(57)【要約】【課題】生産性の向上、吐出性能の安定性確保。【解決手段】インク吐出室５と、該吐出室５に連通するノズル孔１６及びインク供給口１７と、吐出室５の下面に形成された振動板４と、該振動板４に空隙をもって対向する電極１２とを備え、振動板４と電極１２との間に電圧を印加して該振動板４を変形させて、ノズル孔１６よりインク滴を吐出させるインクジェットヘッドの製造方法であって、振動板４を構成することとなる第１の基板１と電極１２及びインク供給口１７を備えた第２の基板２とを接合した後、第１の基板１の厚みを湿式エッチングにより減らして吐出室５及び振動板４を形成する方法において、第１の基板１と第２の基板２の接合後、第１の基板１をエッチングする前に、インク供給口１７の内側領域をＳｉＯ２膜またはＳｉＮ膜で成膜する。【選択図】　　　　図４
2004082572.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インク吐出室と、該吐出室に連通するノズル孔及びインク供給口と、前記吐出室の下面に形成された振動板と、該振動板に空隙をもって対向する電極とを備え、前記振動板と前記電極との間に電圧を印加して該振動板を変形させて、前記ノズル孔よりインク滴を吐出させるインクジェットヘッドの製造方法であって、
前記振動板を構成することとなる第１の基板と前記電極及びインク供給口を備えた第２の基板とを接合した後、前記第１の基板の厚みを湿式エッチングにより減らして前記吐出室及び前記振動板を形成する方法において、
前記第１の基板と前記第２の基板の接合後、前記第１の基板をエッチングする前に、前記インク供給口の内側領域をＳｉＯ２膜またはＳｉＮ膜で成膜することを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項２】
前記第１の基板と前記第２の基板との接合前、前記第１の基板の前記第２の基板との接合面に、プラズマＣＶＤにより絶縁膜を成膜することを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項３】
ＳｉＯ２膜またはＳｉＮ膜をプラズマＣＶＤにより成膜することを特徴とする請求項１又は２記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項４】
インク吐出室と、該吐出室に連通するノズル孔及びインク供給口と、前記吐出室の下面に形成された振動板と、該振動板に空隙をもって対向する電極とを備え、前記振動板と前記電極との間に電圧を印加して該振動板を変形させて、前記ノズル孔よりインク滴を吐出させるインクジェットヘッドの製造方法であって、
前記振動板を構成することとなる第１の基板と前記電極及び前記インク供給口を備えた第２の基板とを接合した後、前記第１の基板の厚みを湿式エッチングにより減らして前記吐出室及び前記振動板を形成する方法において、
濃度の異なる水酸化カリウム溶液を利用し、濃度の高い方の水酸化カリウム溶液で前記第１の基板の粗加工エッチングを行い、その後、濃度の低い方の水酸化カリウム溶液で前記第１の基板の仕上げ加工エッチングを行うことを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項５】
湿式エッチングによる前記第１の基板の頂面と振動板面との形成に際して、それぞれ濃度の異なる水酸化カリウム溶液を用いて、粗加工から仕上げ加工の態様に切り換えることを特徴とする請求項４記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項６】
前記第１の濃度の値を水酸化カリウムの３６ｗｔ％以上〜４０ｗｔ％以下の水溶液の範囲から選択し、前記第２の濃度の値を水酸化カリウムの３０ｗｔ％以上〜３６ｗｔ％未満の水溶液の範囲範囲から選択することを特徴とする請求項４又は５記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項７】
前記第１の基板と前記第２の基板の接合後、前記第１の基板をエッチングする前に、前記インク供給口の内側領域をＳｉＯ２膜で成膜することを特徴とする請求項４乃至６のいずれかに記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項８】
請求項１の方法を利用して製造されたことを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項９】
請求項４の方法を利用して製造されたことを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項１０】
請求項７の方法を利用して製造されたことを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項１１】
静電駆動式インクジェットヘッドを備えたインクジェット記録装置において、
請求項８乃至１０のいずれかに記載のインクジェットヘッドを搭載してなることを特徴とするインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インク滴等の各種溶液を吐出するためのインクジェットヘッド並びにそれを搭載した記録装置に関連する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット記録装置は、高速印字に対応するために多ノズル化が進んでおり、また、高解像度化の要求から微小なアクチュエータが求められるようになってきている。このようなことから、アクチュエータに静電気力を利用したインクジェットヘッドが提案されている。
静電駆動式のインクジェットヘッドは、特開平１１−９９３号に開示されているように、吐出室やリザーバが形成されたＳｉキャビティ基板、電極を備えた電極ガラス基板、ノズル孔が設けられたノズル基板の３つの基板が積層されて構成されている。Ｓｉキャビティ基板は、隣接する非駆動状態のノズルからインクが吐出してしまういわゆるクロストークを防止するため薄板化する必要があるが、始めから薄くしておくと、ハンドリング中に割れが発生しやすくなるほか、Ｓｉキャビティ基板を取り出すＳｉ基板の大口径化も難しくなる。そこで、静電駆動式インクジェットヘッドの製造においては、Ｓｉキャビティ基板と電極ガラス基板を接合してから、Ｓｉキャビティ基板を薄板化し、その後、吐出室などを形成していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、Ｓｉキャビティ基板を湿式エッチングにより薄板化する工程で、エッチング液がＳｉキャビティ基板とガラス基板との接合界面に浸入し振動板欠陥が生じるという問題があった。また湿式エッチングによって薄板化しない場合では、研削等を行うため、製造コストが高くなるという問題があった。
さらに、Ｓｉキャビティ基板を薄板化する際に、基板の表面荒れが起こり、吐出室やリザーバのパターニング精度が悪化するという問題があった。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、エッチング液による振動板欠陥の発生を予防し、また、薄板化されたＳｉキャビティ基板の表面をできるだけ平坦化して、生産性の向上、製造されたインクジェットヘッドの信頼性向上等を図ることを目的とする。また、そのインクジェットヘッドを利用した記録装置を提供することも目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の態様による方法は、インク吐出室と、該吐出室に連通するノズル孔及びインク供給口と、前記吐出室の下面に形成された振動板と、該振動板に空隙をもって対向する電極とを備え、前記振動板と前記電極との間に電圧を印加して該振動板を変形させて、前記ノズル孔よりインク滴を吐出させるインクジェットヘッドの製造方法であって、前記振動板を構成することとなる第１の基板と前記電極及びインク供給口を備えた第２の基板とを接合した後、前記第１の基板の厚みを湿式エッチングにより減らして前記吐出室及び前記振動板を形成する方法において、前記第１の基板と第２の基板の接合後、前記第１の基板をエッチングする前に、前記インク供給口の内側領域をＳｉＯ２膜またはＳｉＮ膜で成膜することを特徴とする。
これによれば、第１の基板と第２の基板とが接合した面は、エッチング液と接触しなくなる為、その面からのエッチング液の浸入がなくなって、振動板欠陥の発生が抑制される。また、インク供給口の内側領域に成膜されたＳｉＯ２膜またはＳｉＮ膜により、エッチング液がインク供給口から第１の基板と第２の基板との接合界面に浸入するのが防止されるため、この点からも振動板欠陥の発生が抑制される。
また、前記第１の基板と前記第２の基板との接合前、前記第１の基板の前記第２の基板との接合面に、プラズマＣＶＤにより絶縁膜を成膜することを特徴とする。このプラズマＣＶＤによって、耐圧がより均一化した絶縁膜が成膜できる。
また、前記ＳｉＯ２膜またはＳｉＮ膜はプラズマＣＶＤにより成膜することを特徴とする。これらの原材料として利用できるＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）は、他のものと比べて発火しにくいため取り扱いが容易となる。
【０００５】
本発明の第２の態様による方法は、インク吐出室と、該吐出室に連通するノズル孔及びインク供給口と、前記吐出室の下面に形成された振動板と、該振動板に空隙をもって対向する電極とを備え、前記振動板と前記電極との間に電圧を印加して該振動板を変形させて、前記ノズル孔よりインク滴を吐出させるインクジェットヘッドの製造方法であって、前記振動板を構成することとなる第１の基板と前記電極及び前記インク供給口を備えた第２の基板とを接合した後、前記第１の基板の厚みを湿式エッチングにより減らして前記吐出室及び前記振動板を形成する方法において、濃度の異なる水酸化カリウム溶液を利用し、濃度の高い方の水酸化カリウム溶液で前記第１の基板の粗加工エッチングを行い、その後、濃度の低い方の水酸化カリウム溶液で前記第１の基板の仕上げ加工エッチングを行うことを特徴とする。
これにより、第１の基板の加工表面がより平坦化され、結果としてインク吐出特性のバラツキを低減できるので、インクジェットヘッドの信頼性が向上する。また、エッチング液に水酸化カリウム溶液を用いているため、低コストで薄板化することが可能である。
なお、湿式エッチングによる前記第１の基板の頂面と振動板面との形成に際して、それぞれ濃度の異なる水酸化カリウム溶液を用いて、粗加工から仕上げ加工の態様に切り換えることを特徴とする。これによれば、加工面がより平坦化されるため、パターニングの精度及び第１の基板とノズル基板との密着性が向上し、振動板面の面荒れが抑制されてインク吐出特性のバラツキを低減できるので、インクジェットヘッドの信頼性が向上する。
なお、前記第１の濃度の値を水酸化カリウムの３６ｗｔ％以上〜４０ｗｔ％以下の水溶液の範囲から選択し、前記第２の濃度の値を水酸化カリウムの３０ｗｔ％以上〜３６ｗｔ％未満の水溶液の範囲の範囲から選択することを特徴とする。
また、前記第１の基板と前記第２の基板の接合後、前記第１の基板をエッチングする前に、前記インク供給口の内側領域をＳｉＯ２膜で成膜することを特徴とする。これにより、エッチング液がインク供給口から第１の基板と第２の基板との接合界面に浸入するのが防止され、振動板欠陥の発生も低減できる。
【０００６】
以上の方法の場合、さらに次のような利点も有する。すなわち、第１の基板を第２の基板と接合した後に第１の基板を薄板化するため、第１の基板であるＳｉ基板が割れ難くなるほか、比較的厚いＳｉ基板を取り扱うことができるので、Ｓｉ基板の大口径化が可能となる。そして、Ｓｉ基板の大口径化によって、ヘッドの取り数が増加するので、インクジェットヘッドの低コスト化も可能となる。
【０００７】
また、本発明のインクジェットヘッドは、上記の方法を利用して製造されことを特徴とする。
さらに、本発明の記録装置は、静電駆動式インクジェットヘッドを備えたインクジェット記録装置において、上記の方法を利用して製造されたインクジェットヘッドを搭載してなることを特徴とする。
これらのインクジェットヘッド及び記録装置によれば、既に説明したような理由によりインクジェットヘッドの信頼性が向上するため、安定したインクの吐出が可能となる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面と共に詳細に説明する。
図１は後述する本発明の実施形態による方法で製造されたインクジェットヘッドの分解斜視図で、一部を断面図で示してある。なお、図１はインク液滴を基板の面部に設けたノズル孔から吐出させるフェイスインクジェットヘッドの例を示すものであが、本発明は特にそのタイプに限定されるものではない。図２は組み立てられた全体装置の側面の断面図、図３は図２のＡ−Ａ’線矢視図である。このインクジェットヘッドは、下記に詳記する構造を持つ第１の基板１、第２の基板２、第３の基板３の３枚を、重ねて接合した積層構造となっている。
【０００９】
中間の第１の基板１は、キャビティ基板と呼ばれるものでありＳｉ等からなる。第１の基板１は、底壁を振動板４とする吐出室５を構成することになる凹部６と、各々の吐出室５にインクを供給するための共通のリザーバ９を構成することになる凹部１０を有する。第１の基板１の全面には、プラズマＣＶＤにより、ＴＥＯＳ膜を０．１ミクロン形成し絶縁膜としている。これは、インクジェット駆動時の絶縁破壊、ショートを防止するためと、インクによるキャビティ基板のエッチングを防止するためである。
【００１０】
第１の基板１の下面に接合される第２の基板２はガラス基板であり、硼珪酸ガラス等からなる。第２の基板２には、電極１２を装着するための凹部１３を０．３ミクロンエッチングすることにより、振動板４とこれに対向して配置させる電極１２との対向間隔、すなわちギャップＧが形成されるようになっている。凹部１３はその内部に電極１２、リード部１４及び端子部１５を装着できるように、電極部形状に類似したやや大きめの形状にパターン形成している。したがって、この例における第１の基板１と第２の基板２を陽極接合した後のギャップＧは、０．２ミクロンとなっている。
【００１１】
第１の基板１の上面に接合される第３の基板３は、ノズル基板と呼ばれるもので、厚さ１００ミクロンのＳｉ基板が用いられる。第３の基板３の面部には、第１の基板１の吐出室用凹部６と連通するようにそれぞれノズル孔１６を設け、吐出室用凹部６とリザーバ用凹部１０を連通するオリフィス７を構成することになるインク流入口のための細溝８を設けられている。
【００１２】
上記のように構成されたインクジェットヘッドは次のように作用する。すなわち、電極１２に発信回路１８により０Ｖから３５Ｖのパルス電極を印加し、電極１２の表面がプラスに帯電すると、対応する振動板４の下面はマイナス電位に帯電する。したがって、振動板４は静電気の吸引作用により下方へたわむ。次に、電極１２をＯＦＦにすると、振動板４は復元する。そのため、吐出室５内の圧力が急激に上昇し、ノズル孔１６よりインク液滴１９を記録紙２０に向けて吐出する。次に、振動板４が再び下方へたわむことにより、インクがリザーバ９よりオリフィス７を通じて吐出室５内に補給される。なお、第１の基板１と発信回路１８との接続は、ドライエッチングにより、第１の基板１の一部に開けた酸化膜の窓（図示せず）において行う。また、このインクジェットヘッドヘのインクの供給は、リザーバ９の底面から第１の基板１及び第２の基板２を貫通しているインク供給口１７から行う。
【００１３】
次に、上記インクジェットヘッドの製造方法について説明する。図４は、図１に示したインクジェットヘッドの製造工程の一例を示した工程図であり、図示されている工程（ａ）〜（ｊ）に沿って説明して行く。
【００１４】
（ａ）ガラス基板である第２の基板２の凹部１３内にＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　Ｏｘｉｄｅ）を０．１ミクロンスパッタし、ＩＴＯパターンを形成することで、ＩＴＯ電極１２を形成する。その後、第２の基板２にドリルで穴を開けて、インク供給口１７を形成する。
【００１５】
（ｂ）面指数（１１０）を面方位とする酸素濃度の低いＳｉ基板である第１の基板１の片面を鏡面研磨し、５２５ミクロンの厚みの基板を作製する。そして鏡面研磨した面（ボロンドープ層を形成する面）に付着している微小パーティクル及び金属を除去する為に、ＳＣ−１洗浄（アンモニア水と過酸化水素水の混合液による洗浄）と、ＳＣ−２洗浄（塩酸と過酸化水素水の混合液による洗浄）のコンビネーション洗浄を行う。
次に、第１の基板１のボロンドープ層４１を形成する面を、Ｂ２Ｏ３を主成分とする固体の拡散源に対向させて石英ボートにセットする。縦型炉に石英ボートをセットし、炉内を窒素雰囲気にし、温度を摂氏１０５０度に上昇させ、そのまま温度を８時間保持し、ボロンをＳｉ基板中に拡散させ、ボロンドープ層４１を形成する。このボロンドープ層生成工程では、第１の基板１の投入温度を８００℃とし、その基板１の取出し温度も８００℃とする。これにより、酸素欠陥の成長速度が速い領域（６００℃から８００℃）をすばやく通過することができる為、酸素欠陥の発生を抑えることができる。ボロンドープ層４１の表面にはボロン化合物が形成されるが、酸素及び水蒸気雰囲気中、摂氏６００度の条件で１時間３０分酸化することで、ふっ酸水溶液によるエッチングが可能なＢ２Ｏ３＋ＳｉＯ２に化学変化させることができる。そして、Ｂ２Ｏ３＋ＳｉＯ２に化学変化させた状態で、Ｂ２Ｏ３＋ＳｉＯ２をふっ酸水溶液にてエッチング除去する。
さらに、第１の基板１のボロンドープ層４１表面にＣＶＤ（化学蒸着）によりＴＥＯＳ絶縁膜１１を成膜する。この成膜は、処理温度３６０℃、高周波出力２５０Ｗ、圧力５００ｍＴｏｒｒ、ガス流量はＴＥＯＳ流量１００ｓｃｃｍ、酸素流量１０００ｓｃｃｍの条件で、０．１ミクロン成膜する。なお、ＴＥＯＳ絶縁膜１１を形成する前には、圧力０．５ｔｏｒｒ、酸素流量１０００ｓｃｃｍ、高周波出力２５０Ｗ、処理温度３６０℃、処理時間１分間の条件で、酸素プラズマ処理を施す。これにより第１の基板１の表面がクリーニングされ、ＴＥＯＳ絶縁膜１１の絶縁耐圧の均一性を向上させることができる。
【００１６】
（ｃ）第１の基板１及び第２の基板２を３６０℃に加熱した後、第２の基板２に負極、第１の基板１に正極をそれぞれ接続して、８００Ｖの電圧を印加し、第１の基板１と第２の基板２とを陽極接合する。
【００１７】
（ｄ）第２の基板２の第１の基板１と接合されている面とは反対側の面に、インク供給口１７の内側領域も含めて、ＴＥＯＳ保護膜４２を成膜する。この成膜は、処理温度３６０℃、高周波出力７００Ｗ、圧力２５０ｍＴｏｒｒ、ガス流量はＴＥＯＳ流量１００ｓｃｃｍ、酸素流量１０００ｓｃｃｍの条件で、３ミクロン成膜する。これにより、インク供給口１７の内側領域、すなわち、インク供給口１７の内周面並びに第１の基板１のインク供給口１７と対向するＴＥＯＳ絶縁膜面がＴＥＯＳ保護膜４２でカバーされる。
【００１８】
（ｅ）続いて、接合された基板全体を水酸化カリウム溶液に浸し、第１の基板１の全面を３８５ミクロンエッチングする。このエッチング工程は２段階で行い、ここでは、まず水酸化カリウムの３８ｗｔ％水溶液で１６４分間エッチングした後、水酸化カリウムの３２ｗｔ％水溶液で１０分間エッチングを行う。このように、２種類の異なる濃度の水酸化カリウム水溶液を用いてエッチングを行うことで、エッチングされた加工表面の表面荒れを抑え、極小突起の発生率も抑えることが可能となる。これにより、第１の基板１上でのパターニング精度が向上し、また、第１の基板１と第３の基板３との密着性も向上する。
【００１９】
（ｆ）第１の基板１のエッチング面に、ＴＥＯＳエッチングマスク４３を成膜する。その成膜は、処理温度３６０℃、高周波出力７００Ｗ、圧力２５０ｍＴｏｒｒ、ガス流量はＴＥＯＳ流量１００ｓｃｃｍ、酸素流量１０００ｓｃｃｍの条件で、１．５ミクロン成膜する。
続いて、ＴＥＯＳエッチングマスク４３に、吐出室５、リザーバ９を作り込むためのレジストパターニングを施し、ふっ酸水溶液でエッチングしＴＥＯＳエッチングマスク４３をパターニングする。その後、レジストを剥離する。
さらに、接合された基板を３５ｗｔ％の濃度の水酸化カリウム水溶液に浸し、第１の基板１の板厚が１０ミクロンになるまでエッチングを行う。そして、続けて、その基板を３ｗｔ％の濃度の水酸化カリウム水溶液に浸し、ボロンドープ層４１でのエッチングレート低下によるエッチングストップが十分効くまでエッチングを続ける。ここで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、実際のエッチングにおいて気泡の発生の停止をもってエッチングストップと判断する。なお、ここでも、２種類の濃度の異なる水酸化カリウム溶液を用いたエッチングを行うことによって、振動板４の面荒れを抑制し、厚み精度を０．８０±０．０５ミクロン以下にすることができる。これにより、インクジェットヘッドの吐出性能を安定化することができる。
【００２０】
（ｇ）第１の基板１に対するＳｉエッチングが終了したら、基板の全体をふっ酸水溶液に浸し、第１の基板１表面のＴＥＯＳエッチングマスク４３と第２の基板２表面のＴＥＯＳ保護膜４２を剥離する。その後、第１の基板１の表面にプラズマＣＶＤによりＴＥＯＳ膜４５を成膜する。その成膜は、処理温度３６０℃、高周波出力２５０Ｗ、圧力は５００ｍＴｏｒｒ、ガス流量はＴＥＯＳ流量１００ｓｃｃｍ、酸素流量１０００ｓｃｃｍの条件で、０．１ミクロン成膜する。
【００２１】
（ｈ）穴開け加工によりインク供給口１７をリザーバ９まで貫通させる。その後、厚さ１００ミクロンのシリコン基板を用い、吐出室５と連通するようにそれぞれノズル孔１６を設け、吐出室５とリザーバ９を連通するオリフィス７を構成することになるインク流入口のための細溝を設け、さらに電極取出し用穴４４を設けた第３の基板３を、第１の基板１にエポキシ系接着剤により接着する。
【００２２】
（ｉ）第３の基板３を第１の基板１に接着した後、電極配線を取出す為に、ドライエッチングを行って電極取出し用穴４４の下面のＳｉを除去し、電極取出し口を開口する。その後、アクチュエーター内に水分や異物が浸入するのを防止する目的で、エポキシ樹脂４６よって電極取出し口の縁をシールする。
（ｊ）最後に、ダイシングにより、個々のヘッドに切断する。
【００２３】
ところで、上記工程を経て得られたインクジェットヘッドにおける振動板４は、高濃度のボロンドープ層４１であって、ボロンドープ層は所望の振動板厚と同じだけの厚さを有している。アルカリ溶液によるＳｉエッチングのエッチングレートは、ドーパントがボロンの場合、高濃度（約５×１０１９ｃｍ−３以上）の領域において、エッチングレートが非常に小さくなる。この製造方法においては、そのことを利用し、振動板形成領域を高濃度ボロンドープ層とし、アルカリ異方性エッチングにより、吐出室５、リザーバ９を形成する際に、ボロンドープ層が露出した時点で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により、振動板４を所望の板厚に製作している。
【００２４】
また、第１の基板１と第２の基板２とを接合した後に、第１の基板１を薄板化し、吐出室５などを形成しているので、第１の基板１に比較的厚いＳｉ基板を使用することができる。このため第１の基板１の取り扱いが容易となり、その割れを低減することができる。又、第１の基板１の素材であるＳｉ基板の大口径化が可能となるため、一枚のＳｉ基板から多くのインクジェットヘッドを取出すことができ、インクジェットヘッドの生産性を向上させることができる。
【００２５】
また、第１の基板１の薄板化工程では、湿式エッチングに先立ち、インク供給口１７の内周面、並びに第１の基板１のインク供給口１７と対向するＴＥＯＳ絶縁膜面がＴＥＯＳ保護膜でカバーされるので、エッチング溶液である水酸化カリウム溶液が接合界面に浸入することが防止される。さらに、第１の基板１の薄板化工程では、２つの異なった濃度の水酸化カリウム溶液を使用した２段階のエッチング加工を行っているため、低コストで、薄板化後のＳｉ基板の表面荒れが低減して、その表面がより平坦化される。
【００２６】
次に、前述した第１の基板１であるＳｉキャビティ基板の薄板化工程における、濃度の異なる水酸化カリウム（ＫＯＨ）溶液を利用したエッチング工程について説明しておく。この該工程では、Ｓｉ基板全面を３８５ミクロン程エッチングする為、エッチングレートが速くなる高濃度の水酸化カリウムの水溶液を用いる。水酸化カリウム水溶液による湿式エッチングでは、図６のグラフに示す通り、水酸化カリウムの濃度が高くなるほど表面粗さが小さくなるが、濃度が４０ｗｔ％を越すと、今度はマイクロピラミッドと呼ばれる極小の突起の発生率が急激に高くなってしまう。そこで、まず表面粗さの増大を防ぎつつマイクロピラミッドの発生率を低下させる濃度範囲にある水酸化カリウム水溶液でエッチングを行い、その後引き続いて、マイクロピラミッドをほとんど発生させない濃度範囲にある水酸化カリウム水溶液でエッチングを行う。なお、本明細書では、表面粗さの増大を防ぎつつマイクロピラミッドの発生率も抑制しながら行う前段の加工を、便宜上、粗加工エッチングと称し、マイクロピラミッドをほとんど発生させない後段の加工を、便宜上、仕上げ加工エッチングと称するものとする。
【００２７】
表面粗さの増大を防ぎつつマイクロピラミッドの発生率を低下させる水酸化カリウム溶液の濃度範囲は、およそ３６ｗｔ％以上４０ｗｔ％以下であると思われるが、好ましくは３７ｗｔ％以上３８ｗｔ％以下である。また、マイクロピラミッドがほとんど発生しない水酸化カリウム溶液の濃度範囲は、およそ３６ｗｔ％未満であると思われるが、加工速度も考慮して、３０ｗｔ％以上３６ｗｔ％未満、好ましくは、３０ｗｔ％以上３２ｗｔ％以下である。なお、粗加工エッチングと仕上げ加工エッチング量の割合は適宜決定して良いが、粗加工エッチングを全エッチング量の９０％程度行うと、加工速度を上げることができる。実験では、濃度３８ｗｔ％の水酸化カリウム水溶液で１６４分間エッチングした後、濃度３２ｗｔ％の水酸化カリウム水溶液で１０分間エッチングを行うことで、表面粗さを抑え且つマイクロピラミッドもほとんど発生しない基板表面を形成することができた。
【００２８】
ところで、上記の方法により製造されたインクジェットヘッド６００は、インクジェット記録装置に搭載される場合には、例えば、図７に示されるように組み立てられる。すなわち、インクジェットヘッド６００はガイドレール６０２上を移動自在のキャリッジ６０１に取り付けられ、ローラー６０３により送りされる用紙６０４の幅方向にその位置が制御される。
なお、本発明のインクジェットヘッドは記録装置に限らず、カラーフィルターや有機ＥＬ製造の際におけるフィルタ材や有機ＥＬ材の吐出装置、また、その他各種の溶液吐出装置にも応用できる。
【００２９】
なお、上記実施形態で説明したインクジェットヘッド製造工程において示した、基板又はエッチングの厚さに関連する各値、各種膜厚に関連する各値、及びその他の各種条件値は、あくまでも一例であり、本発明はそれらの値に限定されるものではない。また、絶縁膜あるいは保護膜として挙げたＴＥＯＳ膜は、あくまでもＳｉＯ２膜またはＳｉＮ膜の総称として用いたものである。なお、ＳｉＯ２膜またはＳｉＮ膜と同等の性質を有する他のものが成膜されてよいことは言うまでもない。さらに、上記実施形態で、ＴＥＯＳ膜はプラズマＣＶＤにより成膜したが、成膜方法はそれに限らず可能な他の方法を利用してよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法に従う実施形態により製造されたインクジェットヘッドの構造を分解して示す斜視図。
【図２】図１におけるインクジェットヘッドの断面側面図。
【図３】図２のＡ−Ａ’線矢視図。
【図４】本発明の実施形態を示すインクジェットヘッドの製造工程図。
【図５】図４に続く工程を示すインクジェットヘッドの製造工程図。
【図６】水酸化カリウム溶液の濃度変化に対する表面粗さ及びマイクロピラミッド（突起）発生率を示すグラフ。
【図７】本発明のインクジェットヘッドを備えた記録装置の部分構成図。
【符号の説明】
１…第１の基板（Ｓｉキャビティ基板）、２…第２の基板（電極ガラス基板）、３…第３の基板（ノズル基板）、４…振動板、５…吐出室、６…凹部、７…オリフイス、８…細溝、９…リザーバ、１０…凹部、１１…ＴＥＯＳ絶縁膜、１２…電極、１３…凹部、１４…リード部、１５…端子部、１６…ノズル孔、１７…インク供給口、１８…発信回路、１９…インク液滴、２０…記録紙、４１…ボロンドープ層、４２…ＴＥＯＳ保護膜、４３…ＴＥＯＳエッチングマスク、４４…電極取出し用穴、４５…ＴＥＯＳ絶縁膜、４６…エポキシ樹脂。
【図１】
2004082572.tif 000003
【図２】
2004082572.tif 000004
【図３】
2004082572.tif 000005
【図４】
2004082572.tif 000006
【図５】
2004082572.tif 000007
【図６】
2004082572.tif 000008
【図７】
2004082572.tif 000009