(57)【要約】【課題】  孔明け加工時の異物が電極に付着することを防止することができる静電アクチュエータの製造方法、液滴吐出ヘッドの製造方法、静電アクチュエータ、液滴吐出ヘッドおよびこの液滴吐出ヘッドを搭載した液滴吐出装置を提供する。【解決手段】  電極と振動板部とが所定の間隔をおいて対向配置されてなる電気機械変換素子を有する静電アクチュエータの製造方法である接合工程Ｓ１０３は、電極を有する第１の基板と振動板部を有する第２の基板とを、電極が振動板部と所定の間隔を置いて対向配置されると共に振動板部と面する室内に略閉塞された状態に接合する。貫通孔形成工程Ｓ１０５は、電気機械変換素子の振動板部で加圧される位置に流体を導くための流路の少なくとも一部をなす貫通孔を、接合された第１の基板と第２の基板とを貫通し、前記室と連通しない位置に形成する。【選択図】      図４
2005219231.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極と振動板部とが所定の間隔をおいて対向配置されてなる電気機械変換素子を有する静電アクチュエータの製造方法であって、
前記電極を有する第１の基板と前記振動板部を有する第２の基板とを、前記電極が前記振動板部と所定の間隔を置いて対向配置されると共に、前記振動板部と面する室内に略閉塞された状態に接合する接合工程と、
接合された前記第１の基板と前記第２の基板のうち少なくとも一方に流体の流路を構成する貫通孔を形成する貫通孔形成工程とを備えたことを特徴とする静電アクチュエータの製造方法。
【請求項２】
電極と振動板部とが所定の間隔をおいて対向配置されてなる電気機械変換素子を有する静電アクチュエータの製造方法であって、
前記電極を有する第１の基板と前記振動板部を有する第２の基板とを、前記電極が前記振動板部と所定の間隔を置いて対向配置されると共に、前記振動板部と面する室内に略閉塞された状態に接合する接合工程と、
前記電気機械変換素子の前記振動板部で加圧される位置に流体を導くための流路の少なくとも一部をなす貫通孔を、前記第１の基板と前記第２の基板とを貫通し、前記室と連通しない位置に形成する貫通孔形成工程とを備えたことを特徴とする静電アクチュエータの製造方法。
【請求項３】
前記貫通孔形成工程は、先に前記第１の基板から前記第１の基板の厚みの半分以上で且つ貫通させない位置まで穿孔する第１の穿孔工程と、
前記第１の穿孔工程の後に前記第１の基板側から高圧水流を用いたジェット孔明け方式で、前記第１の基板と前記第２の基板との貫通前の残りの部分を破断打ち抜き加工して、前記貫通孔を形成する第２の穿孔工程とを備えたことを特徴とする請求項２に記載の静電アクチュエータの製造方法。
【請求項４】
電極と振動板部とが所定の間隔をおいて対向配置されてなる電気機械変換素子を有する静電アクチュエータの製造方法であって、
第１の基板に流体の流路を構成する第１の貫通孔を形成する第１貫通孔形成工程と、
前記第１の貫通孔が形成された第１の基板に電極を形成する電極形成工程と、
前記電極が形成された第１の基板と前記振動板部を有する第２の基板とを、前記電極が前記振動板部と所定の間隔を置いて対向配置されると共に、前記振動板部と面する室内に略閉塞された状態に接合する接合工程と、
前記第１の基板と接合された前記第２の基板に、前記第１の貫通孔に連通する第２の貫通孔を形成する第２貫通孔形成工程とを備えたことを特徴とする静電アクチュエータの製造方法。
【請求項５】
電極と振動板部とが所定の間隔をおいて対向配置されてなる電気機械変換素子を有する静電アクチュエータの製造方法であって、
前記電気機械変換素子の前記振動板部で加圧される位置に流体を導くための流路の少なくとも一部をなす第１の貫通孔を、前記電極が前記振動板部と所定の間隔を置いて対向配置されると共に前記振動板部と面する室内に連通しない位置で、第１の基板に形成する第１貫通孔形成工程と、
前記第１の貫通孔が形成された前記第１の基板に電極を形成する電極形成工程と、
前記電極が形成された前記第１の基板と前記振動板部を有する第２の基板とを、前記電極が前記振動板部と所定の間隔を置いて対向配置されると共に、前記振動板部と面する室内に略閉塞された状態に接合する接合工程と、
前記第１の基板と接合された前記第２の基板に、前記第１の貫通孔に連通する第２の貫通孔を形成する第２貫通孔形成工程とを備えたことを特徴とする静電アクチュエータの製造方法。
【請求項６】
前記第２貫通孔形成工程は、前記第１の基板に形成された第１の貫通孔側から高圧水流を用いたジェット孔明け方式で、前記第２の基板を破断打ち抜き加工して前記第２の貫通孔を形成することを特徴とする請求項５に記載の静電アクチュエータの製造方法。
【請求項７】
前記第１の基板に前記電極を形成する前に、前記第１の基板と前記第２の基板とを接合する際の位置決め用の凹部または貫通孔を、前記第１の基板に形成する穴明け工程を更に備えたことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一項に記載の静電アクチュエータの製造方法。
【請求項８】
電極と振動板部とが所定の間隔をおいて対向配置されてなる電気機械変換素子を有する静電アクチュエータが、前記振動板部と面して位置する吐出室に充填された液体を加圧することによりノズルから液滴を吐出する液滴吐出ヘッドの製造方法において、
前記電極を有する第１の基板と前記振動板部を有する第２の基板とを、前記電極が前記振動板部と所定の間隔を置いて対向配置されると共に、前記振動板部と面する室内に略閉塞された状態に接合する接合工程と、
接合された前記第１の基板と前記第２の基板のうち少なくとも一方に流体の流路を構成する貫通孔を形成する貫通孔形成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９】
電極と振動板部とが所定の間隔をおいて対向配置されてなる電気機械変換素子を有する静電アクチュエータが、前記振動板部と面して位置する吐出室に充填された液体を加圧することによりノズルから液滴を吐出する液滴吐出ヘッドの製造方法において、
前記電極を有する第１の基板と前記振動板部を有する第２の基板とを、前記電極が前記振動板部と所定の間隔を置いて対向配置されると共に、前記振動板部と面する室内に略閉塞された状態に接合する接合工程と、
接合された前記第１の基板と前記第２の基板とを貫通し、前記液体を前記吐出室に導くための貫通孔を前記室内と連通しない位置に形成する貫通孔形成工程と、
前記貫通孔形成工程の後に、前記第２の基板に第３の基板を接合することにより、前記吐出室を形成する吐出室形成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１０】
電極と振動板部とが所定の間隔をおいて対向配置されてなる電気機械変換素子を有する静電アクチュエータが、前記振動板部と面して位置する吐出室に充填された液体を加圧することによりノズルから液滴を吐出する液滴吐出ヘッドの製造方法において、
前記静電アクチュエータで加圧される前記液体を前記吐出室に導くための流路の少なくとも一部をなす第１の貫通孔を、第１の基板に前記電極が前記振動板部と所定の間隔を置いて対向配置されると共に前記振動板部と面する室と連通しない位置に形成する第１貫通孔形成工程と、
第１の貫通孔が形成された前記第１の基板に前記電極を形成する電極形成工程と、
前記電極が形成された前記第１の基板と前記振動板部を有する第２の基板とを、前記電極が前記振動板部と所定の間隔を置いて対向配置されると共に、前記振動板部と面する室内に略閉塞された状態に接合する接合工程と、
前記第１の基板と接合された前記第２の基板に、前記第１の貫通孔に連通する第２の貫通孔を形成する第２貫通孔形成工程と、
前記第２貫通孔形成工程の後に、前記第２の基板に第３の基板を接合することにより、前記吐出室を形成する吐出室形成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】
請求項１ないし７のいずれか一項に記載の静電アクチュエータの製造方法を用いて製造されたことを特徴とする静電アクチュエータ。
【請求項１２】
請求項８ないし１０のいずれか一項に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法を用いて製造されたことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項１３】
請求項１２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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電アクチュエータの製造方法、液滴吐出ヘッドの製造方法、静電アクチュエータ、液滴吐出ヘッドおよび液滴吐出装置に係わり、詳しくは、静電アクチュエータを構成する電極に異物を付着させないように、静電アクチュエータを構成する基板に孔明けする方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
静電アクチュエータを有する液滴吐出ヘッドとして、吐出される液体にインクを用い、このインクが充填された吐出室を静電アクチュエータで加圧して、ノズルから記録紙等にインクを吐出することで記録を行うインクジェットヘッドが知られている。
【０００３】
このインクジェットヘッドは、インク滴を吐出するノズルと、ノズルに連通するインク流路と、インク流路にインクを供給するインク取入れ口と、インク流路の一部に設けられた電気機械変換素子と、電気機械変換素子を構成する電極とを有する。インクジェットヘッドは、ガラス基板またはシリコン基板からなる３つの基板の積層構造をとり、電気変換素子は、その内２つの基板の接合面に設けられた室内において、所定の間隔を隔てて配置された振動板部と電極とを有している。この種のインクジェットヘッドの製造方法としては、絶縁性の第１の基板に前記電極のパターンを形成するパターン形成工程と、前記電極のパターンが形成された第１の基板に前記インク取入れ口を形成する貫通孔を加工する孔明け加工工程と、前記第１の基板と前記インク流路が形成された第２の基板とを接合する接合工程とを有する製造方法が知られている（特許文献１）。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１２３８２４公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような従来の製造方法では、インク流路の一部に形成された振動板部に対応する電極を第１の基板に形成し、次にインク流路にインクを導くためのインク取り入れ口となる貫通孔を第１の基板に孔明けした後に、電極を有する第１の基板と振動板部を有する第２の基板とを接合している。図１１に示すように、従来の貫通孔の孔明け加工では、まず電極１１のパターンが形成された第１の基板１の上面から、インク取入口１４となる穴を貫通させない状態に形成し、次に第１の基板１の下面から先に形成された穴に連通するように孔明けを行う。この穴（孔）加工は、ダイヤモンドドリル６０を用いて穿孔しており、このような穴（孔）加工においては切削くず等の異物６１が発生し、すでに第１の基板１に形成された電極１１の表面に付着する。ゆえに異物６１が付着した電極１１と振動板部とからなる電気機械変換素子の駆動は、電極１１に付着した異物６１でじゃまされて、動作不良を起こすという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記のような問題を考慮してなされたものであり、孔明け加工時の異物が電極に付着することを防止することができる静電アクチュエータの製造方法、液滴吐出ヘッドの製造方法、静電アクチュエータ、液滴吐出ヘッドおよびこの液滴吐出ヘッドを搭載した液滴吐出装置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】
【０００７】
本発明の静電アクチュエータの製造方法は、電極と振動板部とが所定の間隔をおいて対向配置されてなる電気機械変換素子を有する静電アクチュエータの製造方法であって、電極を有する第１の基板と振動板部を有する第２の基板とを、電極が振動板部と所定の間隔を置いて対向配置されると共に、振動板部と面する室内に略閉塞された状態に接合する接合工程と、接合された第１の基板と第２の基板のうち少なくとも一方に流体の流路を構成する貫通孔を形成する貫通孔形成工程とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、第１の基板と第２の基板のうち少なくとも一方に流体の流路を構成する貫通孔を形成する際に、電極を有する第１の基板と振動板部を有する第２の基板とを、電極が振動板部と所定の間隔を置いて対向配置されると共に、振動板部と面する室内に略閉塞された状態に接合した後に、接合された第１の基板と第２の基板のうち少なくとも一方に流体の流路を構成する貫通孔を形成する貫通孔形成工程を備えているため、この貫通孔形成工程で発生する切削くず等の異物が、電気機械変換素子を構成する電極に付着することなく静電アクチュエータを製造することができる。すなわち異物不良を低減し歩留よく静電アクチュエータを製造することができる。
【０００９】
また、本発明の静電アクチュエータの製造方法は、電極と振動板部とが所定の間隔をおいて対向配置されてなる電気機械変換素子を有する静電アクチュエータの製造方法であって、電極を有する第１の基板と振動板部を有する第２の基板とを、電極が振動板部と所定の間隔を置いて対向配置されると共に、振動板部と面する室内に略閉塞された状態に接合する接合工程と、電気機械変換素子の前記振動板部で加圧される位置に流体を導くための流路の少なくとも一部をなす貫通孔を、第１の基板と第２の基板とを貫通し、前記室と連通しない位置に形成する貫通孔形成工程とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、電気機械変換素子を構成する電極が振動板部と所定の間隔を置いて対向配置されると共に、振動板部と面する室内に略閉塞された状態に接合する接合工程の後に、電気機械変換素子の前記振動板部で加圧される位置に流体を導くための流路の少なくとも一部をなす貫通孔を、第１の基板と第２の基板とを貫通し、前記室と連通しない位置に形成する貫通孔形成工程を備えているため、貫通孔形成工程で発生する切削くず等の異物が、電気機械変換素子を構成する電極に付着することなく静電アクチュエータを製造することができる。
【００１１】
この場合、前記貫通孔形成工程は、先に第１の基板から第１の基板の厚みの半分以上で且つ貫通させない位置まで穿孔する第１の穿孔工程と、第１の穿孔工程の後に第１の基板側から高圧水流を用いたジェット孔明け方式で、第１の基板と第２の基板との貫通前の残りの部分を破断打ち抜き加工して、前記貫通孔を形成する第２の穿孔工程とを備えることが好ましい。
【００１２】
この構成によれば、先に第１の基板側から第１の基板の厚みの半分以上で且つ貫通させない位置まで穿孔する第１の穿孔工程と、第１の基板側から第１の基板と第２の基板との貫通前の残りの部分を穿孔する第２の穿孔工程とに分けて貫通孔を形成するため無理なく孔明け加工ができ、第１の穿孔工程で明けられた穴によって高圧水流を導き、第２の穿孔工程によって一気に第１の基板と第２の基板との貫通前の残りの部分を破断打ち抜き加工することによって、この貫通孔内部に段差を生じることなく貫通孔を形成することができる。また、第１の基板側から常に穿孔されるため、第２の基板側から孔明けする場合に比べて、第２の穿孔工程の孔明けに位置ズレを起こすことを防止することもできる。
【００１３】
また、本発明の静電アクチュエータの製造方法は、電極と振動板部とが所定の間隔をおいて対向配置されてなる電気機械変換素子を有する静電アクチュエータの製造方法であって、第１の基板に流体の流路を構成する第１の貫通孔を形成する第１貫通孔形成工程と、第１の貫通孔が形成された第１の基板に電極を形成する電極形成工程と、電極が形成された第１の基板と振動板部を有する第２の基板とを、電極が振動板部と所定の間隔を置いて対向配置されると共に、振動板部と面する室内に略閉塞された状態に接合する接合工程と、第１の基板と接合された第２の基板に、第１の貫通孔に連通する第２の貫通孔を形成する第２貫通孔形成工程とを備えたことを特徴とする。
【００１４】
この構成によれば、第１貫通孔形成工程で第１の基板に第１の貫通孔を形成し、この加工工程で発生した切削くず等をきちんと除去した後に、第１の基板に電極を形成する電極形成工程を行うことができる。したがって、電極上に切削くず等の異物を付着させない状態で電極が形成された第１の基板と振動板部を有する第２の基板とを接合するため、電気機械変換素子を構成する電極にこの異物が付着することなく静電アクチュエータを製造することができる。
【００１５】
また、本発明の静電アクチュエータの製造方法は、電極と振動板部とが所定の間隔をおいて対向配置されてなる電気機械変換素子を有する静電アクチュエータの製造方法であって、電気機械変換素子の振動板部で加圧される位置に流体を導くための流路の少なくとも一部をなす第１の貫通孔を、電極が振動板部と所定の間隔を置いて対向配置されると共に振動板部と面する室内に連通しない位置で、第１の基板に形成する第１貫通孔形成工程と、第１の貫通孔が形成された第１の基板に電極を形成する電極形成工程と、電極が形成された第１の基板と振動板部を有する第２の基板とを、電極が振動板部と所定の間隔を置いて対向配置されると共に、振動板部と面する室内に略閉塞された状態に接合する接合工程と、第１の基板と接合された第２の基板に、第１の貫通孔に連通する第２の貫通孔を形成する第２貫通孔形成工程とを備えたことを特徴とする。
【００１６】
この構成によれば、電気機械変換素子の振動板部で加圧される位置に流体を導くための流路の少なくとも一部をなす第１の貫通孔は、電極が振動板部と所定の間隔を置いて対向配置されると共に振動板部と面する室内と連通しない位置で、第１の基板に孔明けされる。この第１貫通孔形成工程で発生した切削くず等をきちんと除去した後に、第１の基板に電極を形成することにより、電極に切削くず等の異物が付着していない状態で、電極が形成された第１の基板と振動板部を有する第２の基板とを、電極が振動板部と所定の間隔を置いて対向配置されると共に振動板部と面する室内に略閉塞された状態に接合するため、電気機械変換素子を構成する電極にこの異物が付着することなく静電アクチュエータを製造することができる。
【００１７】
またこの場合、第２貫通孔形成工程は、第１の基板に形成された第１の貫通孔側から高圧水流を用いたジェット孔明け方式で、第２の基板を破断打ち抜き加工して第２の貫通孔を形成することが好ましい。
【００１８】
これによれば、第１の貫通孔で導かれた高圧水流で第２の基板を破断打ち抜き加工するジェット孔明け方式を用いるため、一気に孔明け加工でき第１の貫通孔と連通する第２の貫通孔との接合面に段差が生じることなく孔明けすることができる。また第２の貫通孔を第２の基板側から孔明けする場合に比べて、第１の貫通孔に対する第２の貫通孔の位置ズレを防止することができる。
【００１９】
また本発明の静電アクチュエータの製造方法は、第１の基板に電極を形成する前に、第１の基板と第２の基板とを接合する際の位置決め用としての凹部または貫通孔を、第１の基板に形成する穴明け工程を更に備えることが好ましい。
【００２０】
この構成によれば、第１の基板に電極を形成する前に、あらかじめ第１の基板と第２の基板とを接合する際の位置決め用としての凹部または貫通孔を形成する穴明け工程を備えておけば、この穴明け工程で発生する切削くず等の異物をきちんと除去した後に凹部または貫通孔を基準として第１の基板に電極を形成することができる。これによって電気機械変換素子を構成する電極にこの異物が付着することなく静電アクチュエータを製造することができる。また、電極が形成された第１の基板と振動板部を有する第２の基板とを、この凹部または貫通孔を基準として接合すれば精度よく接合することができる。
【００２１】
本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法は、電極と振動板部とが所定の間隔をおいて対向配置されてなる電気機械変換素子を有する静電アクチュエータが、振動板部と面して位置する吐出室に充填された液体を加圧することによりノズルから液滴を吐出する液滴吐出ヘッドの製造方法において、電極を有する第１の基板と振動板部を有する第２の基板とを、電極が振動板部と所定の間隔を置いて対向配置されると共に、振動板部と面する室内に略閉塞された状態に接合する接合工程と、接合された第１の基板と第２の基板のうち少なくとも一方に流体の流路を構成する貫通孔を形成する貫通孔形成工程とを備えたことを特徴とする。
【００２２】
この構成によれば、第１の基板と第２の基板のうち少なくとも一方に流体の流路を構成する貫通孔を形成する際に、電極を有する第１の基板と振動板部を有する第２の基板とを、電極が振動板部と所定の間隔を置いて対向配置されると共に、振動板部と面する室内に略閉塞された状態に接合した後に、貫通孔形成工程でこの貫通孔を形成すれば、貫通孔形成工程で発生する切削くず等の異物が電気機械変換素子を構成する電極に付着することを防ぐことができる。すなわち電極に異物が付着していない電気機械変換素子を有する静電アクチュエータを備えた液滴吐出ヘッドを歩留よく製造することができる。
【００２３】
また本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法は、電極と振動板部とが所定の間隔をおいて対向配置されてなる電気機械変換素子を有する静電アクチュエータが、振動板部と面して位置する吐出室に充填された液体を加圧することによりノズルから液滴を吐出する液滴吐出ヘッドの製造方法において、電極を有する第１の基板と振動板部を有する第２の基板とを、電極が振動板部と所定の間隔を置いて対向配置されると共に、振動板部と面する室内に略閉塞された状態に接合する接合工程と、接合された第１の基板と第２の基板とを貫通し、液体を吐出室に導くための貫通孔を前記室と連通しない位置に形成する貫通孔形成工程と、貫通孔形成工程の後に、第２の基板に第３の基板を接合することにより、吐出室を形成する吐出室形成工程とを備えたことを特徴とする。
【００２４】
この構成によれば、電極を有する第１の基板と振動部を有する第２の基板とを接合した後に、振動板部と面して位置する吐出室に液体を導くための貫通孔を第１の基板と第２の基板とを貫通するように形成する貫通孔形成工程を備えているため、静電アクチュエータを構成する電極に貫通孔形成工程で生ずる切削くず等の異物が付着することを防止することができる。また貫通孔形成工程で生ずる切削くず等の異物をきちんと除去した後に、第２の基板に第３の基板を接合することにより、吐出室を形成する吐出室形成工程とを備えているため、吐出室にこの異物が付着することを防止することができる。
【００２５】
また本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法は、電極と振動板部とが所定の間隔をおいて対向配置されてなる電気機械変換素子を有する静電アクチュエータが、振動板部と面して位置する吐出室に充填された液体を加圧することによりノズルから液滴を吐出する液滴吐出ヘッドの製造方法において、静電アクチュエータで加圧される液体を吐出室に導くための流路の少なくとも一部をなす第１の貫通孔を、第１の基板に電極が振動板部と所定の間隔を置いて対向配置されると共に振動板部と面する室と連通しない位置に形成する第１貫通孔形成工程と、第１の貫通孔が形成された第１の基板に電極を形成する電極形成工程と、電極が形成された第１の基板と振動板部を有する第２の基板とを、電極が振動板部と所定の間隔を置いて対向配置されると共に、振動板部と面する室内に略閉塞された状態に接合する接合工程と、第１の基板と接合された第２の基板に、第１の貫通孔に連通する第２の貫通孔を形成する第２貫通孔形成工程と、第２貫通孔形成工程の後に、第２の基板に第３の基板を接合することにより、吐出室を形成する吐出室形成工程とを備えたことを特徴とする。
【００２６】
この構成によれば、液体を吐出室に導くため、第１の基板を貫通する第１の貫通孔を形成する第１貫通孔形成工程の後に、第１の基板に静電アクチュエータを構成する電極を形成する電極形成工程を行うため、電極形成後の洗浄に使用できない酸洗浄等の方法を用いて、第１貫通孔形成工程の際に発生する切削くず等の異物をきちんと除去してから次の電極形成工程を行うことができ、電極にこの異物が付着することを防止することができる。また、電極が形成された第１の基板と振動板部を有する第２の基板とを、電極が振動板部と所定の間隔を置いて対向配置されると共に、振動板部と面する室内に略閉塞された状態に接合した後に、第１の貫通孔に連通する第２の貫通孔を形成する第２貫通孔形成工程を備えているため、第２貫通孔形成工程で発生する切削くず等の異物は、振動板部と電極とで構成される室内に付着することを防止することができる。また第２貫通孔形成工程で発生する切削くず等の異物をきちんと除去した後に、第３の基板を第２の基板に接合することができ、吐出室にこの異物が付着することを防止することができる。
【００２７】
本発明の静電アクチュエータは、上記静電アクチュエータの製造方法を用いて製造されたことを特徴とする。
【００２８】
この構成によれば、第１の基板と第２の基板の少なくとも一方に流体の流路を構成する貫通孔を形成する際や、振動板部によって加圧される位置に流体を導くための流路の少なくとも一部をなす貫通孔を形成する際に、電極を有する第１の基板と振動板部を有する第２の基板とを接合する接合工程より後に孔明け加工するか、または第１の基板の電極形成工程前に孔明け加工するため、孔明けの際に発生する切削くず等の異物が電極に付着することを防止して静電アクチュエータを製造することができる。ゆえにこの異物によって電極と振動板部からなる電気機械変換素子を有する静電アクチュエータの駆動が阻害されることを防止することができる。
【００２９】
本発明の液滴吐出ヘッドは、上記液滴吐出ヘッドの製造方法を用いて製造されたことを特徴とする。
【００３０】
この構成によれば、吐出室に液体を導くための貫通孔を、電極を有する第１の基板と振動板部を有する第２の基板とを接合する接合工程より後に形成する貫通孔形成工程か、または第１の基板の電極形成工程前に形成する第１貫通孔形成工程を備えているため、これらの孔明け加工で発生する切削くず等の異物が電極に付着することを防止することができる。ゆえに、この異物による静電アクチュエータの駆動が阻害されることを防止することができ、安定的な液体の吐出が可能な信頼性の高い液滴吐出ヘッドを提供することができる。
【００３１】
本発明の液滴吐出装置は、上記発明の液滴吐出ヘッドを搭載したことを特徴とする。これによれば、安定的な液体の吐出が可能な信頼性の高い液滴吐出ヘッドを搭載しているため、高い吐出信頼性品質を有する液滴吐出装置を提供することができる。
【００３２】
尚、ここで述べる流体は、気体、液体、流動性をもつ樹脂等の物質を含むものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
まず本発明の一実施形態であるインクジェットヘッドについて説明する。このインクジェットヘッドは、振動板部に面して位置すると共にノズルに連通する吐出室と、この吐出室に充填されたインクを振動板部とこれに対向する電極とを有する静電アクチュエータで加圧して、ノズルからインクを液滴として吐出し、記録紙等の記録媒体に印刷するインクジェットプリンタである記録装置に搭載される液滴吐出ヘッドとしてのインクジェットヘッドである。
【００３４】
図１は、本実施形態のインクジェットヘッドの構造を示す分解斜視図である。また図２は、図１において接合後にＡ−Ａ線で切った概略断面図である。本実施形態のインクジェットヘッド１０は、図１に示すとおり、電極１１を有する第１の基板と、振動板部５を有する第２の基板と、インクが吐出されるノズル４を有する第３の基板とで構成されている。
【００３５】
第１の基板１は、第２の基板２に設けられた各吐出室６の振動板部５に所定の間隔を置いて対向配置された複数の電極１１と、電極１１を底面に形成した凹部１５と、凹部１５の底面に形成された電極１１に繋がるリード部１２および端子部１３と、外部に連通してインクをリザーバ８に供給するためのインク取入口１４を含む貫通孔１６とを有している。
【００３６】
第２の基板２は、振動板部５を底面とするインクが充填される吐出室６となる複数の凹部２２と、この複数の凹部２２に繋がってインクを供給するための共通インクキャビティであるリザーバ８となる凹部２４と、各凹部２２と凹部２４を結ぶオリフィス７となる細溝２３とを有している。
【００３７】
第３の基板は、第２の基板２の複数の吐出室６に連通するように形成された複数のノズル４を有している。
【００３８】
また、図２に示すとおり、第１の基板１と第２の基板２が接合された状態では、凹部１５によって形成された室としての振動室９内に電極１１が略閉塞状態に配置されるとともに、電極１１と振動板部５とが所定の間隔（ギャップ）をおいて対向配置された状態にある。これら電極１１と振動板部５とにより、静電気力で振動板部５を駆動させる電気機械変換素子１８が構成されており、この電気機械変換素子１８を有する静電アクチュエータ１９が第１の基板１と第２の基板２の下部とにより構築されている。
【００３９】
この振動室９は、第１の基板１と第２の基板２を前述のように接合した後に、第２の基板２端部で且つ電極１１に繋がる端子部１３の上部にてエポキシ樹脂等の封止材３１により、外部から気密封止されている。このとき振動室９の振動板部５と電極１１との間隔は、０．２μｍ程度に保持されている。
【００４０】
そして、第２の基板２と第３の基板３は、吐出室６とノズル４とが対応するように接合されている。これによりインクを供給するための流路となるリザーバ８と、リザーバ８に繋がる複数の吐出室６とがそれぞれ区画され、各吐出室６毎にノズル４が連通している。尚、第２の基板２に形成されたオリフィス７となる細溝２３に対応して第３の基板３にもオリフィス７を構成する細溝１７が形成されている。この細溝１７は、オリフィス７を通過する流体の量や圧力等を考慮して形成されるものであり、必ずしも設ける必要はない。また、本実施形態のインクジェットヘッド１０は、ノズル４が第３の基板３を貫通し吐出室６と連通してインクを吐出するいわゆるフェイスインクジェット方式であるが、吐出室６と連通して第２の基板２の端部にノズル孔または溝を形成してインクジェットヘッド１０の側端面（図２における左側面）に形成されたノズルからインクを吐出するエッジインクジェット方式であってもよい。
【００４１】
また、インクジェットヘッド１０は、第１の基板１としてホウ珪酸ガラスを用い、第２の基板２としてシリコン基板を用いているが、第１の基板１は、低膨張ガラスやシリコン基板でも製造可能である。ノズル４を有する第３の基板３は、低膨張ガラス、プラスチック、ステンレス等の金属、シリコン等の薄板を用いることができる。
【００４２】
さらにインクジェットヘッド１０の駆動時に、振動板部５と電極１１との短絡を防止するために第２の基板２であるシリコン基板の下面にＳｉＯ２からなる絶縁層２５（図１に示す）が形成されている。またインクジェットヘッド１０の駆動のために第２の基板２であるシリコン基板の上面に共通電極２６（図２に示す）が形成されている。
【００４３】
このような構成のインクジェットヘッド１０の共通電極２６と各電極１１に繋がる端子部１３との間に、インクジェットヘッド１０を駆動するためのドライバＩＣ５０が実装されたＦＰＣ等の回路基板を接続すれば、このインクジェットヘッド１０を駆動することができる。
【００４４】
また、インク取入口１４に図３に示すインクタンク部材４０９に繋がるインク供給管４１を接続すれば図２に示す貫通孔１６を通じてリザーバ８および各吐出室６にインクを充填することができる。本実施形態で使用するインクは、水、アルコール等の主溶媒にエチレングリコール等の界面活性剤と、染料または顔料とを溶解または分散して調整されたものである。また、インクジェットヘッド１０にヒータ等の加熱機構を備えればホットメルトタイプのインクも使用することが可能である。
【００４５】
ここでインクジェットヘッド１０の駆動方法について簡単に説明しておく、第１の基板１であるガラス基板に形成された電極１１に対して、ドライバＩＣ５０により、例えば、正の電圧パルスを印加して電極１１の表面が正の電位に帯電すると、対応する振動板部５の下面は負の電位に帯電する。すると振動板部５は、静電気力によって吸引されて電極１１との間隔が狭まる方向へ撓む。このとき振動板部５が撓むことにより、インクがリザーバ８からオリフィス７を経由して吐出室６に供給される。次に電極１１へ印加している電圧パルスをオフにし、蓄えられている電荷を放電すると、振動板部５は元の位置に復元する。この復元動作によって、吐出室６の内圧が急激に上昇して、吐出室６に充填されたインクを加圧しノズル４からインク液滴が記録紙に向けて吐出される。
【００４６】
尚、図１においては、１個のインクジェットヘッドの一部を図示しているが、実際には、ウエハ状の第２の基板２であるシリコン基板に複数個分のインク流路パターンである凹部２２，２４および細溝２３を異方性エッチングで形成し、複数個分の電極１１およびノズル４がそれぞれ形成された第１の基板１と第３の基板３とを第２の基板２に接合した後に、所定個所をダイシングにより切断して個々のインクジェットヘッド１０に分割される。このように、複数個のインクジェットヘッド１０を同時に製造することが可能であり、量産性に優れている。
【００４７】
次に本実施形態のインクジェットヘッド１０を搭載した液滴吐出装置としての記録装置であるインクジェットプリンタについて、図３に基づいて説明する。図３は、インクジェットプリンタを示す概略図である。詳しくは、インクジェットヘッド１０が搭載されたキャリッジの走査方向から見た概略図である。
【００４８】
図３に示すとおり、インクジェットプリンタ４００は、記録紙４０１と、記録紙４０１を送る送りローラ４０２，４０５と、送りローラ４０２，４０５に対応して記録紙４０１を押さえる押さえローラ４０３，４０４と、インクジェットヘッド１０のノズル面４４が、記録紙４０１の印字面と所定の間隔で平行となるようにベース部材４３を介してキャリッジ４０６に固定されたインクジェットヘッド１０と、キャリッジ軸４０８に軸支されたキャリッジ４０６を図示しない駆動機構と連結して移動させるベルト４０７と、インクジェットヘッド１０のガラス面４５に接合したインク供給管４１と、インク供給管４１に繋がって貯留したインクを供給するインクタンク部材４０９とで構成されている。
【００４９】
このインクジェットプリンタ４００は、フェイスインクジェット方式のインクジェットヘッド１０を搭載しており、インクジェットヘッド１０のガラス面４５に接合したインク供給管４１を通じてインクタンク部材４０９からインクが供給され、前述のインクジェットヘッド１０に設けられたインク取入口１４から貫通孔１６、リザーバ８を経て吐出室６（図２参照）にインクが充填されている。すなわちインク供給方向Ｋとノズル４からのインク吐出方向Ｌが同一方向となるように構成されている。したがって、インクジェットヘッド１０が駆動されると、インク滴４２がノズル面４４と平行に位置した記録紙４０１に吐出され、キャリッジ４０６の走査と記録紙４０１の送りによって印刷される。
【００５０】
また、フェイスインクジェット方式のインクジェットヘッド１０は、ノズル面４４にインク供給管４１を接合する方式でないため、インクジェットヘッド１０を記録紙４０１に近づけて配置することが可能であり、印刷品位を高めることができる。また、記録紙４０１を送る送りローラ４０２，４０５をインクジェットヘッド１０の近傍に配置することができ、記録紙４０１の浮き上がりによる紙ジャムを防止することができる。
【００５１】
以降説明の煩雑さをさけるために第１の基板１であるガラス基板をガラス基板１、第２の基板２であるシリコン基板をシリコン基板２、第３の基板３をノズルプレート３と呼ぶ。
【００５２】
（第１の実施形態）
次に本発明の一実施形態のインクジェットヘッド１０の製造方法について図４〜図８に基づいて説明する。図４は、第１の実施形態のインクジェットヘッドの製造方法を示す製造フロー図である。また図５は、図４の製造フローに対応した加工状態を示すインクジェットヘッドの概略断面図である。
【００５３】
ガラス基板の電極形成工程Ｓ１０１は、ガラス基板１に電気機械変換素子を構成する電極を形成する工程である。図５（ａ）のガラス基板１は、厚さ１ｍｍのホウ珪酸ガラスである。このガラス基板１に図５（ｂ），（ｃ）に示すように電極１１とこれに繋がるリード部１２および端子部１３を形成する凹部１５を、深さおよそ０．２８μｍエッチングして区画形成する。
【００５４】
このエッチング方法は、エッチングされる凹部１５以外のガラス基板１の面をＣｕ−Ａｕでマスクするようにパターニングしておき、フッ化アンモニウムと過酸化水素水の混合液にて常温でエッチングすることができる。尚、振動室９となる凹部１５をシリコン基板２の電極１１に対向する面に異方性エッチングによって形成してもよい。
【００５５】
また、ガラス基板１をエッチングする際に、ガラス基板１とシリコン基板２を接合するときの位置決め用の凹部（図示せず）を、ガラス基板１のエッチング面またはその反対面に同時にエッチングして形成してもよい。または、凹部の代わりに位置決め用の貫通孔を形成してもよい。
【００５６】
次に電極材料としてＩＴＯ（Indium  Tin  Oxide）薄膜を真空蒸着法または真空スパッタ法等でガラス基板１に厚みおよそ０．１μｍ成膜する。そして成膜されたＩＴＯ薄膜表面に感光性樹脂であるフォトレジストをコーティングし、電極と同じパターンを有するフォトマスクを用いて露光、現像、エッチングして図１および図５（ｃ）に示すような電極１１、リード部１２および端子部１３を形成する。
【００５７】
フォトレジストは、東京応化製のポジ型レジストＯＦＰＲ８００を用い、凹部１５が区画形成され、ＩＴＯ薄膜が成膜されたガラス基板１にスピンコート法により膜厚およそ１μｍとして均一にコーティングされ成膜される。ＩＴＯ薄膜のエッチングは、王水または塩化鉄の塩酸溶液によりエッチングを行う。エッチング後フォトレジストはガラス基板１より無機アルカリ溶液等を用いて剥離され、図５（ｃ）に示すように凹部１５の底面に電極１１、端子部１３が区画形成された断面構造を持つガラス基板１が形成される。
【００５８】
シリコン基板の振動板形成工程Ｓ１０２は、電気機械変換素子１８を構成する振動板部５と、振動板部５が底面をなす吐出室６を構成する凹部２２と、共通インクキャビティであるリザーバ８を構成する凹部２４と、凹部２２と凹部２４に連通するオリフィス７を構成する細溝２３とを、シリコン基板２に異方性エッチングして区画形成する工程と、これらの凹部２２，２４と細溝２３とが形成されたシリコン基板２に共通電極２６を形成する工程とで構成されている。
【００５９】
図６（ａ）は、シリコン基板を示す概略断面図である。このシリコン基板２は、シリコン単結晶基板を両面研磨して厚み１８０μｍに加工したものである。またさらに大気中にて１１００℃で１時間加熱することにより熱酸化し、全面にＳｉＯ２の酸化膜が約０．１μｍの厚みで形成されている。この酸化膜は、図１に示す絶縁層２５として機能する。
【００６０】
図６（ｂ）は、シリコン基板が異方性エッチングされた状態を示す概略断面図である。シリコン基板２は、ガラス基板１と同様にフォトリソグラフィ方式でエッチングされる。エッチングは、ＫＯＨ水溶液にシリコン基板２を浸漬して行われる。これによって形成された振動板部５の厚みは、およそ２μｍである。
【００６１】
図６（ｃ）は、シリコン基板に共通電極を形成した状態を示す概略断面図である。共通電極２６は、インク流路である凹部２２，２４と細溝２３とが形成されたシリコン基板２に、これらのインク流路をマスキングして、Ｐｔ（白金）を真空蒸着法または真空スパッタ法等で成膜する。
【００６２】
接合工程Ｓ１０３は、電極１１を有するガラス基板１（図５（ｃ））と振動板部５を有するシリコン基板２（図６（ｃ））とを、電極１１が振動板部５と所定の間隔を置いて対向配置されると共に、振動板部５と面する振動室９内に略閉塞された状態に陽極接合する接合工程である。
【００６３】
図５（ｄ）は、ガラス基板１とシリコン基板２が接合された状態を示す概略断面図である。ガラス基板１とシリコン基板２を接合する陽極接合は、シリコン基板２をプラス電極、ガラス基板１をマイナス電極に接続して、３００〜４００℃の温度で、５分間程度７００〜９００Ｖ印加する。これによりシリコン基板２とガラス基板１を完全に密着させた接合を行うことができる。これにより高精度に振動室９の電極１１と振動板部５とを所定の間隔を置いて接合し、基板材料の強度にほぼ等しい接合強度と気密性を得ることができる。また、ガラス基板１とシリコン基板２とを完全に密着させると共に、振動板部５を電極１１との間隔を所定の寸法に保持し、接合することができれば、接着剤により貼り合わせる方法でもよい。
【００６４】
気密封止工程Ｓ１０４は、接合されたガラス基板１とシリコン基板２をエポキシ樹脂を用いて気密封止する工程である。接合工程Ｓ１０３によって、振動板部５と所定の間隔を置いて対向配置された電極１１が振動室９内に略閉塞された状態になっているが、図５（ｄ）に示すとおり、この振動室９を構成する凹部１５は、ガラス基板１の端子部１３の上方にシリコン基板２の端部が位置することにより開口部３２を有している。気密封止工程Ｓ１０４は、エポキシ系熱硬化型樹脂である封止材３１を用い、端子部１３を後の駆動回路接続に必要な長さだけ残して、この開口部３２を気密封止する（図５（ｅ）参照）。本実施形態では、封止材３１としてエポキシ系熱硬化型樹脂を用いたが、気密性を確保できれば、アクリル系光硬化型樹脂やシリコン系封着材等を用いてもよい。
【００６５】
貫通孔形成工程Ｓ１０５は、シリコン基板２に形成されたリザーバ８である凹部２４にインクを導くため、インク取入口１４として、接合されたガラス基板１とシリコン基板２とを貫通する貫通孔１６を形成する工程である。
【００６６】
この貫通孔形成工程Ｓ１０５は、先にガラス基板１からガラス基板１の厚みの半分以上で且つ貫通させない位置まで穿孔する第１の穿孔工程と、第１の穿孔工程の後にガラス基板１側から高圧水流を用いたジェット孔明け方式で、ガラス基板１とシリコン基板２との貫通前の残りの部分を破断打ち抜き加工して貫通させる第２の穿孔工程とによって構成されている。
【００６７】
図７は、孔明け加工方法を示す概略断面図である。図７（ａ）は、第１の穿孔工程を示している。まずガラス基板１からダイヤモンドドリル６０を用いてガラス基板１を貫通させない位置まで穿孔する。本実施形態では、ガラス基板１の厚みが１ｍｍのためおよそ０．６ｍｍの深さまでφ０．８ｍｍのダイヤモンドドリル６０で穿孔した。尚、穿孔する穴のサイズに応じて最初は、小さな穴を明け、次にこれより大きな穴を明けるというように段階的に穿孔してもよい。これは、無理に穴加工すると、ガラス基板１のインク取入口１４にチッピングやクラックが発生し、後にインク供給管４１を接続した際に、インク漏れが起こる可能性があるからである。図５（ｆ）は、第１の穿孔工程が終了した状態を示している。
【００６８】
次に図７（ｂ），（ｃ）は、第２の穿孔工程を示している。第１の穿孔工程で形成された穴１６ｃに高圧水流７１をジェットノズル７０から導いて、ガラス基板１の残りおよそ０．４ｍｍとシリコン基板２のリザーバ８となる凹部２４の底面を同時に破断打ち抜き加工して、図５（ｇ）に示す貫通孔１６を形成する。この方法によれば、貫通孔１６は、途中に段差を生じることなく形成することができる。
【００６９】
また、接合されたガラス基板１とシリコン基板２とは、前工程の気密封止工程Ｓ１０４で密閉されているため、第１の穿孔工程および第２の穿孔工程で発生した切削くずや基板破片７２等の異物が電気機械変換素子１８を構成する電極１１に付着することを防止することができる。さらに、破断打ち抜きされた基板破片７２は、高圧水流７１によって吹き飛ばされシリコン基板２に再付着することを防ぐことができる。尚、ジェットノズル７０からの高圧水流７１でガラス基板１のインク取入口１４形成面が傷まないように、第１の穿孔工程が終了した後にインク取入口１４以外の面を保護するマスクを設けて、第２の穿孔工程を実施するのが好ましい。
【００７０】
また、第２の穿孔工程を精度よく容易に形成するため、シリコン基板２の振動板形成工程Ｓ１０２に加えて、事前に貫通孔１６の位置に相当するガラス基板１との接合面において、シリコン基板２に凹部としてのピットをエッチングしておけば、第２の穿孔工程の高圧水流７１によってこのピット部分から容易に破断され精度よく打ち抜いて貫通孔１６を形成することができる。
【００７１】
次にノズルプレートの溝形成工程Ｓ１０６とノズル形成工程Ｓ１０７は、先のシリコン基板２に区画形成されたリザーバ８としての凹部２４と吐出室６である凹部２２を繋ぐオリフィス７を構成する細溝１７と、区画形成された複数の吐出室６に対応してインクを吐出するためのノズル４を形成する工程である。
【００７２】
図８（ａ）〜（ｃ）は、ノズルプレートの溝形成工程とノズル形成工程を示す概略断面図である。図８（ａ）は、ノズルプレート３を示している。本実施形態ではノズルプレート３の材料としてシリコン薄板を用いている。したがって、細溝１７とノズル穴４ａは、先のシリコン基板２に凹部２２，２４や細溝２３を異方性エッチングで形成したと同じ方法で形成する。そしてノズル４は、シリコン薄板に腐食性ガスを用いたプラズマエッチングによりドライエッチングして１度に複数のノズル４を開口する（図８（ｂ），（ｃ）参照）。
【００７３】
吐出室形成工程Ｓ１０８は、ノズルプレート３をシリコン基板２に接合してリザーバ８と、吐出室６に繋がるオリフィス７と、吐出室６とで構成されるインク流路を形成する工程である。図５（ｈ）は、吐出室形成工程を示す概略断面図である。ノズルプレート３とシリコン基板２との接合は、エポキシ系熱硬化型樹脂で加熱加圧接着する。
【００７４】
切断工程Ｓ１０９は、以上のようにして電極１１を有するガラス基板１と振動板部５を有するシリコン基板２およびノズルプレート３の３層構造となった前述の複数のインクジェットヘッド１０を所定の位置でダイシングにより分断し、個々のインクジェットヘッド１０を取り出す工程である。
【００７５】
ヘッド組立工程Ｓ１１０は、１つのインクジェットヘッド１０に備えられたシリコン基板２上の共通電極２６とガラス基板１の電極１１に繋がる端子部１３との間に、電気機械変換素子１８を有する静電アクチュエータ１９を駆動するためのドライバＩＣ５０を実装したＦＰＣ等の回路基板をＡＣＦ（異方性導電フィルム（Anisotropic  Conductive  Film））等を用いて接続する工程である。
【００７６】
上記の第１の実施形態の効果は、以下のとおりである。
（１）電極１１を有するガラス基板１と振動板部５を有するシリコン基板２とを、振動板部５と所定の間隔を置いて対向配置された電極１１が振動室９に略閉塞された状態に接合された接合工程Ｓ１０３の後に、リザーバ８にインクを導くための貫通孔１６を形成する貫通孔形成工程Ｓ１０５を備えている。このため、この貫通孔形成工程Ｓ１０５で発生する切削くず等の異物６１が電気機械変換素子１８を構成する電極１１に付着することを防止することができる。これにより電気機械変換素子１８を備えた静電アクチュエータ１９を有するインクジェットヘッド１０は、異物不良が少なく歩留まりがよい状態で製造することができる。
（２）貫通孔形成工程Ｓ１０５は、先にガラス基板１からガラス基板１の厚みの半分以上で且つ貫通させない位置まで穿孔する第１の穿孔工程と、第１の穿孔工程の後にガラス基板１側から高圧水流を用いたジェット孔明け方式で、ガラス基板１とシリコン基板２との貫通前の残りの部分を破断打ち抜き加工して貫通させる第２の穿孔工程とによって構成されている。この際、第１の穿孔工程で形成された穴１６ｃに高圧水流７１をジェットノズル７０から導いて、ガラス基板１の残りとシリコン基板２のリザーバ８となる凹部２４の底面を同時に破断打ち抜き加工して、貫通孔１６を形成するため、貫通孔１６が、途中に段差を生じることなく形成することができる。また、接合されたガラス基板１とシリコン基板２とは、前工程の気密封止工程Ｓ１０４で密閉されているため、第１の穿孔工程および第２の穿孔工程で発生した切削くずや基板破片７２等の異物が電気機械変換素子１８を構成する電極１１に付着することを防止することができる。さらに、破断打ち抜きされた基板破片７２は、高圧水流７１によって吹き飛ばされシリコン基板２に再付着することを防ぐことができる。
【００７７】
（第２の実施形態）
本発明を適用したインクジェットヘッドの製造方法について他の実施形態を図９〜図１０に基づいて説明する。図９は、第２の実施形態のインクジェットヘッドの製造方法を示す製造フロー図である。また、図１０は、図９の製造フローに対応した製造工程を示すインクジェットヘッドの概略断面図である。尚、第２の実施形態では、第１の実施形態と異なる部分を中心に説明する。また、第２の実施形態のインクジェットヘッドを搭載した液滴吐出装置としての記録装置であるインクジェットプリンタ４００は、基本構造として前述したものと同一であるため説明を省略する。
【００７８】
第１貫通孔形成工程Ｓ２０１は、シリコン基板２に形成されるリザーバ８にインクを導くため、ガラス基板１にインク取入口１４とインク流路となる第１の貫通孔１６ａを形成する工程である。図１０（ａ）は、ガラス基板を示す概略断面図である。ガラス基板１は、厚み１ｍｍのホウ珪酸ガラスで構成されている。図１０（ｂ）は、ガラス基板に第１の貫通孔を形成した概略断面図である。第１の貫通孔１６ａは、大きさφ０．８ｍｍのダイヤモンドドリル６０を用いて切削加工されている。
【００７９】
この場合、孔明け加工によるチッピングやクラックが第１の貫通孔１６ａの貫通側に発生しやすく、後にインク供給管４１を接合してインクを充填した場合、チッピングやクラック部からインクが漏れることのないように、ガラス基板１の両面それぞれから穿孔するように孔明けを分けて実施することが好ましい。また１度に無理やり孔明けせず、先に小さな孔を穿孔し、徐々に大きくするように孔明けすることが好ましい。
【００８０】
シリコン基板の振動板形成工程Ｓ２０２は、電気機械変換素子１８を構成する振動板部５と、振動板部５が底面をなす吐出室６を構成する凹部２２と、共通インクキャビティであるリザーバ８を構成する凹部２４と、凹部２２と凹部２４に連通するオリフィス７を構成する細溝２３とを、シリコン基板２に異方性エッチングして区画形成する工程と、これらの凹部２２，２４と細溝２３とが形成されたシリコン基板２に共通電極２６を形成する工程とで構成されている。加工方法は、図６（ａ）〜（ｃ）に示す第１の実施形態のシリコン基板の振動板形成工程Ｓ１０２と同様に加工され、振動板部５は同じくおよそ２μｍの厚みに形成されている。
【００８１】
ガラス基板の電極形成工程Ｓ２０３は、第１の貫通孔１６ａが形成されたガラス基板１に電気機械変換素子１８を構成する電極１１を形成する工程である。ガラス基板１に図１０（ｃ）に示すように電極１１とこれに繋がるリード部１２および端子部１３が配置される凹部１５を、深さおよそ０．２８μｍエッチングにより形成する。このエッチング方法は、第１の実施形態のガラス基板の電極形成工程Ｓ１０１と同様の方法である。
【００８２】
次に凹部１５が形成されたガラス基板１に電極を形成する。電極材料としてＩＴＯ（Indium  Tin  Oxide）薄膜を真空蒸着法または真空スパッタ法等でガラス基板１に厚みおよそ０．１μｍ成膜する。そして成膜されたＩＴＯ薄膜表面に感光性樹脂であるフォトレジストをコーティングし、電極と同じパターンを有するフォトマスクを用いて露光、現像、エッチングして図１および図１０（ｄ）に示すような電極１１、リード部１２および端子部１３を形成する。
【００８３】
この場合のフォトレジストのコーティング方法としては、すでにガラス基板１には、第１の貫通孔１６ａが形成されているため、スピンコート法では、第１の貫通孔１６ａ付近にレジスト塗布ムラが発生してしまうため、スリットコート法もしくは、スプレーコート法によりフォトレジストをコーティングする。フォトレジストの厚みはおよそ１．５μｍでコーティング後の乾燥処理により溶媒成分が揮発し、膜厚は、１．２μｍ程度になる。
【００８４】
ＩＴＯ薄膜のエッチング方法とエッチング後のフォトレジスト除去方法は、第１の実施形態のガラス基板の電極形成工程Ｓ１０１と同様に王水または塩化鉄の塩酸溶液でエッチングし、無機アルカリ溶液等でレジストを剥離する。
【００８５】
このようなガラス基板の電極形成工程Ｓ２０３によれば、第１の貫通孔１６ａを事前に孔明けしてから電極形成を行うため、第１貫通孔形成工程Ｓ２０１で発生した切削くず等の異物をＲＣＡ洗浄等の方法で除去してから、この電極形成工程Ｓ２０３を実施すれば、電気機械変換素子１８を構成する電極１１に異物を付着させることなく形成することができる。
【００８６】
接合工程Ｓ２０４は、電極１１を有するガラス基板１（図１０（ｄ））と振動板部５を有するシリコン基板２（図６（ｃ））とを、電極１１が振動板部５と所定の間隔を置いて対向配置されると共に、振動板部５と面する振動室９内に略閉塞された状態に陽極接合する接合工程である。この陽極接合方法は、第１の実施形態の接合工程Ｓ１０３と同様であり、図１０（ｅ）の概略断面図に示すように接合される。
【００８７】
気密封止工程Ｓ２０５は、接合されたガラス基板１とシリコン基板２をエポキシ樹脂を用いて気密封止する工程である。接合工程Ｓ２０４によって、振動板部５と所定の間隔を置いて対向配置された電極１１が振動室９内に略閉塞された状態になっているが、図１０（ｅ）に示すとおり、この振動室９を構成する凹部１５は、ガラス基板１の端子部１３の上方にシリコン基板２の端部が位置することにより開口部３２を有している。気密封止工程Ｓ２０５は、エポキシ系熱硬化型樹脂である封止材３１を用い、端子部１３を後の駆動回路接続に必要な長さだけ残して、この開口部３２を気密封止する（図１０（ｆ）参照）
【００８８】
第２貫通孔形成工程Ｓ２０６は、電極１１を有するガラス基板１と振動板部５を有するシリコン基板２とを接合した後に、第１の貫通孔１６ａに連通すると共に、シリコン基板２を貫通する第２の貫通孔１６ｂを形成する工程である。
【００８９】
図１０（ｇ）は、第２の貫通孔が形成された状態を示す概略断面図である。第２の貫通孔１６ｂの孔明け方法としては、ガラス基板１に形成された第１の貫通孔１６ａを通じて高圧水流７１を導き、この高圧水流７１でシリコン基板２を破断打ち抜き加工して第２の貫通孔１６ｂを形成するジェット孔明け方式を用いている。この方法によれば、すでに電極１１を有するガラス基板１と振動板部５を有するシリコン基板２とを、振動板部５と所定の間隔を置いて対向配置された電極１１が振動室９に略閉塞された状態に接合されているため、破断打ち抜き加工されたシリコン基板２の破片が電極１１に付着することがない。また、この破片は、高圧水流７１によって吹き飛ばされるため、シリコン基板２に再付着することも防止することができる。さらに常に第１の貫通孔１６ａ方向から孔明けされるため、第１の貫通孔１６ａと第２の貫通孔１６ｂとが位置ズレすることを防ぐことができる。また、第２の貫通孔をシリコン基板２への振動板形成工程Ｓ２０２において異方性エッチングにて事前形成しておいてもよい。
【００９０】
ノズルプレートの溝形成工程Ｓ２０７およびノズル形成工程Ｓ２０８は、先のシリコン基板２に区画形成されたリザーバ８となる凹部２４と吐出室６となる凹部２２を繋ぐオリフィス７を構成する細溝１７と、区画形成された複数の吐出室６に対応してインクを吐出するためのノズル４を形成する工程である。本実施形態ではノズルプレート３の材料としてシリコン薄板を用いている。したがって、これらの加工方法は、図８（ａ）〜（ｃ）に示す第１の実施形態のノズルプレートの溝形成工程Ｓ１０６およびノズル形成工程Ｓ１０７と同様な方法で加工する。
【００９１】
吐出室形成工程Ｓ２０９は、ノズルプレート３をシリコン基板２に接合してリザーバ８と、吐出室６に繋がるオリフィス７と、吐出室６とで構成されるインク流路を形成する工程である。図１０（ｈ）は、吐出室形成工程を示す概略断面図である。ノズルプレート３とシリコン基板２との接合は、エポキシ系熱硬化型樹脂で加熱加圧接着する。
【００９２】
以降の切断工程Ｓ２１０およびヘッド組立工程Ｓ２１１は、第１の実施形態の切断工程Ｓ１０９およびヘッド組立工程Ｓ１１０と同じである。
【００９３】
上記の第２の実施形態の効果は、以下のとおりである。
（１）リザーバ８にインクを導くための第１の貫通孔１６ａをガラス基板１に形成する第１貫通孔形成工程Ｓ２０１の後に、ガラス基板１に電極１１、リード部１２および端子部１３を形成する電極形成工程Ｓ２０３を備えているため、第１貫通孔形成工程Ｓ２０１で発生した切削くず等の異物６１を取り除いてから電極形成工程Ｓ２０３を行うことができる。よって、電気機械変換素子１８を構成する電極１１にこの異物６１が付着することを防止することができる。
（２）第１の貫通孔１６ａをガラス基板１に形成する第１貫通孔形成工程Ｓ２０１の後に、ガラス基板１に電極１１、リード部１２および端子部１３を形成する電極形成工程Ｓ２０３を備えているため、第１貫通孔形成工程Ｓ２０１で発生した切削くず等の異物を取り除く方法として、電極形成後の洗浄に使用できない酸洗浄等の方法を用いることができる。すなわち洗浄方法の選択の幅が広がり確実に異物を除去することができる。
（３）第２貫通孔形成工程Ｓ２０６は、ガラス基板１に形成された第１の貫通孔１６ａを通じて高圧水流７１を導き、この高圧水流７１でシリコン基板２を破断打ち抜き加工して第２の貫通孔１６ｂを形成するジェット孔明け方式を用いている。この際、すでに電極１１を有するガラス基板１と振動板部５を有するシリコン基板２とを、振動板部５と所定の間隔を置いて対向配置された電極１１が振動室９に略閉塞された状態に接合されているため、破断打ち抜き加工されたシリコン基板２の破片が電極１１に付着することがない。また、この破片は、高圧水流７１によって吹き飛ばされるため、シリコン基板２に再付着することも防止することができる。さらに常に第１の貫通孔１６ａ方向から孔明けされるため、第１の貫通孔１６ａと第２の貫通孔１６ｂとが位置ズレすることを防ぐことができる。
【００９４】
上記の各実施形態の変形例は、以下のとおりである。
（変形例１）第１の実施形態における貫通孔形成工程Ｓ１０５と第２の実施形態における第１貫通孔形成工程Ｓ２０１および第２貫通孔形成工程Ｓ２０６において、ダイヤモンドドリル６０または高圧水流７１によるジェット孔明け方式を用いたが、これらの孔明けは、炭酸ガスレーザー等のレーザー光による孔明け方式も採用することができる。
（変形例２）貫通孔は、インクなどの液体の流路に限定されない。例えばガラス基板１に複数区画形成された端子部１３に共通に連通する流路と、この流路に繋がる２つの貫通孔を形成し、次に電極１１を有するガラス基板１と振動板部５を有するシリコン基板２とを接合すれば、気密封止工程Ｓ１０４において、２つの貫通孔の一方から流動性の封止材３１を注入し、他方から吸引して、封止材３１をガラス基板１とシリコン基板２がなす隙間に充填する。つまり、流路は、各振動室９を気密封止する封止材３１の通路であってもよい。これによれば、封止部をよりコンパクトに設計することができインクジェットヘッド１０を小型化することが可能である。尚、この場合、２つの貫通孔は、電極１１を形成する前に孔明け加工されることが好ましい。
（変形例３）貫通孔は、インクなどの液体に限定されない。例えば振動室９が気密封止されている構造であると、振動室９の内圧と外気圧との圧力差を解消するように振動板部５が撓むために電極１１と振動板部５との間隔（ギャップ）が変動することによって振動バラツキを引き起こす惧れがあり、これを防ぐために圧力補償用のダイヤフラムをインクジェットヘッドに設ける場合がある。この圧力補償用のダイヤフラムは、第２の基板に形成された隔壁を挟んで両側に二室を備える構造をとり、そのうちの第１の室が振動室９に連通するとともに、第２の室が大気連通孔を介して大気に連通している。貫通孔は、このような大気連通孔であってもよい。なお、ダイヤフラムを構成する第１の室は、第１の基板と第２の基板のうち少なくとも一方に形成された凹部により形成され、第２の室は、第２の基板と第３の基板のうち少なくとも一方に形成された凹部により形成される。
（変形例４）貫通孔は、インクなどの液体の流路に限定されない。例えば第３の基板（ノズルプレート）における第２の基板側とは反対側となる面にインク取り入れ口（孔）を形成し、このインク取り入れ口に接続した管路を通じてインクを吐出室へ供給する構成の液滴吐出ヘッドの場合、貫通孔は、電気機械変換素子の室を大気と連通させる通路であってもよい。
（変形例５）本実施形態のインクジェットヘッド１０において、充填される液体は、インクに限定されない。例えば、カラーフィルタや有機ＥＬ表示装置をインクジェット方式で製造する時に吐出する機能液を液体としてインクジェットヘッド１０に充填してもよい。
また、インクジェットヘッド１０の内部に形成されたインク流路を洗浄するための洗浄液でもよい。
【００９５】
上記の各実施形態と変形例から把握される技術的思想は、以下のとおりである。
（１）前記貫通孔形成工程で形成される流体の前記流路は、接合された前記第１の基板と前記第２の基板のうち少なくとも前記第１の基板を貫通する貫通孔を含む静電アクチュエータの製造方法および液滴吐出ヘッドの製造方法。
（２）前記貫通孔形成工程で形成される流体の前記流路は、接合された前記第１の基板と前記第２の基板のうち前記第１の基板を貫通して、前記電気機械変換素子を構成する前記電極が前記振動板部と所定の間隔を置いて対向配置された室に連通する通気路の一部をなす流路である静電アクチュエータの製造方法および液滴吐出ヘッドの製造方法。
（３）前記第１貫通孔形成工程は、前記電極が形成される前記第１の基板における前記第２の基板と接合する面側と、前記第１の基板における前記第２の基板と接合する面の反対面側の両方から穿孔して、前記第１の貫通孔を形成した静電アクチュエータの製造方法および液滴吐出ヘッドの製造方法。
（４）前記電極が前記振動板部と所定の間隔を置いて対向配置されると共に、前記振動板部と面する室内に略閉塞された状態に接合する接合工程は、前記第２の基板の前記第１の基板と接合する面に振動板部を構成する凹部を形成して、前記電極を有する前記第１の基板と接合する静電アクチュエータの製造方法および液滴吐出ヘッドの製造方法。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】本実施形態のインクジェットヘッドの構造を示す分解斜視図。
【図２】図１において接合後にＡ−Ａ線で切った概略断面図。
【図３】インクジェットプリンタの概略図。
【図４】第１の実施形態のインクジェットヘッドの製造方法を示す製造フロー図。
【図５】図４の製造フローに対応した加工状態を示すインクジェットヘッドの概略断面図（ａ）〜（ｉ）。
【図６】シリコン基板の振動板形成工程を示す概略断面図（ａ）〜（ｃ）。
【図７】孔明け加工方法を示す概略断面図（ａ）〜（ｃ）。
【図８】ノズルプレートの溝形成工程およびノズル形成工程を示す概略断面図（ａ）〜（ｃ）。
【図９】第２の実施形態のインクジェットヘッドの製造方法を示す製造フロー図。
【図１０】図９の製造フローに対応した製造工程を示すインクジェットヘッドの概略断面図（ａ）〜（ｉ）。
【図１１】従来の貫通孔加工方法を示す概略断面図。
【符号の説明】
【００９７】
１…第１の基板としてのガラス基板、２…第２の基板としてのシリコン基板、３…第３の基板としてのノズルプレート、４…ノズル、５…振動板部、６…吐出室、９…室としての振動室、１０…インクジェットヘッド、１１…電極、１２…リード部、１３…端子部、１４…インク取入口、１６…貫通孔、１６ａ…第１の貫通孔、１６ｂ…第２の貫通孔、１８…電気機械変換素子、１９…静電アクチュエータ、１５，２２，２４…凹部、１７，２３…細溝、４２…液滴としてのインク滴、７１…高圧水流、４００…液滴吐出装置としてのインクジェットプリンタ、Ｓ１０１，Ｓ２０３…ガラス基板の電極形成工程、Ｓ１０２，Ｓ２０２…シリコン基板の振動板形成工程、Ｓ１０３，Ｓ２０４…接合工程、Ｓ１０４，Ｓ２０５…気密封止工程、Ｓ１０５…貫通孔形成工程、Ｓ１０６，Ｓ２０７…ノズルプレートの溝形成工程、Ｓ１０７，Ｓ２０８…ノズル形成工程、Ｓ１０８，Ｓ２０９…吐出室形成工程、Ｓ１０９，Ｓ２１０…切断工程、Ｓ１１０，Ｓ２１１…ヘッド組立工程。
【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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