほうのハンドル層１０２とし、供給口１２５やノズル連通部１０４が形成される第２のＳｉ層を、薄いほうの活性層１００とした。これは、液滴吐出時の流路抵抗の役割を担うように、供給口１２５の深さを浅くかつ精度よく形成するためである。しかし、図１に示した実施形態１のようにノズル１０３を薄いほうの活性層１００に形成し、供給口１２５やノズル連通部１０４を厚いほうのハンドル層１０２に形成しても勿論かまわない。
【０１０３】
（実施形態５）
実施形態５では、オリフィスプレートを形成する第１のＳＯＩ基板の、第１のＳｉ層にノズルを形成し、第２のＳｉ層にノズル連通部と供給口と共通液室を形成する例を示す。前述の実施例と同様の構成及び効果については記載を省略する。
【０１０４】
まず、本実施形態の第１のＳＯＩ基板において、各層の好ましい厚さを開示する。第１のＳｉ層の厚みは５０μｍ以上３００μｍ以下、好ましくは４０μｍ以上２００μｍ以下が良い。
【０１０５】
これは、ハンドリングが容易で、かつエッチングにより精度よくノズルを形成できる厚みだからである。さらに、高密度ヘッドに対応した小型なノズルを形成することが可能となる。
【０１０６】
次に、ＳｉＯ2層の厚みは、ドライエッチングのエッチストップ層として用いるために０．３μｍ以上３．０μｍ以下がよい。これは、エッチングストップ層として機能し、かつウエットエッチングによって容易に除去し易い厚みだからである。
【０１０７】
次に、第２のＳｉ層は、５μｍ以上５０μｍ以下が好ましい。
【０１０８】
これは、液滴吐出時の流路抵抗の役割を担う供給口１２５の深さを浅く精度よく形成し、かつ、連通部との吐出バランスを考慮するとこの範囲が好ましいからである。
【０１０９】
図１０は、本発明の実施形態５による液滴吐出ヘッド用オリフィスプレートを模式的に示す斜視図である。図１１は図１０に示したオリフィスプレートを用いた液滴吐出ヘッドを模式的に示した斜視図である。
【０１１０】
本実施形態５はオリフィスプレート１０６に共通液室１０５を形成する点及び供給口１２５の形状が異なる他は実施形態４と同様である。
【０１１１】
図１０に示すように、本実施形態のオリフィスプレートは、吐出口を持つ複数のノズル（オリフィス）１０３と、夫々のノズル１０３に連通するノズル連通部１０４と、複数の供給口１２５と、一つの共通液室１０５とが形成されたＳＯＩ基板からなる。各供給口１２５は、前方供給口１２５ａと後方供給口１２５ｂからなる形状の供給口である。共通液室１０５は複数の供給口１２５に繋がっている。尚、各々のノズル連通部１０４とこれに対応する前方供給口１２５ａまでの距離は一定となっている。
【０１１２】
図１１に示すように、オリフィスプレート１０６上に流路基板１２６を接合して液滴吐出ヘッドを作製した際、前方供給口１２５ａ及びノズル連通部１０４は、流路基板１２６の個別液室１１８とそれぞれ重なり合って連通している。また、後方供給口１２５ｂは、オリフィスプレート１０６に形成された共通液室１０５と連通している。この構成により、インクタンクなどの外部容器から一つの共通液室１０５に液体が供給されるとともに、各供給口１２５（後方供給口１２５ｂ及び１２５ａ）を介して各個別液室１１８に充填されるようになっている。
【０１１３】
また、各々の個別液室１１８の上部には、個別液室１１８の一面となる振動板１１４が在り、振動板１１４の上部には、下電極と圧電体薄膜と上電極をこの順番で積層してなるアクチュエータとしての圧電素子１１５が配置されている。この製法は図３及び図４を用いて前述したとおりである。
【０１１４】
以上のように構成された液滴吐出ヘッドでは、圧電素子１１５が給電され振動板１１４がたわみ変形する。これにより、振動板１１４に接する個別液室１１８内に貯留されているインク等の液体が加圧され、ノズル連通部１０４を介しノズル１０３の開口（吐出口）から液滴として吐出される。またその際、供給口１２５の後方供給口１２５ｂは液滴吐出時の流路抵抗の役割を果たす。
【０１１５】
次に、本実施形態の液滴吐出ヘッドの製造方法について、図１１及び図１２を参照して説明する。
【０１１６】
図１２（ａ）に示すように、第２のＳｉ層（活性層）１００の厚みが３０μｍ、ＳｉＯ2層（絶縁層）１０１の厚みが０．３μｍ、第１のＳｉ層（ハンドル層）１０２の厚みが１００μｍである、６インチφの第１のＳＯＩ基板１２４を用意する。ハンドル層１０２はベース層とも呼ばれる。
【０１１７】
続いて、図１２（ｂ）に示すように、第２のＳｉ層（活性層）１００の表面にエッチングマスク１２７を施す。そして、ＳｉＯ2層（絶縁層）１０１をエッチングストップ層として第２のＳｉ層（活性層）１００のエッチングを行い、供給口１２５、ノズル連通部１０４及び共通液室１０５を形成する。
【０１１８】
本実施形態では、供給口１２５は、個別液室（不図示）と連通する前方供給口１２５ａと液滴吐出時の流路抵抗を担う後方供給口１２５ｂとで形成される。
【０１１９】
ここで、前方供給口１２５ａの長手方向に対する幅は２０μｍ以上１５０μｍ以下、長手方向長さは５μｍ以上１００μｍ以下が好ましい。また、後方供給口１２５ｂの長手方向に対する幅は５μｍ以上５０μｍ以下、長手方向長さは５０μｍ以上４００μｍ以下が好ましい。これは、個別液室と供給口１２５とのアライメントずれが多少生じても、所望の流路抵抗が得られ安定した液滴吐出が実現できるからである。
【０１２０】
本実施形態においては、前方供給口１２５ａは長手方向に対する幅は５０μｍ、長手方向長さ５０μｍとし、後方供給口１２５ｂは長手方向に対する幅は１５μｍ、長手方向長さは１００μｍとした。また、ノズル連通部１０４は３０μｍφの円形状とし、共通液室１０５は幅２０ｍｍ、長さ１ｍｍとした。
【０１２１】
エッチングには、Ｓｉの深堀り技術として知られているＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ）エッチング装置を用いる。本実施形態では、ＣＦ4とＳＦ6のガスを用いてエッチングを行っている。なお、エッチングマスク１２７はレジストのみで形成してもよいし、ＳｉＯ2やＳｉＯＮで形成してもよい。
【０１２２】
次に、第１のＳＯＩ基板１２４の第１のＳｉ層（ハンドル層）１０２側から加工を行なう。図１２（ｃ）に示すように、第１のＳｉ層（ハンドル層）１０２の表面にエッチングマスク１２８を施し、ＳｉＯ2層（絶縁層）１０１をエッチングストップ層として第１のＳｉ層（ハンドル層）１０２のエッチングを行い、ノズル１０３を形成する。本実施形態ではＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ）エッチング装置により、φ１５μｍのノズル１０３（吐出穴）を形成した。
【０１２３】
供給口１２５、ノズル連通部１０４、ノズル１０３及び共通液室１０５はＩＣＰによるドライエッチングにより、高精度に形成することができる。なお、これらは、ＩＣＰによるドライエッチングの他に、アルカリ溶液を用いた異方性エッチングを用いてもよい。
【０１２４】
最後に、図１２（ｄ）に示すように、露出したＳｉＯ2層（絶縁層）の一部をバッファードフッ酸溶液によりエッチングし、ノズル連通部１０４とノズル１０３とを貫通させてオリフィスプレート１０６を作製する。
【０１２５】
続いて、上記のように作製したオリフィスプレート１０６と、別途用意した流路基板１２６とを接合して液滴吐出ヘッドを作製する（図１１）。尚、本実施形態の流路基板１２６の構成については前述したとおりである。本実施形態では個別液室１１８の幅は１００μｍ、長さは３．０ｍｍとした。前方供給口１２５ａの幅は後方供給口１２５ｂの幅以上でかつ個別液室１１８の幅以下である。そのため、個別液室１１８と重なり合う前方供給口１２５ａとの接合のりしろが設けられ、オリフィスプレート１０６と流路基板１２６に接合ずれが生じても、所望の流路抵抗が確保することができる。
【０１２６】
本実施形態のオリフィスプレートにおいても、準備する第１のＳＯＩ基板１２４の第２のＳｉ層（活性層）１００とＳｉＯ2層１０１とを足した深さがの厚みが供給口１２５の深さとなるので、主に第２のＳｉ層（活性層）１００の厚みで所望の供給口１２５の深さを設定することができる。そして、供給口１２５の長手方向に対する幅や長さはＳＯＩ基板１２４の面内方向で自由に設計することができる。よって、液滴吐出時の流路抵抗となる供給口１２５は、所望の吐出性能に合わせ自由にかつ高精度に形成することが可能となる。また、共通液室１０５を供給口１２５と同一のＳｉ層に形成したため、供給口１２５の寸法を精度よく確保しつつも共通液室１０５を自由に設計することができる。
【０１２７】
また、供給口１２５はオリフィスプレート１０６に形成されていることより、圧電素子駆動時の振動板１１４の振動の影響を受けづらく、流路抵抗として安定した機能を果たすことができる。
【０１２８】
なお、本実施形態では第２のＳｉ層（活性層）１００の厚みが３０μｍ、ＳｉＯ2層（絶縁層）１０１の厚みが０．３μｍ、第１のＳｉ層（ハンドル層）１０２の厚みが１００μｍである第１のＳＯＩ基板１２４を用いた。しかし、これに限られず、供給口１２５の所望の寸法に合わせて第１のＳＯＩ基板１２４の各層厚を決定してもよい。
【０１２９】
また、供給口１２５、ノズル連通部１０４、ノズル１０３及び共通液室１０５は上記寸法に限定したものではない。また、本実施形態ではノズル１０３をＳｉ層（ハンドル層）１０２に形成し、共通液室１０５、供給口１２５、ノズル連通部１０４をＳｉ層（活性層）１００に形成した。しかし、図１に示した実施形態１のようにノズル１０３をＳｉ層（活性層）１００に形成し、共通液室１０５、供給口１２５、ノズル連通部１０４をＳｉ層（ハンドル層）１０２に形成しても勿論かまわない。
【０１３０】
このような実施形態５の構成および製法においても実施形態４と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１３１】
【図１】本発明の実施形態１による液滴吐出ヘッド用オリフィスプレートを説明するための断面図である。
【図２】図１に示したオリフィスプレートの、流路基板と接合される側の面を見た平面図である。
【図３】図１に示したオリフィスプレートが接合される第２のＳＯＩ基板を示す断面図である。
【図４】図３のＳＯＩ基板を用いた流路基板の作製工程を示す断面図である。
【図５】図１に示したオリフィスプレートを用いた液滴吐出ヘッドを説明するための断面図である。
【図６】本発明の実施形態３によるオリフィスプレートの、流路基板と接合される側の面を示す平面図である。
【図７】本発明の実施形態４による液滴吐出ヘッド用オリフィスプレートを模式的に示す斜視図である。
【図８】図７に示したオリフィスプレートを用いた液滴吐出ヘッドを模式的に示した斜視図である。
【図９】図７に示したオリフィスプレートの作製工程を示す断面図である。
【図１０】本発明の実施形態５による液滴吐出ヘッド用オリフィスプレートを模式的に示す斜視図である。
【図１１】図１０に示したオリフィスプレートを用いた液滴吐出ヘッドを模式的に示した斜視図である。
【図１２】図１０に示したオリフィスプレートの作製工程を示す断面図である。
【図１３】実施形態１のオリフィスプレートの製造方法を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１３２】
１００    第１のＳＯＩ基板の第１のＳｉ層
１０１    第１のＳＯＩ基板のＳｉＯ2層
１０２    第１のＳＯＩ基板の第２のＳｉ層
１０３    ノズル
１０４、１０４−１、１０４−２、１０４−３    ノズル連通部
１０５    共通液室
１０６    オリフィスプレート
１１０    第２のＳＯＩ基板
１１８    個別液室
１２４    第１のＳＯＩ基板
１２５    供給口
１２５ａ    前方供給口
１２５ｂ    後方供給口
１２６    第２のＳＯＩ基板である流路基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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