(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吐出孔から液体を液滴として吐出するノズルと、
前記ノズルに連通する圧力室となる圧力室溝と、
前記圧力室溝を被う振動板と、
前記振動板の前記圧力室溝側と反対側の面に電気機械変換素子を有している液体吐出ヘッドの製造方法において、
表面形状が鏡面形状とされた保持基板の前記鏡面上に接して前記振動板となる膜を形成する膜形成工程と、
前記圧力室溝が形成されているボディプレートの前記圧力室溝が形成されている面と前記保持基板上の前記膜が形成されている面とを接合する接合工程と、
前記膜と前記保持基板とを引き離すことで前記膜から前記保持基板を剥がして分離して該保持基板を除去する除去工程とを有し、
前記保持基板が除去された後の前記膜上に前記電気機械変換素子を設けることを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項２】
前記膜形成工程は、前記保持基板の前記鏡面上に、前記振動板となる金属膜を形成することを特徴とする請求項１記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項３】
前記膜形成工程は、前記保持基板の前記鏡面上に、前記振動板となるポリイミド樹脂からなる樹脂膜を形成することを特徴とする請求項１記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項４】
前記膜形成工程は、前記保持基板の前記鏡面上に、前記振動板となる金属膜を形成し、
前記接合工程は、前記金属膜と前記ボディプレートの前記圧力室溝が形成されている面との接合面のそれぞれにバフ研磨を行って表面粗さをＲａ＜１０ｎｍとした後に、前記ボディプレートと前記保持基板との両研磨面を接触させて圧力をかけることにより両者を分子間接合することを特徴とする請求項１記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項５】
前記保持基板の前記鏡面上には、前記膜の密着性を良くするための活性化処理が施されていないことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項６】
前記圧力室溝が形成されているボディプレートに前記ノズルが形成されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項７】
前記ノズルが形成されたノズルプレートと、前記圧力室溝が形成されたボディプレートとを接合する工程を有することを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項８】
前記ボディプレートは、Ｓｉから形成されていることを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項９】
前記ノズルの吐出孔が存在する面に、ＳｉＯ２層を設ける工程を有することを特徴とする請求項１乃至８の何れか一項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１０】
前記ノズルプレートは、体積抵抗率が１０１５Ω・ｍ以上のガラス又は樹脂から形成されていることを特徴とする請求項７に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１１】
前記ノズルの吐出孔が存在する最表面に撥液処理を行う工程を有することを特徴とする請求項１乃至１０の何れか一項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１２】
請求項１乃至１１の何れか一項に記載の製造方法で製造されたことを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項１３】
前記ノズル内の前記液体と前記吐出孔が存在する面に対向して設けられた基材との間に電界を形成し静電吸引力を発生するための静電電圧印加手段を備えていることを特徴とする請求項１２に記載の液体吐出ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体吐出ヘッドの製造方法及びこれにより製造された液体吐出ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録方式は、ノンインパクト記録方式の１つであり、高速記録が可能であると共に、種々の記録媒体に対して記録が可能であり、しかも、高精細な画像が得られる。このような利点から、インクジェット記録方式は、コンピュータの周辺機器としてのプリンタばかりでなく、複写機、写真、各種印刷、産業用高精細パターニング等の記録手段として近年用途を拡大しながら急速に普及している。
【０００３】
このよう記録ヘッドには、インク等液体を飛翔させるためのノズルと、このノズルに連通する圧力発生室のインク等液体に吐出のためのエネルギーを与えるエネルギー発生手段とを備えている。そして、エネルギー発生手段として電気機械変換素子である圧電素子（ピエゾ素子）を用いた液体吐出ヘッドは、圧電素子が発生した圧力波の伝搬によってノズル先端のメニスカスを制御して液滴を吐出させるもので、このような圧電素子の機械エネルギーを液体に伝搬させる振動板を備えている。
【０００４】
この振動板は、振動板上に電気機械変換素子を配置して振動板を変形させる場合、その厚みが薄ければ薄い程、変形量を容易に大きくすることができる。よって、振動板を効率的に変形させて、効率良くインクを吐出できるようにするために、振動板はできるだけ薄くするのが好ましいとされている。
【０００５】
また、振動板の厚みは均一であることが要求されている。例えば複数のノズルを有し振動板の厚みが均一でない場合、各ノズルが備えている振動板の変形量にムラが発生することで吐出されるインク滴が均一でなくなり、記録品質が低下することになる。
【０００６】
しかし、振動板の厚みは、取り扱い上や要求されるその厚みの均一性から要求が十分に満たされていないのが現状となっている。
【０００７】
この様な振動板に関して知られている例として以下がある。
【０００８】
まず最初の例とする吐出ヘッドは、インク流路を構成する圧力発生室とインク供給路とノズル開口とが一体形成されたシリコン単結晶基板からなるボディプレートと、シリコン単結晶基板と実質的に熱膨張係数が等しい金属材料の表面にシリコン化合物が形成された振動板とを備え、ボディプレートと、振動板のシリコン化合物形成面とが接着層を介さずに接合されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００９】
次の例とする吐出ヘッドは、圧力発生室およびノズルを備えたボディプレートと、ボディプレートに接合された石英振動板と、石英振動板上に積層された電極層および圧電膜を有する圧電素子とを備えており、石英振動板が、ボディプレートとの接合部に陽イオン層を有し、陽イオン層を介して前記ボディプレートに陽極接合されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特許第３２１８６６４号公報
【特許文献２】特開２００５−１４４８２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１には、振動板として、厚み２０μｍから１００μｍのパイレックス（登録商標）ガラスやＳｉ酸化物の薄膜が形成された４２アロイ（Ｆｅ−Ｎｉ合金）が例として挙げられている。これらのガラスやアロイは、それらの厚みが非常に薄いことから、ボディプレートに貼り合わせるに際し、取り扱いが容易ではないことが十分に予想されるが、これに関する内容は記載されてない。
【００１１】
また、特許文献２の従来技術においては、石英振動板は、圧力発生室およびノズルを備えたボディプレートに陽極接合された後、研磨により１０μｍ以下に薄片化されている。よって、石英振動板を薄片化する研磨工程が必要とされる。この研磨工程において、研磨後の研磨粒子や研磨された石英粒子を含んだグリースの除去が必要となり、ノズル孔等から吐出ヘッド内部の流路への粒子の混入や、また圧力発生室部分は空洞となっていることから薄片化時に振動板が空洞方向に窪んでしまうことが予想される。従って、研磨粒子等の混入が無く均一な厚みの振動板を形成するためには、製造工程が煩雑であり困難を伴うことが十分に予想される。
【００１２】
また、近年、基板等に直接パターニングが可能となるという大きな利点が生じることから、インクジェット記録方式を利用した産業用のパターニングの応用が広く考えられている。例えば、基板にパターニングする場合においては、着弾径が３０μｍ以下とする高精細化が望まれており、これに応えるには、記録ヘッドから吐出されるインク液滴の液滴の直径を概ね１５μｍ以下とする必要があるとされている。
【００１３】
本発明は、上記の課題を鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、ボディプレートに、効率的で変形量のバラツキが少なく変形可能とする厚みが薄くて均一な振動板を容易に設ける液体吐出ヘッドの製造方法を提供し、この製造方法により製造が容易で品質の安定した液体吐出ヘッドを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の課題は、以下の構成により解決される。
【００１５】
１．  吐出孔から液体を液滴として吐出するノズルと、
前記ノズルに連通する圧力室となる圧力室溝と、
前記圧力室溝を被う振動板と、
前記振動板の前記圧力室溝側と反対側の面に電気機械変換素子を有している液体吐出ヘッドの製造方法において、
表面形状が鏡面形状とされた保持基板の前記鏡面上に接して前記振動板となる膜を形成する膜形成工程と、
前記圧力室溝が形成されているボディプレートの前記圧力室溝が形成されている面と前記保持基板上の前記膜が形成されている面とを接合する接合工程と、
前記膜と前記保持基板とを引き離すことで前記膜から前記保持基板を剥がして分離して該保持基板を除去する除去工程とを有し、
前記保持基板が除去された後の前記膜上に前記電気機械変換素子を設けることを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
【００１６】
２．  前記膜形成工程は、前記保持基板の前記鏡面上に、前記振動板となる金属膜を形成することを特徴とする１に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【００１７】
３．  前記膜形成工程は、前記保持基板の前記鏡面上に、前記振動板となるポリイミド樹脂からなる樹脂膜を形成することを特徴とする１に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
４．  前記膜形成工程は、前記保持基板の前記鏡面上に、前記振動板となる金属膜を形成し、
前記接合工程は、前記金属膜と前記ボディプレートの前記圧力室溝が形成されている面との接合面のそれぞれにバフ研磨を行って表面粗さをＲａ＜１０ｎｍとした後に、前記ボディプレートと前記保持基板との両研磨面を接触させて圧力をかけることにより両者を分子間接合することを特徴とする１に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
５．  前記保持基板の前記鏡面上には、前記膜の密着性を良くするための活性化処理が施されていないことを特徴とする１乃至４の何れか一つに記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【００１８】
６．  前記圧力室溝が形成されているボディプレートに前記ノズルが形成されていることを特徴とする１乃至５の何れか一つに記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【００１９】
７．  前記ノズルが形成されたノズルプレートと、前記圧力室溝が形成されたボディプレートとを接合する工程を有することを特徴とする１乃至６の何れか一つに記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【００２０】
８．  前記ボディプレートは、Ｓｉから形成されていることを特徴とする１乃至７の何れか一つに記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【００２１】
９．  前記ノズルの吐出孔が存在する面に、ＳｉＯ２層を設ける工程を有することを特徴とする１乃至８の何れか一つに記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【００２２】
１０．  前記ノズルプレートは、体積抵抗率が１０１５Ω・ｍ以上のガラス又は樹脂から形成されていることを特徴とする７に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【００２３】
１１．  前記ノズルの吐出孔が存在する最表面に撥液処理を行う工程を有することを特徴とする１乃至１０の何れか一つに記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【００２４】
１２．  １乃至１１の何れか一つに記載の製造方法で製造されたことを特徴とする液体吐出ヘッド。
【００２５】
１３．  前記ノズル内の前記液体と前記吐出孔が存在する面に対向して設けられた基材との間に電界を形成し静電吸引力を発生するための静電電圧印加手段を備えていることを特徴とする１２に記載の液体吐出ヘッド。
【発明の効果】
【００２６】
請求項１及び１０に記載の発明においては、取り扱いが困難と予想される薄い膜とする振動板であっても、振動板となる薄い膜は、保持基板にて保持されているため皺や破れといった様な破損することなく、ボディプレートの圧力室溝を被って容易に貼り付けが行われて圧力室を形成することができることから、振動板に設けられる電気機械変換素子の変形エネルギーが効率良く圧力室内の液体に伝達され、効率良く液滴を吐出することを可能とすることができる。従って、ボディプレートに、振動板を容易に設けることができる液体吐出ヘッドの製造方法を提供し、この製造方法により品質の安定した液体吐出ヘッドを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明に係る液体吐出ヘッドの実施形態に関して、図を参照して説明する。
【００２８】
図６は、本実施形態の一例とする液体吐出ヘッドＡ（断面図）を使用した液体吐出装置Ｓの全体構成を示す図である。なお、液体吐出ヘッドＡは、いわゆるシリアル方式或いはライン方式等の各種の液体吐出装置に適用可能である。
【００２９】
液体吐出装置Ｓは、インク等の帯電可能な液体Ｌの液滴Ｄを吐出孔１３から吐出するノズル１０が形成された液体吐出ヘッドＡと、動作制御手段Ｅと、液体吐出ヘッドＡの吐出孔１３を有する吐出面１２に対向する対向面を有するとともにその対向面で液滴Ｄの着弾を受ける基材Ｋを支持する対向電極３とを備えている。
【００３０】
液体吐出ヘッドＡの対向電極３に対向する側には、複数のノズル１０及びこれらノズルそれぞれに連通する薄板１が貼り合わせられてなる圧力室２４を有するボディプレート２が設けられている。ボディプレート２は微細な形状を形成しやすいＳｉを用いるのが好ましい。また、液体吐出ヘッドＡは、対向電極３に対向する吐出面１２からノズル１０が突出されない、或いはノズル１０が３０μｍ程度しか突出しないフラットな吐出面１２を有している。また、ノズル１０の吐出孔１３は、断面形状が円に形成される代わりに、断面形状が多角形や星形等であってもよい。尚、断面形状が円でない場合の直径とは、対象とする断面の断面積を同じ面積の円形に置き換えた場合の直径とする。また、吐出孔１３の内部直径をノズル径という。
【００３１】
また、図６に示す液体吐出ヘッドＡでは、ボディプレート２のノズル１０の内周面１７及びこれに続く圧力室２４の底面１８には、導電素材よりなるノズル内の液体Ｌを帯電させるための静電電圧印加手段である帯電用電極１６を設けてある。また、各帯電用電極１６は、図示しない配線により静電電圧電源６３に接続されている。このように帯電用電極１６を設けることで、帯電用電極１６は、ボディプレート２のすべての圧力室２４内部の液体Ｌに接触することになり、静電電圧電源６３から帯電用電極１６に静電電圧が印加されると、全てのノズル１０内の液体Ｌが同時に帯電され、液体吐出ヘッド２と対向電極３との間、特に液体Ｌと基材Ｋとの間に静電吸引力が発生されるようにすることができる。
【００３２】
また、圧力室溝を被って圧力室２４とする薄板１は、金属又は樹脂からなり液体Ｌにメニスカスを形成するための振動板として機能するものであり、液体Ｌに圧力を生じさせる様に変形可能としている。
【００３３】
薄板１の各圧力室２４と反対側の面には、それぞれ圧力発生手段としての電気機械変換素子として圧電素子アクチュエータであるピエゾ素子２２が設けられており、ピエゾ素子２２には、このピエゾ素子２２に駆動電圧を印加してピエゾ素子２２を変形させるための駆動電圧電源６１が接続されている。ピエゾ素子２２は、駆動電圧電源６１からの駆動電圧の印加により変形して、ノズル１０内の液体Ｌに圧力を生じさせてノズル１０の吐出孔１３に液体Ｌのメニスカスを形成させるようになっている。なお、圧力発生手段は、本実施形態のような圧電素子アクチュエータのほかに、例えば、静電アクチュエータを採用することも可能である。
【００３４】
駆動電圧電源６１および帯電用電極１６に静電電圧を印加する静電電圧電源６３は、それぞれ動作制御手段Ｅに接続されており、それぞれ動作制御手段Ｅによる制御を受けるようになっている。
【００３５】
動作制御手段Ｅは、ＣＰＵ５１やＲＯＭ５２、ＲＡＭ５３等が図示しないＢＵＳにより接続されて構成されたコンピュータからなっており、ＣＰＵ５１は、ＲＯＭ５２に格納された電源制御プログラムに基づいて静電電圧電源６３および各駆動電圧電源６１を駆動させてノズル１０の吐出孔１３から液体Ｌを吐出させるようになっている。
【００３６】
ここで上記の液体吐出ヘッドＡに関して図１を用いて以下で詳しく説明する。図１（Ａ）のボディプレート１０２には、薄板１０１が貼り合わされることで圧力室となる圧力室溝１２４、共通流路となる共通流路溝１２２、および共通流路と圧力室とを結ぶ流路となる流路溝１２３が設けられている。以後、上記で説明に使用した圧力室溝、供給路溝、共通インク室溝の各符号はそれぞれ圧力室、供給路、共通インク室にも使用する。
【００３７】
共通流路溝１２２には、外部の図示しない液体タンクから液体を供給する供給管が連絡されている供給口１２５が設けてあり、図示しない供給ポンプにより或いは液体タンクの配置位置による差圧により供給管及び供給口１２５を通じて共通流路１２２、圧力室１２４、ノズル１１０等の液体に所定の供給圧力が付与されるようになっている。
【００３８】
また、圧力室溝１２４の底面には、インクを吐出するためのノズル１１０が形成されている。薄板１０１とボディプレート１０２とを貼り合わせることで流路ユニット１０Ｍが形成される。
【００３９】
図１（Ｂ）は、図１（Ａ）に示す液体吐出ヘッド１０Ａにおける薄板１０１のＹ−Ｙ’、及びボディプレート１０２のＸ−Ｘ’の位置での一つの圧力室溝１２４周辺部の断面を模式的に示している。図１（Ａ）が示しているように、流路ユニット１０Ｍに圧電素子１０３をインク吐出用アクチュエータとして薄板１０１のボディプレート１０２を接着する面と反対の各圧力室１２４の裏面に接着することで、液体吐出ヘッド１０Ａが完成する。
【００４０】
この液体吐出ヘッド１０Ａの各圧電素子１０３に駆動パルス電圧が印加され、圧電素子１０３から発生する振動が薄板１０１を通じて圧力室１２４に伝えられ、圧力室１２４内のインクの圧力を変動させることで吐出孔１１３にメニスカスが形成される。尚、図１（Ｂ）における１４１は薄板１０１とボディプレート１０２とを接着している接着層、１４３は以降で説明するＳｉＯ2層、１２８は吐出孔１１３からのインクの滲み出しを抑制するための撥液層を示している。撥液層１２８を設けることで、ノズル１１０の吐出孔１１３部分に形成される液体のメニスカスが吐出孔１１３の周囲の吐出面に広がり難くされることでメニスカス先端部への電界集中の低下を効果的に防止することが可能となる。
【００４１】
図２は、図１に示す様な液体吐出ヘッドを製造するための製造工程の一例を模式的に示している。公知のフォトリソグラフィ処理及びエッチング処理により、ノズル２１０と図示しない共通流路溝、流路溝並びに圧力室溝２２４より構成される液体吐出ヘッドのボディプレート２０２をＳｉ基板から形成するのがこのましい（図２（１ａ））。Ｓｉ基板を用いることで、容易に高精度にノズルや圧力室溝２２４等を作製することができる。
【００４２】
このボディプレート２０２の吐出孔２１３形成面に厚みを０．５μｍから３００μｍ程度のＳｉＯ2膜２４３を形成するのが好ましい。ＳｉＯ2膜２４３を設けることで、吐出孔２１３に形成されるメニスカスに効率よく電界を集中させることが可能となる。このＳｉＯ2膜２４３の形成方法は、特に限定されるものではなく、例えば熱酸化処理やＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）処理が挙げられる。
【００４３】
また、ボディプレート２０２のノズル２１０の内周面及びこれに続く圧力室溝２２４の底面には、例えばＮｉＰ、Ｐｔ，Ａｕ等の導電素材よりなる帯電用電極２１６を設ける（図２（１ｂ））。この帯電用電極２１６を設ける方法は特に限定されるものではなく、公知の真空蒸着法、スパッタリング法等を用いれば良い。また、導電素材としては、上記の例に限定されるものではなく、吐出に用いられる液体に接することで腐食等を生じないものを適宜選択すれば良い。
【００４４】
次に、例えばＳｉ基板を保持基板２７０として（図２（２ａ））、この保持基板２７０上に振動板となる薄膜（薄板）２０１を設ける（図２（２ｂ））。この薄膜２０１は、耐久性が良い金属又は製造が容易で安価な樹脂とするのが好ましい。この振動板となる薄膜２０１の厚みは、取り扱い上の観点や実用的な圧電素子２０３の駆動電圧範囲での変形力や応答性等の仕様から適宜決めれば良いが、通常１μｍから５０μｍ程度とするのが好ましい。
【００４５】
また、上記の膜厚は、均一であることが望ましく、膜厚の±２０％以下、更には±１０％以下とするのがより好ましい。上記の膜厚で均一な厚みの薄膜２０１を設ける方法として、薄膜２０１を金属とする場合は、スパッタリング法や真空蒸着法等の真空成膜やメッキ処理又は電鋳処理等、樹脂とする場合はスピンコート法、ディップコート法又はスプレーコート法等を挙げることができ、これらの方法を用いることで膜厚の均一の程度は、膜厚の±１０％以下とすることができる。
【００４６】
保持基板２７０に上記のような金属又は樹脂の薄膜２０１を設ける際、薄膜２０１の基板２７０への密着性を良くするための活性化処理を行わないのが好ましい。この活性化処理を行わないことで、例えばＳｉ基板とする保持基板２７０上に形成させる電鋳や樹脂からなる薄膜は、Ｓｉ基板への密着性が強固な固着状態とならず、後で説明するＳｉ基板の除去の際、薄膜２０１から容易にＳｉ基板を剥がすことで除去することができる。
【００４７】
保持基板２７０の表面形状は、上記の振動板となる金属又は樹脂からなる薄膜２０１に転写されるため、例えば凹凸や傷が存在すれば、その形状を振動板が持つことになる。この凹凸や傷が転写された振動板は、長期間に渡って振動が加わることにより、その転写された凹凸部や傷部が起因となって割れが入り、その結果として破損したりすることが十分予想されることから、保持基板２７０の表面形状は、鏡面とするのが好ましい。
【００４８】
保持基板２７０の材料としては、特に限定されるものではないが、上記の通り鏡面とすることが可能で、後で説明する接合時の加熱に耐えることが可能な材料が好ましいことから、例えばＳｉ基板、ＳＵＳ（Ｓｐｅｃｉａｌ  Ｕｓｅ  Ｓｔａｉｎｌｅｓｓ  ｓｔｅｅｌ：特殊用途ステンレス鋼板）板、石英基板が挙げられる。
【００４９】
次に、この金属又は樹脂からなる薄膜２０１が形成された保持基板２７０の膜面と先のボディプレート２０２の溝が形成されている面とを接着剤２４１を介して貼り合わせる（図２（ｅ））。
【００５０】
ここで、貼り合わせる方法は、特に限定されないが、図２で示す、広く用いられている接着剤２４１を使用する以外に、Ｓｉと可動イオンを含む硼珪酸ガラスとの接合法である陽極接合法（図３）、被接合物間に何も介在しない分子間力による分子間力接合法（図４）、及び金属同士の金属接合法（図５）が有る。
【００５１】
これらの方法を用いることによりボディプレートと薄板とを強固に貼り合わせることができる。これら陽極接合法、分子間力接合法及び金属接合法に関して以下に説明する。
【００５２】
まず、陽極接合法を用いて薄板１とボディプレート２との接合について図３を用いて説明する。陽極接合法を用いて２つの基板を接合する場合、基板の一方をＳｉとし、他方を可動イオン、例えば代表的にはナトリウムイオン（Ｎａ+）を含む硼珪酸ガラスとする場合がある。
【００５３】
可動イオンを含む硼珪酸ガラス（以下、硼珪酸ガラスと称する。）としては、具体的にはパイレックス（登録商標）またはテンパックス  フロート（登録商標）等がある。例えば、ボディプレート３０２はＳｉであるが、薄板３０１は金属とする場合、このままでは陽極接合を行うことができない。これに対応するため、薄板３０１のボディプレート３０２と貼り合わせる面に硼珪酸ガラス層３４１を設けて硼珪酸ガラス面とすることで対応することができる（図３（２ｂ））。
【００５４】
この硼珪酸ガラス層３４１の膜厚は、陽極接合にて強固に接合される膜厚であれば良く、膜の密度や均一性の観点から１μｍ以上が好ましく、また陽極接合時に必要な接合面の印加電圧の観点や膜の内部応力による割れが生じない様にすることから５μｍ以下が好ましい。
【００５５】
この硼珪酸ガラス層３４１の成膜方法は、真空蒸着法や高周波（ＲＦ）マグネトロンスパッタ法、イオンプレーティング法のいずれでも良く、また成膜時に基板の温度を緻密な膜が形成しやすいように２５０℃以上となるように加熱することが好ましい。この温度の上限は特に定めないが、基板の取り付け治具や成膜時の基板の温度制御装置等の観点から４００℃程度が好ましい。
【００５６】
次に、上記で説明した硼珪酸ガラス層３４１が成膜された薄板３０１を有する保持基板３７０とボディプレート３０２とを、適切な位置関係にして重ね合わせて固定し、ボディプレート３０２と硼珪酸ガラス３４１との接合部の温度を３００℃〜５５０℃の範囲にして、直流高圧電源３１０を用いて電圧を印加（ボディプレート３０２をプラス（＋）、薄板３０１側をマイナス（−）として、電界強度にして５Ｖ／１μｍから２０Ｖ／１μｍ程度）して陽極接合することができる（図３（ｅ））。
【００５７】
次に分子間力接合方法に関して図４を用いて説明する。例えば保持基板４７０であるＳｉ基板上に設けたＰｔ（白金）薄板４０１とＳｉから成るボディプレート４０２とを貼り合わせるそれぞれの面（４４２及び４４３）をダイヤモンドペースト（粒径はおおよそ０．１μｍ〜０．３μｍの範囲）等を用いたバフ研磨等により表面粗さＲａ＜１０ｎｍになるように研磨を行う。
【００５８】
ここで、本実施形態における表面粗さＲａは、触針式表面粗計Ｄｅｋｔａｋ３０３０（Ｓｌｏａｎ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｖｅｅｃｏ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製、触針：ダイヤモンド製半径１２．５μｍ、針圧：０．０５ｍＮ）を使用して、測定幅３ｍｍとする任意の３箇所における各表面粗さの算術平均値としている。次に保持基板４７０上のＰｔ層４０１の研磨面４４２を上に向けて、この面にボディプレート４０２の研磨面４４３を重ねて接触させ、ボディプレート４０２全面をほぼ均一に加圧すると、分子間力により接合される（図４（ｅ））。接合の際、接合面を２００℃から５００℃程度に加熱するとより効果的に接合することができるが、必ずしも加熱が必要ではない。また、ノズルプレートを樹脂とする場合、加熱温度は樹脂の軟化点未満とする必要がある。
【００５９】
分子間力接合を行うことができる材料は特に限定される必要はなく、被接合面（４４２及び４４３）をそれぞれ表面粗さＲａ＜１０ｎｍとすることができれば接合することができる。
【００６０】
次に金属接合法に関して図５を用いて説明する。金属接合は、接合される例えば保持基板５７０であるＳｉ基板面上のニッケル薄板５０１及びボディプレート５０２のそれぞれの被接合面に、金（Ａｕ）、金錫（Ａｕ−Ｓｎ）合金又はインジウム（Ｉｎ）の内いずれか１つを適宜選択した同じ材料でもって金属層（５４６及び５４７）を設け、この金属層（５４６及び５４７）同士を重ねた後、重ね合わせた金属層を加熱しながら加圧して接合することができる。接合部の加熱温度は、金の場合は、４００℃程度、金錫合金の場合は、２００℃程度、インジウムの場合は１００℃程度とするのが良い。
【００６１】
上記で説明した接合方法により、例えば図２を例にすると、ボディプレート２０２と保持基板２７０上に設けた薄板（膜）２０１とを貼り合わせた後、保持基板２７０を取り除く。これまでに説明した様に保持基板２７０上に薄板２０１を設ける際、保持基板２７０に密着性が良くなる活性化処理を行っていないことから、保持基板２７０は、特別な処理をすることなくボディプレート２０２と保持基板２７０とを引き離すことでボディプレート２０２に固定されている薄板２０１から容易に剥がされ取り除くことができる（図２（ｆ））。
【００６２】
従って、ボディプレート２０２には、上記の貼り合わせ方法で固定された薄板２０１が存在していることになる。尚、保持基板２７０を除去する方法は、上記の方法に特に限定されず、ボディプレート２０２や薄板２０１に損傷を与えることなく除去する方法であれば良く、例えばＳｉ基板であれば溶解としても良い。また、図３乃至図５で示した他の接合方法の場合も、図２を例として説明した上記と同様として保持基板を除去すればよい。
【００６３】
この後、例えば図２を例とすると、薄板２０１に、各圧力室２２４に対応する圧電素子２０３をそれぞれ設けることで、液体吐出ヘッド２０Ａを完成させることができる。図３乃至図５で示した薄板にも、図２を例として説明した上記と同様として圧電素子を設けることで、液体吐出ヘッドを完成させることができる。
【００６４】
また、図２において、ノズルの吐出孔２１３が設けてある吐出面には、撥液層２２８が設けられている。撥液層２２８は、例えば、液体が水性であれば撥水性を有する材料が用いられ、液体が油性であれば撥油性を有する材料が用いられるが、一般に、ＦＥＰ（四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフロロエチレン）、フッ素シロキサン、フルオロアルキルシラン、アモルファスパーフルオロ樹脂等のフッ素樹脂等が用いられることが多く、塗布や蒸着等の方法で吐出面に成膜されている。なお、撥液層２２８は、吐出面に直接成膜してもよいし、撥液層２２８の密着性を向上させるために中間層を介して成膜しても良い。また、図３乃至図５で示した吐出面にも図２を例として説明した上記と同様にして撥液層を設けることができる。
【００６５】
尚、図２乃至図５で示すボディプレートは、ノズルを有する部分と圧力室溝等を有する部分とを１体化している構成とするのが好ましい。この一体化している構成とすることで、ノズルと圧力室溝との相互の位置を容易に精度良く形成することができる。また、図７に示す、ノズル７１０を有する部分をノズルプレート７０２ｂとし、圧力室溝７２４等を有する部分をボディプレート７０２ａとする分離した構成とするのが好ましい。ノズルプレートとボディプレートとを分離することで、それぞれに必要な特性、加工精度、作製の容易さ等に適した材料を選択可能とすることができる。
【００６６】
ノズルプレートとボディプレートとを分離した構成とする場合、ボディプレート７０２ａは加工精度の良いＳｉからなるのが好ましく、また、ノズルプレート７０２ｂは、体積抵抗率が１０15Ω・ｍ以上とするガラス（以降、高抵抗ガラスと称する。）又は体積抵抗率が１０15Ω・ｍ以上とする樹脂（以降、高抵抗樹脂と称する。）から形成するのが好ましい。高抵抗ガラスとしては、例えば石英、合成石英、高純度ガラス等から適宜選べば良く、高抵抗樹脂としては、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＰＩ（ポリイミド）等から適宜選べば良い。
【００６７】
高抵抗ガラスにノズルを設けてノズルプレートを作製する方法としては、特に限定されるものではなく、例えば高抵抗ガラス基板を用いてフッ化カーボン、フッ化水素化カーボン系ガスを反応ガスとするドライエッチング処理を行う方法がある。また、高抵抗樹脂にノズルを設けてノズルプレートを作製する方法としては、特に限定されるものはなく、例えば樹脂成形方法や塗布した樹脂膜に公知のフォトリソグラフィ技術を用いる方法がある。
【００６８】
また、ボディプレート７０２ａと薄板７０１との貼り合わせは、特に限定されるものではなく、上記で説明した接着剤、陽極接合法、分子間力接合法及び金属接合法等と同じで良い。更に、ボディプレート７０２ａとノズルプレート７０２ｂとの張り合わせに関しても、特に限定されるものではなく、上記に挙げた方法等を適宜用いれば良い。
【００６９】
発明者らが、図８に示す液体吐出実験装置Ｓ’を使用して電極間の電界の電界強度が実用的な値である１．５ｋＶ／ｍｍとなるように構成し、各種の絶縁体でノズルプレート１１’を形成して下記の実験条件に基づいて行った実験では、ノズル１０’から液滴Ｄ’が吐出される場合と吐出されない場合があった。
［実験条件］
ノズルプレート１１’の吐出面１２’と対向電極３’の対向面との距離：１．０ｍｍ
ノズルプレート１１’の厚さ：１２５μｍ
ノズル径：１０μｍ
静電電圧：１．５ｋＶ
駆動電圧：２０Ｖ
液体吐出実験に使用した実験用液体吐出ヘッドＡ’のノズル１０’には４°のテーパ角を持っている。このテーパ角は、ノズル１０’の断面において、吐出面１２’に対する垂線から吐出面１２’から離れる方向に広がる角度を示している。尚、このテーパ角は、吐出に対する影響は小さく、液滴を安定に吐出する条件への依存性は大きくないことが後で説明するシミュレーションから得られている。
【００７０】
ここで、液体吐出ヘッドにおける液体の吐出原理について図８を用いて説明する。実験用液体吐出ヘッドＡ’では、静電電圧電源６３’から静電電圧印加手段である帯電用電極１６’に静電電圧を印加し、ノズル１０’の吐出孔１３’の液体Ｌ’と対向電極３’の実験用液体吐出ヘッドＡ’に対向する対向面との間に電界を生じさせる。また、駆動電圧電源６１’から圧力発生手段であるピエゾ素子２２’に駆動電圧を印加してピエゾ素子２２’を変形させ、それにより液体Ｌ’に生じた圧力でノズル１０’の吐出孔１３’に液体Ｌ’のメニスカスを形成させる。
【００７１】
ノズル１０’部の絶縁性が高くなると、図９にシミュレーションによる等電位線で示すように、ノズル１０’の内部に、吐出面１２’に対して略垂直方向に等電位線が並び、液体Ｌのメニスカス部分に向かう強い電界が発生する。
【００７２】
特に、図９でメニスカスの先端部では等電位線９−１が密になっていることから分かるように、メニスカス先端部では非常に強い電界集中が生じる。そのため、電界の静電力によってメニスカスが引きちぎられてノズル内の液体Ｌ’から分離されて液滴Ｄ’となる。さらに、液滴Ｄ’は静電力により加速され、対向電極３’に支持された基材Ｋ’に引き寄せられて着弾する。その際、液滴Ｄ’は、静電力の作用でより近い所に着弾しようとするため、基材Ｋ’に対する着弾の際の角度等が安定し正確に行われる。
【００７３】
このように、実験用液体吐出ヘッドＡ’における液体Ｌ’の吐出原理を利用すれば、フラットな吐出面を有する実験用液体吐出ヘッドＡ’においても、高い絶縁性を有するノズル１０’部を用い、吐出面１２’に対して垂直方向の電位差を発生させることで強い電界集中を生じさせることができ、正確で安定した液体Ｌ’の吐出状態を形成することができる。
【００７４】
この液体吐出実験装置Ｓ’による実験で、液滴Ｄ’がノズルから安定に吐出されたすべての場合について、メニスカス先端部の電界強度を求めた。実際には、メニスカス先端部の電界強度を直接測定することが困難であるため、電界シミュレーションソフトウエアである「ＰＨＯＴＯ−ＶＯＬＴ」（商品名、株式会社フォトン製）によるシミュレーションにより算出した。ここでの電界強度は、電流分布解析モードによる、電圧印加後３００秒後の電界強度を言う。その結果、すべての場合においてメニスカス先端部の電界強度は１．５×１０7Ｖ／ｍ以上であった。また、この実験において、液滴Ｄ’がノズルから安定して吐出されない場合についても、上記と同様のシミュレーションによりメニスカス先端部の電界強度を算出した。その結果、１．５×１０7Ｖ／ｍ未満であった。
【００７５】
また、上記の実験条件と同様のパラメータを同ソフトウエアに入力してメニスカス先端部の電界強度を計算した結果、図１０に示すように、電界強度はノズルプレート１１’に用いる絶縁体の体積抵抗率に強く依存することが分かった。また、ノズル１０’から液滴Ｄ’を安定に吐出させるためにはメニスカス先端部の電界強度が１．５×１０7Ｖ／ｍ以上であることが必要であることが上記の実験より得られていることから、図１０から明らかなように、ノズルプレート１１’の体積抵抗率は１０15Ω・ｍ以上であればよいことが分かった。
【００７６】
なお、図１０に示したようなメニスカス先端部の電界強度のノズルプレート１１’の体積抵抗率に対する特徴的な依存関係は、ノズル径を種々に変化させてシミュレーションを行った場合でも同様に得られており、どの場合も体積抵抗率が１０15Ω・ｍ以上の場合にメニスカス先端部の電界強度が１．５×１０7Ｖ／ｍ以上になることが分かっている。
【００７７】
従って、図６に示す液体吐出ヘッドＡにおいて、体積抵抗率が１×１０16Ω・ｍ程度であるＳｉＯ2層４３をボディプレート２の吐出面１２に設けるのが好ましく、液体吐出ヘッドＡは、ＳｉＯ2層４３を持つことで、上記の必要な体積抵抗率を十分満たすことができることから、吐出孔１３に形成される液滴のメニスカス先端部の電界強度が１．５×１０7Ｖ／ｍ以上になることが出来る。更に、ＳｉＯ2層４３は、吐出される液体を無機液体、有機液体及び高電気伝導率の物質（銀粉等）が多く含まれるような導電性ペーストのいずれを用いてもこれらの液体を吸収することによる体積抵抗率の低下を懸念する必要がない。従って、ボディプレートＡの吐出面１２近傍の体積抵抗率は必要な値を維持出来ることからメニスカス先端部の電界強度が安定して１．５×１０7Ｖ／ｍ以上となることが出来る。従って、液体の吐出が安定して行われることが出来ることになる。
【００７８】
また、図７に示す液体吐出ヘッド７０Ａは、ノズルプレート７０２ｂとボディプレート７０２ａとから構成されている。この場合、ノズルプレート７０２ｂの吐出面７１２に上記と同様にＳｉＯ2層７４３を設けるのが好ましい。また、ノズルプレート７０２ｂが高抵抗ガラス又は高抵抗樹脂から形成される場合は、ＳｉＯ2層７４３を設けなくても良い。ＳｉＯ2層７４３を設ける場合、高抵抗ガラス又は高抵抗樹脂を用いる場合の何れにおいても、上記の必要な体積抵抗率を十分満たすことができ、吐出孔７１３に形成される液滴のメニスカス先端部の電界強度は、１．５×１０7Ｖ／ｍ以上となることが出来る。
【００７９】
尚、ノズルプレート７０２ｂの樹脂が導電性の液体を吸収する場合、ノズルプレート７０２ｂの電気伝導度が大きくなり、その結果体積抵抗率が低下する場合がある。このような場合には、ノズルプレート７０２ｂの吐出される液体と接触する面に液体吸収防止層を設ければ良い。
【００８０】
更に、図８に示すノズルプレート１１’のノズル１０’を図６に示す吐出孔１３と同径の筒状とするテーパを持たない貫通した穴形状とした場合、ノズルプレート１１’の厚みを１０μｍ、２０μｍ、５０μｍ、１００μｍとするパラメータとして、ノズル径を変化させた場合のメニスカス先端部の電界強度のシミュレーション結果を図１１に示す。
【００８１】
図１１より、ノズル径が小さくなる程、またノズルプレートの厚みが厚くなる程メニスカス先端部の電界強度が大きくなることが分かる。ノズル１０’から液滴Ｄ’が安定に吐出されるためにはメニスカス先端部の電界強度が１．５×１０7Ｖ／ｍ以上であることが必要であることから、例えばノズルプレートの厚みを１０μｍとする場合は、ノズル径を４μｍ未満とすることで液滴を安定して吐出させることができる。さらに、例えばノズルプレートの厚みを２０μｍとする場合はノズル径を６μｍ未満に、ノズルプレートの厚みを５０μｍとする場合はノズル径を１１μｍ未満に、ノズルプレートの厚みを１００μｍとする場合はノズル径を２４μｍ未満にすることで液滴を安定に吐出させることができる。
【００８２】
例えばノズル径を５μｍとする場合、図７に示す高抵抗ガラスからなるノズルプレート７０２ｂの厚み又は図６に示すボディプレート２の吐出面に設けるＳｉＯ2層４３の厚みを約２０μｍ以上とすることで液滴Ｄを安定して吐出させることができる。
【００８３】
このように、高抵抗ガラスからなるノズルプレート７０２ｂの厚み又はボディプレート２の吐出面に設けるＳｉＯ2層４３の厚みを、図１１を参照又はこの図１１を求めたシミュレーションを用いて所望のノズル径より適宜決める値とすることにより、安定に液滴を吐出することができる液体吐出ヘッドを得ることができる。
【００８４】
なお、本実施形態では、ピエゾ素子２２の変形により形成されたメニスカスを静電吸引力で分離して液滴化し、静電電圧による電界で加速して基材Ｋに着弾させる構成としているが、この他にも、例えば、ピエゾ素子２２の変形による圧力のみで液体Ｌが液滴化する程度の強い駆動電圧を印加するように構成することも可能である。
【実施例】
【００８５】
以下、実施例を以下に説明する。ボディプレートの吐出面にノズル径１０μｍとする３２個のノズル、これと反対面側の圧力室溝、共通流路溝、および共通流路溝と圧力室溝とを結ぶ流路溝等の形成は、Ｓｉ基板を用いて実施例１から３の何れにおいても同じ公知のフォトリソグラフィ技術（レジスト塗布、露光、現像）とＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ：誘導結合プラズマ）を用いた異方性ドライエッチング技術を用いて形成した。
【００８６】
液体吐出の実験には、エタノールに染料（ＣＩアシッドレッド１）を３質量％含有した導電性の液体を用いた。
【００８７】
尚、異方性ドライエッチング技術は、高アスペクト比（加工された凹部の深さと幅の比であり、アスペクト比が高いとは、溝の深さが深く幅が狭い状態を表す。）の構造を得るための技術であって、エッチングの最中にエッチングにより加工された凹部の側壁を保護するためにエッチング反応を生じさせる化学種（ラジカル、イオン等）を発生させるサイクルと、側壁を保護するための保護膜を堆積させるサイクルとを交互に行うエッチング処理のことである。この異方性ドライエッチング技術を用いることでシリコン基板に形成される凹部の側壁は基板表面に対して垂直に加工できる。本実施例の溝や穴等の形成のエッチングガスとしてはＳＦ6を、側壁保護膜の堆積用ガスとしてはＣ4Ｆ8を用いた。
【００８８】
（実施例１）
図２に示す製造工程に沿って説明する。Ｓｉからなるボディプレート２０２には溝が形成されており（図２（１ａ））、この溝が形成されている面の反対面であるノズル２１０の吐出孔２１３がある吐出面にＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）処理により厚み約６０μｍのＳｉＯ2膜２４３を成膜した。また、帯電用電極２１６としてノズル２１０内周面及び圧力室底部にＮｉＰ膜をＲＦマグネトロンスパッタ法を用いて基板温度を３００℃、高周波電力５００Ｗ（周波数：１３．５６ＭＨｚ）、アルゴン雰囲気中（０．６６７Ｐａ）で、０．５μｍの厚みに成膜した（図２（１ｂ））。
【００８９】
次に別途用意したＳｉ基板２７０（図２（２ａ））面に活性化処理を行わないでニッケルをマグネトロンスパッタ法を用いて厚み約０．２μｍ成膜し、これを電鋳用電極として厚さ２５μｍのニッケル２０１を電鋳処理した（図２（２ｂ））。
【００９０】
次に、先に作製したボディプレート２０２の溝形成面にＳｉ基板２７０上のニッケル電鋳膜２０１をエポキシ系接着剤２４１を用いて貼り合わせた後（図２（ｅ））、ボディプレート２０２からＳｉ基板２７０を引き離すことで、容易にニッケル電鋳膜２０１とＳｉ基板２７０とを剥離することができ（図２（ｆ））、Ｓｉ基板２７０の除去後、ニッケル電鋳膜２０１がボディプレート２０２に接着剤２４１で固定された状態となっている。
【００９１】
この後、ボディプレート２０２の吐出面側のＳｉＯ2膜２４３上にメルクジャパン社のＥｖａｐｏｒａｔｉｏｎ  ｓｕｂｓｔａｎｃｅ  ＷＲ１（真空蒸着用撥水膜材料）を用いて撥液膜層２２８を形成し、圧力室２２４部分を被っているニッケル電鋳の薄板部分に厚さ５０μｍの圧電素子２０３を貼りつけて吐出ヘッド２０Ａを完成させた（図２（ｇ））。
【００９２】
次に、吐出ヘッド２０Ａの圧電素子２０３及び帯電電極２１６を動作制御手段を含む静電電圧電源（静電電圧１．５ｋＶ）及び駆動電圧電源（駆動電圧２０Ｖ）に接続して、この吐出ヘッド２０Ａの吐出面と対向電極との距離が１ｍｍとなるように設定した。この後、吐出ヘッド２０Ａを約１ヶ月間動作させたところ、３２個の吐出孔からのインク滴の吐出は、吐出されてないとか液量のムラがあるといった不具合は認められず、安定して動作することが確認できた。
【００９３】
（実施例２）
図４に示す製造工程に沿って説明する。Ｓｉからなるボディプレート４０２には溝が形成されており（図４（１ａ））、この溝が形成されている面の反対面であるノズルの吐出孔４１３がある吐出面にＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）処理により厚み約６０μｍのＳｉＯ2膜４４３を成膜した。また、帯電用電極４１６としてノズル４１０内周面及び圧力室底部にＮｉＰ膜をＲＦマグネトロンスパッタ法を用いて基板温度を３００℃、高周波電力５００Ｗ（周波数：１３．５６ＭＨｚ）、アルゴン雰囲気中（０．６６７Ｐａ）で、０．５μｍの厚みに成膜した（図４（１ｂ））。
【００９４】
次に別途用意したＳｉ基板４７０（図４（２ａ））面に活性化処理を行わないでＰｔ（白金）をマグネトロンスパッタ法で厚み約１μｍ成膜４０１した（図４（２ｂ））。
【００９５】
次にＰｔ膜４０１の接合面４４２およびボディプレート４０２の接合面４４３をバフ研磨を行い表面粗さをＲａ＜１０ｎｍとした。その後、Ｐｔ膜を有するＳｉ基板４７０とボディプレート４０２との位置関係を整えて両研磨面を接触させ全面に均一に２．９４×１０4Ｐａの圧力をかけた。予め行った接合実験を参考にして加圧開始から約１０分経過したところでボディプレート４０２とＰｔ膜４０１との分子間接合が完了したとした（図４（ｅ））。
【００９６】
次に、ボディプレート４０２からＳｉ基板４７０を引き離すことで、容易にＰｔ膜４０１とＳｉ基板４７０とを剥離することができ（図４（ｆ））、Ｓｉ基板４７０の除去後、Ｐｔ膜４０１がボディプレート４０２に分子間力で固定された状態となっている（図４（ｆ））。
【００９７】
この後、ボディプレート４０２の吐出面側のＳｉＯ2膜４４３上にメルクジャパン社のＥｖａｐｏｒａｔｉｏｎ  ｓｕｂｓｔａｎｃｅ  ＷＲ１（真空蒸着用撥水膜材料）を用いて撥液膜層４２８を形成し、圧力室４２４部分を被っているＰｔ膜の薄板部分に厚さ５０μｍの圧電素子４０３を貼りつけて吐出ヘッド４０Ａを完成させた（図４（ｇ））。
【００９８】
次に、吐出ヘッド４０Ａの圧電素子４０３及び帯電電極４１６を動作制御手段を含む静電電圧電源（静電電圧１．５ｋＶ）及び駆動電圧電源（駆動電圧２０Ｖ）に接続して、この吐出ヘッド４０Ａの吐出面と対向電極との距離が１ｍｍとなるように設定した。この後、吐出ヘッド４０Ａを約１ヶ月間動作させたところ、３２個の吐出孔からのインク滴の吐出は、吐出されてないとか液量のムラがあるといった不具合は認められず、安定して動作することが確認できた。
【００９９】
（実施例３）
本実施例は、Ｓｉ基板２７０に設ける薄膜２０１がポリイミド樹脂である以外は図２に沿って説明した実施例１と同じ製造工程であるため、図２に沿って説明する。
【０１００】
Ｓｉからなるボディプレート２０２には溝が形成されており（図２（１ａ））、この溝が形成されている面の反対面であるノズル２１０の吐出孔２１３がある吐出面にＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）処理により厚み約６０μｍのＳｉＯ2膜２４３を成膜した。また、帯電用電極２１６としてノズル２１０内周面及び圧力室底部にＮｉＰ膜をＲＦマグネトロンスパッタ法を用いて基板温度を３００℃、高周波電力５００Ｗ（周波数：１３．５６ＭＨｚ）、アルゴン雰囲気中（０．６６７Ｐａ）で、０．５μｍの厚みに成膜した（図２（１ｂ））。
【０１０１】
次に別途用意したＳｉ基板２７０面に活性化処理を行わないでスピンコート法でポリイミド樹脂を厚さ３μｍ塗布した（図２（２ｂ））。
【０１０２】
次に、先に作製したボディプレート２０２の溝形成面にＳｉ基板２７０上のポリイミド樹脂膜２０１をエポキシ系接着剤２４１を用いて貼り合わせた後（図２（ｅ））、ボディプレート２０２からＳｉ基板２７０を引き離すことで、容易にポリイミド膜２０１とＳｉ基板２７０とを剥離することができ（図２（ｆ））、Ｓｉ基板２７０の除去後、ポリイミド膜２０１がボディプレート２０２に接着剤で固定された状態となっている（図２（ｆ））。
【０１０３】
この後、ボディプレート２０２の吐出面側のＳｉＯ2膜２４３上にメルクジャパン社のＥｖａｐｏｒａｔｉｏｎ  ｓｕｂｓｔａｎｃｅ  ＷＲ１（真空蒸着用撥水膜材料）を用いて撥液膜層２２８を形成し、圧力室２２４部分を被っているニッケル電鋳の薄板部分に厚さ５０μｍの圧電素子２０３’を貼りつけて吐出ヘッド２０Ａを完成させた（図２（ｇ））。
【０１０４】
次に、吐出ヘッド２０Ａの圧電素子２０３及び帯電電極２１６を動作制御手段を含む静電電圧電源（静電電圧１．５ｋＶ）及び駆動電圧電源（駆動電圧２０Ｖ）に接続して、この吐出ヘッド２０Ａの吐出面と対向電極との距離が１ｍｍとなるように設定した。この後、吐出ヘッド２０Ａを約１ヶ月間動作させたところ、３２個の吐出孔からのインク滴の吐出は、吐出されてないとか液量のムラがあるといった不具合は認められず、安定して動作することが確認できた。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】本実施形態の液体吐出ヘッドの構成の１例を示す図である。
【図２】本実施形態の液体吐出ヘッドを構成するボディプレートと薄板とを接合する一例を模式的に示す図である。
【図３】本実施形態の液体吐出ヘッドを構成するボディプレートと薄板とを接合する一例を模式的に示す図である。
【図４】本実施形態の液体吐出ヘッドを構成するボディプレートと薄板とを接合する一例を模式的に示す図である。
【図５】本実施形態の液体吐出ヘッドを構成するボディプレートと薄板とを接合する一例を模式的に示す図である。
【図６】本実施形態の一例である液体吐出ヘッドを有する液体吐出装置例の全体構成を示す図である。
【図７】本実施形態の一例である液体吐出ヘッドの構成の一例を示す図である。
【図８】液体の吐出条件を検討するために使用した実験用液体吐出ヘッドを示す図である。
【図９】シミュレーションによるノズルの吐出孔付近の電位分布を示す模式図である。
【図１０】ノズルプレートの体積抵抗率とメニスカス先端部の電界強度との関係を示す図である。
【図１１】ノズル径とメニスカス先端部の電界強度との関係をノズルプレートの厚さをパラメータにして示す図である。
【符号の説明】
【０１０６】
２１３、１３  吐出孔
２１０、１０  ノズル
２１６、１６  帯電用電極
２０２、２  ボディプレート
２４３、４３  ＳｉＯ2膜
２２４、２４  圧力室（溝）
２７０  保持基板
２０１、１  薄板（膜）
２４１  接着剤
２０３、２２  ピエゾ素子
２２８、２８  撥液層
２０Ａ、Ａ  液体吐出ヘッド
Ｓ  液体吐出装置
３  対向電極
Ｅ  動作制御手段
６３  静電電圧電源
６１  駆動電圧電源
Ｌ  液体
Ｄ  液滴
Ｋ  基材
【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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