(57)【要約】【課題】高い形成精度の第１ノズル穴（オリフィス）を備え、かつ、反り等の変形のおそれの少ないノズルプレートおよびその製造方法を提供する。【解決手段】液状物質を吐出する第１ノズル穴１１ａを有する第１ノズル層１と、第１ノズル穴１１ａと連通し、上記液状物質の供給を受ける第２ノズル穴１１ｂを有する第２ノズル層２との間に、第１ノズル層１よりエッチングに対する耐性が高い遮蔽層３を介在させたノズルプレート８において、上記遮蔽層３は、第１ノズル穴１１ａおよび第２ノズル穴１１ｂが連通する連通部の周囲に、局所的に形成されていることを特徴とするノズルプレート。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液状物質を吐出する第１ノズル穴を有する第１ノズル層と、第１ノズル穴と連通し、上記液状物質の供給を受ける第２ノズル穴を有する第２ノズル層との間に、第１ノズル層よりエッチングに対する耐性が高い遮蔽層を介在させたノズルプレートにおいて、
上記遮蔽層は、第１ノズル穴および第２ノズル穴が連通する連通部の周囲に、局所的に形成されていることを特徴とするノズルプレート。
【請求項２】
上記遮蔽層は、第２ノズル層よりエッチングに対する耐性が高く、その外形は上記連通部における第２ノズル穴の外形より大きいことを特徴とする請求項１に記載のノズルプレート。
【請求項３】
上記第１ノズル穴は、上記第１ノズル層の貫通部と上記遮蔽層の貫通部とから構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のノズルプレート。
【請求項４】
上記第２ノズル穴は、第１ノズル穴との連通部が狭まったテーパ形状であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のノズルプレート。
【請求項５】
上記第１ノズル層および第２ノズル層がともに高分子有機材料で構成され、上記遮蔽層が金属材料、無機酸化物材料、無機窒化物材料のうちの少なくとも１つから形成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のノズルプレート。
【請求項６】
上記第１ノズル層および第２ノズル層がともにポリイミド樹脂で形成され、上記遮蔽層が、Ｔｉ、Ａｌ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｔａ、Ｗ、Ｎｂ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＮから選定される少なくとも１つの材料を主成分とすることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のノズルプレート。
【請求項７】
第１ノズル層と第２ノズル層の少なくとも一方がＳｉ、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４のうちの少なくとも１つを主成分とする材料によって形成され、上記遮蔽層が、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｌ酸化物、Ａｌ窒化物のうちの少なくとも１つを主成分とする材料によって形成されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のノズルプレート。
【請求項８】
液状物質を吐出する一つ以上の第１ノズル穴を有するノズル層と、上記第１ノズル穴に連通するとともに上記液状物質の供給を受ける第２ノズル穴を有し、上記ノズル層に固着される補強板と、ノズル層よりエッチングに対する耐性が高く、少なくとも、第１ノズル穴および第２ノズル穴の連通部の周囲に形成された遮蔽層とを備えたことを特徴とするノズルプレート。
【請求項９】
上記遮蔽層は第２ノズル穴の開口範囲内に形成されていることを特徴とする請求項８に記載のノズルプレート。
【請求項１０】
上記第１ノズル穴は、上記第１ノズル層の貫通部と上記遮蔽層の貫通部とから構成されていることを特徴とする請求項８または９に記載のノズルプレート。
【請求項１１】
上記ノズル層が高分子有機材料によって形成され、上記遮蔽層が金属材料、無機酸化物材料、無機窒化物材料のうちの少なくとも１つによって形成され、上記補強板がＳｉ、無機酸化物材料、高分子有機材料のうちの少なくとも１つによって形成されていることを特徴とする請求項８から１０のいずれか１項に記載のノズルプレート。
【請求項１２】
上記ノズル層がポリイミド樹脂で構成され、上記遮蔽層がＴｉ、Ａｌ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｗ、Ｎｂ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＮから選定される少なくとも１つの材料で構成され、補強板がＳｉ、ガラス、Ａｌ２Ｏ３の少なくとも１つを主成分とするセラミック材料あるいはポリイミド樹脂から構成されていることを特徴とする請求項８から１１のいずれか１項に記載のノズルプレート。
【請求項１３】
上記ノズル層がＳｉ、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４のうちの少なくとも１つを主成分とする材料によって構成され、上記遮蔽層がＡｌ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｌ酸化物、Ａｌ窒化物のうちの少なくとも１つを主成分とする材料で構成され、上記補強板が、Ｓｉ、ガラス、Ａｌ２Ｏ３のうちの少なくとも１つを主成分とするセラミック材料あるいはポリイミド樹脂によって形成されていることを特徴とする請求項８から１０のいずれか１項に記載のノズルプレート。
【請求項１４】
液状物質を吐出する第１ノズル穴を有するノズルプレートの製造方法であって、
上記第１ノズル穴を形成するためのノズル層を形成する工程と、
上記第１ノズル穴の一部となる開口部を有し、第１ノズル穴を形成する際のエッチングマスクとなる遮蔽層を、上記ノズル層上に局所的に形成する工程と、
上記遮蔽層をエッチングマスクとして、上記開口部からノズル層をエッチングし、上記開口部からノズル層を貫通する第１ノズル穴を形成する工程とを含むことを特徴とするノズルプレートの製造方法。
【請求項１５】
上記の３つの工程に続いて、別途形成された第２ノズル穴を有する補強板を上記ノズル層に接合する工程を行うことを特徴とする請求項１４に記載のノズルプレートの製造方法。
【請求項１６】
液体を吐出するためのノズル穴を有するノズルプレートの製造方法であって、
第１ノズル穴を加工するための第１ノズル層を形成する第１工程と、
上記第１ノズル穴の一部となる開口部を有し、該第１ノズル穴のエッチング時のエッチングマスクとなる遮蔽層を、上記ノズル層上に局所的に形成する第２工程と、
上記第１ノズル層および遮蔽層の上に、第２ノズル穴を加工するための第２ノズル層を形成する第３工程と、
上記第２ノズル層をエッチングすることで、該第２ノズル層を貫通し、上記遮蔽層に達する第２ノズル穴を加工する第４工程と、
上記遮蔽層をエッチングマスクとして、上記開口部から第１ノズル層をエッチングすることで該第１ノズル層を貫通する第１ノズル穴を加工する第５工程とを含むことを特徴とするノズルプレートの製造方法。
【請求項１７】
上記第４工程と第５工程とを連続して行うことを特徴とする請求項１６に記載のノズルプレートの製造方法。
【請求項１８】
液状物質を吐出するための第１ノズル穴を有する第１ノズル層と、第１ノズル穴に連通し、上記液状物質の供給を受けるための第２ノズル穴を有する第２ノズル層とを備えたノズルプレートにおいて、開口部を有し、第１ノズル層よりエッチングに対する耐性の高い吐出層が、第１ノズル層の液状物質吐出側の面に接するように形成されており、上記第１ノズル穴は、第１ノズル層を貫通して上記開口部に連通していることを特徴とするノズルプレート。
【請求項１９】
上記吐出層は、第１ノズル層内に形成されていることを特徴とする請求項１８に記載のノズルプレート。
【請求項２０】
上記吐出層の主成分が無機材料であることを特徴とする請求項１８に記載のノズルプレート。
【請求項２１】
第１ノズル穴における第１ノズル層の貫通部を第１ノズル穴部としたとき、
上記吐出層の外形は、吐出層と第１ノズル層との境界面における第１ノズル穴部の外形より大きいことを特徴とする請求項１８に記載のノズルプレート。
【請求項２２】
上記吐出層は開口部の周囲に、局所的に形成されていることを特徴とする請求項１８に記載のノズルプレート。
【請求項２３】
上記第１ノズル層と第２ノズル層との間に第１ノズル層よりエッチングに対する耐性が高い遮蔽層が局所的に介在し、上記第１ノズル穴は遮蔽層を貫通して第２ノズル穴に連通していることを特徴とする請求項１８に記載のノズルプレート。
【請求項２４】
上記遮蔽層は、第２ノズル層よりエッチングに対する耐性が高く、上記遮蔽層の外形は、第１ノズル穴と第２ノズル穴との連通部における第２ノズル穴の外形より大きいことを特徴とする請求項２３に記載のノズルプレート。
【請求項２５】
上記第１ノズル層は第２ノズル層よりエッチングに対する耐性が高いことを特徴とする請求項１８に記載のノズルプレート。
【請求項２６】
第１ノズル層の貫通部である第１ノズル穴部は、上記開口部との連通部が狭まったテーパ形状であることを特徴とする請求項１８に記載のノズルプレート。
【請求項２７】
上記第２ノズル穴は、第１ノズル穴との連通部が狭まったテーパ形状であることを特徴とする請求項１８に記載のノズルプレート。
【請求項２８】
少なくとも、上記吐出層の液状物質吐出側の面に撥液膜が形成されていることを特徴とする請求項１８に記載のノズルプレート。
【請求項２９】
液状物質を吐出する第１ノズル穴を有する第１ノズル層と、上記第１ノズル穴に連通するとともに上記液状物質の供給を受ける第２ノズル穴を有し、上記第１ノズル層に固着される補強板と、第１ノズル層よりエッチングに対する耐性が高く、少なくとも、第１ノズル穴および第２ノズル穴の連通部の周囲に形成された遮蔽層と、開口部を有し、第１ノズル層よりエッチングに対する耐性が高く、第１ノズル層の液状物質吐出側の面に接するように形成された吐出層とを備え、上記第１ノズル穴は第１ノズル層を貫通して上記開口部に連通していることを特徴とするノズルプレート。
【請求項３０】
上記吐出層がＡｌ、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＮのうちの少なくとも１つを主成分とする材料によって構成され、上記第１ノズル層がシリコン化合物から構成され、上記第２ノズル層が有機樹脂で構成されていることを特徴とする請求項１８に記載のノズルプレート。
【請求項３１】
上記吐出層がシリコン化合物から構成され、上記第１ノズル層がＡｌを主成分とする金属材料で形成され、上記第２ノズル層が有機樹脂で構成されることを特徴とする請求項１８に記載のノズルプレート。
【請求項３２】
上記第１ノズル層が有機樹脂で形成され、上記吐出層が、Ｔｉ、Ａｌ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｔａ、Ｗ、Ｎｂ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｓｉ３Ｎ４、ＡｌＮから選定される少なくとも１つの材料を主成分とすることを特徴とする請求項２３に記載のノズルプレート。
【請求項３３】
上記第１ノズル層がＳｉ、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４のうちの少なくとも１つを主成分とする材料によって形成され、上記吐出層が、Ａｌ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｌ酸化物、Ａｌ窒化物のうちの少なくとも１つを主成分とする材料によって形成されていることを特徴とする請求項２３に記載のノズルプレート。
【請求項３４】
液状物質を吐出するための、第１開口部および第１ノズル穴部を有する第１ノズル穴と、該第１ノズル穴を有する第１ノズル層とを備えたノズルプレートの製造方法であって、
上記第１開口部を有し、第１ノズル層よりエッチングに対する耐性が高い吐出層を形成する吐出層形成工程と、
上記第１開口部を埋めるとともに吐出層を覆うような第１ノズル層を形成する第１ノズル層形成工程と、
上記第１開口部の形成位置に対応して、上記第１ノズル層に上記第１ノズル穴部を形成する第１ノズル穴部形成工程と、
上記第１ノズル穴部から第１ノズル層をエッチングし、上記第１開口部内の第１ノズル層を除去する第１除去工程とを含むことを特徴とするノズルプレートの製造方法。
【請求項３５】
上記第１除去工程の後に、
第１ノズル層よりエッチングに対する耐性が低い第２ノズル層を、上記第１開口部および第１ノズル穴部を埋めるとともに第１ノズル層を覆うように形成する第２ノズル層形成工程と、
該第２ノズル層をエッチングすることで、該第２ノズル層を貫通する第２ノズル穴を加工する第２ノズル穴形成工程と、
を含むことを特徴とする請求項３４のノズルプレートの製造方法。
【請求項３６】
上記第１ノズル層形成工程と第１ノズル穴部形成工程との間に、
第２開口部を有し、第１および第２ノズル層よりエッチングに対する耐性が高い遮蔽層を、形成された第１ノズル層上に、上記第１開口部に対応して局所的に形成する遮蔽層形成工程と、
上記第２開口部を埋めるとともに第１ノズル層を覆うように第２ノズル層を形成し、しかる後に第２ノズル層をエッチングすることで、該第２ノズル層を貫通し、上記遮蔽層に達する第２ノズル穴を加工する第２ノズル穴形成工程と、
含むこと特徴とする請求項３４のノズルプレートの製造方法。
【請求項３７】
上記第２ノズル穴形成工程に連続して、上記第１ノズル穴部内の第２ノズル層を除去する第２除去工程と、上記第１開口部内の第２ノズル層を除去する第３除去工程とを行うことを特徴とする請求項３５に記載のノズルプレートの製造方法。
【請求項３８】
上記第２ノズル穴形成工程に連続して、上記第１ノズル穴部形成工程および第１除去工程を行うことを特徴とする請求項３６に記載のノズルプレートの製造方法。
【請求項３９】
上記一連の工程の後に、少なくとも、上記吐出層表面に、上記吐出層よりエッチングに対する耐性の低い撥液膜を形成する工程と、上記第１開口部の反対側からエッチングを行い、第１ノズル穴内の撥液膜を除去する工程とを含むことを特徴とする請求項３４に記載のノズルプレートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は微小ドットによる微細パターンを形成する、微小ドット形成装置に用いるノズルプレートの構造とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来においては、インクジェットプリンターは専ら紙を媒体とし、文字通りプリンターとして利用されてきた。ところが、近年インクジェットプリンター技術の汎用性および低コスト性に着目し、従来フォトリソグラフィ技術で加工されていた、液晶表示装置用のカラーフィルタ等の微細パターンの形成や、プリント配線板の導体パターンの形成などへのインクジェットプリンターの応用が注目されている。そこで、近年、微小なインクドットを描画対象（例えば、液晶表示用のカラーフィルタやプリント配線板等）に直接描画することにより微細パターンを高い精度で形成することができる微小ドット形成装置の開発が活発となっている。
【０００３】
このような微小ドット形成装置においては、吐出安定性や高度の着弾精度など高い吐出特性をもつノズルプレートが必要となる。
【０００４】
以下に従来のノズルプレートの構成と製造方法を説明する。特許文献１にはドライエッチングと湿式エッチングによってノズルプレートを形成する技術が開示されている。図１９（ａ）（ｂ）は上記特許文献１に記載のノズルプレート（以下、従来の構成と称する）の説明図である。
【０００５】
従来のノズルプレートは、ＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ  ｏｎ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板２１からなる。ＳＯＩ基板２１は、図１９（ａ）（ｂ）に示すように、支持体であるＳｉ層２５上の全域にわたってエッチングストップ層であるＳｉＯ２層２６を有し、さらにこのＳｉＯ２層２６上に活性層であるＳｉ層２４を有する。そして、Ｓｉ層２４にはオリフィス２２が形成され、Ｓｉ層２５にはテーパ部２３が形成されており、このオリフィス２２およびテーパ部２３が連通されている。
【０００６】
従来のノズルプレート製造方法（以下、従来の方法と称する）は以下の通りである。まず、活性層であるＳｉ層２４の表面を酸化し、酸化膜（図示せず）を形成する。そして、この酸化膜２８に所定のパターンを形成し、このパターンをマスクとしてドライエッチングを行い、エッチングストップ層であるＳｉＯ２層２６でエッチングをとめ、オリフィス２２を形成する。次に、支持層であるＳｉ層２５の表面を酸化し、酸化膜（図示せず）を形成する。この酸化膜に所定のパターンを形成し、このパターンをマスクとして、アンダーカットを生じる条件でドライエッチングを行い、ＳｉＯ２層２６でエッチングをとめ、テーパ部２３を形成する。最後に、オリフィス２２とテーパ部２３との間のＳｉＯ２層２６や表面の酸化膜をフッ酸系のエッチング液で除去する。
【０００７】
【特許文献１】
特開平９−２１６３６８号公報（公開日：１９９７年８月１９日）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の構成には以下のような問題がある。
【０００９】
▲１▼エッチングストップ層であるＳｉＯ２層２６がＳｉ層２４・Ｓｉ層２５間の全域にわたって形成されているため、ＳｉとＳｉＯ２の線膨張率の差に起因する応力によってノズルプレートに大きな反りが発生するおそれがある。このノズルプレートの反りは、ノズルプレートとインクジェットヘッドとの接合精度の低下のみならずノズルプレート自体の構造的信頼性の低下という問題を招来する。
【００１０】
▲２▼また、従来のノズルプレートにおいて、上記したようなＳｉとＳｉＯ２の線膨張率の差に起因するノズルプレートの反りを回避するためには、Ｓｉ層２４およびＳｉ層２５に十分な剛性が必要となる。したがって、オリフィス２２が形成されるＳｉ層２４およびテーパ部３が形成されるＳｉ層２５の層厚が大きくならざるを得ない（Ｓｉ層２４が１５μｍ、Ｓｉ層２５が１００μｍ）。
【００１１】
これにより、オリフィス２２やテーパ部２３形成時のＳｉのエッチング量が多くなり、エッチング時の誤差が大きくなる。すなわち、液滴の流路となるノズル（オリフィス２２およびテーパ部２３）の形成精度が低くなる。この点、特許文献１には、上記ノズルの加工精度が寸法設計値に対して±１ミクロン以内である、との記載があるが、微細ドット形成装置に適用するには加工精度が低い。
【００１２】
本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、その目的は、高い形成精度の第１ノズル穴を備え、かつ、反り等の変形のおそれの少ないノズルプレートおよびその製造方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明のノズルプレートは、上記課題を解決するために、液状物質を吐出する第１ノズル穴を有する第１ノズル層と、第１ノズル穴に連通し、上記液状物質の供給を受ける第２ノズル穴を有する第２ノズル層との間に、第１ノズル層よりエッチングに対する耐性が高い遮蔽層を介在させたノズルプレートにおいて、上記遮蔽層は、第１ノズル穴および第２ノズル穴が連通する連通部の周囲に、局所的に形成されていることを特徴としている。
【００１４】
まず、上記第１ノズル穴は、第２ノズル穴に供給された液状物質を吐出するためのものである。ここで、上記液状物質とは、液体のみならず、第１ノズル穴から吐出可能な程度の粘性を有する物質を含む。
【００１５】
また、上記遮蔽層は、第１ノズル穴および第２ノズル穴が連通する連通部の周囲に形成されており、第１ノズル穴のエッチングの際、第１ノズル穴の開口部の形状を規定するマスクとなる。
【００１６】
上記構成によれば、上記遮蔽層が局所的に設けられているため、第１ノズル層と遮蔽層あるいは第２ノズル層と遮蔽層との接触部分の面積を小さくできる。これにより、第１ノズル層および第２ノズル層と遮蔽層との線膨張率の差に起因する応力の発生を大幅に抑制することができ、ノズルプレートに大きな反りが発生することを防止できる。したがって、ノズルプレートを、例えばインクジェットヘッドと接合する際に、接合精度を上げることができるとともに、ノズルプレート自体の構造的信頼性を上げることができる。
【００１７】
さらに、上記のような応力の発生を抑制できることで、第１ノズル層および第２ノズル層に要求される剛性が減少し、第１ノズル層および第２ノズル層の層厚を小さくすることができる。すなわち、第１ノズル穴や第２ノズル穴のエッチングに伴うエッチング量が少なくなり、形成誤差を小さくできる。これにより、高い形成精度の第１ノズル穴および第２ノズル穴を備えることができる。
【００１８】
また、上記のように第１ノズル層および第２ノズル層の層厚を小さくすることができるため、第１ノズル穴および第２ノズル穴を小さく形成することができる。これにより、第１ノズル穴の集積度を上げることができ、ひいては描画の解像度を向上させることができる。
【００１９】
また、本発明のノズルプレートは、上記構成に加え、上記遮蔽層の外形は、上記連通部における第２ノズル穴の外形より大きいことが望ましい。
【００２０】
ここで、上記遮蔽層の外形が上記連通部における第２ノズル穴の外形と一致する状態が、局所的に形成した遮蔽層の外形の最小限度である。なぜなら、遮蔽層の外形が、形成しようとする第２ノズル穴の連通部における外形より小さいと、第２ノズル穴のエッチングは、遮蔽層の周囲において第１ノズル層へと進行してしまうからである。
【００２１】
したがって、上記構成のように、遮蔽層の外形をこの最小限の外形（上記連通部における第２ノズル穴の外形）より大きくすることによって、遮蔽層は第２ノズル穴のエッチング時のストッパとして機能し、第２ノズル穴のエッチングを遮蔽層で確実に止めることができる。
【００２２】
また、これにより、第２ノズル層をエッチングする際、第２ノズル穴が遮蔽層を貫通することがないので、第１ノズル層の厚さが一定に保たれることになり、液状物質の流路抵抗にばらつきが生じることがない。
【００２３】
また、本発明のノズルプレートは、上記構成に加え、第１ノズル穴は、上記第１ノズル層の貫通部と上記遮蔽層の貫通部とから構成されていることが望ましい。
【００２４】
上記構成によれば、遮蔽層をエッチングマスクとして、遮蔽層の貫通部の口径と同一口径の貫通部を第１ノズル層に形成することができる。これにより、形状精度の高い第１ノズル穴を備えることができる。
【００２５】
また、本発明のノズルプレートは、上記構成に加え、上記第２ノズル穴は、第１ノズル穴との連通部が狭まったテーパ形状であることが望ましい。
【００２６】
上記構成によれば、第２ノズル穴がテーパ形状であるため、第２ノズル穴において、供給された液状物質に乱流が発生しにくく、液滴の吐出安定性を高めることができる。
【００２７】
また、本発明のノズルプレートは、上記構成に加え、上記第１ノズル層および第２ノズル層がともに高分子有機材料で構成され、上記遮蔽層が金属材料、無機酸化物材料、無機窒化物材料のうちの少なくとも１つから形成されていることが望ましい。
【００２８】
上記構成によれば、第１ノズル層および第２ノズル層を、酸素を用いたプラズマによるドライエッチングで容易に加工できる。加えて、遮蔽層は上記酸素を用いたプラズマによるドライエッチングに対してエッチング耐性が高く、ほとんどエッチングされない。これにより、より一層高い形成精度の第１ノズル穴および第２ノズル穴を備えることができる。
【００２９】
また、第２ノズル層に形成される第２ノズル穴が遮蔽層を貫通することもないので、第１ノズル層の厚さを一定に保つことができ、吐出すべき液状物質の流路抵抗にばらつきが生じることがない。
【００３０】
また、本発明のノズルプレートは、上記構成に加え、上記第１ノズル層および第２ノズル層がともにポリイミド樹脂で形成され、上記遮蔽層が、Ｔｉ、Ａｌ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｔａ、Ｗ、Ｎｂ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＮから選定される少なくとも１つの材料を主成分とすることが望ましい。
【００３１】
上記構成によれば、第１ノズル層および第２ノズル層を、酸素を用いたプラズマによるドライエッチングで容易に加工できる。加えて、遮蔽層は上記酸素を用いたプラズマによるドライエッチングに対してエッチング耐性が高く、ほとんどエッチングされない。これにより、より一層高い形成精度の第１ノズル穴および第２ノズル穴を備えることができる。
【００３２】
また、第２ノズル層に形成される第２ノズル穴が遮蔽層を貫通することもないので、第１ノズル層の厚さを一定に保つことができ、液状物質の流路抵抗にばらつきが生じることがない。
【００３３】
また、本発明のノズルプレートは、上記構成に加え、第１ノズル層と第２ノズル層の少なくとも一方がＳｉ、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４のうちの少なくとも１つを主成分とする材料によって形成され、上記遮蔽層が、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｌ酸化物、Ａｌ窒化物のうちの少なくとも１つを主成分とする材料によって形成されていることが望ましい。
【００３４】
上記構成によれば、第１ノズル層および第２ノズル層を、フッ素を用いたプラズマによるドライエッチングで容易に加工できる。加えて、遮蔽層は上記フッ素を用いたプラズマによるドライエッチングに対してエッチング耐性が高く、ほとんどエッチングされない。これにより、一層高い形成精度の第１ノズル穴および第２ノズル穴を備えることができる。
【００３５】
また、第２ノズル層に形成される第２ノズル穴が遮蔽層を貫通することもないので、第１ノズル層の厚さを一定に保つことができ、液状物質の流路抵抗にばらつきが生じることがない。
【００３６】
また、第１ノズル層がＳｉＯ２またはＳｉ３Ｎ４で形成されている場合には、例えば、液状物質の吐出面に撥液膜を形成する場合に、該撥液膜の付着力が向上し、はがれや欠けを防止することができる。
【００３７】
また、本発明のノズルプレートは、上記課題を解決するために、液状物質を吐出する一つ以上の第１ノズル穴を有するノズル層と、上記第１ノズル穴に連通するとともに上記液状物質の供給を受ける第２ノズル穴を有し、上記ノズル層に固着される補強板と、ノズル層よりエッチングに対する耐性が高く、少なくとも、第１ノズル穴および第２ノズル穴の連通部の周囲に形成された遮蔽層とを備えたことを特徴としている。
【００３８】
まず、上記第１ノズル穴は、第２ノズル穴に供給された液状物質を吐出するためのものである。ここで、上記液状物質とは、液体のみならず、第１ノズル穴から吐出可能な程度の粘性を有する物質を含む。
【００３９】
また、上記遮蔽層は、第１ノズル穴および第２ノズル穴の連通部の周囲に形成されており、第１ノズル穴のエッチングの際、第１ノズル穴の開口部の形状を規定するマスクとなる。
【００４０】
上記構成によれば、ノズル層に固着される構成の上記補強板を別工程で作成することができるため、補強板に使用する材料を選択する際の自由度が大幅に向上する。これによって高剛性の補強板を使用することができ、ノズルプレートに反りが発生することを防止することができる。
【００４１】
加えて、遮蔽層を、補強板に形成された第２ノズル穴の形状に影響を受けることなく、必要最低限の所定の形状に加工することができる。これにより、ノズル層と遮蔽層との接触部分の面積を小さくすることができる。
【００４２】
したがって、ノズル層および補強板と遮蔽層との線膨張率の差に起因する応力の発生を大幅に抑制することができ、ノズルプレートに大きな反りが発生することを防止できる。
【００４３】
以上により、ノズルプレート自体の構造的信頼性を上げることができるとともに、ノズルプレートを、例えばインクジェットヘッドと接合する際に、その接合精度を上げることができる。
【００４４】
さらに、補強板の剛性によってノズル層に必要な剛性が低減するため、該ノズル層の層厚を小さくすることができる。すなわち、第１ノズル穴を層厚の小さなノズル層に形成することで、吐出液滴の大きさを制御する上記第１ノズル穴の形成精度を高めることができる。
【００４５】
また、本発明のノズルプレートは、上記構成に加えて、上記遮蔽層は第２ノズル穴の開口範囲内に形成されていることが望ましい。
【００４６】
上記構成によれば、上記遮蔽層が第２ノズル穴の開口範囲内に収まるため、遮蔽層の周囲に発生する上記応力を最小限に抑えることが可能となるとともに、遮蔽層をノズル層と補強板との間に挟み込まない構成となるので、ノズル層と補強板との接着精度を高めることができる。
【００４７】
また、本発明のノズルプレートは、上記構成に加えて、上記第１ノズル穴は、上記第１ノズル層の貫通部と上記遮蔽層の貫通部とから構成されていることが望ましい。
【００４８】
上記構成によれば、遮蔽層をエッチングマスクとして、遮蔽層の貫通部の口径と同一口径の貫通部をノズル層に形成することができる。これにより、一層形状精度の高い第１ノズル穴を備えることができる。
【００４９】
また、本発明のノズルプレートは、上記構成に加え、上記ノズル層が高分子有機材料によって形成され、上記遮蔽層が金属材料、無機酸化物材料、無機窒化物材料のうちの少なくとも１つによって形成され、上記補強板がＳｉ、無機酸化物材料、高分子有機材料のうちの少なくとも１つによって形成されていることが望ましい。
【００５０】
上記構成によれば、ノズル層を、酸素を用いたプラズマによるドライエッチングで容易に加工できる。加えて、遮蔽層は上記酸素を用いたプラズマによるドライエッチングに対してエッチング耐性が高く、ほとんどエッチングされない。これにより、一層高い形成精度の第１ノズル穴を備えることができる。
また、本発明のノズルプレートは、上記構成に加え、上記ノズル層がポリイミド樹脂で構成され、上記遮蔽層がＴｉ、Ａｌ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｗ、Ｎｂ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＮから選定される少なくとも１つの材料で構成され、補強板がＳｉ、ガラス、Ａｌ２Ｏ３の少なくとも１つを主成分とするセラミック材料あるいはポリイミド樹脂から構成されていることが望ましい。
【００５１】
上記構成によれば、ノズル層を、酸素を用いたプラズマによるドライエッチングで容易に加工できる。加えて、遮蔽層は上記酸素を用いたプラズマによるドライエッチングに対してエッチング耐性が高く、ほとんどエッチングされない。これにより、一層高い形成精度の第１ノズル穴を備えることができる
また、本発明のノズルプレートは、上記構成に加え、上記ノズル層がＳｉ、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４のうちの少なくとも１つを主成分とする材料によって構成され、上記遮蔽層がＡｌ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｌ酸化物、Ａｌ窒化物のうちの少なくとも１つを主成分とする材料で構成され、上記補強板が、Ｓｉ、ガラス、Ａｌ２Ｏ３のうちの少なくとも１つを主成分とするセラミック材料あるいはポリイミド樹脂によって形成されていることが望ましい。
【００５２】
上記構成によれば、ノズル層を、フッ素を用いたプラズマによるドライエッチングで容易に加工できる。加えて、遮蔽層は上記フッ素を用いたプラズマによるドライエッチングに対してエッチング耐性が高く、ほとんどエッチングされない。これにより、一層高い形成精度の第１ノズル穴を備えることができる。
【００５３】
また、ノズル層がＳｉＯ２またはＳｉ３Ｎ４で形成されている場合には、例えば、液状物質の吐出面に撥液膜を形成する場合に、該撥液膜の付着力が向上し、はがれや欠けを防止することができる。
【００５４】
また、本発明のノズルプレートの製造方法は、上記課題を解決するために、液状物質を吐出する第１ノズル穴を有するノズルプレートの製造方法であって、上記第１ノズル穴を形成するためのノズル層を形成する工程と、上記第１ノズル穴の一部となる開口部を有し、第１ノズル穴を形成する際のエッチングマスクとなる遮蔽層を、上記ノズル層上に局所的に形成する工程と、上記遮蔽層をエッチングマスクとして、上記開口部からノズル層をエッチングし、上記開口部からノズル層を貫通する第１ノズル穴を形成する工程とを含むことを特徴としている。
【００５５】
上記方法によれば、遮蔽層をエッチングマスクとして、遮蔽層の開口部の口径と同一口径の第１ノズル穴をノズル層に形成することができる。これにより、第１ノズル穴を高精度に形成することができる。
【００５６】
また、遮蔽層の材料に、第１ノズル穴のエッチングマスクとして、あるいは、第１ノズル穴の側壁として最適な材料を選択することができる。これにより、第１ノズル穴をより高精度に形成できる。
【００５７】
また、上記遮蔽層を局所的に形成するため、ノズル層と遮蔽層との接触部分の面積を小さくできる。これにより、ノズル層と遮蔽層との線膨張率の差に起因する応力の発生を抑制することができ、ノズルプレートに大きな反りが発生することを防止できる。したがって、ノズルプレートを、例えばインクジェットヘッドと接合する際に、接合精度を上げることができるとともに、ノズルプレート自体の構造的信頼性を上げることができる。
【００５８】
さらに、上記のような応力の発生を抑制できることで、ノズル層に要求される剛性が減少し、ノズル層の層厚を小さくすることができる。すなわち、第１ノズル穴のエッチングに伴うエッチング量が少なくなり、形成誤差を小さくできる。これにより、第１ノズル穴を高い精度で形成することができる。
【００５９】
また、上記のようにノズル層の層厚を小さくすることができるため、第１ノズル穴を小さく形成することができる。これにより、第１ノズル穴の集積度を上げることができ、ひいては描画の解像度を向上させることができる。
【００６０】
また、本発明のノズルプレートの製造方法は、上記方法に加え、上記の３つの工程に続いて、別途形成された第２ノズル穴を有する補強板を、上記ノズル層上に設けられた遮蔽層が上記第２ノズル穴の内部に位置するように上記ノズル層に接合する工程を行うことが望ましい。
【００６１】
上記方法によれば、上記遮蔽層は、第１ノズル穴形成時のエッチングマスクとなる大きさでさえあれば、第２ノズル穴の内部に位置するような小さな形状に形成することができる。これに加え、上記遮蔽層は第２ノズル穴の開口範囲内に位置するため、遮蔽層と補強板とは接触しない。これにより、ノズル層および補強板と遮蔽層との線膨張率の差に起因する応力の発生を大幅に抑制することができ、ノズルプレートに大きな反りが発生することを防止できる。
【００６２】
また、補強板をノズル層とは別に形成することで、製造工程の簡略化や製造コストの低減化が可能となる。
【００６３】
また、本発明のノズルプレートの製造方法は、上記課題を解決するために、液体を吐出するためのノズル穴を有するノズルプレートの製造方法であって、第１ノズル穴を加工するための第１ノズル層を形成する第１工程と、上記第１ノズル穴の一部となる開口部を有し、該第１ノズル穴のエッチング時の遮蔽層となるエッチングマスクを、上記ノズル層上に局所的に形成する工程と、上記第１ノズル層および遮蔽層の上に、第２ノズル穴を加工するための第２ノズル層を形成する第３工程と、上記第２ノズル層をエッチングすることで、該第２ノズル層を貫通し、上記遮蔽層に達する第２ノズル穴を加工する第４工程と、上記遮蔽層をエッチングマスクとして、上記開口部から第１ノズル層をエッチングすることで該第１ノズル層を貫通する第１ノズル穴を加工する第５工程とを含むことを特徴としている。
【００６４】
上記方法によれば、遮蔽層をエッチングマスクとして、遮蔽層の開口部の口径と同一口径の第１ノズル穴を第１ノズル層に形成することができる。これにより、第１ノズル穴を高精度に形成することができる。
【００６５】
また、遮蔽層は第２ノズル穴のエッチング時のストッパとして機能し、第２ノズル穴のエッチングを遮蔽層で確実に止めることができる。すなわち、第２ノズル層をエッチングする際、第２ノズル穴が遮蔽層を貫通することがない。これにより、第１ノズル層の厚さが一定に保たれることになり、液状物質の流路抵抗にばらつきが生じることがない。
【００６６】
また、遮蔽層の材料に、第１ノズル穴のエッチング時の遮蔽層として、あるいは、第１ノズル穴の側壁として最適な材料を選択することができる。これにより、第１ノズル穴をより高精度に形成することができる。
【００６７】
さらに、第１ノズル穴および第２ノズル穴をエッチングする際、遮蔽層に対して１方向からエッチングを行うため、従来の方法のように、向かい合うように２方向からエッチングを行う場合に比較して、第１ノズル穴と第２ノズル穴の位置合わせが容易である。
【００６８】
また、本発明のノズルプレートの製造方法は、上記方法に加えて、上記第４工程と第５工程とを連続して行うことが望ましい。
【００６９】
上記方法によれば、第４工程におけるエッチング装置およびエッチング液またはエッチングガスをそのまま使って、第５工程のエッチングを行うことができる。
これにより、製造プロセスを簡略化できる。
また、本発明のノズルプレートは、上記課題を解決するために、液状物質を吐出するための第１ノズル穴を有する第１ノズル層と、第１ノズル穴に連通し、上記液状物質の供給を受けるための第２ノズル穴を有する第２ノズル層とを備えたノズルプレートにおいて、開口部を有し、第１ノズル層よりエッチングに対する耐性の高い吐出層が、第１ノズル層の液状物質吐出側の面に接するように形成されており、上記第１ノズル穴は、第１ノズル層を貫通して上記開口部に連通していることを特徴としている。
【００７０】
まず、上記第１ノズル穴は、第２ノズル穴に供給された液状物質を吐出するためのものであり、その第１ノズル穴に連通した開口部は、液状物質の吐出方向や吐出量の制御に大きく寄与する吐出特性寄与部分である。ここで、上記液状物質とは、液体のみならず、第１ノズル穴から吐出可能な程度の粘性を有する物質を含む。
【００７１】
上記構成によれば、第１ノズル層よりエッチング耐性の高い吐出層に、上記開口部としての吐出特性寄与部分が形成されている。
【００７２】
したがって、第１ノズル穴を形成するために第１ノズル層をエッチングする場合に、吐出層は、そのエッチングに対する耐性が高いので、吐出層の開口部の形状が変形する等のおそれを小さくすることができる。
【００７３】
例えば、予め形成された吐出層の開口部を一旦第１ノズル層の構成材料で埋め、しかる後に第１ノズル層をエッチングして第１ノズル穴を形成し、上記開口部を開口させて吐出特性寄与部分とする場合であっても、吐出層のエッチング耐性が第１ノズル層より高いために、吐出層が露出した時点で第１ノズル層のエッチングが確実にストップする。
【００７４】
すなわち、上記吐出特性寄与部分は予め形成された開口部と同一形状となる。
【００７５】
この結果、第１ノズル層に吐出層を設けることなく上記第１ノズル穴の吐出特性寄与部分を第１ノズル層に直接形成する場合と比較して、上記吐出特性寄与部分の形成精度を飛躍的に向上させることができる。
【００７６】
これにより、液状物質の吐出方向や吐出量が安定し、解像度の高い描画が可能となる。
【００７７】
また、本発明のノズルプレートにおいては、上記吐出層は、第１ノズル層内に形成されていることが好ましい。
【００７８】
上記構成によれば、上記吐出層の厚みは、第１ノズル層の厚みより小さくなる。吐出層が薄い程、開口部を形成するためのエッチング量を小さくできるので、上記開口部の形成精度を高くすることができる。
【００７９】
したがって、上記のように、第１ノズル穴の吐出特性寄与部分を予め形成された開口部と同一形状に形成した場合、上記吐出特性寄与部分の形成精度は一層高まることになる。
【００８０】
これにより、液状物質の吐出方向や吐出量がさらに安定し、解像度の一層高い描画が可能となる。
【００８１】
また、本発明のノズルプレートにおいては、上記吐出層の主成分が無機材料であることが好ましい。
【００８２】
上記構成によれば、上記吐出層が無機材料で構成されているため、上記吐出層上に例えば撥液膜を形成した場合にも、上記吐出層に形成された開口部の形状を維持することができる。
【００８３】
すなわち、撥液膜の形成時に際して吐出層上に撥液材料を塗布した場合に、たとえ該撥液材料が上記開口部内に回りこんだとしても、酸素を含有するプラズマを用いたドライエッチング法等で簡便に除去でき、また該ドライエッチングによって上記開口部が損傷を受けることもなく、その形状が変化することがないからである。
【００８４】
これにより、液状物質の吐出方向や吐出量がさらに安定し、解像度の一層高い描画が可能となる。
【００８５】
また、本発明のノズルプレートにおいては、第１ノズル穴における第１ノズル層の貫通部を第１ノズル穴部としたとき、上記吐出層の外形は、吐出層と第１ノズル層との境界面における第１ノズル穴部の外形より大きいことが望ましい。
【００８６】
上記構成によれば、吐出層は、第１ノズル層のエッチングにおけるストッパ層として機能する。すなわち、第１ノズル穴を形成するため第２ノズル層側から第１ノズル層をエッチングした場合、該エッチングは吐出層にていわば自動的にストップし、第１ノズル穴部が形成される。
【００８７】
これにより、第１ノズル層のオーバーエッチを防止でき、所定の形状の第１ノズル穴部を容易に形成することができる。
【００８８】
また、本発明のノズルプレートにおいては、上記吐出層は上記開口部の周囲に、局所的に形成されていることが好ましい。
【００８９】
上記構成によれば、吐出層と第１ノズル層との接触面積を小さくすることができる。これにより、吐出層と第１ノズル層との線膨張率の差に起因する応力の発生を大幅に抑制することができ、ノズルプレートに大きな反りが発生することを防止できる。したがって、ノズルプレートを、例えばインクジェットヘッドと接合する際に、接合精度を上げることができるとともに、ノズルプレート自体の構造的信頼性を上げることができる。
【００９０】
さらに、上記のような応力の発生を抑制できることで、第１および第２ノズル層に要求される剛性が減少し、第１および第２ノズル層の層厚を小さくすることができる。すなわち、第１ノズル穴や第２ノズル穴のエッチングに伴うエッチング量が少なくなり、形成誤差を小さくできる。これにより、高い形成精度の第１および第２ノズル穴を備えることができる。
【００９１】
また、上記のように第１および第２ノズル層の層厚を小さくすることができるため、第１および第２ノズル穴を小さく形成することができる。これにより、第１ノズル穴の集積度を上げることができ、ひいては描画の解像度を向上させることができる。
【００９２】
また、本発明のノズルプレートにおいては、上記第１ノズル層と第２ノズル層との間に第１ノズル層よりエッチングに対する耐性が高い遮蔽層が局所的に介在し、上記第１ノズル穴は遮蔽層を貫通して第２ノズル穴に連通していることが好ましい。
【００９３】
上記構成によれば、上記遮蔽層は、第１ノズル層をエッチングして第１ノズル穴を形成する際、第１ノズル穴の開口部の形状を規定するマスクとなる。
【００９４】
これにより、遮蔽層の貫通部の口径と同一口径の貫通部を第１ノズル層に形成することができる。これにより、形状精度の高い第１ノズル穴を備えることができる。
【００９５】
また、上記遮蔽層が局所的に設けられているため、第１ノズル層と遮蔽層あるいは第２ノズル層と遮蔽層との接触部分の面積を小さくできる。これにより、第１および第２ノズル層と遮蔽層との線膨張率の差に起因する応力の発生を大幅に抑制することができ、ノズルプレートに大きな反りが発生することを防止できる。したがって、ノズルプレートを、例えばインクジェットヘッドと接合する際に、接合精度を上げることができるとともに、ノズルプレート自体の構造的信頼性を上げることができる。
【００９６】
さらに、上記のような応力の発生を抑制できることで、第１および第２ノズル層に要求される剛性が減少し、第１および第２ノズル層の層厚を小さくすることができる。すなわち、第１ノズル穴や第２ノズル穴のエッチングに伴うエッチング量が少なくなり、形成誤差を小さくできる。これにより、高い形成精度の第１および第２ノズル穴を備えることができる。
【００９７】
また、上記のように第１および第２ノズル層の層厚を小さくすることができるため、第１および第２ノズル穴を小さく形成することができる。これにより、第１ノズル穴の集積度を上げることができ、ひいては描画の解像度を向上させることができる。
【００９８】
また、本発明のノズルプレートにおいては、上記遮蔽層は、第２ノズル層よりエッチングに対する耐性が高く、上記遮蔽層の外形は、第１ノズル穴と第２ノズル穴との連通部における第２ノズル穴の外形より大きいことが好ましい。
【００９９】
上記構成のように、遮蔽層のエッチング耐性を第２ノズル層より高くし、遮蔽層の外形を第１および第２ノズル穴の連通部における第２ノズル穴の外形より大きくすることによって、遮蔽層は第２ノズル穴のエッチング時のストッパとして機能し、第２ノズル穴のエッチングを遮蔽層で確実に止めることができる。また、第２ノズル層をエッチングする際、第２ノズル穴が遮蔽層を貫通することがないので、第１ノズル層の厚さが一定に保たれる。
【０１００】
換言すれば、遮蔽層によって第２ノズル穴加工の終点を、遮蔽層の表面に精度良く設定することができるので、第１ノズル層が第２ノズル穴加工時のオーバーエッチによって損傷を受けることがなく、このため第１ノズル穴の長さを第１ノズル層の層厚で制御することができる。これによって流路抵抗が安定し、液滴の吐出安定性が安定し、着弾精度と解像度が向上する。
【０１０１】
また、本発明のノズルプレートにおいては、上記第１ノズル層は第２ノズル層よりエッチングに対する耐性が高いことが好ましい。
【０１０２】
上記構成によれば、第１ノズル層自体を、第２ノズル穴のエッチング時のストッパとして機能させることができ、第２ノズル穴のエッチングを第１ノズル層で止めることができる。
【０１０３】
このように、遮蔽層を設けることなく、第２ノズル穴のエッチングを第１ノズル層で止めることができるため、上記した第１および第２ノズル層と遮蔽層との間の応力が発生せず、ノズルプレートに反りが発生することを一層効果的に防止できる。
【０１０４】
また、本発明のノズルプレートにおいては、第１ノズル層の貫通部である第１ノズル穴部は、上記開口部との連通部が狭まったテーパ形状であることが好ましい。
【０１０５】
上記構成によれば、第１ノズル穴部がテーパ形状であるため、該第１ノズル穴部に供給された液状物質に乱流が発生しにくく、液滴の吐出安定性を高めることができる。
【０１０６】
また、本発明のノズルプレートにおいては、上記第２ノズル穴は、第１ノズル穴との連通部が狭まったテーパ形状であることが好ましい。
【０１０７】
上記構成によれば、第２ノズル穴がテーパ形状であるため、第２ノズル穴において、供給された液状物質に乱流が発生しにくく、液滴の吐出安定性を高めることができる。
【０１０８】
また、本発明のノズルプレートにおいては、少なくとも、上記吐出層の液状物質吐出側の面に撥液膜が形成されていることが好ましい。
【０１０９】
上記構成によれば、少なくとも、上記吐出層の液状物質吐出側の面に撥液膜が形成されているため、開口部に形成される液状物質のメニスカス形状が安定し、これに伴い液状物質の吐出方向が安定する。すなわち、着弾精度が向上し描画解像度が向上する。
【０１１０】
ただし、上記撥液膜を形成する際、該撥液膜が開口部の内部（内壁）に回りこまないように形成することが望ましく、例えばドライエッチング等によって上記開口部内に回り込んだ撥液膜を除去しても良い。
【０１１１】
また、本発明のノズルプレートは、上記課題を解決するために、液状物質を吐出する第１ノズル穴を有する第１ノズル層と、上記第１ノズル穴に連通するとともに上記液状物質の供給を受ける第２ノズル穴を有し、上記第１ノズル層に固着される補強板と、第１ノズル層よりエッチングに対する耐性が高く、少なくとも、第１ノズル穴および第２ノズル穴の連通部の周囲に形成された遮蔽層と、開口部を有し、第１ノズル層よりエッチングに対する耐性が高く、第１ノズル層の液状物質吐出側の面に接するように形成された吐出層とを備え、上記第１ノズル穴は第１ノズル層を貫通して上記開口部に連通していることを特徴としている。
【０１１２】
上記構成によれば、第１ノズル層よりエッチング耐性の高い吐出層に、上記開口部としての吐出特性寄与部分が形成されている。
【０１１３】
したがって、第１ノズル穴を形成するために第１ノズル層をエッチングする場合に、吐出層は、そのエッチングに対する耐性が高いので、吐出層の開口部の形状が変形する等のおそれを小さくすることができる。
【０１１４】
例えば、予め形成された吐出層の開口部を一旦第１ノズル層の構成材料で埋め、しかる後に第１ノズル層をエッチングして第１ノズル穴を形成し、上記開口部を開口させて吐出特性寄与部分とする場合であっても、吐出層のエッチング耐性が第１ノズル層より高いために、吐出層が露出した時点で第１ノズル層のエッチングが確実にストップする。
【０１１５】
すなわち、上記吐出特性寄与部分は予め形成された開口部と同一形状となる。
【０１１６】
この結果、第１ノズル層に吐出層を設けることなく上記第１ノズル穴の吐出特性寄与部分を第１ノズル層に直接形成する場合と比較して、上記吐出特性寄与部分の形成精度を飛躍的に向上させることができる。
【０１１７】
これにより、液状物質の吐出方向や吐出量が安定し、解像度の高い描画が可能となる。
【０１１８】
また、上記遮蔽層は、第１ノズル穴のエッチングの際、第１ノズル穴の開口部の形状を規定するマスクとなり、精度の高い第１ノズル穴を形成することができる。
【０１１９】
さらに、上記遮蔽層を、補強板に形成された第２ノズル穴の形状に影響を受けることなく、必要最低限の所定の形状に加工することができる。これにより、第１ノズル層と遮蔽層との接触部分の面積を小さくすることができる。
【０１２０】
また、第１ノズル層に固着される構成の上記補強板を別工程で作成することができるため、補強板に使用する材料を選択する際の自由度が大幅に向上する。これによって高剛性の補強板を使用することができ、ノズルプレートに反りが発生することを防止することができる。
【０１２１】
したがって、第１ノズル層および補強板と遮蔽層との線膨張率の差に起因する応力の発生を大幅に抑制することができ、ノズルプレートに大きな反りが発生することを防止できる。
【０１２２】
さらに、補強板の剛性によって第１ノズル層に必要な剛性が低減するため、第１ノズル層の層厚を小さくすることができる。すなわち、第１ノズル穴を層厚の小さな第１ノズル層に形成することで、第１ノズル穴の形成精度をより高めることができる。
【０１２３】
また、本発明のノズルプレートにおいては、上記吐出層がＡｌ、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＮのうちの少なくとも１つを主成分とする材料によって構成され、上記第１ノズル層がシリコン化合物から構成され、上記第２ノズル層が有機樹脂で構成されていることが好ましい。
【０１２４】
上記構成によれば、前記吐出層を構成する材料は、第１ノズル層を構成するシリコン化合物のエッチング（例えば、フッ素を含有するプラズマを用いたドライエッチング）、あるいは第２ノズル層を構成する有機樹脂のエッチング（例えば、酸素を含有するプラズマを用いたドライエッチ）に対して、高いエッチング耐性を有している。
【０１２５】
したがって、第１および第２ノズル穴加工の際に吐出層が損傷を受けることがない。すなわち、ノズル（第１および第２ノズル穴）作成プロセスにおいて開口部が変形することがなく、非常に高い加工精度で加工された開口部を有するノズルプレートを構成することができる。これにより、着弾精度が向上し、描画解像度が向上する。
【０１２６】
さらに、第１ノズル層を構成するシリコン化合物は、第２ノズル層を構成する有機樹脂のエッチング（例えば、酸素を含有するプラズマを用いたドライエッチ）に対して、高いエッチング耐性を有しているため、第２ノズル穴加工の際にオーバーエッチによって、第１ノズル層が大きな損傷を受けることがない。
【０１２７】
このため、第１ノズル層の層厚が減少することで第１ノズル穴の長さ（深さ）ひいては流路抵抗が変化することを抑制でき、これによって液滴の吐出安定性の劣化を抑制することができる。
【０１２８】
また、本発明のノズルプレートにおいては、上記吐出層がシリコン化合物から構成され、上記第１ノズル層がＡｌを主成分とする金属材料で構成され、上記第２ノズル層が有機樹脂で構成されることが好ましい。
【０１２９】
上記構成によれば、上記吐出層を構成する材料が、第１ノズル層を構成するＡｌを主成分とする金属材料のエッチング（例えば塩素を含有するプラズマを用いたドライエッチング）、あるいは第２ノズル層を構成する有機樹脂のエッチング（例えば酸素を含むプラズマを用いたドライエッチ）に対して、高いエッチング耐性を有している。
【０１３０】
したがって、第１および第２ノズル穴加工の際に開口部が損傷を受けることがない。すなわち、ノズル（第１および第２ノズル穴）作成プロセスにおいて開口部が変形することがなく、非常に高い加工精度で加工された開口部を有するノズルプレートを構成することができる。これによって、着弾精度が向上し、描画解像度が向上する。
【０１３１】
さらに、第１ノズル層を構成するＡｌを主成分とする金属材料は、第２ノズル層を構成する有機樹脂のエッチング（例えば酸素を含有するプラズマを用いたドライエッチ）に対して、高いエッチング耐性を有している。したがって、第２ノズル穴加工の際にオーバーエッチによって、第１ノズル層が大きな損傷を受けることがない。
【０１３２】
このため、第１ノズル層の層厚が減少することで第１ノズル穴の長さ（深さ）が変化しひいては流路抵抗が変化することを抑制でき、これにより、液滴の吐出安定性の劣化を抑制することができる。
【０１３３】
また、本発明のノズルプレートにおいては、上記第１ノズル層が有機樹脂で形成され、上記吐出層が、Ｔｉ、Ａｌ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｔａ、Ｗ、Ｎｂ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｓｉ３Ｎ４、ＡｌＮから選定される少なくとも１つの材料を主成分とすることが好ましい。
【０１３４】
上記構成によれば、第１ノズル層を酸素を用いたプラズマによるドライエッチングで容易に加工できる。加えて、吐出層は上記酸素を用いたプラズマによるドライエッチングに対してエッチング耐性が高く、ほとんどエッチングされない。これにより、より一層高い形成精度の開口部を備えることができる。
【０１３５】
また、上記構成において、遮蔽層についても吐出層と同様の材料を使用することができる。この場合、第１ノズル層をエッチングして第１ノズル穴を形成する際、上記遮蔽層を第１ノズル穴の開口部の形状を規定するマスクとして用いることができるので、レジストによるパターニングに比べ第１ノズル穴の加工精度を向上させることができる。
【０１３６】
さらに、第２ノズル層を第１ノズル層と同様に有機樹脂で構成した場合、上記遮蔽層は、第２ノズル穴を加工する際の酸素を用いたプラズマによるドライエッチングに対してエッチング耐性が高く、したがって、第２ノズル穴の加工を精度良く遮蔽層で停止することができる。
【０１３７】
これによって、第１ノズル穴の長さ（深さ）が安定し、ひいては流路抵抗が安定するため液滴の吐出安定性が向上する。この結果、着弾精度が向上し、高解像度描画が可能になる。
【０１３８】
また、本発明のノズルプレートにおいては、上記第１ノズル層がＳｉ、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４のうちの少なくとも１つを主成分とする材料によって形成され、上記吐出層が、Ａｌ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｌ酸化物、Ａｌ窒化物のうちの少なくとも１つを主成分とする材料によって形成されていることが望ましい。
【０１３９】
上記構成によれば、第１ノズル層を、フッ素を用いたプラズマによるドライエッチングで容易に加工できる。加えて、吐出層は上記フッ素を用いたプラズマによるドライエッチングに対してエッチング耐性が高く、ほとんどエッチングされない。これにより、より一層高い形成精度の開口部を備えることができる。
【０１４０】
また、上記構成において、遮蔽層についても吐出層と同様の材料を使用することができる。この場合、第１ノズル層をエッチングして第１ノズル穴を形成する際、上記遮蔽層を第１ノズル穴の開口部の形状を規定するマスクとして用いることができるので、レジストによるパターニングに比べ第１ノズル穴の加工精度を向上させることができる。
【０１４１】
さらに、第２ノズル層を第１ノズル層と同様にＳｉまたはＳｉ化合物で構成した場合、上記遮蔽層は第２ノズル穴を加工するフッ素を用いたプラズマによるドライエッチングに対するエッチング耐性が高いので、第２ノズル穴の加工を精度良く遮蔽層で停止することができる。
【０１４２】
また、第２ノズル層を有機樹脂で構成した場合でも、上記遮蔽層は第２ノズル穴を加工する酸素を用いたプラズマによるドライエッチングに対するエッチング耐性が高いので、第２ノズル穴の加工を精度良く遮蔽層で停止することができる。これによって、第１ノズル穴の長さが安定し、流路抵抗が安定するので、吐出安定性が向上する。これによって着弾精度が向上し、高解像度描画が可能になる。
【０１４３】
すなわち、上記構成では第２ノズル層に有機樹脂またはＳｉあるいはＳｉ化合物のいずれをも使用することができ、材料選択の範囲が広がり、ノズルプレートの製造が容易となる。
【０１４４】
また、本発明のノズルプレートの製造方法は、上記課題を解決するために、液状物質を吐出するための、第１開口部および第１ノズル穴部を有する第１ノズル穴と、該第１ノズル穴を有する第１ノズル層とを備えたノズルプレートの製造方法であって、上記第１開口部を有し、第１ノズル層よりエッチングに対する耐性が高い吐出層を形成する吐出層形成工程と、上記第１開口部を埋めるとともに吐出層を覆うような第１ノズル層を形成する第１ノズル層形成工程と、上記第１開口部の形成位置に対応して、上記第１ノズル層に上記第１ノズル穴部を形成する第１ノズル穴部形成工程と、上記第１ノズル穴部から第１ノズル層をエッチングし、上記第１開口部内の第１ノズル層を除去する第１除去工程とを含むものである。
【０１４５】
まず、上記第１開口部は、液状物質の吐出方向や吐出量の制御に大きく寄与する吐出特性寄与部分である。ここで、上記液状物質とは、液体のみならず、第１ノズル穴から吐出可能な程度の粘性を有する物質を含む。
【０１４６】
上記方法によれば、上記吐出層が第１ノズル層よりエッチングに対する耐性が高いため、第１開口部内の第１ノズル層を除去する第１除去工程において、第１ノズル層がエッチングされ、吐出層が露出した時点で当該エッチングは確実にストップする。
【０１４７】
すなわち、上記吐出特性寄与部分は予め形成された第１開口部と同一形状となる。
【０１４８】
この結果、第１ノズル層に吐出層を設けることなく上記第１ノズル穴の吐出特性寄与部分を第１ノズル層に直接形成する場合と比較して、上記吐出特性寄与部分の形成精度を飛躍的に向上させることができる。
【０１４９】
これにより、液状物質の吐出方向や吐出量が安定し、解像度の高い描画が可能となる。
【０１５０】
また、本発明のノズルプレートの製造方法においては、上記第１除去工程の後に、第１ノズル層よりエッチングに対する耐性が低い第２ノズル層を、上記第１開口部および第１ノズル穴部を埋めるとともに第１ノズル層を覆うように形成する第２ノズル層形成工程と、該第２ノズル層をエッチングすることで、該第２ノズル層を貫通する第２ノズル穴を加工する第２ノズル穴形成工程と、を含むことが望ましい。
【０１５１】
上記方法によれば、第１ノズル層は第２ノズル穴のエッチング時のストッパとして機能し、遮蔽層等のエッチングストッパを形成することなく、第２ノズル穴形成時の第２ノズル層のエッチングを第１ノズル層にて止めることができる。
【０１５２】
したがって、上記遮蔽層等のエッチングストッパと第１および第２ノズル層とのとの線膨張率の差に起因する応力が発生することがない。
【０１５３】
この結果、ノズルプレートに大きな反りが発生することを防止でき、ノズルプレートを、例えばインクジェットヘッドと接合する際に、接合精度を上げることができるとともに、ノズルプレート自体の構造的信頼性を上げることができる。
【０１５４】
さらに、上記のような応力の発生を回避できることで、第１ノズル層に要求される剛性が減少し、第１ノズル層の層厚を小さくすることができる。すなわち、第１ノズル穴部のエッチングに伴うエッチング量が少なくなり、形成誤差を小さくできる。これにより、第１ノズル穴部を高い精度で形成することができる。
【０１５５】
さらに、第１ノズル穴および第２ノズル穴をエッチングする際、吐出層に対して１方向からエッチングを行うため、従来の方法のように、向かい合うように２方向からエッチングを行う場合に比較して、第１ノズル穴と第２ノズル穴の位置合わせが容易である。
【０１５６】
また、本発明のノズルプレートの製造方法においては、上記第１ノズル層形成工程と第１ノズル穴部形成工程との間に、第２開口部を有し、第１および第２ノズル層よりエッチングに対する耐性が高い遮蔽層を、形成された第１ノズル層上に、上記第１開口部に対応して局所的に形成する遮蔽層形成工程と、上記第２開口部を埋めるとともに第１ノズル層を覆うように第２ノズル層を形成し、しかる後に第２ノズル層をエッチングすることで、該第２ノズル層を貫通し、上記遮蔽層に達する第２ノズル穴を加工する第２ノズル穴形成工程と、を含むことが好ましい。
【０１５７】
上記方法によれば、遮蔽層は第２ノズル穴のエッチング時のストッパとして機能し、第２ノズル穴のエッチングを遮蔽層で確実に止めることができる。また、第２ノズル層をエッチングする際、第２ノズル穴が遮蔽層を貫通することがないので、第１ノズル層の厚さが一定に保たれる。
【０１５８】
換言すれば、遮蔽層によって第２ノズル穴加工の終点を、遮蔽層の表面に精度良く設定することができるので、第１ノズル層が第２ノズル穴加工時のオーバーエッチによって損傷を受けることがなく、このため第１ノズル穴の長さを第１ノズル層の層厚で制御することができる。これによって流路抵抗が安定し、液状物質の吐出安定性が安定し、着弾精度と解像度が向上する。
【０１５９】
また、上記遮蔽層を局所的に形成するため、第１ノズル層と遮蔽層との接触部分の面積を小さくできる。これにより、第１ノズル層と遮蔽層との線膨張率の差に起因する応力の発生を抑制することができ、ノズルプレートに大きな反りが発生することを防止できる。
【０１６０】
さらに、第１ノズル穴および第２ノズル穴をエッチングする際、遮蔽層に対して１方向からエッチングを行うため、従来の方法のように、向かい合うように２方向からエッチングを行う場合に比較して、第１ノズル穴と第２ノズル穴の位置合わせが容易である。
【０１６１】
また、本発明のノズルプレートの製造方法においては、上記第２ノズル穴形成工程に連続して、上記第１ノズル穴部内の第２ノズル層を除去する第２除去工程と、上記第１開口部内の第２ノズル層を除去する第３除去工程とを行うことが好ましい。
【０１６２】
上記方法によれば、第２ノズル穴の加工工程におけるエッチング装置およびエッチング液またはエッチングガスをそのまま使って、第１ノズル穴のエッチングを行うことができる。
これにより、製造プロセスを簡略化できる。
【０１６３】
また、本発明のノズルプレートの製造方法においては、上記第２ノズル穴形成工程に連続して、上記第１ノズル穴部形成工程および第１除去工程を行うことが好ましい。
【０１６４】
上記方法によれば、第２ノズル穴の加工工程におけるエッチング装置およびエッチング液またはエッチングガスをそのまま使って、第１ノズル穴のエッチングを行うことができる。
これにより、製造プロセスを簡略化できる。
【０１６５】
また、本発明のノズルプレートの製造方法においては、少なくとも、上記吐出層表面に、上記吐出層よりエッチングに対する耐性の低い撥液膜を形成する工程と、上記第１開口部の反対側からエッチングを行い、第１ノズル穴内の撥液膜を除去する工程とを含むことが好ましい。
【０１６６】
上記方法は、吐出層の表面から第１開口部の内部（内壁）に回り込んだ撥液膜を、第１開口部の反対側からエッチングすることで除去するものである。
【０１６７】
ここで、上記吐出層は上記撥液膜のエッチングに対して高いエッチング耐性を有しているため、第１開口部内に回り込んだ撥液膜を除去するエッチング過程において、第１開口部が変形することがない。
【０１６８】
これにより、上記回り込んだ撥液膜を除去するエッチングを行う余裕度が大きくなり、十分なエッチングによって、上記回り込んだ撥液膜をほぼ完全に除去することができる。
【０１６９】
この結果、第１開口部の内部における撥液膜の残留を回避できるため、第１開口部表面の吐出液との濡れ性の安定化ひいては吐出液滴の着弾精度を向上させることができ、したがって、描画解像度の高いノズルプレートを安定して製造することができる。
【０１７０】
【発明の実施の形態】
〔実施の形態１〕
本発明の実施の形態１について、図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【０１７１】
（ノズルプレート）
図１（ａ）は、微小ドット形成装置に用いられる、本発明のノズルプレートの一部の斜視図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ’矢視断面図である。ノズルプレートには１個以上の液体（液状物質）吐出口９が形成されており、図１（ａ）においては２個の液体吐出口９が示されている。
【０１７２】
図１（ａ）（ｂ）に示すように、ノズルプレート８は、第１ノズル層１、第２ノズル層２、ストッパ層３（遮蔽層）、撥液膜４、ノズル穴１１を備えている。第１ノズル層１の液体吐出面側には撥液膜４が形成され、その反対側には第２ノズル層２が形成されている。ストッパ層３は、第２ノズル層２内にて、第１ノズル層１と第２ノズル層２との界面に位置し、第１ノズル層１に接するとともに、上記液体吐出口９を開口部とする第１ノズル穴１１ａの形成位置に局所的に形成されている。すなわち、第１ノズル穴１１ａは、撥液膜４、第１ノズル層１を貫通し、さらに局所的に形成されたストッパ層３の中心部を貫通している。
【０１７３】
また、第２ノズル穴１１ｂは、上記第１ノズル穴１１ａとともにノズル穴１１を構成し、円筒形状の第１ノズル穴１１ａとの連通部から裾広がりに拡開するテーパ形状（円錐台形状）であり、第２ノズル層２を通って、撥液膜４の反対側の面２ｂにて開口している。
【０１７４】
なお、円錐台形状の第２ノズル穴１１ｂの上底１１ｙは、第１ノズル穴１１ａを中心とする円環形状であり、ストッパ層３が当該上底１１ｙを成して露出している。したがって、第１ノズル穴１１ａと第２ノズル穴１１ｂの連通部１１ｘ（略円形）の口径は、第２ノズル穴１１ｂの上底１１ｙの外口径（上記連通部１１ｘにおける第２ノズル穴１１ｂの外形）より小さい。ここで、すでに説明したとおり、第１ノズル穴１１ａの略円形の開口部が液体吐出口９となっている。また、第２ノズル穴１１ｂの略円形の開口部が液体供給口１２となっている。
【０１７５】
以下、各部のサイズや材質の具体例を説明するが、本発明がその具体例に限定されるものではない。
【０１７６】
第１ノズル層１には厚さが約１μｍのポリイミド膜が用いられ、第２ノズル層２には厚さが約２０μｍのポリイミド膜が用いられている。
【０１７７】
ストッパ層３はＴｉを主成分とする金属材料からなりノズルプレート８全体の応力による反りを低減するため、１辺約２０μｍの略正方形形状となっている。
【０１７８】
第１ノズル穴１１ａの開口部（液体吐出口９）の口径は約３μｍである。また、第２ノズル穴１１ｂの上底１１ｙの外口径は１０μｍであり、開口部（液体流入口１２）の口径は３０μｍである。
【０１７９】
また、第１ノズル層１上の撥液膜４は、フッ素重合もしくはシリコン系の高分子膜により形成されている。
【０１８０】
本実施の形態によれば、上記ストッパ層３はノズル穴１１の形成位置ごとに局所的に設けられているため、従来のように第１ノズル層と第２ノズル層との界面の全体にわたってストッパ層を形成する構成と比較して、第１ノズル層１および第２ノズル層２とストッパ層３との線膨張率の差に起因する応力の発生を大幅に抑制することができ、ノズルプレート８に大きな反りが発生することを防止できる。
【０１８１】
また、上記のような応力の発生を抑制できるため、第１ノズル層１および第２ノズル層２に要求される剛性が小さくてすむ。これにより、第１ノズル層１あるいは第２ノズル層２の層厚を、従来の構成（図１９（ａ）（ｂ）に示すＳｉ層２４が１５μｍ、Ｓｉ層２５が１００μｍ）に比較して、小さくすることができる。（本実施の形態では、第１ノズル層１が１μｍ、第２ノズル層２が２０μｍ）。これにより、第１ノズル穴１１ａおよび第２ノズル穴１１ｂの後述するエッチングの際、第１ノズル層１および第２ノズル層２のエッチング量が少なくてすみ、形成誤差が小さくなる。したがって、形成精度の高いノズル穴１１を備えることができる。
【０１８２】
また、第２ノズル穴１１ｂがテーパ形状であるため、第２ノズル穴１１ｂ内部において、液体の乱流が発生しにくくなり、液滴の吐出安定性を向上させることができる。
【０１８３】
また、上記のように第２ノズル層２を従来の構成に比較して薄くすることができるため、第２ノズル穴１１ｂをテーパ形状に形成しても、液体流入口１２を従来の構成に比較して小さくすることができる。これにより、ノズル穴１１の集積度を上げることができる。
【０１８４】
また、撥液膜４によって、液滴が第１ノズル穴１１ａ近傍の第１ノズル層１に付着することを防止することができる。
【０１８５】
なお、第１ノズル層１に用いられる材料はポリイミドに限定されない。ポリイミド以外の高分子有機材料であっても良いし、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４といったＳｉ化合物材料、あるいはＳｉであっても良い。
【０１８６】
また、ストッパ層３に用いる材料もＴｉを主成分とする金属材料に限定されない。第１ノズル層１および第２ノズル層２のエッチング加工および後述する犠牲層５のエッチングの際、当該エッチングに対して高い耐性を有する材料、すなわち、エッチングガス（酸素を含有するプラズマ、フッ素を含有するプラズマ等）、または、エッチャント（硝酸、水酸化カリウム水溶液等）に対する耐性の高い材料であればよい。具体的には、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｔａ、Ｗ、Ｎｂ等を主成分とする金属材料、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３等を主成分とする無機酸化物材料、Ｓｉ３Ｎ４等を主成分とする無機窒化物材料等が挙げられる。
【０１８７】
また、第２ノズル層２に用いられる材料もポリイミドに限定されない。第１ノズル層１と同様に、ポリイミド以外の高分子有機材料であっても良いし、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４といったＳｉ化合物材料、あるいはＳｉであっても良い。
【０１８８】
また、ストッパ層３の形状もノズル穴１１の形成位置に局在する形状でありさえすればよく、略正方形形状に限定されない。例えば円形であっても良い。円形は形状の等方性が最も高いので応力の低減も等方的となり好ましい。また、図１（ａ）に示すように、本実施の形態では１個のストッパ層３に対して１個のノズル穴１１が形成されているがこれに限定されない。従来の構成より応力を抑えることが可能であれば、１個のストッパ層３に複数個のノズル穴１１を形成しても良い。
【０１８９】
また、本実施の形態では、図１（ｂ）に示すように、第１ノズル穴１１ａと第２ノズル穴１１ｂの連通部１１ｘの口径は、第２ノズル穴１１ｂの上底１１ｙの口径より小さいがこれに限定されない。上記連通部１１ｘの口径が上記当接部１１ｙの口径と同じであっても構わない。また、本実施の形態では、第２ノズル穴１１ｂは、第１ノズル穴１１ａとの連通部１１ｘが狭まった円錐台形状（テーパ形状）であるがこれに限定されない。例えば、図２に示すように、第２ノズル穴１１ｂの側壁がストッパ層３と垂直の、いわゆるストレート形状（円筒形状）に形成することもできる。この場合、第２ノズル穴１１ｂの液体流入口１２をより小さくすることができ、ノズルの集積度をさらに高めることができる。さらに、第２ノズル穴１１ｂを、図８（ｃ）に示すような膨らみのあるテーパ形状としてもよい。
【０１９０】
上記のように、ノズルプレートを第１ノズル層１、ストッパ層３、第２ノズル層２を備える構成にすることによって、
▲１▼液体吐出口９の形状を、厚さ１μｍの第１ノズル層１の加工精度が支配するため、液体吐出口９の形状精度を向上することができる。
▲２▼ノズルプレート８の剛性は第２ノズル層２で維持できるため、ノズルプレート８全体の剛性が高くなり、取り扱いが容易になる。
▲３▼ストッパ層３の形状を必要最小限に設定することができるので、応力によるノズルプレート８の反りを低減することができる。
▲４▼ノズルプレート８の厚さを必要最小限にとどめることができるので、ノズルプレート８の液体流入口１２を小さくすることができ、これによってノズル穴１１の集積度を向上することができる。これに伴って解像度の高い画像を描画することができるようになる。
▲５▼膜厚の厚い第２ノズル層２によって補強されているためノズルプレート８全体の剛性が高く反りが発生しにくくなるとともに取り扱いが容易になる。
▲６▼膜厚の厚い第２ノズル層２に加工された第２ノズル穴１１ｂの加工精度がたとえ悪くとも、第２ノズル穴１１ｂの加工時にはストッパ層３でエッチングが止まるため、吐出される液滴の大きさを制御する第１ノズル穴１１ａに影響を及ぼすことがない。
▲７▼ノズルプレート８は、ストッパ層３が第１ノズル層１よりも薄く設定されているため、前記ストッパ層３をフォトリソグラフィ技術を用いてエッチング加工を行う際、ストッパ層３を用いることなく第１ノズル層１を直接フォトリソグラフィ技術を用いて加工する場合に比べ、加工の形状精度が高く、このストッパ層３をマスクとしてエッチング選択性の高い加工方法で第１ノズル層１を加工することができるので、吐出される液滴の大きさを制御する第１ノズル穴１１ａを高精度で形成することができる。
▲８▼第１ノズル層１にＳｉＯ２あるいはＳｉ３Ｎ４を使用した場合、第１ノズル層１上に撥液膜４を形成する際、撥液膜４の付着力が向上するため、撥液膜４のはがれや欠けが防止されるため、吐出される液滴の吐出方向が安定し、描画画像の解像度が向上する。
【０１９１】
（ノズルプレートの製造方法）
次に、本実施の形態にかかるノズルプレートの一製造方法を説明する。図３（ａ）〜（ｇ）は本実施の形態にかかるノズルプレートの製造工程を説明する図である。また、図４は、図３（ｃ）に示される工程の変形例である。
【０１９２】
まず、Ｓｉやガラスなどからなる任意の厚さの一時保持のための基板６に、犠牲層５を、Ｎｉを用いた湿式鍍金によって形成する（図３（ａ）参照）。犠牲層５の厚さは１０μｍとする。
【０１９３】
次に、上記犠牲層５の上に塗布型のポリイミド樹脂を厚さ１μｍで成膜し、第１ノズル層１を形成する（第１の工程、図３（ｂ））。ここで、上記塗布型ポリイミド樹脂は犠牲層５上にスピンコートによって塗布し、３５０℃で２時間焼成した。
【０１９４】
次に、上記第１ノズル層１上に、ストッパ層３を形成する（第２の工程、図３（ｃ））。まず、Ｔｉを主成分とする材料を用い、スパッタ法にて厚さ０．５μｍ（５０００Å）のストッパ層３を形成する。そして、このストッパ層３を、フォトリソグラフィにより所定の形状のレジストパターンを形成した後、イオンミリングのようなＡｒイオンによるドライエッチングによって一辺２０μｍの略正方形形状に加工する。このドライエッチングの際に、上記略正方形の内部に口径３μｍの開口部１１ａ１を１個形成する。この開口部１１ａ１は後述する第１ノズル穴１１ａの形成パターンであり、第１ノズル穴１１ａの一部となる。
【０１９５】
次に、第２ノズル層２を上記第１ノズル層１およびストッパ層３上に、２０μｍの厚さで形成する（第３の工程、図３（ｄ））。第２ノズル層２は、第１ノズル層１と同様に塗布型ポリイミド樹脂をスピンコート法にて塗布し、３５０℃で２時間焼成し２０μｍの厚さとした。ここで、ストッパ層３の開口部１１ａ１もポリイミド樹脂にて埋められることになる。
【０１９６】
次に、上記第２ノズル層２上にフォトリソグラフィによってレジストパターン７を形成し、酸素を主成分とするガスを用いたドライエッチングを行い、第２ノズル層２にテーパ形状（円錐台形状）の第２ノズル穴１１ｂを形成した（第４の工程、図３（ｅ））。なお、上記ドライエッチングはストッパ層３で止めることができる。すなわち、ストッパ層３の上記開口部１１ａ１を除いてストッパ層３が露出した部位では、ドライエッチングがそれ以上進行しない。
【０１９７】
第２ノズル穴１１ｂのテーパ形状の加工に際しては、上記エッチングにおいて、レジストパターン７のエッチレートと第２ノズル層２のポリイミド樹脂のエッチレートを概ね等しくし、該レジストパターン７を１５０℃で６０分ポストベークすることによってレジストパターン７をテーパ形状とし、エッチングによってこの形状を第２ノズル層２に転写する手法を用いた。
【０１９８】
すなわち、図９に示すように、エッチレートがポリイミド樹脂（第２ノズル層２）と概ね等しくテーパー断面を有するレジストパターン７を形成し、ポリイミド樹脂のエッチングと同じスピードでレジストパターン７をエッチングし、レジストパターン７のエッジを広げる。このときポリイミド樹脂（第２ノズル層２）もエッチングされることになり、エッチングの壁面（第２ノズル穴１１ｂの壁面）が当初レジストで形成したテーパーを有する壁面（レジストパターン７）と同じ形状になる。
【０１９９】
なお、レジストパターン７と第２ノズル層２のエッチレートとが概ね等しいことから、レジストパターン７の厚さは第２ノズル層２の厚さより厚く形成することが望ましい。
【０２００】
次に、第４の工程に連続して、第１ノズル層１に第１ノズル穴１１ａを加工するエッチングを行う（第５の工程、図３（ｅ）参照）。このとき第１ノズル穴１１ａは、先の工程で加工したストッパ層３の開口部１１ａ１によって決定される形状（略円形であり、口径が３μｍ）に加工される。このとき、ストッパ層３は本工程の酸素を主成分とするドライエッチングではほとんどエッチングされないので、ストッパ層３に形成されたパターンが変化することなく、第１ノズル穴１１ａは図３に示すようにほぼ垂直に加工され、これによって第１ノズル穴１１ａを高い精度で形成することができる。
【０２０１】
次に、上記レジストパターン７をレジスト剥離液を用いて除去し、硝酸と水が主成分である水溶液に浸漬し犠牲層５のみをエッチングすることで、ノズルプレート８を基板６からとりはずす（図３（ｆ））。先に述べたように、第１ノズル層１、第２ノズル層２を形成するポリイミド樹脂やストッパ層３を形成するＴｉは、上記犠牲層５のエッチング液によってほとんどエッチングされることがないので、犠牲層５のエッチングによって、形状の変化や構造的信頼性の低下を招来することがない。
【０２０２】
次に、第１ノズル層１の表面に撥液膜４を形成する（図３（ｇ））。ここでは、塗布の容易さを考慮する趣旨でフッ素重合体を用い、これをスタンプなどの方法により第１ノズル層１の表面に塗布し、高分子膜にて撥液膜４を形成した。なお、第１ノズル穴１１ａ内に回り込んだ撥液膜については、撥液膜形成後に、酸素を含有するプラズマを用い、第２ノズル穴１１ｂ側からドライエッチングすることで、これを除去した。これにより、ノズルプレート８のダメージを最小限にすることができる。
【０２０３】
本実施の形態によれば、第１ノズル穴１１ａをエッチングする際、ストッパ層３をマスク（遮蔽層）として、第１ノズル穴１１ａをエッチングするため、第１ノズル穴１１ａを高精度に形成できる。
【０２０４】
また、第２ノズル層２をエッチングする際、ストッパ層３で自動的にエッチングがとまり、第２ノズル穴１１ｂのエッチング深さを規定することができる。
【０２０５】
また、ストッパ層３の材料に、第１ノズル穴１１ａのエッチング時の遮蔽層として、あるいは、第１ノズル穴１１ａの側壁として最適な材料を選択することができる。これにより、第１ノズル穴１１ａをより高精度に形成することができる。また、第１ノズル層１あるいは第２ノズル層２を薄く形成できるため、第１ノズル穴１１ａおよび第２ノズル穴１１ｂのエッチングの際、第１ノズル層１および第２ノズル層２のエッチング量が少なくてすみ、形成誤差が小さくなる。したがって、ノズル穴１１を高い精度で形成できる。
【０２０６】
具体的には、本実施の形態の工程を用いて作成した２００個の液体吐出口９を有するノズルプレート８の各液体吐出口９の形状を評価したところ、ばらつきは±０．２μｍと非常に高精度に加工できた。また、ノズルプレート８の反りも１０μｍ以下と非常に平坦であった。
【０２０７】
さらに、第１ノズル穴１１ａおよび第２ノズル穴１１ｂをエッチングする際、ストッパ層３に対して１方向からエッチングを行うため、従来の方法のように、向かい合うように２方向からエッチングを行う場合に比較して、第１ノズル穴１１ａと第２ノズル穴１１ｂの位置あわせが容易である。
【０２０８】
さらに、第１ノズル穴１１ａおよび第２ノズル穴１１ｂの形成工程（第４工程および第５工程）において、第４工程におけるエッチング装置およびエッチング液またはエッチングガスをそのまま使って、第５工程のエッチングを行うことができる。これにより、製造プロセスを簡略化できる。
【０２０９】
なお、本実施の形態では、犠牲層５としてＮｉ、第１ノズル層１および第２ノズル層２としてとしてポリイミド樹脂、ストッパ層３としてＴｉを用いたが、この組み合わせに限定されない。
【０２１０】
犠牲層５には、Ｎｉのほかに、第１ノズル層１、第２ノズル層２、ストッパ層３に用いる材料との組み合わせによって、Ａｌ、Ｃｕ、などの硝酸、あるいはＫＯＨ水溶液に可溶な材料、またはポリイミドのような酸素プラズマによってエッチングできる材料を用いることができる。また、犠牲層５の形成方法についても鍍金以外に蒸着法、スパッタ法、塗布法などを材料に応じて用いることができる。
【０２１１】
第１ノズル層１、第２ノズル層２には、犠牲層５のエッチングによるダメージが軽微な材料を用いることができる。また、ストッパ層３には、犠牲層５のエッチングおよび第１ノズル穴１１ａおよび第２ノズル穴１１ｂのエッチングに対して耐性の高い材料を用いることができる。
【０２１２】
ここで、表１に、使用材料（犠牲層、第１ノズル層、ストッパ層、第２ノズル層）および加工方法（ストッパ層、第１ノズル穴、第２ノズル穴、犠牲層除去）について好ましい組み合わせを示す。
【０２１３】
【表１】
2005066890.tif 000003
【０２１４】
表１に示すように、第１ノズル層１、第２ノズル層２はポリイミド樹脂のような高分子有機材料に限定されず、ＳｉまたはＳｉＯ２などの無機シリコン化合物を選択することができる。ただし、ＳｉＯ２やＳｉをドライエッチングするためには、Ｆを含有する反応ガスを使用する必要があり、このエッチングに対して本実施の形態で用いたＴｉは耐性が低いため、Ａｕなどのエッチング耐性を有する材料をストッパ層３として利用することが望ましい。
【０２１５】
また、ストッパ層３にも、Ｔｉ以外に、表１に示す組み合わせに応じて、同表に記載の材料を使用することができる。なお、ストッパ層３の材料であるＴｉはＣＦ４と酸素の混合ガスを用いたプラズマでもエッチングすることができる。しかし、Ｔｉの下に形成された第１ノズル層１（ポリイミド）が、上記ガスのプラズマによってＴｉよりも高速にエッチングされ、大きなダメージを受ける。したがって、本実施の形態ではストッパ層３のパターニングにはＡｒイオンによるドライエッチング法を採用している。このように、ストッパ層３のエッチレートと第１ノズル層１のエッチレートとの差が少ないＡｒイオンによるドライエッチング法を採用することで、第１ノズル層１のダメージを最小限に抑えつつストッパ層３をパターニングすることができる。
【０２１６】
また工程２において、上記ストッパ層３は正方形形状に形成したがこれに限定されない。第２ノズル穴１１ｂを形成する際、該第２ノズル穴１１ｂがストッパ層３に到達し、エッチングの進行が止まるような形状および大きさであれば何でもよい。ただし、ストッパ層３の応力によるノズルプレート８の反りをより低減できるような形状および大きさ（必要最小限の大きさ）であることが望ましい。
【０２１７】
さらに、工程２においては、ストッパ層３の形状と第１ノズル穴１１ａの形成パターンとなる開口部１１ａ１を同時に作成したが、２回のエッチング工程によって作成することも可能である。さらに、工程２では、図４に示すように、ノズル穴加工パターン（開口部１１ａ１を有するストッパ層３）の作成時に、第１ノズル穴１１ａを加工することもできる。ただしこの場合は、第２ノズル層２を形成する際に（工程３）、先に加工した開口部１１ａ１が埋められてしまうため、工程５において、再度当該部位を加工する。
【０２１８】
また、工程４においては、第２ノズル穴１１ｂを加工する際のマスク材とエッチング条件を適正化し、図８（ａ）〜（ｃ）に示すように、側壁に膨らみ（曲面）をもった第２ノズル穴１１ｂを形成することもできる。
【０２１９】
すなわち、に示すように第２ノズル層２上に酸素のプラズマエッチに対する耐性の高いＳｉＯ２などをマスク１３として形成し（図８（ａ）参照）、酸素のプラズマエッチを高いガス圧たとえば５００ｍＴｏｒｒでエッチングする（図８（ｂ）参照）。これにより、マスク１３の下にも、アンダーカットが生じ、ふくらみのあるテーパーを形成することができる（図８（ｃ）参照）。
【０２２０】
ただし、上記エッチングがオーバーエッチングになると、第２ノズル穴１１ｂとストッパ層３の接触部において第２ノズル穴１１ｂの口径ｄが広がり、大面積のストッパ層３が必要となるため、上記エッチングを適性に制御することが好ましい。
【０２２１】
また、撥液膜４としては、フッ素重合体に限定されず、シリコン系の高分子膜、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）などを用いることもできる。
【０２２２】
以上の加工工程を用いることによって、
▲１▼第１ノズル穴１１ａをストッパ層３の開口部１１ａ１をマスクとして選択性の高い加工手段で加工するため、加工中の開口部１１ａ１形状の変化が少なく、オーバーエッチや第１ノズル層１の厚さのばらつきなどによる、第１ノズル穴１１ａの加工形状の変動が少なく、形状精度が高く再現性のよい加工を行うことができる。
▲２▼上記第２ノズル穴１１ｂを上記ストッパ層３に対して選択性の高い加工手段によって加工するため、第２ノズル穴１１ｂの加工を再現性よくストッパ層３で止めることができる。このため、第２ノズル穴１１ｂの加工精度が第１ノズル穴１１ａの加工精度に及ぼす影響が軽微であり、液体吐出口９の形状精度が高く、層厚の厚いノズルプレート８を安定して製造することができる。
【０２２３】
〔実施の形態２〕
本発明の実施の形態２について、図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【０２２４】
（ノズルプレート）
図５（ａ）は、微小ドット形成装置に用いられる、本発明のノズルプレートの一部の斜視図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＢ−Ｂ’矢視断面図である。ノズルプレートには１個以上の液体（液状物質）吐出口９０が形成されており、図５（ａ）においては２個の液体吐出口９０が示されている。
【０２２５】
図５（ａ）に示すように、ノズルプレート８０は、ノズル層１０、ストッパ層３０（遮蔽層）、補強板２０、ノズル穴１１０を備えている。ノズル層１０の液体吐出面側には撥液膜４０が形成され、その反対側には補強板２０が接合されている。ストッパ層３０は、ノズル層１０と補強板２０の界面に位置し、上記液体吐出口９０を開口部とする第１ノズル穴１１０ａの形成位置に局所的に形成されている。すなわち、第１ノズル穴１１０ａは、撥液膜４０、ノズル層１０を貫通し、局所的に形成されたストッパ層３０の中心部を貫通している。
【０２２６】
また、直方体形状の第２ノズル穴１１０ｂは、補強板２０を貫通しており、円筒形状の上記第１ノズル穴１１０ａとともにノズル穴１１０を構成する。
【０２２７】
ここで、上記ストッパ層３０は、ノズル層１０と補強板２０との界面において第２ノズル穴１１０ｂの内部（開口範囲内）に位置している。したがって、上記第２ノズル穴１１０ｂの開口部にあたる底面（略正方形）が液体供給口１２０となっており、第２ノズル穴１１０ｂの奥壁にあたる底面１１０ｙ（略正方形）の内側に、ノズル層１０とストッパ層３０との接触面（穴付略正方形）が位置している。なお、この接触面の内側（中心部）には、第１ノズル穴１１０ａと第２ノズル穴１１０ｂとの連通部１１０ｘ（略円形）が位置している。
【０２２８】
ノズル層１０は、本実施の形態では厚さが１μｍのポリイミド膜で形成されている。
【０２２９】
ストッパ層３０は、Ｔｉを主成分とする金属材料が用いられ、ノズルプレート８０全体の応力による反りを低減するため、１辺１０μｍの略正方形形状に形成されている。
【０２３０】
第１ノズル穴１１０ａの開口部（液体吐出口９０）の口径は３μｍとなっている。
【０２３１】
撥液膜４０は、フッ素重合体を有する高分子材料から形成されている。
【０２３２】
補強板２０は厚さ５０μｍのＳｉからなり、上記した略正方形の第２ノズル穴１１０ｂの開口部（液体供給口１２０）は、一辺が３０μｍとなっている。
【０２３３】
本実施の形態によれば、ストッパ層３０は、後述する第１ノズル穴１１０ａのエッチング時に遮蔽層となれば足りることから、第２ノズル穴１１０ｂの内部に位置するよう、小さい形状にて形成されている。
【０２３４】
このように、ノズル層１０とストッパ層３０との接触面を最小限にすることができ、加えて、補強板２０とストッパ層３０との接触面をなくすことができるため、ノズル層１０および補強板２０とストッパ層３０との線膨張率の差に起因する応力の発生を、従来や実施の形態１の構成に比較して大幅に抑制することができる。これにより、ノズルプレート８０に大きな反りが発生することを防止できる。
【０２３５】
なお、ノズル層１０に用いられる材料はポリイミドに限定されない。ポリイミド以外の高分子有機材料であっても良いし、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４といったＳｉ化合物材料、あるいはＳｉであっても良い。
【０２３６】
また、ストッパ層３０に用いる材料もＴｉを主成分とする金属材料に限定されない。ノズル層１０のエッチングおよび後述する犠牲層５０のエッチングの際、当該エッチングに対して高い耐性を有する材料、すなわち、酸素を含有するプラズマ、フッ素を含有するプラズマ、硝酸、水酸化カリウム水溶液等に耐性の高い材料であればよい。具体的には、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｔａ、Ｗ、Ｎｂ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｓｉ３Ｎ４等を主成分とする金属材料あるいは無機酸化物材料や無機窒化物材料等が挙げられる。
【０２３７】
また、補強板２０に用いられる材料もＳｉに限定されない。ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４といったＳｉ化合物材料であっても良い。
【０２３８】
また、ストッパ層３０の形状もノズル穴１１０の形成位置に局在する形状でありさえすればよく、略正方形形状に限定されない。例えば円形であっても良い。円形は形状の等方性が最も高いので応力の低減も等方的となり好ましい。また、図５（ａ）に示すように、本実施の形態では１個のストッパ層３０に対して１個のノズル穴１１０が形成されているがこれに限定されない。従来の構成より応力を抑えることが可能であれば、１個のストッパ層３０に複数個のノズル穴１１０を形成しても良い。
【０２３９】
また、補強板２０に設けられた第２ノズル穴１１０ｂも直方体形状（断面が正方形形状）に限定されない。円筒形状やテーパ形状（円錐台形状）であっても良い。
【０２４０】
上記のように、ノズルプレートをノズル層１０、ストッパ層３０、補強板２０を備える構成にすることによって、
▲１▼液体吐出口９０の形状を、厚さ１μｍのノズル層１０の加工精度が支配するため、液体吐出口１２０の形状精度を向上することができる。
▲２▼ノズルプレート８０の剛性は補強板２０で維持できるため、ノズルプレート８０全体の剛性が高くなり、取り扱いが容易になる。
▲３▼ストッパ層３０の形状をさらに小さくすることができるので、応力によるノズルプレート８０の反りを低減することができる。
▲４▼ノズルプレート８０の厚さを必要最小限にとどめることができるので、ノズルプレート８０の液体流入口１２０を小さくすることができ、これによってノズル穴１１０の集積度を向上することができる。これに伴って解像度の高い画像を描画することができるようになる。
▲５▼また、ストッパ層３０は補強板２０に形成された第２ノズル穴１１０ｂの形状に影響を受けることなく、必要最低限の所定の形状に加工できるため、線膨張率の差によるノズルプレート８０の反りをさらに低減することができる。
▲６▼ノズルプレート８０は、ストッパ層３０がノズル層１０よりも薄く設定されているため、前記ストッパ層３０をフォトリソグラフィ技術を用いてエッチング加工を行う際、ストッパ層３０を用いることなくノズル層１０を直接フォトリソグラフィ技術を用いて加工する場合に比べ、加工の形状精度が高く、このストッパ層３０をマスクとしてエッチング選択性の高い加工方法でノズル層１０を加工することができるので、吐出される液滴の大きさを制御する第１ノズル穴１１０ａを高精度で形成することができる。
【０２４１】
（ノズルプレートの製造方法）
図６（ａ）〜（ｇ）は、本実施の形態にかかるノズルプレートの製造工程を示している。以下に、同図を用いて本実施の形態にかかるノズルプレートの製造方法を説明する。
【０２４２】
まず、Ｓｉやガラスなどからなる任意の厚さの一時保持のための基板６０に、犠牲層５０を、Ｎｉを用いた湿式鍍金によって形成する（図６（ａ））。犠牲層５０の厚さは１０μｍとする。
【０２４３】
次に、上記犠牲層５０の上に塗布型のポリイミド樹脂を厚さ１μｍで成膜し、ノズル層１０を形成する（図６（ｂ））。ここで、上記塗布型ポリイミド樹脂は犠牲層５０上にスピンコートによって塗布し、３５０℃で２時間焼成した。
【０２４４】
次に、上記ノズル層１０上に、ストッパ層３０（遮蔽層）を形成する（図６（ｃ））。まず、Ｔｉを主成分とする材料を用い、スパッタ法にて厚さ５０００Åのストッパ層３０を形成する。そして、このストッパ層３０を、フォトリソグラフィにより所定の形状のレジストパターンを形成した後、イオンミリングのようなＡｒイオンによるドライエッチングによって一辺１０μｍの略正方形形状に加工する。このドライエッチングの際に、上記略正方形の内部に口径３μｍの開口部１１０ａ１を１個形成する。この開口部１１０ａ１は後述する第１ノズル穴１１０ａの形成パターンであり、第１ノズル穴１１０ａの一部となる。
【０２４５】
次に、上記ストッパ層３０の開口部１１０ａ１に対応するパターンを有するレジストパターン７０を形成する。すなわち、レジストパターン７０の開口部７０ａにストッパ層３０の開口部１１０ａ１が位置するように形成される。しかる後に、ストッパ層３０をマスクとして、その開口部１１０ａ１からノズル層１０をエッチングし、第１ノズル穴１１０ａを形成する。このエッチングには、酸素を主成分とするガスを用いたドライエッチングによる。（図６（ｄ））。
【０２４６】
続いて、レジスト７０を剥離液などを用いて除去する。ここで、ストッパ層３０は本工程の酸素を主成分とするドライエッチングではほとんどエッチングされないので、ストッパ層３０に形成されたパターンが変化することなく、第１ノズル穴１１０ａは図６（ｄ）に示すようにほぼ垂直に加工される。
【０２４７】
このため、オーバーエッチによる加工形状の変化がなく、フォトリソグラフィのパターン精度に近い±０．１μｍの極めて高い加工精度で第１ノズル穴１１０ａを形成することができる。また、上記レジスト７０の厚さは、上記ノズル層１０の厚さよりも大きいことが望ましく、本実施の形態では上記レジスト厚を２μｍとした。
【０２４８】
次に、一辺１５μｍの直方体形状の第２ノズル穴１１０ｂを有する補強板２０を、第２ノズル穴１１０ｂ内に上記ストッパ層３０が配置するように位置決めして接着する（図６（ｅ）参照）。ここでは各部材（ノズル層１０と補強板２０）の接着面をカメラ等で観察し、観察位置から上記各部材を所定量移動し、機械的に接合する方法を用いた。
【０２４９】
図１０（ａ）はこの方法における、位置決め（アライメントフェイズ）を示し、同図（ｂ）は接合（接合フェイズ）を示している。
【０２５０】
まず、図１０（ａ）に示すように、補強板位置測定エリア６５において、カメラ６１によって補強板２０の接合面を観察し、第２ノズル穴１１０ｂの輪郭パターンを測定する。同様に、ノズル層位置測定エリア６７において、カメラ６２によってノズル層１０の接合面を観察し、ストッパー層３０の輪郭パターンを測定する。
【０２５１】
次に、図１０（ｂ）に示すように、上記測定結果からノズル層１０および補強板２０の適正移動量を算出し、この適正移動量に従い上記ノズル層１０と補強板２０とを接合エリア６６における適性位置に移動させる（アライメントフェイズ）。
【０２５２】
そして、接合エリア６６において、接合面をリアルタイムで観察することなく上下に圧着し、補強板２０とノズル層１０とを接合する。
【０２５３】
なお、補強板２０はＳｉからなり、接着剤には、耐薬品性の高いエポキシ系を用いる。接着の際には、接着剤とノズル層１０あるいは補強板２０の線膨張係数の差から、ノズルプレート８０に反りが発生しないよう、常温にて硬化することが望ましい。
【０２５４】
次に、硝酸と水が主成分である水溶液に浸漬し犠牲層５０のみをエッチングすることで、ノズルプレート８０を基板６０からとりはずす（図６（ｆ）参照）。このとき、ノズル層１０を形成するポリイミド樹脂やストッパ層３０を形成するＴｉならびに補強板２０を形成するＳｉは、上記犠牲層５０のエッチング液によってほとんどエッチングされることがないので、犠牲層５０のエッチングによって、形状の変化や構造的信頼性の低下を招来することがない。
【０２５５】
次に、ノズル層１０の表面に撥液膜４０を形成する（図６（ｇ））。ここでは、塗布の容易さを考慮する趣旨によりフッ素重合体を用い、これをスタンプなどの方法でノズル層１０の表面に塗布することで、高分子膜にて撥液膜４０を形成した。なお、第１ノズル穴１１０ａ内に回り込んだ撥液膜４０については、撥液膜４０形成後に、酸素を含有するプラズマを用い、第２ノズル穴１１０ｂ側からドライエッチングすることで、これを除去した。これにより、ノズルプレート８０のダメージを最小限にすることができる。
【０２５６】
ここで補強板２０の製造方法について図７を用いて簡単に説明する。
【０２５７】
まず、図中矢印Ｄ方向の厚さ２００μｍのＳｉ基板３１に、第２ノズル穴１１０ｂとなる幅１５μｍ、深さ１５μｍの溝をダイシング装置によって所定の間隔に形成する。次に、矢印Ｄ方向の厚さ１００μｍのＳｉ基板３２を上記溝を加工したＳｉ基板３１の溝を配設した面３３にエポキシ系の接着剤を用いて接合する。次に、ダイシング装置によって溝に直交する方向（図中矢印Ｄ方向）に切断する。これにより、図中矢印Ｅ方向に沿った、第２ノズル穴１１０ｂ（断面が一辺１５μｍの略正方形）の列を１列有する、矢印Ｆ方向の厚さ５０μｍの補強板２０を複数枚切り出すことができる。
【０２５８】
ここで、上記方法は補強板２０の製造方法の単なる一例に過ぎず、例えば、図中矢印Ｅ方向に沿った第２ノズル穴１１０ｂ（断面が一辺１５μｍの略正方形）の列を図中矢印Ｄ方向に複数列有する補強板２０を製造することもできる。この場合、溝を加工したＳｉ基板３１を複数枚用いればよい。なお、溝を加工した上記Ｓｉ基板３１を複数枚用い、溝の位置あるいは接合位置を調整すれば、千鳥配列された第２ノズル穴１１０ｂを形成することもできる。
【０２５９】
本実施の形態によれば、ストッパ層３０は第１ノズル穴１１０ａのエッチング時に遮蔽層（マスク）となる大きさであればよい。よって、ストッパ層３０を実施の形態１に比較して、より小さい形状にて形成することができる。
【０２６０】
また、補強板２０とノズル層１０とを別個に形成できるため、ノズルプレート８０を簡略に、また、安定して製造することができる。
【０２６１】
以上のプロセスを用いて作成した２００個の液体吐出口９０を有するノズルプレート８０の各吐出口の形状を評価したところ、ばらつきは±０．２μｍと非常に高精度に加工できた。また、ノズルプレート８０の反りも５μｍ以下と非常に平坦であった。
【０２６２】
なお、本実施の形態では、犠牲層５０にＮｉ、ノズル層１０にポリイミド樹脂、補強板２０にＳｉ、ストッパ層３０にＴｉを用いたが、この組み合わせに限定されない。
【０２６３】
犠牲層５０には、Ｎｉのほかに、ノズル層１０、補強板２０、ストッパ層３０に用いる材料との組み合わせによって、Ａｌ、Ｃｕ、などの硝酸、あるいはＫＯＨ水溶液に可溶な材料、またはポリイミドのような酸素プラズマによってエッチングできる材料を用いることができる。また、犠牲層５０の形成方法についても鍍金以外に蒸着法、スパッタ法、塗布法などを材料に応じて用いることができる。
【０２６４】
ノズル層１０、補強板２０には、犠牲層５０のエッチングによるダメージが軽微な材料を用いることができる。また、ストッパ層３０には、犠牲層５０のエッチングおよび第１ノズル穴１１０ａのエッチングに対して耐性の高い材料を用いることができる。
【０２６５】
ここで、表２に使用材料（犠牲層、ノズル層、ストッパ層、補強板）および加工方法（ストッパ層、第１ノズル穴、犠牲層除去）について好ましい組み合わせを示す。
【０２６６】
【表２】
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【０２６７】
表２に示すように、ノズル層１０はポリイミド樹脂のような高分子有機材料に限定されず、ＳｉまたはＳｉＯ２などの無機シリコン化合物を用いることができる。また、補強板２０についても、Ｓｉ以外にガラスやＡｌ２Ｏ３などを主成分とするセラミックあるいはポリイミド樹脂といった材料を使用することができる。
【０２６８】
なお、ストッパ層３０の材料であるＴｉはＣＦ４と酸素の混合ガスを用いたプラズマでもエッチングすることができる。しかし、Ｔｉの下に形成されたノズル層１０（ポリイミド）が、上記ガスのプラズマによってＴｉよりも高速にエッチングされ、大きなダメージを受ける。したがって、本実施の形態ではストッパ層３０のパターニングにはＡｒイオンによるドライエッチング法を採用している。このように、ストッパ層３０およびノズル層１０とのエッチレートの差が少ないＡｒイオンによるドライエッチング法を採用することで、ノズル層１０のダメージを最小限に抑えつつストッパ層３０をパターニングすることができる。
【０２６９】
また、撥液膜４０としては、フッ素重合体に限定されず、シリコン系の高分子膜、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）などを用いることもできる。
【０２７０】
また、本実施の形態では補強板２０は、Ｓｉ板に第２ノズル穴１１０ｂを加工しただけであるが、補強板２０の厚さを変更することによって、液滴吐出機構や液滴吐出信号伝達手段を配置することが可能である。
【０２７１】
以上の加工工程を用いることによって、
▲１▼液体吐出口９０の形状を、厚さ１μｍのノズル層１０の加工精度が支配するため、液体吐出口９０の形状精度を向上することができる。
▲２▼ノズルプレート８０の剛性は補強板２０で維持できるため、ノズルプレート８０全体の剛性が高くなり、取り扱いが容易になる。
▲３▼ストッパ層３０の形状をさらに小さくすることができるので、応力によるノズルプレート８０の反りを低減することができる。
▲４▼ノズルプレート８０の厚さを必要最小限にとどめることができるので、ノズルプレート８０の液体流入口１２０を小さくすることができ、これによってノズル穴１１０の集積度を向上することができる。これに伴って解像度の高い画像を描画することができるようになる。
▲５▼ノズルプレート８０を簡便に、安定して製造することができる。
【０２７２】
なお、上記実施の形態のノズルプレート８（８０）は、上記ストッパ層３（３０）の膜厚が第１ノズル層１（ノズル層１０）よりも薄いことを特徴とすることもできる。
【０２７３】
上記構成のノズルプレート８（８０）は、ストッパ層３（３０）が第１ノズル層１（ノズル層１０）よりも薄く設定されているため、前記ストッパ層３（３０）をフォトリソグラフィ技術を用いてエッチング加工を行う際、ストッパ層３（３０）を用いることなく第１ノズル層１（ノズル層１０）を直接フォトリソグラフィ技術を用いて加工する場合に比べ、加工の形状精度が高く、このストッパ層３（３０）をマスクとしてエッチング選択性の高い加工方法で第１ノズル層１（ノズル層１０）を加工することができるので、吐出される液滴の大きさを制御する第１ノズル穴１１ａ（１１０ａ）を高精度で形成することができる。
【０２７４】
なお、上記実施の形態のノズルプレート８は、第１ノズル層１または第２ノズル層２は、高分子有機材料またはＳｉあるいは無機シリコン化合物から選定される材料によってそれぞれ形成され、上記ストッパ層３は第１ノズル層１または第２ノズル層２の加工手段に対して、耐性の高い材料によって形成されることを特徴とすることもできる。
【０２７５】
上記構成のノズルプレート８は、第１ノズル穴１１ａがストッパ層３を貫通する形状で第１ノズル層１に形成されているため、第１ノズル穴１１ａの形状精度が高い。また、第２ノズル層２に形成された第２ノズル穴１１ｂがストッパ層３を貫通することがないので第１ノズル層１の厚さが一定で、流路抵抗のばらつきがない。
【０２７６】
なお、上記実施の形態におけるノズルプレート８（８０）の製造方法は、第１ノズル層１（ノズル層１０）を添着する工程と、第１ノズル層１（ノズル層１０）上にストッパ層３（３０）を形成する工程と、ストッパ層３（３０）に開口部を形成する工程と、ストッパ層３（３０）に形成した開口部形状をマスクとして、第１ノズル穴１１ａ（１１０ａ）を加工する工程と、第１ノズル層１（ノズル層１０）と支持基板を離間する工程を備えることもできる。
【０２７７】
上記構成のノズルプレート８（８０）の製造方法では、第１ノズル穴１１ａ（１１０ａ）のマスクとなるストッパ層３（３０）の開口部を作成する際、第１ノズル層１（ノズル層１０）が支持基板によって支持されているため、上記開口部の加工を精度よく行うことができ、このためこの開口部をマスクとして加工する第１ノズル穴１１ａ（１１０ａ）が高精度に形成される。
【０２７８】
なお、上記実施の形態におけるノズルプレートの製造方法は、上記第１ノズル穴１１ａまたは第２ノズル穴１１ｂの加工をドライエッチングを用いて行うことを特徴とすることもできる。
【０２７９】
上記構成のノズルプレート８の製造方法では、高い異方性を有するエッチングで第１ノズル穴１１ａ又は第２ノズル穴１１ｂを加工するため、第１ノズル穴１１ａまたは第２ノズル穴１１ｂを高い加工精度で加工することができる。
【０２８０】
また、上述したすべての実施の形態を通して、上記遮蔽層は液滴吐出信号伝達手段を兼ねることができる。
【０２８１】
さらに、本発明にかかるノズルプレートは、バブルジェット（登録商標）方式、圧電吐出方式、静電吐出方式のいずれの方式のインクジェットにおいても適用可能である。
【０２８２】
本発明は上述した各実施の形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施の形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【０２８３】
〔実施の形態３〕
本発明の実施の形態３について、図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【０２８４】
（ノズルプレート）
図１１（ａ）は、微小ドット形成装置に用いられる、本発明のノズルプレートの一部の斜視図であり、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）のＡ−Ａ’矢視断面図である。ノズルプレート８には１個以上の液状物質の吐出口（開口部または第１開口部）（以下、吐出口と称する）１１ｃが形成されており、図１１（ａ）においては２個の吐出口１１ｃが示されている。
【０２８５】
図１１（ａ）（ｂ）に示すように、ノズルプレート８の液状物質吐出側には撥液膜４を有する第１ノズル層１、液状物質供給側には第２ノズル層２が形成され、この第１ノズル層１内に吐出層１４、第２ノズル層２内にストッパ層３（遮蔽層）が形成され、これら（撥液膜４、吐出層１４、第１ノズル層１、ストッパ層３、第２ノズル層２）を貫くようにノズル穴１１が形成されている。
【０２８６】
より具体的には、ノズルプレート８の液状物質吐出面には撥液膜４が形成され、撥液膜４と接するように第１ノズル層１が形成されている。吐出層１４は第１ノズル１層内にて局所的に形成され、さらに第１ノズル層１の撥液膜４側の面と吐出層１４の撥液膜４側の面とは面一状に形成されている。第２ノズル層２は、その片面が第１ノズル層１の撥液膜４形成面の反対側の面に接するように形成されている。ストッパ層３は第２ノズル２層内にて、その片面が第１ノズル層１と接するように局所的に形成されている。
【０２８７】
また、撥液膜４、吐出層１４、第１ノズル層１、および第２ノズル層２を貫通するノズル穴１１は、撥液膜４、吐出層１４、第１ノズル層１およびストッパ層３の貫通部である第１ノズル穴１１ａと、第２ノズル層２の貫通部である第２ノズル穴１１ｂから構成される。さらに第１ノズル穴１１ａは、撥液膜４および吐出層１４の貫通部である吐出口１１ｃと、第１ノズル層１およびストッパ層３の貫通部である第１ノズル穴部１１ｄからなる。
【０２８８】
換言すれば、吐出層１４は、第１ノズル層１内にて、撥液膜４と第１ノズル層１との界面に位置し、撥液膜４に接するとともに、吐出口１１ｃの形成位置に局所的に形成されていることになり、また、ストッパ層３は、第２ノズル層２内にて、第１ノズル層１と第２ノズル層２との界面に位置し、第１ノズル層１に接するとともに、第１ノズル穴部１１ｄの形成位置に局所的に形成されていることになる。
【０２８９】
そして、ノズルプレート８の裏面（撥液膜４形成面の反対側の面）に形成された第２ノズル穴１１ｂの入口開口部から供給された液状物質が第２ノズル穴１１ｂおよび第１ノズル穴部１１ｄを介して吐出口１１ｃから例えば、液滴として吐出される。なお、液状物質の吐出時の形状は、液滴形状に限定されない。
【０２９０】
ここで、吐出口１１ｃおよび第１ノズル穴部１１ｄは、図１１（ａ）に示すように、ともに円筒形状を有しており、第２ノズル穴１１ｂは、第１ノズル穴部１１ｄとの連通部から裾広がりに拡開するテーパ形状（円錐台形状）である。
【０２９１】
さらに、円筒形状の第１ノズル穴部１１ｄの上底１１αは、略吐出口１１ｃを中心とする円環形状であり、吐出層１４が当該上底１１αを成して露出している。したがって吐出口１１ｃと第１ノズル穴部１１ｄとの連通部１１β（略円形）の口径は、第１ノズル穴部１１ｄの上底１１αの外口径（上記連通部１１βにおける第１ノズル穴部１１ｄの外形）より小さい。
【０２９２】
さらに、円錐台形状の第２ノズル穴１１ｂの上底１１ｙは、略第１ノズル穴部１１ｄを中心とする円環形状であり、ストッパ層３が当該上底１１ｙを成して露出している。したがって第１ノズル穴部１１ｄと第２ノズル穴１１ｂの連通部１１ｘ（略円形）の口径は、第２ノズル穴１１ｂの上底１１ｙの外口径（上記連通部１１ｘにおける第２ノズル穴１１ｂの外形）より小さい。
【０２９３】
以下、各部のサイズや材質の具体例を説明するが、本発明がその具体例に限定されるものではない。
【０２９４】
吐出層１４にはＴｉを主成分とする０．５μｍのＴｉ膜が用いられている。また、第１ノズル層１には厚さが約１μｍのポリイミド膜が用いられ、第２ノズル層２には厚さが約２０μｍのポリイミド膜が用いられている。
【０２９５】
ストッパ層３はＴｉを主成分とする金属材料からなりノズルプレート８全体の応力による反りを低減するため、１辺約２０μｍの略正方形形状となっている。
【０２９６】
第１ノズル穴１１ａの開口部にあたる吐出口１１ｃの口径は約３μｍである。また、第２ノズル穴１１ｂの上底１１ｙの外口径は１０μｍであり、入口開口部（液体流入口１２）の口径は３０μｍである。
【０２９７】
また、吐出層１４および第１ノズル層１上の撥液膜４は、厚さが約０．０５μｍのフッ素重合もしくはシリコン系の高分子膜により形成されている。上記撥液膜４は、後述するように吐出口１１ｃに回り込んだ余分な領域が、ドライエッチによって除去されるが、このドライエッチによって吐出口１１ｃの形状が大幅に変形しないように、その膜厚は吐出口１１ｃの膜厚より薄いことが望ましい。
【０２９８】
本実施の形態によれば、着弾精度に大きな影響を与えるノズルプレート８の吐出口１１ｃの形状が、上記０．５μｍのＴｉ膜の加工精度で決定されるので、該吐出口１１ｃの加工精度が非常に高く、これに伴って非常に高い着弾精度を確保することができる。
【０２９９】
一方で、吐出口１１ｃの加工精度を高めるためには、吐出層１４の膜厚を薄くすればよい。これにより、吐出層１４のエッチング量が小さくなるので、吐出層１４をエッチング剤に曝す時間を短くすることができる。ここで、吐出層１４の膜厚を薄くすることによって、吐出層１４の剛性が低下し、吐出口１１ｃの構造的な信頼性が減少するおそれがあるが、本実施の形態では、吐出層１４が第１ノズル層１の撥液膜４側の面に接するように、かつ第１ノズル層１の内部に形成されているため、吐出層１４が補強されている。したがって、吐出口１１ｃの構造的信頼性を担保しつつも吐出口１１ｃの形状精度を向上することができる。
【０３００】
また、上記ストッパ層３はノズル穴１１（第１ノズル穴部１１ｄ）の形成位置ごとに局所的に設けられているため、第１ノズル層１と第２ノズル層２との界面の全体にわたってストッパ層３を形成する構成と比較して、第１ノズル層１および第２ノズル層２とストッパ層３との線膨張率の差に起因する応力の発生を大幅に抑制することができ、ノズルプレート８に大きな反りが発生することを防止できる。
【０３０１】
また、第２ノズル穴１１ｂがテーパ形状であるため、第２ノズル穴１１ｂ内部において、液体の乱流が発生しにくくなり、液状物質の吐出安定性を向上させることができる。
【０３０２】
また、撥液膜４によって、液状物質が吐出口１１ｃ近傍の吐出層１４に付着することを防止できる。
【０３０３】
なお、吐出層１４に用いられる材料はＴｉを主成分とする金属材料に限定されない。第１ノズル層１および第２ノズル層２のエッチング工程および後述する犠牲層５（図１３（ｆ）参照）のエッチングおよび吐出口１１ｃ内に回り込んだ撥液膜４のエッチング工程の際、これらのエッチングに対して高い耐性を有する材料、すなわち、エッチングガス（酸素を含有するプラズマ、フッ素を含有するプラズマ等）、または、エッチャント（硝酸、水酸化カリウム水溶液等）に対する耐性の高い材料であればよい。
【０３０４】
具体的には、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｔａ、Ｗ、Ｎｂ等を主成分とする金属材料、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３等を主成分とする無機酸化物材料、Ｓｉ３Ｎ４、ＡｌＮ等を主成分とする無機窒化物材料等が挙げられ、上記エッチングガスあるいはエッチャントとの組み合わせで選択することができる。
【０３０５】
また、第１ノズル層１に用いられる材料はポリイミドに限定されない。ポリイミド以外の高分子有機材料であっても良いし、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４といったＳｉ化合物材料、あるいはＳｉであっても良い。
【０３０６】
また、ストッパ層３に用いる材料もＴｉを主成分とする金属材料に限定されない。第１ノズル層１および第２ノズル層２のエッチング工程および後述する犠牲層５のエッチング工程の際、これらのエッチングに対して高い耐性を有する材料、すなわち、エッチングガス（酸素を含有するプラズマ、フッ素を含有するプラズマ等）、または、エッチャント（硝酸、水酸化カリウム水溶液等）に対する耐性の高い材料であればよい。
【０３０７】
具体的には、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｔａ、Ｗ、Ｎｂ等を主成分とする金属材料、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３等を主成分とする無機酸化物材料、Ｓｉ３Ｎ４、ＡｌＮ等を主成分とする無機窒化物材料等が挙げられる。
【０３０８】
また、第２ノズル層２に用いられる材料もポリイミドに限定されない。第１ノズル層１と同様に、ポリイミド以外の高分子有機材料であっても良いし、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４といったＳｉ化合物材料、あるいはＳｉであっても良い。
【０３０９】
また、吐出層１４の形状も吐出口１１ｃの形成位置に局在する形状でありさえすればよく、略正方形形状に限定されない。例えば円形であっても良い。円形は形状の等方性が最も高いので応力の低減も等方的となり好ましい。
【０３１０】
また、図１１（ａ）に示すように、本実施の形態では１個の吐出層１４に対して１個の吐出口１１ｃが形成されているがこれに限定されない。従来の構成より応力を抑えることが可能であれば、１個の吐出層１４に複数個の吐出口１１ｃを形成しても良い。
【０３１１】
また、ストッパ層３の形状もノズル穴１１の形成位置に局在する形状でありさえすればよく、略正方形形状に限定されない。例えば円形であっても良い。円形は形状の等方性が最も高いので応力の低減も等方的となり好ましい。また、図１１（ａ）に示すように、本実施の形態では１個のストッパ層３に対して１個のノズル穴１１（第１ノズル穴部１１ｄ）が形成されているがこれに限定されない。従来の構成より応力を抑えることが可能であれば、１個のストッパ層３に複数個のノズル穴１１（第１ノズル穴部１１ｄ）を形成しても良い。
【０３１２】
また、本実施の形態では、図１１（ｂ）に示すように、吐出口１１ｃの口径が第１ノズル穴部１１ｄの口径よりも、わずかに小さく設定したが、これに限定されず、本発明の目的から考えると、吐出口１１ｃと第１ノズル穴部１１ｄの口径が同一であってもよい。
【０３１３】
また、本実施の形態では、図１１（ｂ）に示すように、第１ノズル穴部１１ｄと第２ノズル穴１１ｂの連通部１１ｘの口径は、第２ノズル穴１１ｂの上底１１ｙの口径より小さいがこれに限定されない。
【０３１４】
上記連通部１１ｘの口径が上記当接部１１ｙの口径と同じであっても構わない。また、本実施の形態では、第２ノズル穴１１ｂは、第１ノズル穴１１ａ（第１ノズル穴部１１ｄ）との連通部１１ｘが狭まった円錐台形状（テーパ形状）であるがこれに限定されない。例えば、図１２に示すように、第２ノズル穴１１ｂの側壁がストッパ層３と垂直の、いわゆるストレート形状（円筒形状）に形成することもできる。この場合、第２ノズル穴１１ｂの液体流入口１２をより小さくすることができ、ノズル１１の集積度をさらに高めることができる。さらに、第２ノズル穴１１ｂを、図８（ｃ）に示すような膨らみのあるテーパ形状としてもよい。
【０３１５】
以上のように、ノズルプレート８を吐出層１４、第１ノズル層１、ストッパ層３、第２ノズル層２を備える構成にすることによって、
▲１▼吐出口１１ｃの形状を、厚さ０．５μｍの吐出層１４の加工精度が支配するため、吐出口１１ｃの形状精度を向上することができる。
▲２▼吐出層１４が、撥液膜４のエッチング手段に対して耐性の高い材料を使用しているため、吐出口１１ｃ内部に回りこんだ撥液膜４を除去する際、吐出口１１ｃの形状が変化することがなく、製造工程における吐出口１１ｃの加工精度劣化を防止することができる。
▲３▼吐出層１４に接して第１ノズル層１を配置することによって、薄層である吐出層１４の剛性を第１ノズル層１で保持することができるので、液状物質の吐出に際して吐出口１１ｃの変形を最小限に抑えることができ、吐出安定性が向上する。
▲４▼ノズルプレート８の剛性は第２ノズル層２で維持できるため、ノズルプレート８全体の剛性が高くなり、取り扱いが容易になる。
▲５▼ストッパ層３の形状を必要最小限に設定することができるので、応力によるノズルプレート８の反りを低減することができる。
▲６▼ノズルプレート８の厚さを必要最小限にとどめることができるので、ノズルプレート８の液体流入口１２を小さくすることができ、これによってノズル穴１１の集積度を向上することができる。これに伴って解像度の高い画像を描画することができるようになる。
▲７▼膜厚の厚い第２ノズル層２によって補強されているためノズルプレート８全体の剛性が高く反りが発生しにくくなるとともに取り扱いが容易になる。
▲８▼膜厚の厚い第２ノズル層２に加工された第２ノズル穴１１ｂの加工精度がたとえ悪くとも、第２ノズル穴１１ｂの加工時にはストッパ層３でエッチングが止まるため、吐出される液状物質の大きさを制御する吐出口１１ｃに影響を及ぼすことがない。
【０３１６】
（ノズルプレートの製造方法）
次に、本実施の形態にかかるノズルプレートの一製造方法を説明する。図１３（ａ）〜（ｇ）は本実施の形態にかかるノズルプレートの製造工程を説明する図である。また、図１４は、図１３（ｃ）に示される工程の変形例である。
【０３１７】
まず、Ｓｉやガラスなどからなる任意の厚さの一時保持のための基板６に、犠牲層５を、Ｎｉを用いた湿式鍍金によって形成する（図１３（ａ）参照）。犠牲層５の厚さは１０μｍとする。
【０３１８】
次に、上記犠牲層５上に厚さ０．５μｍのＴｉ膜を蒸着などの方法で成膜し、フォトリソグラフィを用いて１辺７μｍの略正方形形状である吐出層１４の外形形状と、口径２μｍである円形の吐出口１１ｃの形状のレジストパターンを形成する。しかる後に、ドライエッチング法を用いて吐出層１４の外形形状と吐出口１１ｃとなる開口部１１ｃ１を同時に加工する（吐出層形成工程）。
【０３１９】
上記した、吐出層１４の外形形状および開口部１１ｃ１の加工には、ＣＦ４と酸素の混合ガスを含有するプラズマを用いたドライエッチングを採用した。このエッチング手法においては、Ｔｉ膜を高速に、精度良く加工することができるとともに、犠牲層５を構成するＮｉとのエッチング選択性が高いので（Ｎｉはほとんどエッチングされない）、上記加工によって犠牲層５が大きな損傷を受けることがなく犠牲層５表面の平坦性が大幅に劣化することを防止できる。
【０３２０】
この結果、犠牲層５表面に形成されるノズルプレート８の液状物質吐出面の平坦性が劣化することがない。また、上記加工は非常に高い精度が要求されるため、異方性の高いエッチング条件を用いている。
【０３２１】
次に、上記犠牲層５の上に塗布型のポリイミド樹脂を厚さ１μｍで成膜し、第１ノズル層１を形成する（第１ノズル層形成工程、図１３（ｂ））。
【０３２２】
ここで、上記塗布型ポリイミド樹脂は犠牲層５上にスピンコートによって塗布し、３５０℃で２時間焼成した。ここで、吐出層１４に形成された吐出口１１ｃとなる開口部１１ｃ１はポリイミド樹脂にて埋められる（１１ｃ２参照）。
【０３２３】
次に、上記第１ノズル層１上に、開口部１１ｄ１を有するストッパ層３を形成する（遮蔽層形成工程、図１３（ｃ））。
【０３２４】
ここでは、まず、Ｔｉを主成分とする材料を用い、スパッタ法にて厚さ０．５μｍ（５０００Å）のストッパ層３を形成する。そして、このストッパ層３を、フォトリソグラフィにより所定の形状のレジストパターンを形成した後、イオンミリングのようなＡｒイオンによるドライエッチングによって一辺２０μｍの略正方形形状に加工する。このドライエッチングの際に、上記略正方形の内部に口径３μｍの開口部１１ｄ１（第２開口部）を１個形成する。この開口部１１ｄ１は後述する第１ノズル穴１１ａ（第１ノズル穴部１１ｄ）の形成パターンであり、第１ノズル穴部１１ｄの一部となる。
【０３２５】
次に、第２ノズル層２を上記第１ノズル層１およびストッパ層３上に、２０μｍの厚さで形成する（第２ノズル穴形成工程、図１３（ｄ））。
【０３２６】
第２ノズル層２は、第１ノズル層１と同様に塗布型ポリイミド樹脂をスピンコート法にて塗布し、３５０℃で２時間焼成し２０μｍの厚さとした。これにより、ストッパ層３の開口部１１ｄ１もポリイミド樹脂にて埋められることになる（１１ｄ２参照）。
【０３２７】
次に、上記第２ノズル層２上にフォトリソグラフィによってレジストパターン７を形成し、酸素を主成分とするガスを用いたドライエッチングを行い、第２ノズル層２にテーパ形状（円錐台形状）の第２ノズル穴１１ｂを形成する（第２ノズル穴形成工程、図１３（ｅ））。
【０３２８】
なお、上記ドライエッチングはストッパ層３で止めることができる。すなわち、ストッパ層３の上記開口部１１ｄ１を除いてストッパ層３が露出した部位では、ドライエッチングがそれ以上進行しない。
【０３２９】
第２ノズル穴１１ｂのテーパ形状の加工に際しては、上記エッチングにおいて、レジストパターン７のエッチレートと第２ノズル層２のポリイミド樹脂のエッチレートを概ね等しくし、該レジストパターン７を１５０℃で６０分ポストベークすることによってレジストパターン７をテーパ形状とし、エッチングによってこの形状を第２ノズル層２に転写する手法を用いた。
【０３３０】
すなわち、図９に示すように、エッチレートがポリイミド樹脂（第２ノズル層２）と概ね等しくテーパ断面を有するレジストパターン７を形成し、ポリイミド樹脂のエッチングと同じスピードでレジストパターン７をエッチングし、レジストパターン７のエッジを広げる。このときポリイミド樹脂（第２ノズル層２）もエッチングされることになり、エッチングの壁面（第２ノズル穴１１ｂの壁面）が当初レジストで形成したテーパを有する壁面（レジストパターン７）と同じ形状になる。
【０３３１】
なお、レジストパターン７と第２ノズル層２のエッチレートとが概ね等しいことから、レジストパターン７の厚さは第２ノズル層２の厚さより厚く形成することが望ましい。
【０３３２】
次に、上記第２ノズル穴形成工程に連続して、第１ノズル層１に第１ノズル穴１１ａ（第１ノズル穴部１１ｄおよび吐出口１１ｃ）を加工するエッチングを行う（第１ノズル穴部形成工程、第１除去工程、図１３（ｅ）参照）。
【０３３３】
このとき、第１ノズル穴１１ａは、第１ノズル穴部１１ｄが先の工程で加工したストッパ層３の開口部１１ｄ１によって決定される形状（略円形であり、口径が３μｍ）に加工され、吐出口１１ｃが吐出層１４に形成されたパターン（開口部１１ｃ１）と同一形状に加工される（すなわち、吐出層１４の開口部１１ｃ１に存在する第１ノズル層１の材料（１１ｃ２参照）がエッチング除去される）。
【０３３４】
ここで、ストッパ層３および吐出層１４は当該工程の酸素を主成分とするドライエッチングではほとんどエッチングされない。
【０３３５】
したがって、第１ノズル層１はストッパ層３の開口部１１ｄ１とほぼ同一口径に（ストッパ層３に対してほぼ垂直に）エッチングされ、吐出層１４の吐出口１１ｃを除く部位が露出した時点で該ドライエッチングが停止し、第１ノズル穴部１１ｄが形成される。これに続いて、吐出層１４の開口部１１ｃ１に存在する第１ノズル層１の材料（１１ｃ２参照）がエッチング除去され、吐出口１１ｃが形成される。
【０３３６】
次に、上記レジストパターン７をレジスト剥離液を用いて除去し、硝酸と水が主成分である水溶液に浸漬し犠牲層５のみをエッチングすることで、ノズルプレート８を基板６からとりはずす（図１３（ｆ））。
【０３３７】
先に述べたように、第１ノズル層１、第２ノズル層２を形成するポリイミド樹脂や、ストッパ層３あるいは吐出層１４を形成するＴｉは、上記犠牲層５のエッチング液によってほとんどエッチングされることがないので、犠牲層５のエッチングによって、形状の変化や構造的信頼性の低下を招来することがない。
【０３３８】
次に、第１ノズル層１の表面に撥液膜４を形成する（図１３（ｇ））。
【０３３９】
ここでは、塗布の容易さを考慮する趣旨でフッ素重合体を用い、これをスタンプなどの方法により第１ノズル層１の表面に塗布し、高分子膜にて撥液膜４を形成した。なお、第１ノズル穴１１ａ内に回り込んだ撥液膜４については、撥液膜４形成後に、酸素を含有するプラズマを用い、第２ノズル穴１１ｂ側からドライエッチングすることで、これを除去した。これにより、ノズルプレート８のダメージを最小限にすることができる。その詳細を以下に説明する。
【０３４０】
図１７（ａ）〜（ｃ）は上記撥液膜４の回り込みを除去する際のドライエッチングプロセスを模式的に説明する図であり、第１ノズル穴１１ａおよび吐出層１４に形成した吐出口１１ｃの拡大図である。
【０３４１】
すなわち、ノズルプレート８の液状物質吐出面側に撥液膜４を塗布焼成すると、図１７（ａ）に示すように、撥液膜４の回り込みが第１ノズル穴１１ａ（吐出口１１ｃおよび第１ノズル穴部１１ｄ）の内壁面に付着する。このような回り込んだ撥液膜４は第１ノズル穴１１ａ（特に吐出口１１ｃ）の形状精度を劣化させる大きな要因となるため除去する必要がある。
【０３４２】
本実施の形態では、このように回り込んだ撥液膜４を、酸素含有のプラズマを用いたドライエッチングでエッチング除去するが、このとき第１ノズル層１にポリイミド樹脂などの有機材料を使用していると、図１７（ｂ）に示すように、遮蔽層３の下に形成した第１ノズル層１にサイドエッチが生じ、遮蔽層３の下にアンダーカットが生じてしまう。
【０３４３】
このとき、図１７（ｃ）に示すように吐出層１４がない場合には、上記アンダーカットは液状物質吐出面まで到達し、結果として液状物質の吐出口１１ｅの形状を変形させてしまう（点線が本来の形状）。
【０３４４】
しかし、本実施の形態においては、酸素含有のプラズマを用いたドライエッチングに対して高い耐性を有する吐出層１４が撥液膜４と接するように形成されており、この吐出層１４が吐出口１１ｃの形状を決定しているため、上記ドライエッチングによって吐出口１１ｃの形状が変化する（図１７（ｃ）参照）ことがない。この結果、非常に高精度のノズル穴１１（第１ノズル穴１１ａ）を形成することができる。
【０３４５】
なお、本実施の形態の工程を用いて作成した２００個の吐出口１１ｃを有するノズルプレート８の各吐出口１１ｃの形状を評価したところ、ばらつきは±０．１５μｍと非常に高精度に加工できた。また、ノズルプレート８の反りも１０μｍ以下と非常に平坦であった。
【０３４６】
本実施の形態によれば、吐出口１１ｃ（開口部１１ｃ１）を、厚さ０．５μｍの吐出層１４に加工するため、吐出口１１ｃを高精度に形成できる。
【０３４７】
また、第１ノズル層１をエッチングして吐出口１１ｃを形成する際、吐出層１４は吐出口１１ｃの形状を画するエッチングストッパとして機能し、エッチングの進行によって吐出口１１ｃの側壁が露出した時点で確実かつ正確に該エッチングが停止し、吐出口１１ｃが形成される。
【０３４８】
この結果、吐出口１１ｃの形状精度は、第１ノズル層１自体に吐出口１１ｃを形成した場合（吐出口１１ｃの形状を画するエッチングストッパが第１ノズル層１にない場合）に比較して、飛躍的に向上する。
【０３４９】
また、第１ノズル穴部１１ｄをエッチングする際、ストッパ層３をマスク（遮蔽層）として、第１ノズル層１をエッチングするため、第１ノズル穴部１１ｄを高精度に形成できる。
【０３５０】
また、第２ノズル層２をエッチングする際、ストッパ層３で自動的にエッチングが止まり、第２ノズル穴１１ｂのエッチング深さを規定することができる。
【０３５１】
また、ストッパ層３の材料に、第１ノズル穴部１１ｄのエッチング時の遮蔽層として、あるいは、第１ノズル穴部１１ｄの側壁として最適な材料を選択することができる。これにより、第１ノズル穴部１１ｄをより高精度に形成することができる。また、第１ノズル層１あるいは第２ノズル層２を薄く形成できるため、第１ノズル穴部１１ｄおよび第２ノズル穴１１ｂのエッチングの際、第１ノズル層１および第２ノズル層２のエッチング量が少なくてすみ、形成誤差が小さくなる。したがって、ノズル穴１１を高い精度で形成できる。
【０３５２】
さらに、第１ノズル穴１１ａおよび第２ノズル穴１１ｂをエッチングする際、ストッパ層３に対して１方向からエッチングを行うため、向かい合うように２方向からエッチングを行う場合に比較して、第１ノズル穴１１ａと第２ノズル穴１１ｂの位置あわせが容易である。
【０３５３】
さらに、第１ノズル穴部１１ｄおよび第２ノズル穴１１ｂの形成工程（第１ノズル穴部形成工程、第２ノズル穴形成工程）において、第１ノズル穴部形成工程におけるエッチング装置およびエッチング液またはエッチングガスをそのまま使って、第１ノズル穴部形成工程および第２ノズル穴形成工程のエッチングを行うことができる。これにより、製造プロセスを簡略化できる。
【０３５４】
なお、本実施の形態では、犠牲層５としてＮｉ、第１ノズル層１および第２ノズル層２としてとしてポリイミド樹脂、ストッパ層３としてＴｉを用いたが、この組み合わせに限定されない。
【０３５５】
犠牲層５には、Ｎｉのほかに、第１ノズル層１、第２ノズル層２、ストッパ層３に用いる材料との組み合わせによって、Ａｌ、Ｃｕ、などの硝酸、あるいはＫＯＨ水溶液に可溶な材料、またはポリイミドのような酸素プラズマによってエッチングできる材料を用いることができる。また、犠牲層５の形成方法についても鍍金以外に蒸着法、スパッタ法、塗布法などを材料に応じて用いることができる。
【０３５６】
第１ノズル層１、第２ノズル層２には、犠牲層５のエッチングによるダメージが軽微な材料を用いることができる。また、吐出層１４、ストッパ層３には、犠牲層５のエッチング並びに第１および第２ノズル穴１１ａ・１１ｂのエッチングに対して耐性の高い材料を用いることができる。
【０３５７】
ここで、表３に、使用材料（犠牲層、吐出層、第１ノズル層、ストッパ層、第２ノズル層）および加工方法（吐出層、ストッパ層、第１ノズル穴、第２ノズル穴、犠牲層除去）について好ましい組み合わせを示す。
【０３５８】
【表３】
2005066890.tif 000005
【０３５９】
表３に示すように、第１ノズル層１、第２ノズル層２はポリイミド樹脂のような高分子有機材料に限定されず、ＳｉまたはＳｉＯ２などの無機シリコン化合物を選択することができる。
【０３６０】
ただし、ＳｉＯ２やＳｉをドライエッチングするためには、Ｆを含有する反応ガスを使用する必要があり、このエッチングに対して本実施の形態で用いたＴｉは耐性が低いため、Ａｕ、Ｐｔなどのエッチング耐性を有する材料を吐出層１４あるいはストッパ層３として利用することが望ましい。
【０３６１】
また、上記ＳｉＯ２やＳｉなどのシリコン化合物は上述した回り込んだ撥液膜４を除去するエッチング手段に対して高い耐性を有しているため、第１ノズル穴１１ａの形状変化を防止でき、吐出口１１ｃの形状安定性がさらに向上する。
【０３６２】
また、吐出層１４あるいはストッパ層３にも、Ｔｉ以外に、表１に示す組み合わせに応じて、同表に記載の材料を使用することができる。なお、ストッパ層３の材料であるＴｉは、ストッパ層３のパターニングの際、ＣＦ４と酸素の混合ガスを用いたプラズマでもエッチングすることができる。しかし、Ｔｉの下に形成された第１ノズル層１（ポリイミド）が、上記混合ガスのプラズマによってＴｉよりも高速にエッチングされ、大きなダメージを受ける。したがって、本実施の形態ではストッパ層３のパターニングにはＡｒイオンによるドライエッチング法を採用している。
【０３６３】
このように、ストッパ層３のエッチレートと第１ノズル層１のエッチレートとの差が少ないＡｒイオンによるドライエッチング法を採用することで、第１ノズル層１のダメージを最小限に抑えつつストッパ層３をパターニングすることができる。
【０３６４】
また、上記工程においては、吐出層１４（吐出層形成工程にて）あるいはストッパ層３（遮蔽層形成工程にて）を正方形形状に形成したがこれに限定されない。第１ノズル穴１１ａ（第１ノズル穴部１１ｄ）あるいは第２ノズル穴１１ｂを形成する際、該第１ノズル穴１１ａ（第１ノズル穴部１１ｄ）あるいは第２ノズル穴１１ｂがそれぞれ吐出層１４またはストッパ層３に到達し、エッチングの進行が止まるような形状および大きさであれば何でもよい。ただし、吐出層１４あるいはストッパ層３の応力によるノズルプレート８の反りをより低減できるような形状および大きさ、すなわち必要最小限の大きさであることが望ましい。
【０３６５】
さらに、遮蔽層形成工程においては、ストッパ層３の形状と第１ノズル穴部１１ｄの形成パターンとなる開口部１１ｄ１を同時に作成したが、２回のエッチング工程（ストッパ層３の形状を形成するためのエッチングおよび開口部１１ｄ１を形成するエッチング）によって作成することも可能である。
【０３６６】
さらに、遮蔽層形成工程において第１ノズル穴部１１ｄの加工パターン（ストッパ層３の開口部１１ｄ１）を作成する際、図１４に示すように、第１ノズル穴部１１ｄを加工することもできる。ただしこの場合は、第２ノズル層２を形成する際に、先に加工した第１ノズル穴部１１ｄが第２ノズル層２の形成材料によって埋められてしまうため、第１ノズル穴部形成工程において、当該部位を再度加工する。
【０３６７】
また、第２ノズル穴形成工程においては、第２ノズル穴１１ｂを加工する際のマスク材とエッチング条件を適正化し、図８（ａ）〜（ｃ）に示すように、側壁に膨らみ（曲面）をもった第２ノズル穴１１ｂを形成することもできる。
【０３６８】
すなわち、同図（ａ）〜（ｃ）に示すように、第２ノズル層２上に酸素のプラズマエッチに対する耐性の高いＳｉＯ２などをマスク１３として形成し（図８（ａ）参照）、酸素のプラズマエッチを高いガス圧たとえば５００ｍＴｏｒｒでエッチングする（図８（ｂ）参照）。これにより、マスク１３の下にも、アンダーカットが生じ、ふくらみのあるテーパを形成することができる（図８（ｃ）参照）。
【０３６９】
ただし、上記エッチングがオーバーエッチングになると、第２ノズル穴１１ｂとストッパ層３の接触部において第２ノズル穴１１ｂの口径ｄが広がり、大面積のストッパ層３が必要となるため、上記エッチングを適性に制御することが好ましい。
【０３７０】
また、撥液膜４としては、フッ素重合体に限定されず、シリコン系の高分子膜、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）などを用いることもできる。
【０３７１】
以上の製造工程のように、吐出口１１ｃを第１ノズル層１（および撥液膜４）よりエッチングに対する耐性が高い吐出層１４に形成することによって、
▲１▼吐出層１４をエッチングストッパとして、その開口部１１ｃ１と略同一形状（口径）の滴吐出口１１ｃを形成でき、飛躍的に形状精度の高い吐出口１１ｃを有するノズルプレート８を製造することができる。
【０３７２】
▲２▼さらに、ノズルプレート８の製造工程の最終段階における、第１ノズル穴１１ａ内に回りこんだ撥液膜４のエッチング除去において、吐出口１１ｃの形状変化が生じないため、安定して形状精度の高いノズルプレート８を製造することができる。
【０３７３】
なお、本実施の形態においては、第１ノズル層１の液状物質供給側に第２ノズル層２を形成する構成を説明したが、これに限定されない。例えば、図１８に示すように、第１ノズル層１に第２ノズル穴１１ｂを有する補強板２０を接合した構成であってもよい。すなわち、液状物質吐出側に撥液膜４が形成され、該撥液膜４と接するように第１ノズル穴部１１ｄを有する第１ノズル層１が形成され、吐出口１１ｃを有する吐出層１４が第１ノズル１層内にて局所的に形成され、この吐出層１４の撥液膜４側の面と第１ノズル層１の撥液膜４側の面とが面一状であり、さらに第１ノズル層１には、この片面と接する局所的なストッパ層３が形成されるとともに第２ノズル穴１１ｂを有する補強板２０が接合され、上記吐出口１１ｃと第１ノズル穴部１１ｄと第２ノズル穴１１ｂとが連通している構成であってもよい。
【０３７４】
〔実施の形態４〕
本発明の実施の形態４について、図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【０３７５】
（ノズルプレート）
図１５（ａ）は、微小ドット形成装置に用いられる、本発明のノズルプレートの一部の斜視図であり、図１５（ｂ）は、図１５（ａ）のＢ−Ｂ’矢視断面図である。ノズルプレート８には１個以上の液状物質の吐出口（開口部または第１開口部）（以下、吐出口と称する）１１ｃが形成されており、図１５（ａ）においては２個の吐出口１１ｃが示されている。
【０３７６】
図１５（ａ）（ｂ）に示すように、ノズルプレート８の液状物質吐出側には撥液膜４を有する第１ノズル層１、液状物質供給側には第２ノズル層２が形成され、この第１ノズル層１内に吐出層１４が形成され、これら（撥液膜４、吐出層１４、第１ノズル層１、第２ノズル層２）を貫くようにノズル穴１１が形成されている。
【０３７７】
より具体的には、ノズルプレート８の液状物質吐出面には撥液膜４が形成され、撥液膜４と接するように第１ノズル層１が形成されている。吐出層１４は第１ノズル１層内にて局所的に形成され、さらに第１ノズル層１の撥液膜４側の面と吐出層１４の撥液膜４側の面とが面一状に形成されている。第２ノズル層２は、その片面が第１ノズル層１の撥液膜４形成面の反対側の面に接するように形成されている。
【０３７８】
また、撥液膜４、吐出層１４、第１ノズル層１、および第２ノズル層２を貫通するノズル穴１１は、撥液膜４、吐出層１４、および第１ノズル層１の貫通部である第１ノズル穴１１ａと、第２ノズル層２の貫通部である第２ノズル穴１１ｂから構成される。さらに第１ノズル穴１１ａは、撥液膜４および吐出層１４の貫通部である吐出口１１ｃと、第１ノズル層１の貫通部である第１ノズル穴部１１ｄからなる。
【０３７９】
換言すれば、吐出層１４は、第１ノズル層１内にて、撥液膜４と第１ノズル層１との界面に位置し、撥液膜４に接するとともに、吐出口１１ｃの形成位置に局所的に形成されていることになる。
【０３８０】
そして、ノズルプレート８の裏面（撥液膜４形成面の反対側の面）に形成された第２ノズル穴１１ｂの開口部から供給された液状物質が第２ノズル穴１１ｂおよび第１ノズル穴部１１ｄを介して吐出口１１ｃから液状物質として吐出される。
【０３８１】
ここで、吐出口１１ｃおよび第１ノズル穴部１１ｄは、図１５（ａ）に示すように、ともに円筒形状を有しており、第２ノズル穴１１ｂは、第１ノズル穴部１１ｄとの連通部から裾広がりに拡開するテーパ形状（円錐台形状）である。
【０３８２】
さらに、円筒形状の第１ノズル穴部１１ｄの上底１１αは、略吐出口１１ｃを中心とする円環形状であり、吐出層１４が当該上底１１αを成して露出している。
【０３８３】
ここで、吐出層１４は、Ｐｔを主成分とする金属材料が用いられ、ノズルプレート８全体の応力を低減するために、厚さ０．５μｍ、一辺１０μｍの略正方形形状に形成されている。
【０３８４】
また、本実施の形態の第１ノズル層１は、厚さが２μｍのＳｉＯ２膜で形成され、第２ノズル層２は、ポリイミド樹脂を主成分とする有機材料からなり、厚さ２０μｍに形成されている。
【０３８５】
吐出口１１ｃの口径は３μｍとなっており、第１ノズル穴部１１ｄとの連通部まで膜面に対して垂直に加工されている。また、第１ノズル穴部１１ｄは吐出口１１ｃとの連通部において４μｍの口径に加工されており、第２ノズル穴１１ｂとの連通部まで、膜面に対して略垂直に加工されている。また第２ノズル穴１１ｂは第１ノズル穴部１１ｄとの連通部において１０μｍの口径に加工されており、裾広がりに拡開するテーパ形状（円錐台形状）であり、第２ノズル層２を貫通して撥液膜４の反対側の開口部１２において開口している。
【０３８６】
撥液膜４は、厚さが０．０５μｍのフッ素重合体を有する高分子材料から形成されている。
【０３８７】
本実施の形態によれば、吐出層１４は第１ノズル穴部１１ｄのエッチング手段に対して高い耐性を有しているため、上記第１ノズル穴部１１ｄのエッチングによって吐出口１１ｃの形状が変形することを防止できる。
【０３８８】
また着弾精度に大きな影響を与えるノズルプレート８の吐出口１１ｃの形状が、上記０．５μｍのＰｔ膜の加工精度で決定されるので、吐出口１１ｃの加工精度が非常に高く、これに伴って非常に高い着弾精度を確保することができる。
【０３８９】
なお、吐出層１４の膜厚を減少させると吐出口１１ｃの加工精度を高めることができる反面、吐出層１４の剛性が低下し、吐出口１１ｃの構造的な信頼性が減少する。しかしながら、本実施の形態では、吐出層１４に接するように第１ノズル層１が形成されているため、これによって吐出層１４が補強され、吐出層１４の構造的信頼性を低下させることなく吐出口１１ｃの形状精度を向上させることが可能となっている。
【０３９０】
また、第１ノズル層１は第２ノズル穴１１ｂのエッチング手段に対して、高い耐性を有しているので、第２ノズル穴１１ｂの加工によって第１ノズル穴部１１ｄの形状が大幅に変形することがないとともに、第２ノズル穴１１ｂ加工時のオーバーエッチによって、第１ノズル層１が完全に除去されることがない。
【０３９１】
なお、吐出層１４に用いる材料もＰｔを主成分とする金属材料に限定されない。第１ノズル穴１１ａのエッチング、第２ノズル穴１１ｂのエッチング、犠牲層５のエッチング（後述）、および吐出口１１ｃ内に回り込んだ撥液膜４のエッチング（後述）の際、当該エッチングに対して高い耐性を有する材料、すなわち、フッ素を含有するプラズマ、酸素を含有するプラズマ、硝酸、水酸化カリウム水溶液等に耐性の高い材料であればよく、犠牲層５のエッチング、第１ノズル穴１１ａの加工手法、および第２ノズル穴１１ｂの加工手法との組み合わせによって選択することができる。
【０３９２】
具体的には、吐出層１４に用いる材料として、Ａｌ、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＮ、ＳｉＯ２等を主成分とする金属材料あるいは無機酸化物材料や無機窒化物材料等が挙げられる。
【０３９３】
また、第１ノズル層１に用いられる材料はＳｉＯ２に限定されない。ＳｉＯ２以外のＳｉ３Ｎ４といったＳｉ化合物材料、あるいはＳｉであっても良い。また、吐出層１４、第２ノズル層２との組み合わせに応じてＡｌを主成分とする材料を使用することができる。
【０３９４】
また、第２ノズル層２に用いられる材料もポリイミドに限定されず、酸素ガスを含有するプラズマを用いたドライエッチングによって良好に加工される材料であれば使用可能であり、たとえばポリイミド以外の有機樹脂であっても良い。
【０３９５】
また吐出層１４の形状も吐出口１１ｃの形成位置に局在する形状でありさえすればよく、略正方形形状に限定されない。例えば円形であっても良い。円形は形状の等方性が最も高いので応力の低減も等方的となり好ましい。また、図１５（ａ）に示すように、本実施の形態では１個の吐出層１４に対して１個の吐出口１１ｃ形成されているがこれに限定されない。１個の吐出層１４に複数個の吐出口１１ｃを形成しても良い。
【０３９６】
また、本実施の形態では、第２ノズル穴１１ｂは、第１ノズル穴部１１ｄとの連通部１１ｘが狭まった円錐台形状（テーパ形状）であるがこれに限定されない。例えば、第２ノズル穴１１ｂの側壁がノズルプレート８表面に対して垂直の、いわゆるストレート形状（円筒形状）に形成することもできる。この場合、第２ノズル穴１１ｂの液体流入口１２をより小さくすることができ、ノズルの集積度をさらに高めることができる。
【０３９７】
上記のように、ノズルプレート８を第１ノズル層１のエッチング剤に対して耐性の高い吐出層１４、第２ノズル層２のエッチング剤に対して耐性の高い第１ノズル層１、第２ノズル層２を備える構成にすることによって、
▲１▼吐出口１１ｃの形状を、厚さ０．５μｍの吐出層１４の加工精度が支配するため、吐出口１１ｃの形状精度を向上することができる。
▲２▼ストッパ層を形成しないので、プロセスを簡略化することができるとともに、ストッパ層に起因する応力を低減することができるので、応力によるノズルプレート８の反りを制御しやすくなる。
▲３▼ノズルプレート８の剛性は第２ノズル層２で維持できるため、ノズルプレート８全体の剛性が高くなり、取り扱いが容易になる。
▲４▼吐出層１４が、撥液膜４のエッチング手段に対して耐性の高い材料を使用しているため、第１ノズル穴１１ａ内に回り込んだ撥液膜４を除去する際、吐出口１１ｃの形状が変化することがなく、製造工程において吐出口１１ｃの加工精度が劣化することを防止できる。
【０３９８】
（ノズルプレートの製造方法）
図１６（ａ）〜（ｇ）は、本実施の形態にかかるノズルプレートの製造工程を示している。以下に、同図（ａ）〜（ｇ）を用いて本実施の形態にかかるノズルプレートの製造方法を説明する。
【０３９９】
まず、Ｓｉやガラスなどからなる任意の厚さの一時保持のための基板６に、犠牲層５を、Ｎｉを用いた湿式鍍金によって形成する。犠牲層５の厚さは１０μｍとする。
【０４００】
次に、上記犠牲層５上に厚さ０．５μｍのＰｔ膜を蒸着などの方法で成膜し、フォトリソグラフィを用いて吐出層１４の外形形状と吐出口１１ｃの形状のレジストパターンを形成する。しかる後に、ドライエッチング法を用いて上記吐出層１４の外形形状と吐出口１１ｃとなる開口部１１ｃ１を同時に加工する（吐出層形成工程、図１６（ａ））。
【０４０１】
上記Ｐｔ膜は化学的に比較的不活性な材料であるため、本実施の形態においては上記ドライエッチングはＡｒを用いたスパッタエッチングを用い、物理的な加工が支配的な方法によって加工した。また、本加工は非常に高い精度で行うため、異方性の高いエッチング条件を用いている。
【０４０２】
次に、上記犠牲層５あるいは吐出層１４上にＳｉＯ２膜からなる第１ノズル層１をＰ−ＣＶＤ法によって成膜する（第１ノズル層形成工程、図１６（ｂ））。
【０４０３】
このＰ−ＣＶＤ法によると、成膜するＳｉＯ２膜の有する応力を、成膜に用いるガスの組成、ガス圧、プラズマを発生するためのＲＦパワーによって制御することができるとともに、段差部のつき周りが良好であるため、上記吐出層１４の段差部においてクラックなどが発生することがない。したがって、いわば膜としての構造的な信頼性が高く、このため、ノズルプレート８全体の構造的な信頼性が高くなる。
【０４０４】
次に、上記第１ノズル層１上にフォトリソグラフィによってレジストパターンを作成し、フッ素ガスを含有する反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）によって、第１ノズル穴部１１ｄとなる開口部１１ｄ１および吐出口１１ｃとなる開口部１１ｃ１を加工する（第１ノズル穴部形成工程、第１除去工程、図１６（ｃ））。
【０４０５】
ここで、第１ノズル穴部１１ｄのエッチングが吐出層１４にて停止するよう、開口部１１ｄ１の形状は、開口部１１ｃ１よりも大きく（かつ吐出層１４の外形より小さく）加工する。
【０４０６】
当該エッチング方法では、プラズマによって活性化されたフッ素が選択的にＳｉ原子と反応するため、ＳｉＯ２のエッチング速度が非常に高い。これに対して、上述したようにＰｔは化学的に安定な材料であるため、前記活性化されたフッ素とはほとんど反応しない。このためＰｔのエッチング速度が遅く、これによって、本エッチングは吐出層１４と第１ノズル層１の界面で精度よく止めることができる。
【０４０７】
次に上記第１ノズル層１の上に塗布型のポリイミド樹脂を厚さ２０μｍで成膜し、第２ノズル層２を形成する（第２ノズル層形成工程、図１６（ｄ）））。
【０４０８】
ここで、上記塗布型ポリイミド樹脂は第１ノズル層１上にスピンコートによって塗布し、３５０℃で２時間焼成した。ここで、開口部１１ｄ１および開口部１１ｃ１はポリイミド樹脂にて埋められることになる（１１ｃ２、１１ｄ２参照）。
【０４０９】
次に、上記第２ノズル層２上にフォトリソグラフィによってレジストパターン７を形成する（図１６（ｅ））。
【０４１０】
次いで、酸素を主成分とするガスを用いたドライエッチングを行い、第２ノズル層２にテーパ形状（円錐台形状）の第２ノズル穴１１ｂを形成し（第２ノズル穴形成工程、図１６（ｆ））、続いて、第１ノズル層１に第１ノズル穴部１１ｄを加工するエッチングおよび、吐出層１４に吐出口１１ｃを加工するエッチングを行う（第１ノズル穴部形成工程、第１除去工程、図１６（ｆ）参照）。
【０４１１】
なお、本実施の形態では、第１ノズル穴部１１ｄおよび吐出口１１ｃを連続して形成し、吐出層１４でエッチングを止めた（吐出層１４の吐出口１１ｃを除いて吐出層１４が露出した時点でドライエッチングは停止する）がこれに限定されない。上記エッチングを意図的に第１ノズル層１で止め、吐出口１１ｃの形成（第１ノズル層１で埋められた部分１１ｃ２のエッチング）を別工程（別の方法あるいは条件）でエッチングすることも可能である。
【０４１２】
なお、第２ノズル穴１１ｂをテーパ形状に加工する工程については、上記実施の形態と同様であるため説明を省略する。
【０４１３】
このとき第１ノズル穴１１ａは、先の工程でポリイミド樹脂によって埋められた形状が、ポリイミド樹脂が除去されることによって再現される。吐出口１１ｃについても、吐出層１４の開口部１１ｃ１を埋める第２ノズル層２の材料（１１ｃ２参照）が除去され、先の工程でポリイミド樹脂によって埋められる前の形状１１ｃ１が再現される。
【０４１４】
次に、上記レジストパターン７をレジスト剥離液を用いて除去する。
【０４１５】
次いで、硝酸と水が主成分である水溶液に浸漬し犠牲層５のみをエッチングすることで、ノズルプレート８となるべき積層体を基板６からとりはずす（図１６（ｆ））。
【０４１６】
先に述べたように、第１ノズル層１を形成するＳｉＯ２、第２ノズル層２を形成するポリイミド樹脂や吐出層１４を形成するＰｔは、上記犠牲層５のエッチング液によってほとんどエッチングされることがないため、犠牲層５のエッチングによって、ノズル穴１１の形状変化やノズルプレート８の構造的信頼性の低下を招来することがない。
【０４１７】
次に、第１ノズル層１の表面に撥液膜４を形成する（図１６（ｇ）参照）。
【０４１８】
ここでは、塗布の容易さを考慮する趣旨でフッ素重合体を用い、これをスタンプなどの方法により第１ノズル層１の表面に塗布し、高分子膜にて撥液膜４を形成した。なお、第１ノズル穴１１ａ内に回り込んだ撥液膜４については、撥液膜４形成後に、酸素を含有するプラズマを用い、第２ノズル穴１１ｂ側からドライエッチングすることで、これを除去し、ノズルプレート８が完成した。これにより、ノズルプレート８のダメージを最小限にすることができる。
【０４１９】
本実施の形態では、第１ノズル穴１１ａ内に回り込んだ撥液膜４を酸素を含有するプラズマを用いたドライエッチングでエッチング除去する。ここで、本実施の形態においては、上述したように液状物質吐出面に酸素を含有するプラズマを用いたドライエッチングに対して高い耐性を有する吐出層１４が存在しており、この吐出層１４が吐出口１１ｃの形状を決定しているため、上記ドライエッチングによって吐出口１１ｃの形状が変化することがない。このため非常に高精度のノズル穴を形成することができる。
【０４２０】
本実施の形態の製造工程を用いて作成した２００個の吐出口１１ｃを有するノズルプレート８の各吐出口１１ｃの形状を評価したところ、ばらつきは±０．１５μｍと非常に高精度に加工できた。また、ノズルプレート８の反りも１０μｍ以下と非常に平坦であった。
【０４２１】
なお、本実施の形態では、犠牲層５にＮｉ、吐出層１４にＰｔ、第１ノズル層１にＳｉＯ２、第２ノズル層２にポリイミド樹脂、を用いたが、この組み合わせに限定されない。
【０４２２】
犠牲層５には、Ｎｉのほかに、吐出層１４、第１ノズル層１、および第２ノズル層２に用いる材料との組み合わせによって、Ａｌ、Ｃｕ、などの硝酸、あるいはＫＯＨ水溶液に可溶な材料を用いることができる。
【０４２３】
また、犠牲層５の形成方法についても鍍金以外に蒸着法、スパッタ法、塗布法などを材料に応じて用いることができる。
【０４２４】
第２ノズル層２には、犠牲層５のエッチングによるダメージが軽微な材料を用いることができる。ただし、後述する第１ノズル層１あるいは吐出層１４とのエッチングの選択性を考慮したとき、酸素を含有するプラズマを用いたエッチングが可能な有機樹脂が望ましい。さらに、分子鎖同士が架橋反応している分子構造を有する有機樹脂を用いると、第２ノズル層２の耐熱性、耐環境性が高く、ノズルプレート８の信頼性を向上することができる。
【０４２５】
また、吐出層１４、第１ノズル層１には、犠牲層５のエッチングおよび第２ノズル穴１１ｂのエッチングに対して耐性の高い材料を用いることができる。
さらに吐出層１４には、犠牲層５のエッチング並びに第２ノズル穴１１ｂのエッチングおよび第１ノズル穴１１ａのエッチングに対して耐性の高い材料を用いることができる。
【０４２６】
ここで、表４に使用材料（犠牲層、吐出層、第１ノズル層、第２ノズル層）および加工方法（吐出口、第１ノズル穴、第２ノズル穴、犠牲層除去）について好ましい組み合わせを示す。
【０４２７】
【表４】
2005066890.tif 000006
【０４２８】
表４に示すように、第１ノズル層１はＳｉＯ２のようなＳｉ化合物に限定されず、犠牲層５のエッチングに濃硝酸を使用することができる場合、表面が不働体化するＡｌのような材料を使用することができる。ＡｌはＣｌガスを含有するプラズマを用いたドライエッチングでＳｉＯ２に対して高い選択比で加工することができるので、吐出口１１ｃの加工精度をさらに高めることができる。
【０４２９】
また、撥液膜４としては、フッ素重合体に限定されず、シリコン系の高分子膜、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）などを用いることもできる。
【０４３０】
以上の製造工程を用いることによって、
▲１▼膜厚の薄い吐出層１４を加工して吐出口１１ｃの形状（開口部１１ｃ１）を形成するため、飛躍的に形状精度の高い吐出口１１ｃを有するノズルプレート８を製造することができる。
【０４３１】
▲２▼さらに、ノズルプレート８の加工工程の最終段階において、第１ノズル穴１１ａ内に回りこんだ撥液膜４を除去し、加えて、この時に吐出口１１ｃの形状変化が生じないため、高い形成精度の第１ノズル穴１１ａを備えたノズルプレート８を安定して製造することができる。
【０４３２】
▲３▼ストッパ層（遮蔽層）を形成しないので、プロセスを簡略化することができるとともに、ストッパ層（遮蔽層）に起因する応力を低減することができるので、応力によるノズルプレート８の反りを制御しやすくなる。
【０４３３】
上記構成のノズルプレート８の製造方法では、高い異方性を有するエッチングで第１ノズル穴１１ａ又は第２ノズル穴１１ｂを加工するため、第１ノズル穴１１ａまたは第２ノズル穴１１ｂを高い加工精度で加工することができる。
【０４３４】
なお、上記実施の形態におけるノズルプレート８の製造方法は、吐出口１１ｃ、第１ノズル穴１１ａまたは第２ノズル穴１１ｂの加工をドライエッチングを用いて行うことを特徴とすることもできる。
【０４３５】
また、本発明のノズルプレート８の製造方法においては、上記吐出層１４または第１ノズル層１を、基板６に形成した犠牲層５上に形成し、第１ノズル穴１１ａおよび第２ノズル穴１１ｂを加工した後、犠牲層５をエッチングすることによって、ノズルプレート８と基板６とを離間することが望ましい。
【０４３６】
このようにすると、高い形状精度が要求される吐出口１１ｃを備えた吐出層１４が、ノズル製造プロセスの最終段階まで、犠牲層５と基板６によって保護されているため、プロセス中の取り扱いによって、吐出口１１ｃが損傷を受けることがない。このため、吐出口１１ｃが高い形状精度を維持したまま簡便にノズルプレート８を製造することができるので、安定して高精度の吐出口１１ｃを有するノズルプレート８を製造することができ、ノズルプレート８の製造における歩留まりを向上させることができる。
【０４３７】
また、上記実施の形態３、４においても、撥液膜４を形成しない構成を採用することができる。撥液膜４を吐出層１４あるいは第１ノズル層１上に形成しないことによって、吐出口１１ｃの形状精度がさらに向上する。
【０４３８】
最後に、本発明は上述した各実施の形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施の形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【０４３９】
【発明の効果】
本発明のノズルプレートは、以上のように、液状物質を吐出する第１ノズル穴を有する第１ノズル層と、第１ノズル穴に連通し、上記液状物質の供給を受ける第２ノズル穴を有する第２ノズル層との間に、第１ノズル層よりエッチングに対する耐性が高い遮蔽層を介在させたノズルプレートにおいて、上記遮蔽層は、第１ノズル穴および第２ノズル穴が連通する連通部の周囲に、局所的に形成されている構成である。
【０４４０】
上記構成によれば、上記遮蔽層が局所的に設けられているため、第１ノズル層と遮蔽層あるいは第２ノズル層と遮蔽層との接触部分の面積を小さくできる。これにより、第１ノズル層および第２ノズル層と遮蔽層との線膨張率の差に起因する応力の発生を大幅に抑制することができ、ノズルプレートに大きな反りが発生することを防止できる。したがって、ノズルプレートを、例えばインクジェットヘッドと接合する際に、接合精度を上げることができるとともに、ノズルプレート自体の構造的信頼性を上げることができる。
【０４４１】
さらに、上記のような応力の発生を抑制できることで、第１ノズル層および第２ノズル層に要求される剛性が減少し、第１ノズル層および第２ノズル層の層厚を小さくすることができる。すなわち、第１ノズル穴や第２ノズル穴のエッチングに伴うエッチング量が少なくなり、形成誤差を小さくできる。これにより、高い形成精度の第１ノズル穴および第２ノズル穴を備えることができる。
【０４４２】
また、上記のように第１ノズル層および第２ノズル層の層厚を小さくすることができるため、第１ノズル穴および第２ノズル穴を小さく形成することができる。これにより、第１ノズル穴の集積度を上げることができ、ひいては描画の解像度を向上させることができる。
【０４４３】
また、本発明のノズルプレートは、以上のように、液状物質を吐出する一つ以上の第１ノズル穴を有するノズル層と、上記第１ノズル穴に連通するとともに上記液状物質の供給を受ける第２ノズル穴を有し、上記ノズル層に固着される補強板と、ノズル層よりエッチングに対する耐性が高く、少なくとも、第１ノズル穴および第２ノズル穴の連通部の周囲に形成された遮蔽層とを備えた構成である。
【０４４４】
上記構成によれば、上記補強板を別工程で作成することができるため、補強板に使用する材料を選択する際の自由度が大幅に向上する。これによって高剛性の補強板を使用することができ、ノズルプレートに反りが発生することを防止することができる。また、遮蔽層は第１ノズル穴および第２ノズル穴の連通部の周囲に、局所的に形成されている構成であり、補強板に形成された第２ノズル穴の形状にも影響を受けることがないため、必要最低限の所定の形状に加工することができる。
【０４４５】
これにより、ノズルプレートを、例えばインクジェットヘッドと接合する際に、接合精度を上げることができるとともに、ノズルプレート自体の構造的信頼性を上げることができる。
【０４４６】
また、上記のように第１ノズル穴を有するノズル層と第２ノズル穴を有する補強板とを別の工程で加工することができる。このため、吐出液滴の大きさを制御する吐出穴径を膜厚の薄いノズル層を加工することで設定できるため、高い形成精度の第１ノズル穴を備えることができる。
【０４４７】
さらに上記構成においては、上記遮蔽層が第２ノズル穴の開口範囲内に形成されていることが望ましく、これによれば、ノズル層と遮蔽層との接触部分の面積を一層小さくすることができる。すなわち、ノズル層および補強板と遮蔽層との線膨張率の差に起因する応力の発生をさらに抑制することができ、ノズルプレートに大きな反りが発生することを防止できる。
【０４４８】
これにより、ノズルプレートを、例えばインクジェットヘッドと接合する際に、接合精度を上げることができるとともに、ノズルプレート自体の構造的信頼性を上げることができる。
【０４４９】
また、上記のようにノズル層および補強板を別の工程で加工することができるため、第１ノズル穴および第２ノズル穴を小さく形成することができる。これにより、第１ノズル穴の集積度を上げることができ、ひいては描画の解像度を向上させることができる。
【０４５０】
また、本発明のノズルプレートの製造方法は、以上のように、液状物質を吐出する第１ノズル穴を有するノズルプレートの製造方法であって、上記第１ノズル穴を形成するためのノズル層を形成する工程と、上記第１ノズル穴の一部となる開口部を有し、第１ノズル穴を形成する際のエッチングマスクとなる遮蔽層を、上記ノズル層上に局所的に形成する工程と、上記遮蔽層をエッチングマスクとして、上記開口部からノズル層をエッチングし、上記開口部からノズル層を貫通する第１ノズル穴を形成する工程とを含む方法である。
【０４５１】
上記方法によれば、遮蔽層をエッチングマスクとして、遮蔽層の開口部の口径と同一口径の第１ノズル穴をノズル層に形成することができる。これにより、第１ノズル穴を高精度に形成することができる。
【０４５２】
また、遮蔽層の材料に、第１ノズル穴のエッチングマスクとして、あるいは、第１ノズル穴の側壁として最適な材料を選択することができる。これにより、第１ノズル穴をより高精度に形成できる。
【０４５３】
また、上記遮蔽層が局所的に設けられているため、ノズル層と遮蔽層との接触部分の面積を小さくできる。これにより、ノズル層と遮蔽層との線膨張率の差に起因する応力の発生を抑制することができ、ノズルプレートに大きな反りが発生することを防止できる。したがって、ノズルプレートを、例えばインクジェットヘッドと接合する際に、接合精度を上げることができるとともに、ノズルプレート自体の構造的信頼性を上げることができる。
【０４５４】
さらに、上記のような応力の発生を抑制できることで、ノズル層に要求される剛性が減少し、ノズル層の層厚を小さくすることができる。すなわち、第１ノズル穴のエッチングに伴うエッチング量が少なくなり、形成誤差を小さくできる。これにより、高い形成精度の第１ノズル穴を備えることができる。
【０４５５】
また、上記のようにノズル層の層厚を小さくすることができるため、第１ノズル穴小さく形成することができる。これにより、第１ノズル穴の集積度を上げることができ、ひいては描画の解像度を向上させることができる。
【０４５６】
また、本発明のノズルプレートの製造方法は、以上のように、液体を吐出するためのノズル穴を有するノズルプレートの製造方法であって、第１ノズル穴を加工するための第１ノズル層を形成する第１工程と、上記第１ノズル穴の一部となる開口部を有し、該第１ノズル穴のエッチング時のエッチングマスクとなる遮蔽層を、上記ノズル層上に局所的に形成する工程と、上記第１ノズル層および遮蔽層の上に、第２ノズル穴を加工するための第２ノズル層を形成する第３工程と、上記第２ノズル層をエッチングすることで、該第２ノズル層を貫通し、上記遮蔽層に達する第２ノズル穴を加工する第４工程と、上記遮蔽層をエッチングマスクとして、上記開口部から第１ノズル層をエッチングすることで該第１ノズル層を貫通する第１ノズル穴を加工する第５工程とを含む方法である。
【０４５７】
上記方法によれば、遮蔽層をエッチングマスクとして、遮蔽層の開口部の口径と同一口径の第１ノズル穴を第１ノズル層に形成することができる。これにより、第１ノズル穴を高精度に形成することができる。
【０４５８】
また、遮蔽層は第２ノズル穴のエッチング時のストッパとして機能し、第２ノズル穴のエッチングを遮蔽層で確実に止めることができる。すなわち、第２ノズル層をエッチングする際、第２ノズル穴が遮蔽層を貫通することがない。これにより、第１ノズル層の厚さが一定に保たれることになり、液状物質の流路抵抗にばらつきが生じることがない。
【０４５９】
また、遮蔽層の材料に、第１ノズル穴のエッチング時の遮蔽層として、あるいは、第１ノズル穴の側壁として最適な材料を選択することができる。これにより、第１ノズル穴をより高精度に形成することができる。
【０４６０】
さらに、第１ノズル穴および第２ノズル穴をエッチングする際、遮蔽層に対して１方向からエッチングを行うため、従来の方法のように、向かい合うように２方向からエッチングを行う場合に比較して、第１ノズル穴と第２ノズル穴の位置合わせが容易である。
また、本発明のノズルプレートは、上記課題を解決するために、液状物質を吐出するための第１ノズル穴を有する第１ノズル層と、第１ノズル穴に連通し、上記液状物質の供給を受けるための第２ノズル穴を有する第２ノズル層とを備えたノズルプレートにおいて、開口部を有し、第１ノズル層よりエッチングに対する耐性の高い吐出層が、第１ノズル層の液状物質吐出側の面に接するように形成されており、上記第１ノズル穴は、第１ノズル層を貫通して上記開口部に連通していることを特徴としている。
【０４６１】
まず、上記第１ノズル穴は、第２ノズル穴に供給された液状物質を吐出するためのものであり、その第１ノズル穴に連通した開口部は、液状物質の吐出方向や吐出量の制御に大きく寄与する吐出特性寄与部分である。ここで、上記液状物質とは、液体のみならず、第１ノズル穴から吐出可能な程度の粘性を有する物質を含む。
【０４６２】
上記構成によれば、第１ノズル層よりエッチング耐性の高い吐出層に、上記開口部としての吐出特性寄与部分が形成されている。
【０４６３】
したがって、第１ノズル穴を形成するために第１ノズル層をエッチングする場合に、吐出層は、そのエッチングに対する耐性が高いので、吐出層の開口部の形状が変形する等のおそれを小さくすることができる。
【０４６４】
例えば、予め形成された吐出層の開口部を一旦第１ノズル層の構成材料で埋め、しかる後に第１ノズル層をエッチングして第１ノズル穴を形成し、上記開口部を開口させて吐出特性寄与部分とする場合であっても、吐出層のエッチング耐性が第１ノズル層より高いために、吐出層が露出した時点で第１ノズル層のエッチングが確実にストップする。
【０４６５】
すなわち、上記吐出特性寄与部分は予め形成された開口部と同一形状となる。
【０４６６】
この結果、第１ノズル層に吐出層を設けることなく上記第１ノズル穴の吐出特性寄与部分を第１ノズル層に直接形成する場合と比較して、上記吐出特性寄与部分の形成精度を飛躍的に向上させることができる。
【０４６７】
これにより、液状物質の吐出方向や吐出量が安定し、解像度の高い描画が可能となる。
【０４６８】
また、本発明のノズルプレートにおいては、上記吐出層は、第１ノズル層内に形成されていることが好ましい。
【０４６９】
上記構成によれば、上記吐出層の厚みは、第１ノズル層の厚みより小さくなる。吐出層が薄い程、開口部を形成するためのエッチング量を小さくできるので、上記開口部の形成精度を高くすることができる。
【０４７０】
したがって、上記のように、第１ノズル穴の吐出特性寄与部分を予め形成された開口部と同一形状に形成した場合、上記吐出特性寄与部分の形成精度は一層高まることになる。
【０４７１】
これにより、液状物質の吐出方向や吐出量がさらに安定し、解像度の一層高い描画が可能となる。
【０４７２】
また、本発明のノズルプレートにおいては、上記吐出層の主成分が無機材料であることが好ましい。
【０４７３】
上記構成によれば、上記吐出層が無機材料で構成されているため、上記吐出層上に例えば撥液膜を形成した場合にも、上記吐出層に形成された開口部の形状を維持することができる。
【０４７４】
すなわち、撥液膜の形成時に際して吐出層上に撥液材料を塗布した場合に、たとえ該撥液材料が上記開口部内に回りこんだとしても、酸素を含有するプラズマを用いたドライエッチング法等で簡便に除去でき、また該ドライエッチングによって上記開口部が損傷を受けることもなく、その形状が変化することがないからである。
【０４７５】
これにより、液状物質の吐出方向や吐出量がさらに安定し、解像度の一層高い描画が可能となる。
【０４７６】
また、本発明のノズルプレートにおいては、第１ノズル穴における第１ノズル層の貫通部を第１ノズル穴部としたとき、上記吐出層の外形は、吐出層と第１ノズル層との境界面における第１ノズル穴部の外形より大きいことが望ましい。
【０４７７】
上記構成によれば、吐出層は、第１ノズル層のエッチングにおけるストッパ層として機能する。すなわち、第１ノズル穴を形成するため第２ノズル層側から第１ノズル層をエッチングした場合、該エッチングは吐出層にていわば自動的にストップし、第１ノズル穴部が形成される。
【０４７８】
これにより、第１ノズル層のオーバーエッチを防止でき、所定の形状の第１ノズル穴部を容易に形成することができる。
【０４７９】
また、本発明のノズルプレートにおいては、上記吐出層は上記開口部の周囲に、局所的に形成されていることが好ましい。
【０４８０】
上記構成によれば、吐出層と第１ノズル層との接触面積を小さくすることができる。これにより、吐出層と第１ノズル層との線膨張率の差に起因する応力の発生を大幅に抑制することができ、ノズルプレートに大きな反りが発生することを防止できる。したがって、ノズルプレートを、例えばインクジェットヘッドと接合する際に、接合精度を上げることができるとともに、ノズルプレート自体の構造的信頼性を上げることができる。
【０４８１】
さらに、上記のような応力の発生を抑制できることで、第１および第２ノズル層に要求される剛性が減少し、第１および第２ノズル層の層厚を小さくすることができる。すなわち、第１ノズル穴や第２ノズル穴のエッチングに伴うエッチング量が少なくなり、形成誤差を小さくできる。これにより、高い形成精度の第１および第２ノズル穴を備えることができる。
【０４８２】
また、上記のように第１および第２ノズル層の層厚を小さくすることができるため、第１および第２ノズル穴を小さく形成することができる。これにより、第１ノズル穴の集積度を上げることができ、ひいては描画の解像度を向上させることができる。
【０４８３】
また、本発明のノズルプレートにおいては、上記第１ノズル層と第２ノズル層との間に第１ノズル層よりエッチングに対する耐性が高い遮蔽層が局所的に介在し、上記第１ノズル穴は遮蔽層を貫通して第２ノズル穴に連通していることが好ましい。
【０４８４】
上記構成によれば、上記遮蔽層は、第１ノズル層をエッチングして第１ノズル穴を形成する際、第１ノズル穴の開口部の形状を規定するマスクとなる。
【０４８５】
これにより、遮蔽層の貫通部の口径と同一口径の貫通部を第１ノズル層に形成することができる。これにより、形状精度の高い第１ノズル穴を備えることができる。
【０４８６】
また、上記遮蔽層が局所的に設けられているため、第１ノズル層と遮蔽層あるいは第２ノズル層と遮蔽層との接触部分の面積を小さくできる。これにより、第１および第２ノズル層と遮蔽層との線膨張率の差に起因する応力の発生を大幅に抑制することができ、ノズルプレートに大きな反りが発生することを防止できる。したがって、ノズルプレートを、例えばインクジェットヘッドと接合する際に、接合精度を上げることができるとともに、ノズルプレート自体の構造的信頼性を上げることができる。
【０４８７】
さらに、上記のような応力の発生を抑制できることで、第１および第２ノズル層に要求される剛性が減少し、第１および第２ノズル層の層厚を小さくすることができる。すなわち、第１ノズル穴や第２ノズル穴のエッチングに伴うエッチング量が少なくなり、形成誤差を小さくできる。これにより、高い形成精度の第１および第２ノズル穴を備えることができる。
【０４８８】
また、上記のように第１および第２ノズル層の層厚を小さくすることができるため、第１および第２ノズル穴を小さく形成することができる。これにより、第１ノズル穴の集積度を上げることができ、ひいては描画の解像度を向上させることができる。
【０４８９】
また、本発明のノズルプレートにおいては、上記遮蔽層は、第２ノズル層よりエッチングに対する耐性が高く、上記遮蔽層の外形は、第１ノズル穴と第２ノズル穴との連通部における第２ノズル穴の外形より大きいことが好ましい。
【０４９０】
上記構成のように、遮蔽層のエッチング耐性を第２ノズル層より高くし、遮蔽層の外形を第１および第２ノズル穴の連通部における第２ノズル穴の外形より大きくすることによって、遮蔽層は第２ノズル穴のエッチング時のストッパとして機能し、第２ノズル穴のエッチングを遮蔽層で確実に止めることができる。また、第２ノズル層をエッチングする際、第２ノズル穴が遮蔽層を貫通することがないので、第１ノズル層の厚さが一定に保たれる。
【０４９１】
換言すれば、遮蔽層によって第２ノズル穴加工の終点を、遮蔽層の表面に精度良く設定することができるので、第１ノズル層が第２ノズル穴加工時のオーバーエッチによって損傷を受けることがなく、このため第１ノズル穴の長さを第１ノズル層の層厚で制御することができる。これによって流路抵抗が安定し、液滴の吐出安定性が安定し、着弾精度と解像度が向上する。
【０４９２】
また、本発明のノズルプレートにおいては、上記第１ノズル層は第２ノズル層よりエッチングに対する耐性が高いことが好ましい。
【０４９３】
上記構成によれば、第１ノズル層自体を、第２ノズル穴のエッチング時のストッパとして機能させることができ、第２ノズル穴のエッチングを第１ノズル層で止めることができる。
【０４９４】
このように、遮蔽層を設けることなく、第２ノズル穴のエッチングを第１ノズル層で止めることができるため、上記した第１および第２ノズル層と遮蔽層との間の応力が発生せず、ノズルプレートに反りが発生することを一層効果的に防止できる。
【０４９５】
また、本発明のノズルプレートにおいては、第１ノズル層の貫通部である第１ノズル穴部は、上記開口部との連通部が狭まったテーパ形状であることが好ましい。
【０４９６】
上記構成によれば、第１ノズル穴部がテーパ形状であるため、該第１ノズル穴部に供給された液状物質に乱流が発生しにくく、液滴の吐出安定性を高めることができる。
【０４９７】
また、本発明のノズルプレートにおいては、上記第２ノズル穴は、第１ノズル穴との連通部が狭まったテーパ形状であることが好ましい。
【０４９８】
上記構成によれば、第２ノズル穴がテーパ形状であるため、第２ノズル穴において、供給された液状物質に乱流が発生しにくく、液滴の吐出安定性を高めることができる。
【０４９９】
また、本発明のノズルプレートにおいては、少なくとも、上記吐出層の液状物質吐出側の面に撥液膜が形成されていることが好ましい。
【０５００】
上記構成によれば、少なくとも、上記吐出層の液状物質吐出側の面に撥液膜が形成されているため、開口部に形成される液状物質のメニスカス形状が安定し、これに伴い液状物質の吐出方向が安定する。すなわち、着弾精度が向上し描画解像度が向上する。
【０５０１】
ただし、上記撥液膜を形成する際、該撥液膜が開口部の内部（内壁）に回りこまないように形成することが望ましく、例えばドライエッチング等によって上記開口部内に回り込んだ撥液膜を除去しても良い。
【０５０２】
また、本発明のノズルプレートは、上記課題を解決するために、液状物質を吐出する第１ノズル穴を有する第１ノズル層と、上記第１ノズル穴に連通するとともに上記液状物質の供給を受ける第２ノズル穴を有し、上記第１ノズル層に固着される補強板と、第１ノズル層よりエッチングに対する耐性が高く、少なくとも、第１ノズル穴および第２ノズル穴の連通部の周囲に形成された遮蔽層と、開口部を有し、第１ノズル層よりエッチングに対する耐性が高く、第１ノズル層の液状物質吐出側の面に接するように形成された吐出層とを備え、上記第１ノズル穴は第１ノズル層を貫通して上記開口部に連通していることを特徴としている。
【０５０３】
上記構成によれば、第１ノズル層よりエッチング耐性の高い吐出層に、上記開口部としての吐出特性寄与部分が形成されている。
【０５０４】
したがって、第１ノズル穴を形成するために第１ノズル層をエッチングする場合に、吐出層は、そのエッチングに対する耐性が高いので、吐出層の開口部の形状が変形する等のおそれを小さくすることができる。
【０５０５】
例えば、予め形成された吐出層の開口部を一旦第１ノズル層の構成材料で埋め、しかる後に第１ノズル層をエッチングして第１ノズル穴を形成し、上記開口部を開口させて吐出特性寄与部分とする場合であっても、吐出層のエッチング耐性が第１ノズル層より高いために、吐出層が露出した時点で第１ノズル層のエッチングが確実にストップする。
【０５０６】
すなわち、上記吐出特性寄与部分は予め形成された開口部と同一形状となる。
【０５０７】
この結果、第１ノズル層に吐出層を設けることなく上記第１ノズル穴の吐出特性寄与部分を第１ノズル層に直接形成する場合と比較して、上記吐出特性寄与部分の形成精度を飛躍的に向上させることができる。
【０５０８】
これにより、液状物質の吐出方向や吐出量が安定し、解像度の高い描画が可能となる。
【０５０９】
また、上記遮蔽層は、第１ノズル穴のエッチングの際、第１ノズル穴の開口部の形状を規定するマスクとなり、精度の高い第１ノズル穴を形成することができる。
【０５１０】
さらに、上記遮蔽層を、補強板に形成された第２ノズル穴の形状に影響を受けることなく、必要最低限の所定の形状に加工することができる。これにより、第１ノズル層と遮蔽層との接触部分の面積を小さくすることができる。
【０５１１】
また、第１ノズル層に固着される構成の上記補強板を別工程で作成することができるため、補強板に使用する材料を選択する際の自由度が大幅に向上する。これによって高剛性の補強板を使用することができ、ノズルプレートに反りが発生することを防止することができる。
【０５１２】
したがって、第１ノズル層および補強板と遮蔽層との線膨張率の差に起因する応力の発生を大幅に抑制することができ、ノズルプレートに大きな反りが発生することを防止できる。
【０５１３】
さらに、補強板の剛性によって第１ノズル層に必要な剛性が低減するため、第１ノズル層の層厚を小さくすることができる。すなわち、第１ノズル穴を層厚の小さな第１ノズル層に形成することで、第１ノズル穴の形成精度をより高めることができる。
【０５１４】
また、本発明のノズルプレートにおいては、上記吐出層がＡｌ、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＮのうちの少なくとも１つを主成分とする材料によって構成され、上記第１ノズル層がシリコン化合物から構成され、上記第２ノズル層が有機樹脂で構成されていることが好ましい。
【０５１５】
上記構成によれば、前記吐出層を構成する材料は、第１ノズル層を構成するシリコン化合物のエッチング（例えば、フッ素を含有するプラズマを用いたドライエッチング）、あるいは第２ノズル層を構成する有機樹脂のエッチング（例えば、酸素を含有するプラズマを用いたドライエッチ）に対して、高いエッチング耐性を有している。
【０５１６】
したがって、第１および第２ノズル穴加工の際に吐出層が損傷を受けることがない。すなわち、ノズル（第１および第２ノズル穴）作成プロセスにおいて開口部が変形することがなく、非常に高い加工精度で加工された開口部を有するノズルプレートを構成することができる。これにより、着弾精度が向上し、描画解像度が向上する。
【０５１７】
さらに、第１ノズル層を構成するシリコン化合物は、第２ノズル層を構成する有機樹脂のエッチング（例えば、酸素を含有するプラズマを用いたドライエッチ）に対して、高いエッチング耐性を有しているため、第２ノズル穴加工の際にオーバーエッチによって、第１ノズル層が大きな損傷を受けることがない。
【０５１８】
このため、第１ノズル層の層厚が減少することで第１ノズル穴の長さ（深さ）ひいては流路抵抗が変化することを抑制でき、これによって液滴の吐出安定性の劣化を抑制することができる。
【０５１９】
また、本発明のノズルプレートにおいては、上記吐出層がシリコン化合物から構成され、上記第１ノズル層がＡｌを主成分とする金属材料で構成され、上記第２ノズル層が有機樹脂で構成されることが好ましい。
【０５２０】
上記構成によれば、上記吐出層を構成する材料が、第１ノズル層を構成するＡｌを主成分とする金属材料のエッチング（例えば塩素を含有するプラズマを用いたドライエッチング）、あるいは第２ノズル層を構成する有機樹脂のエッチング（例えば酸素を含むプラズマを用いたドライエッチ）に対して、高いエッチング耐性を有している。
【０５２１】
したがって、第１および第２ノズル穴加工の際に開口部が損傷を受けることがない。すなわち、ノズル（第１および第２ノズル穴）作成プロセスにおいて開口部が変形することがなく、非常に高い加工精度で加工された開口部を有するノズルプレートを構成することができる。これによって、着弾精度が向上し、描画解像度が向上する。
【０５２２】
さらに、第１ノズル層を構成するＡｌを主成分とする金属材料は、第２ノズル層を構成する有機樹脂のエッチング（例えば酸素を含有するプラズマを用いたドライエッチ）に対して、高いエッチング耐性を有している。したがって、第２ノズル穴加工の際にオーバーエッチによって、第１ノズル層が大きな損傷を受けることがない。
【０５２３】
このため、第１ノズル層の層厚が減少することで第１ノズル穴の長さ（深さ）が変化しひいては流路抵抗が変化することを抑制でき、これにより、液滴の吐出安定性の劣化を抑制することができる。
【０５２４】
また、本発明のノズルプレートにおいては、上記第１ノズル層が有機樹脂で形成され、上記吐出層が、Ｔｉ、Ａｌ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｔａ、Ｗ、Ｎｂ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｓｉ３Ｎ４、ＡｌＮから選定される少なくとも１つの材料を主成分とすることが好ましい。
【０５２５】
上記構成によれば、第１ノズル層を酸素を用いたプラズマによるドライエッチングで容易に加工できる。加えて、吐出層は上記酸素を用いたプラズマによるドライエッチングに対してエッチング耐性が高く、ほとんどエッチングされない。これにより、より一層高い形成精度の開口部を備えることができる。
【０５２６】
また、上記構成において、遮蔽層についても吐出層と同様の材料を使用することができる。この場合、第１ノズル層をエッチングして第１ノズル穴を形成する際、上記遮蔽層を第１ノズル穴の開口部の形状を規定するマスクとして用いることができるので、レジストによるパターニングに比べ第１ノズル穴の加工精度を向上させることができる。
【０５２７】
さらに、第２ノズル層を第１ノズル層と同様に有機樹脂で構成した場合、上記遮蔽層は、第２ノズル穴を加工する際の酸素を用いたプラズマによるドライエッチングに対してエッチング耐性が高く、したがって、第２ノズル穴の加工を精度良く遮蔽層で停止することができる。
【０５２８】
これによって、第１ノズル穴の長さ（深さ）が安定し、ひいては流路抵抗が安定するため液滴の吐出安定性が向上する。この結果、着弾精度が向上し、高解像度描画が可能になる。
【０５２９】
また、本発明のノズルプレートにおいては、上記第１ノズル層がＳｉ、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４のうちの少なくとも１つを主成分とする材料によって形成され、上記吐出層が、Ａｌ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｌ酸化物、Ａｌ窒化物のうちの少なくとも１つを主成分とする材料によって形成されていることが望ましい。
【０５３０】
上記構成によれば、第１ノズル層を、フッ素を用いたプラズマによるドライエッチングで容易に加工できる。加えて、吐出層は上記フッ素を用いたプラズマによるドライエッチングに対してエッチング耐性が高く、ほとんどエッチングされない。これにより、より一層高い形成精度の開口部を備えることができる。
【０５３１】
また、上記構成において、遮蔽層についても吐出層と同様の材料を使用することができる。この場合、第１ノズル層をエッチングして第１ノズル穴を形成する際、上記遮蔽層を第１ノズル穴の開口部の形状を規定するマスクとして用いることができるので、レジストによるパターニングに比べ第１ノズル穴の加工精度を向上させることができる。
【０５３２】
さらに、第２ノズル層を第１ノズル層と同様にＳｉまたはＳｉ化合物で構成した場合、上記遮蔽層は第２ノズル穴を加工するフッ素を用いたプラズマによるドライエッチングに対するエッチング耐性が高いので、第２ノズル穴の加工を精度良く遮蔽層で停止することができる。
【０５３３】
また、第２ノズル層を有機樹脂で構成した場合でも、上記遮蔽層は第２ノズル穴を加工する酸素を用いたプラズマによるドライエッチングに対するエッチング耐性が高いので、第２ノズル穴の加工を精度良く遮蔽層で停止することができる。これによって、第１ノズル穴の長さが安定し、流路抵抗が安定するので、吐出安定性が向上する。これによって着弾精度が向上し、高解像度描画が可能になる。
【０５３４】
すなわち、上記構成では第２ノズル層に有機樹脂またはＳｉあるいはＳｉ化合物のいずれをも使用することができ、材料選択の範囲が広がり、ノズルプレートの製造が容易となる。
【０５３５】
また、本発明のノズルプレートの製造方法は、上記課題を解決するために、液状物質を吐出するための、第１開口部および第１ノズル穴部を有する第１ノズル穴と、該第１ノズル穴を有する第１ノズル層とを備えたノズルプレートの製造方法であって、上記第１開口部を有し、第１ノズル層よりエッチングに対する耐性が高い吐出層を形成する吐出層形成工程と、上記第１開口部を埋めるとともに吐出層を覆うような第１ノズル層を形成する第１ノズル層形成工程と、上記第１開口部の形成位置に対応して、上記第１ノズル層に上記第１ノズル穴部を形成する第１ノズル穴部形成工程と、上記第１ノズル穴部から第１ノズル層をエッチングし、上記第１開口部内の第１ノズル層を除去する第１除去工程とを含むものである。
【０５３６】
まず、上記第１開口部は、液状物質の吐出方向や吐出量の制御に大きく寄与する吐出特性寄与部分である。ここで、上記液状物質とは、液体のみならず、第１ノズル穴から吐出可能な程度の粘性を有する物質を含む。
【０５３７】
上記方法によれば、上記吐出層が第１ノズル層よりエッチングに対する耐性が高いため、第１開口部内の第１ノズル層を除去する第１除去工程において、第１ノズル層がエッチングされ、吐出層が露出した時点で当該エッチングは確実にストップする。
【０５３８】
すなわち、上記吐出特性寄与部分は予め形成された第１開口部と同一形状となる。
【０５３９】
この結果、第１ノズル層に吐出層を設けることなく上記第１ノズル穴の吐出特性寄与部分を第１ノズル層に直接形成する場合と比較して、上記吐出特性寄与部分の形成精度を飛躍的に向上させることができる。
【０５４０】
これにより、液状物質の吐出方向や吐出量が安定し、解像度の高い描画が可能となる。
【０５４１】
また、本発明のノズルプレートの製造方法においては、上記第１除去工程の後に、第１ノズル層よりエッチングに対する耐性が低い第２ノズル層を、上記第１開口部および第１ノズル穴部を埋めるとともに第１ノズル層を覆うように形成する第２ノズル層形成工程と、該第２ノズル層をエッチングすることで、該第２ノズル層を貫通する第２ノズル穴を加工する第２ノズル穴形成工程と、を含むことが望ましい。
【０５４２】
上記方法によれば、第１ノズル層は第２ノズル穴のエッチング時のストッパとして機能し、遮蔽層等のエッチングストッパを形成することなく、第２ノズル穴形成時の第２ノズル層のエッチングを第１ノズル層にて止めることができる。
【０５４３】
したがって、上記遮蔽層等のエッチングストッパと第１および第２ノズル層とのとの線膨張率の差に起因する応力が発生することがない。
【０５４４】
この結果、ノズルプレートに大きな反りが発生することを防止でき、ノズルプレートを、例えばインクジェットヘッドと接合する際に、接合精度を上げることができるとともに、ノズルプレート自体の構造的信頼性を上げることができる。
【０５４５】
さらに、上記のような応力の発生を回避できることで、第１ノズル層に要求される剛性が減少し、第１ノズル層の層厚を小さくすることができる。すなわち、第１ノズル穴部のエッチングに伴うエッチング量が少なくなり、形成誤差を小さくできる。これにより、第１ノズル穴部を高い精度で形成することができる。
【０５４６】
さらに、第１ノズル穴および第２ノズル穴をエッチングする際、吐出層に対して１方向からエッチングを行うため、従来の方法のように、向かい合うように２方向からエッチングを行う場合に比較して、第１ノズル穴と第２ノズル穴の位置合わせが容易である。
【０５４７】
また、本発明のノズルプレートの製造方法においては、上記第１ノズル層形成工程と第１ノズル穴部形成工程との間に、第２開口部を有し、第１および第２ノズル層よりエッチングに対する耐性が高い遮蔽層を、形成された第１ノズル層上に、上記第１開口部に対応して局所的に形成する遮蔽層形成工程と、上記第２開口部を埋めるとともに第１ノズル層を覆うように第２ノズル層を形成し、しかる後に第２ノズル層をエッチングすることで、該第２ノズル層を貫通し、上記遮蔽層に達する第２ノズル穴を加工する第２ノズル穴形成工程と、を含むことが好ましい。
【０５４８】
上記方法によれば、遮蔽層は第２ノズル穴のエッチング時のストッパとして機能し、第２ノズル穴のエッチングを遮蔽層で確実に止めることができる。また、第２ノズル層をエッチングする際、第２ノズル穴が遮蔽層を貫通することがないので、第１ノズル層の厚さが一定に保たれる。
【０５４９】
換言すれば、遮蔽層によって第２ノズル穴加工の終点を、遮蔽層の表面に精度良く設定することができるので、第１ノズル層が第２ノズル穴加工時のオーバーエッチによって損傷を受けることがなく、このため第１ノズル穴の長さを第１ノズル層の層厚で制御することができる。これによって流路抵抗が安定し、液状物質の吐出安定性が安定し、着弾精度と解像度が向上する。
【０５５０】
また、上記遮蔽層を局所的に形成するため、第１ノズル層と遮蔽層との接触部分の面積を小さくできる。これにより、第１ノズル層と遮蔽層との線膨張率の差に起因する応力の発生を抑制することができ、ノズルプレートに大きな反りが発生することを防止できる。
【０５５１】
さらに、第１ノズル穴および第２ノズル穴をエッチングする際、遮蔽層に対して１方向からエッチングを行うため、従来の方法のように、向かい合うように２方向からエッチングを行う場合に比較して、第１ノズル穴と第２ノズル穴の位置合わせが容易である。
【０５５２】
また、本発明のノズルプレートの製造方法においては、上記第２ノズル穴形成工程に連続して、上記第１ノズル穴部内の第２ノズル層を除去する第２除去工程と、上記第１開口部内の第２ノズル層を除去する第３除去工程とを行うことが好ましい。
【０５５３】
上記方法によれば、第２ノズル穴の加工工程におけるエッチング装置およびエッチング液またはエッチングガスをそのまま使って、第１ノズル穴のエッチングを行うことができる。
これにより、製造プロセスを簡略化できる。
【０５５４】
また、本発明のノズルプレートの製造方法においては、上記第２ノズル穴形成工程に連続して、上記第１ノズル穴部形成工程および第１除去工程を行うことが好ましい。
【０５５５】
上記方法によれば、第２ノズル穴の加工工程におけるエッチング装置およびエッチング液またはエッチングガスをそのまま使って、第１ノズル穴のエッチングを行うことができる。
これにより、製造プロセスを簡略化できる。
【０５５６】
また、本発明のノズルプレートの製造方法においては、少なくとも、上記吐出層表面に、上記吐出層よりエッチングに対する耐性の低い撥液膜を形成する工程と、上記第１開口部の反対側からエッチングを行い、第１ノズル穴内の撥液膜を除去する工程とを含むことが好ましい。
【０５５７】
上記方法は、吐出層の表面から第１開口部の内壁に回り込んだ撥液膜を、第１開口部の反対側からエッチングすることで除去するものである。
【０５５８】
ここで、上記吐出層は上記撥液膜のエッチングに対して高いエッチング耐性を有しているため、第１開口部内に回り込んだ撥液膜を除去するエッチング過程において、第１開口部が変形することがない。
【０５５９】
これにより、上記回り込んだ撥液膜を除去するエッチングを行う余裕度が大きくなり、十分なエッチングによって、上記回り込んだ撥液膜をほぼ完全に除去することができる。
【０５６０】
この結果、第１開口部の内部（内壁）における撥液膜の残留を回避できるため、第１開口部表面の吐出液との濡れ性の安定化ひいては吐出液滴の着弾精度を向上させることができ、したがって、描画解像度の高いノズルプレートを安定して製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、本発明の実施の形態１にかかるノズルプレートを示す斜視図、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ’矢視断面を示す説明図である。
【図２】上記ノズルプレートの変形例を断面の構成により示す説明図である。
【図３】（ａ）〜（ｇ）は、本発明の実施の形態１にかかるノズルプレートの製造方法を断面の構成により示す説明図である。
【図４】上記ノズルプレートの製造方法の変形例を断面の構成により示す説明図である。
【図５】（ａ）は、本発明の実施の形態２にかかるノズルプレートを示す斜視図、（ｂ）は、（ａ）におけるＢ−Ｂ’矢視断面を示す説明図である。
【図６】（ａ）〜（ｇ）は、本発明の実施の形態２にかかるノズルプレートの製造方法を断面の構成により示す説明図である。
【図７】実施の形態２にかかる補強板の構成を説明する斜視図である。
【図８】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施の形態１にかかるノズルプレートの他の製造方法を断面の構成により示す説明図である。
【図９】本発明の実施の形態１にかかるノズルプレートの他の製造方法を断面の構成により示す説明図である。
【図１０】（ａ）（ｂ）は、ノズル層と補強板との接合方法を説明する模式図である。
【図１１】（ａ）は、本発明の実施の形態３にかかるノズルプレートを示す斜視図、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ’矢視断面を示す説明図である。
【図１２】上記ノズルプレートの変形例を断面の構成により示す説明図である。
【図１３】（ａ）〜（ｇ）は、本発明の実施の形態３にかかるノズルプレートの製造方法を断面の構成により示す説明図である。
【図１４】上記ノズルプレートの製造方法の変形例を断面の構成により示す説明図である。
【図１５】（ａ）は、本発明の実施の形態４にかかるノズルプレートを示す斜視図、（ｂ）は、（ａ）におけるＢ−Ｂ’矢視断面を示す説明図である。
【図１６】（ａ）〜（ｇ）は、本発明の実施の形態４にかかるノズルプレートの製造方法を断面の構成により示す説明図である。
【図１７】（ａ）〜（ｃ）は、撥液膜のエッチング除去工程を説明する説明図である。
【図１８】実施の形態３にかかるノズルプレートの変形例を断面の構成により示す説明図である。
【図１９】（ａ）は、従来のノズルプレートを示す斜視図、（ｂ）は、（ａ）におけるＣ−Ｃ’矢視断面を示す説明図である。
【符号の説明】
１  第１ノズル層
２  第２ノズル層
３、３０  ストッパ層（遮蔽層）
４、４０  撥液膜
８、８０  ノズルプレート
１０  ノズル層
２０  補強板
１１ａ、１１０ａ  第１ノズル穴
１１ｂ、１１０ｂ  第２ノズル穴
１１ｃ  （液状物質の）吐出口（開口部）
１１ｃ１吐出層の開口部（第１開口部）
１１ｄ  第１ノズル穴部
１１ｄ１遮蔽層の開口部（第２開口部）
１４  吐出層
【図１】
2005066890.tif 000007
【図２】
2005066890.tif 000008
【図３】
2005066890.tif 000009
【図４】
2005066890.tif 000010
【図５】
2005066890.tif 000011
【図６】
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【図７】
2005066890.tif 000013
【図８】
2005066890.tif 000014
【図９】
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【図１０】
2005066890.tif 000016
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
2005066890.tif 000020
【図１５】
2005066890.tif 000021
【図１６】
2005066890.tif 000022
【図１７】
2005066890.tif 000023
【図１８】
2005066890.tif 000024
【図１９】
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【手続補正書】
【提出日】平成16年10月8日(2004.10.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液状物質を吐出する一つ以上の第１ノズル穴を有するノズル層と、上記第１ノズル穴に連通するとともに上記液状物質の供給を受ける第２ノズル穴を有し、上記ノズル層に固着される補強板と、ノズル層よりエッチングに対する耐性が高く、少なくとも、第１ノズル穴および第２ノズル穴の連通部の周囲に形成された遮蔽層とを備えると共に、
上記遮蔽層は第２ノズル穴の開口範囲内に形成されていることを特徴とするノズルプレート。
【請求項２】
上記第１ノズル穴は、上記第１ノズル層の貫通部と上記遮蔽層の貫通部とから構成されていることを特徴とする請求項１に記載のノズルプレート。
【請求項３】
上記ノズル層が高分子有機材料によって形成され、上記遮蔽層が金属材料、無機酸化物材料、無機窒化物材料のうちの少なくとも１つによって形成され、上記補強板がＳｉ、無機酸化物材料、高分子有機材料のうちの少なくとも１つによって形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のノズルプレート。
【請求項４】
上記ノズル層がポリイミド樹脂で構成され、上記遮蔽層がＴｉ、Ａｌ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｗ、Ｎｂ、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＮから選定される少なくとも１つの材料で構成され、補強板がＳｉ、ガラス、Ａｌ2Ｏ3の少なくとも１つを主成分とするセラミック材料あるいはポリイミド樹脂から構成されていることを特徴とする請求項１、２または３に記載のノズルプレート。
【請求項５】
上記ノズル層がＳｉ、ＳｉＯ2、Ｓｉ3Ｎ4のうちの少なくとも１つを主成分とする材料によって構成され、上記遮蔽層がＡｌ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｌ酸化物、Ａｌ窒化物のうちの少なくとも１つを主成分とする材料で構成され、上記補強板が、Ｓｉ、ガラス、Ａｌ2Ｏ3のうちの少なくとも１つを主成分とするセラミック材料あるいはポリイミド樹脂によって形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のノズルプレート。
【請求項６】
液状物質を吐出するための第１ノズル穴を有する第１ノズル層と、第１ノズル穴に連通し、上記液状物質の供給を受けるための第２ノズル穴を有する第２ノズル層とを備えたノズルプレートにおいて、開口部を有し、第１ノズル層よりエッチングに対する耐性の高い吐出層が、第１ノズル層の液状物質吐出側の面に接するように形成されており、上記第１ノズル穴は、第１ノズル層を貫通して上記開口部に連通していると共に、
上記吐出層は、第１ノズル層内に形成されていることを特徴とするノズルプレート。
【請求項７】
上記吐出層の主成分が無機材料であることを特徴とする請求項６に記載のノズルプレート。
【請求項８】
第１ノズル穴における第１ノズル層の貫通部を第１ノズル穴部としたとき、
上記吐出層の外形は、吐出層と第１ノズル層との境界面における第１ノズル穴部の外形より大きいことを特徴とする請求項６に記載のノズルプレート。
【請求項９】
上記吐出層は開口部の周囲に、局所的に形成されていることを特徴とする請求項６に記載のノズルプレート。
【請求項１０】
上記第１ノズル層と第２ノズル層との間に第１ノズル層よりエッチングに対する耐性が高い遮蔽層が局所的に介在し、上記第１ノズル穴は遮蔽層を貫通して第２ノズル穴に連通していることを特徴とする請求項６に記載のノズルプレート。
【請求項１１】
上記遮蔽層は、第２ノズル層よりエッチングに対する耐性が高く、上記遮蔽層の外形は、第１ノズル穴と第２ノズル穴との連通部における第２ノズル穴の外形より大きいことを特徴とする請求項１０に記載のノズルプレート。
【請求項１２】
液状物質を吐出するための第１ノズル穴を有する第１ノズル層と、第１ノズル穴に連通し、上記液状物質の供給を受けるための第２ノズル穴を有する第２ノズル層とを備えたノズルプレートにおいて、開口部を有し、第１ノズル層よりエッチングに対する耐性の高い吐出層が、第１ノズル層の液状物質吐出側の面に接するように形成されており、上記第１ノズル穴は、第１ノズル層を貫通して上記開口部に連通していると共に、
上記第１ノズル層は第２ノズル層よりエッチングに対する耐性が高いことを特徴とするノズルプレート。
【請求項１３】
液状物質を吐出するための第１ノズル穴を有する第１ノズル層と、第１ノズル穴に連通し、上記液状物質の供給を受けるための第２ノズル穴を有する第２ノズル層とを備えたノズルプレートにおいて、開口部を有し、第１ノズル層よりエッチングに対する耐性の高い吐出層が、第１ノズル層の液状物質吐出側の面に接するように形成されており、上記第１ノズル穴は、第１ノズル層を貫通して上記開口部に連通していると共に、
第１ノズル層の貫通部である第１ノズル穴部は、上記開口部との連通部が狭まったテーパ形状であることを特徴とするノズルプレート。
【請求項１４】
上記第２ノズル穴は、第１ノズル穴との連通部が狭まったテーパ形状であることを特徴とする請求項６に記載のノズルプレート。
【請求項１５】
少なくとも、上記吐出層の液状物質吐出側の面に撥液膜が形成されていることを特徴とする請求項６に記載のノズルプレート。
【請求項１６】
液状物質を吐出する第１ノズル穴を有する第１ノズル層と、上記第１ノズル穴に連通するとともに上記液状物質の供給を受ける第２ノズル穴を有し、上記第１ノズル層に固着される補強板と、第１ノズル層よりエッチングに対する耐性が高く、少なくとも、第１ノズル穴および第２ノズル穴の連通部の周囲に形成された遮蔽層と、開口部を有し、第１ノズル層よりエッチングに対する耐性が高く、第１ノズル層の液状物質吐出側の面に接するように形成された吐出層とを備え、上記第１ノズル穴は第１ノズル層を貫通して上記開口部に連通していることを特徴とするノズルプレート。
【請求項１７】
液状物質を吐出するための第１ノズル穴を有する第１ノズル層と、第１ノズル穴に連通し、上記液状物質の供給を受けるための第２ノズル穴を有する第２ノズル層とを備えたノズルプレートにおいて、開口部を有し、第１ノズル層よりエッチングに対する耐性の高い吐出層が、第１ノズル層の液状物質吐出側の面に接するように形成されており、上記第１ノズル穴は、第１ノズル層を貫通して上記開口部に連通していると共に、
上記吐出層がＡｌ、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｌ2Ｏ3、ＡｌＮのうちの少なくとも１つを主成分とする材料によって構成され、上記第１ノズル層がシリコン化合物から構成され、上記第２ノズル層が有機樹脂で構成されていることを特徴とするノズルプレート。
【請求項１８】
液状物質を吐出するための第１ノズル穴を有する第１ノズル層と、第１ノズル穴に連通し、上記液状物質の供給を受けるための第２ノズル穴を有する第２ノズル層とを備えたノズルプレートにおいて、開口部を有し、第１ノズル層よりエッチングに対する耐性の高い吐出層が、第１ノズル層の液状物質吐出側の面に接するように形成されており、上記第１ノズル穴は、第１ノズル層を貫通して上記開口部に連通していると共に、
上記吐出層がシリコン化合物から構成され、上記第１ノズル層がＡｌを主成分とする金属材料で形成され、上記第２ノズル層が有機樹脂で構成されることを特徴とするノズルプレート。
【請求項１９】
上記第１ノズル層が有機樹脂で形成され、上記吐出層が、Ｔｉ、Ａｌ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｔａ、Ｗ、Ｎｂ、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、Ｓｉ3Ｎ4、ＡｌＮから選定される少なくとも１つの材料を主成分とすることを特徴とする請求項１０に記載のノズルプレート。
【請求項２０】
上記第１ノズル層がＳｉ、ＳｉＯ2、Ｓｉ3Ｎ4のうちの少なくとも１つを主成分とする材料によって形成され、上記吐出層が、Ａｌ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｌ酸化物、Ａｌ窒化物のうちの少なくとも１つを主成分とする材料によって形成されていることを特徴とする請求項１０に記載のノズルプレート。
【請求項２１】
液状物質を吐出するための、第１開口部および第１ノズル穴部を有する第１ノズル穴と、該第１ノズル穴を有する第１ノズル層とを備えたノズルプレートの製造方法であって、
上記第１開口部を有し、第１ノズル層よりエッチングに対する耐性が高い吐出層を形成する吐出層形成工程と、
上記第１開口部を埋めるとともに吐出層を覆うような第１ノズル層を形成する第１ノズル層形成工程と、
上記第１開口部の形成位置に対応して、上記第１ノズル層に上記第１ノズル穴部を形成する第１ノズル穴部形成工程と、
上記第１ノズル穴部から第１ノズル層をエッチングし、上記第１開口部内の第１ノズル層を除去する第１除去工程とを含むことを特徴とするノズルプレートの製造方法。
【請求項２２】
上記第１除去工程の後に、
第１ノズル層よりエッチングに対する耐性が低い第２ノズル層を、上記第１開口部および第１ノズル穴部を埋めるとともに第１ノズル層を覆うように形成する第２ノズル層形成工程と、
該第２ノズル層をエッチングすることで、該第２ノズル層を貫通する第２ノズル穴を加工する第２ノズル穴形成工程と、
を含むことを特徴とする請求項２１のノズルプレートの製造方法。
【請求項２３】
上記第１ノズル層形成工程と第１ノズル穴部形成工程との間に、
第２開口部を有し、第１および第２ノズル層よりエッチングに対する耐性が高い遮蔽層を、形成された第１ノズル層上に、上記第１開口部に対応して局所的に形成する遮蔽層形成工程と、
上記第２開口部を埋めるとともに第１ノズル層を覆うように第２ノズル層を形成し、しかる後に第２ノズル層をエッチングすることで、該第２ノズル層を貫通し、上記遮蔽層に達する第２ノズル穴を加工する第２ノズル穴形成工程と、
含むこと特徴とする請求項２１のノズルプレートの製造方法。
【請求項２４】
上記第２ノズル穴形成工程に連続して、上記第１ノズル穴部内の第２ノズル層を除去する第２除去工程と、上記第１開口部内の第２ノズル層を除去する第３除去工程とを行うことを特徴とする請求項２２に記載のノズルプレートの製造方法。
【請求項２５】
上記第２ノズル穴形成工程に連続して、上記第１ノズル穴部形成工程および第１除去工程を行うことを特徴とする請求項２３に記載のノズルプレートの製造方法。
【請求項２６】
上記一連の工程の後に、少なくとも、上記吐出層表面に、上記吐出層よりエッチングに対する耐性の低い撥液膜を形成する工程と、上記第１開口部の反対側からエッチングを行い、第１ノズル穴内の撥液膜を除去する工程とを含むことを特徴とする請求項２１に記載のノズルプレートの製造方法。