(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を受け付け、電圧の印加に応じて、描画対象に当該液体を吐出するインクジェットヘッドの製造方法であって、
基板の表面に、上記液体の流路を形成する中空部であって、上記液体を吐出する吐出口を有する吐出部を備えた中空部を形成する中空部形成工程と、
上記基板の端部をエッチングすることにより、上記吐出部の少なくとも一部を当該端部から突出させる基板エッチング工程と、
上記突出した吐出部の外側表面に形成されたエッジをエッチングにより除去するエッジエッチング工程とを含んでいることを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項２】
上記エッジエッチング工程は、上記中空部と当該中空部に電気的に接続された対向電極とを電解質溶液に浸漬し、上記中空部と上記対向電極との間に電位差を付与することによってなされるエッチング処理を含むことを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項３】
上記エッジエッチング工程は、フッ素を含有するプラズマを用いてなされるエッチング処理を含むことを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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インクジェットヘッドとその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
今日、文字または画像等をシート等に印刷するプリンタとして、微細なインクの滴を用紙に吹き付けて印刷する方式を用いる、いわゆるインクジェットプリンタが広く利用されている。
【０００３】
また、近年では、従来、フォトリソグラフィ技術で加工されていた、液晶表示装置用カラーフィルタ等での微細パターンの形成や、プリント配線板での導体パターンの形成などに対して、このプリンタ技術が応用されるようになっている。
【０００４】
例えば、このインクジェット技術を応用して、微小なインクドットを描画対象（例えば、液晶表示用カラーフィルタやプリント配線板等）に塗布し、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。
【０００５】
このような微小ドット形成装置では、描画対象にインクを安定して吐出するとともに、所望される位置に高精度にインクドットを着弾させることができるインクジェットヘッドが必要となる。
【０００６】
ところで、微小なインクドットを描画対象に塗布するためには、インクジェットヘッドから吐出する液体（インク）の形状を、例えばφ１０μｍ以下といった微小形状に制御する必要がある。しかしながら、液体の形状が小さくなればなるほど、液体が有する慣性質量に比して、空気抵抗を受ける断面積の割合が大きくなる。このため、空気中を浮遊する流体に加速度を与えない吐出方法では、所望される位置にインクドットを着弾させる精度が著しく低下してしまう。
【０００７】
そこで、上記したような微小なインクドットを描画対象に的確に着弾させるためには、空気中を浮遊する流体に静電気力を印加する静電吸引方式のインクジェットが用いられる。
【０００８】
この静電吸引方式のインクジェットヘッドでは、流体を描画対象に吹き付けるために、インクジェットヘッドが備えるノズル面に形成された流体のメニスカスに対して、十分に電解集中させる必要がある。
【０００９】
そして、上記メニスカスに対して、効果的に電解集中させるためには、ノズルをできるだけ突出した筒状の構造とすることが好適である。また、描画対象に対して吐出するインクドットを微小とするためには、ノズルが備える開口部の形状はできるだけ小さいほうが望ましい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところが、インクジェットヘッドの従来の製造方法では、突出した筒状のノズルを形成する場合に、当該ノズルの外面に微小なエッジが形成される。このようなノズルを備えたインクジェットヘッドでは、上記エッジのためにインクの吐出方向が変化することにより、描画品質が著しく劣化するという問題が生ずる。
【００１１】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、一定の方向にインクを吐出することのできるインクジェットヘッドを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のインクジェットヘッドは、上記の課題を解決するために、液体を受け付け、電圧の印加に応じて、描画対象に当該液体を吐出するインクジェットヘッドであって、基板と、上記基板の表面に設けられ、上記液体の流路を形成する中空部とを備え、上記中空部は、上記液体を吐出する吐出口を有する吐出部を備え、上記吐出口を形成する吐出部の少なくとも一部は、上記基板の端部から突出しており、上記突出した吐出部の、突出方向に対して略垂直な断面、または、略平行な断面、の形状に含まれる内角のうち、当該吐出部の外側表面によって形成される内角は全て２０°よりも大きいものであることを特徴としている。
【００１３】
上記の構成によれば、液体の流路を形成する中空部は基板の表面に設けられている。そのため、基板の内部に中空部を形成する場合に比べて、簡単に当該中空部を形成することができる。
【００１４】
また、吐出口を形成する吐出部の少なくとも一部は、基板の表面の端部から突出しているため、突出した吐出部の先端部に電界が集中しやすくなる。それゆえ、印加する電圧を下げることができ、液体を安定して吐出することができる。
【００１５】
また、突出した吐出部の、突出方向に対して略垂直な断面、または、略平行な断面の形状に含まれる内角には、当該吐出部の外側表面によって形成される内角もあれば、液体の流路を囲む、吐出部の内側表面によって形成される内角もある。このうち、当該吐出部の外側表面によって形成される内角が全て２０°よりも大きいものである。このことは、吐出部の外側表面には２０°以下の角を形成する鋭角なエッジが存在していないことを意味している。
【００１６】
吐出部の外側表面に２０°以下の鋭角なエッジが存在している場合には、当該エッジを核としてテーラーコーン（電界が集中することによって形成される液膜）が発生する。このテーラーコーンの発生により、液滴が所定の方向以外の方向に飛翔する可能性が高まる。
【００１７】
上記の構成では、吐出部の外側表面には２０°以下の角を形成する鋭角なエッジが存在していないため、所定の位置以外でテーラーコーンが発生する可能性を低減できる。換言すれば、テーラーコーンの発生位置を安定的に制御することができる。
【００１８】
それゆえ、吐出部からの液滴の吐出方向を一定にすることができ、当該液滴の着弾位置を精度高く決定することができる。
【００１９】
また、上記吐出部の外側表面によって形成される内角が２０°よりも大きい領域は、当該吐出部の先端から上記端部への方向に向かって、当該先端から少なくとも１０μｍの領域であることが好ましい。
【００２０】
吐出部の先端部（吐出口）に電界を集中させることにより、吐出口から液滴の飛翔が起こる。吐出部の先端部に集中した電界の影響を少なからず受けるのは、先端部から１０μｍ程度の領域である。そのため、先端部から１０μｍ程度の領域には不要なエッジが形成されていないことが好ましい。
【００２１】
上記の構成によれば、吐出部の先端から上記端部への方向に向かって、少なくとも当該吐出部の先端から略１０μｍの領域においては、吐出部の外側表面によって形成される内角は２０°よりも大きい、すなわち、不要なエッジが形成されていない。
【００２２】
それゆえ、不要なエッジを核としてテーラーコーンが発生する可能性が低減され、液滴の飛翔方向を安定させることができる。
【００２３】
また、上記吐出口を形成する吐出部の、突出方向に対して垂直な断面の面積は、当該吐出口から離れた部分における断面積よりも、当該吐出口の近傍における断面積の方が小さいことが好ましい。
【００２４】
上記の構成によれば、吐出口を形成する吐出部の、突出方向に対して垂直な断面の面積は、当該吐出口から離れた部分における断面積より小さい。すなわち、吐出部の先端部は先細りしている。
【００２５】
それゆえ、先細りした吐出部の先端部に効果的に電界を集中させることができ、当該先端部にテーラーコーンを形成することが容易となる。
【００２６】
したがって、吐出部からの液滴の吐出方向をより効果的に制御することができ、当該液滴の着弾位置をより精度高く決定することができる。
【００２７】
また、上記中空部は、上記基板に対して積層された複数の層からなるものであり、上記複数の層の少なくとも一部は、導電性の物質で形成されていることが好ましい。
【００２８】
上記の構成によれば、中空部は、基板に対して複数の層を積み重ねることにより形成されるものである。
【００２９】
それゆえ、複数の層のひとつを除去可能な層とし、当該除去可能な層を除去困難な層で囲むように積層し、その後、当該除去可能な層を除去することにより、中空構造を容易に形成することができる。
【００３０】
さらに、中空部において、基板側から吐出口に至る導電性の層が形成されているから、基板側から吐出口の方へ電荷を供給するための電気抵抗が少なくなる。
【００３１】
それゆえ、吐出する液体への電荷の蓄積速度を速めることができ、吐出の応答性を高めることができる。したがって、液滴の高速吐出を可能にすることができる。
【００３２】
本発明のインクジェットヘッドの製造方法は、上記の課題を解決するために、液体を受け付け、電圧の印加に応じて、描画対象に当該液体を吐出するインクジェットヘッドの製造方法であって、基板の表面に、上記液体の流路を形成する中空部であって、上記液体を吐出する吐出口を有する吐出部を備えた中空部を形成する中空部形成工程と、上記基板の端部をエッチングすることにより、上記吐出部の少なくとも一部を当該端部から突出させる基板エッチング工程と、上記突出した吐出部の外側表面に形成されたエッジをエッチングにより除去するエッジエッチング工程とを含んでいることを特徴としている。
【００３３】
上記の構成によれば、中空部形成工程において、液体の流路となる中空構造を有するとともに、液体を吐出する吐出口を有する吐出部を備えた中空部を基板の表面に形成する。
【００３４】
基板の表面に中空部を形成することにより、基板の内部に中空部を形成する場合に比べて、簡単に当該中空部を形成することができる。
【００３５】
そして、基板エッチング工程において、基板の端部をエッチングすることにより、エッチングされた基板上に形成されていた、吐出口を有する吐出部の少なくとも一部を当該端部から突出させる。
【００３６】
吐出口を形成する吐出部を基板の端部から突出させることにより、当該吐出部の先端部（吐出口）に電界が集中しやすくなる。それゆえ、印加する電圧を下げることができ、液体を安定して吐出することができる。
【００３７】
ただし、突出した吐出部の外側表面に鋭角のエッジが形成されている場合には、当該エッジを核としてテーラーコーンが発生する可能性がある。このテーラーコーンの発生により、液滴が所定の方向以外の方向に飛翔する可能性が高まる。
【００３８】
そこで、エッジエッチング工程において、上記エッジをエッチングにより除去することにより、所望しない位置でのテーラーコーンの発生を抑制することができ、液滴の飛翔方向を制御しやすくなる。したがって、液滴の着弾位置を精度高く決定することができる。
【００３９】
また、上記エッジエッチング工程は、上記中空部と当該中空部に電気的に接続された対向電極とを電解質溶液に浸漬し、上記中空部と上記対向電極との間に電位差を付与することによってなされるエッチング処理を含むことが好ましい。
【００４０】
上記のエッチング処理では、導電性の物質からなる鋭角なエッジに電界が集中することにより、当該鋭角なエッジが優先的にエッチングされる。そのため、突出した中空部の外側表面に形成されたエッジが鋭角なものであり、かつ導電性の物質からなるものであれば、当該エッジは優先的にエッチングされる。
【００４１】
それゆえ、上記の構成によれば、突出した中空部の外側表面に形成された鋭角で導電性のエッジを効率良く除去することができる。
【００４２】
さらに、中空部と対向電極とに負荷する電圧を制御することで、エッチング条件を簡便に制御することができるため、適切な条件下で上記エッジを除去することができる。
【００４３】
また、上記エッジエッチング工程は、フッ素を含有するプラズマを用いてなされるエッチング処理を含むことが好ましい。
【００４４】
ＳｉＯ２膜など、Ｓｉ系の化合物はフッ素を含有するプラズマによって、良好にエッチングされる。そのため、吐出部の外側表面に、Ｓｉ系の化合物からなるエッジが形成されている場合には、当該エッジは優先的にエッチングされる。
【００４５】
それゆえ、上記の構成によれば、突出した中空部の外側表面に形成された、Ｓｉ系の化合物からなるエッジを効率良く除去することができる。
【発明の効果】
【００４６】
本発明のインクジェットヘッドは、以上のように、液体を受け付け、電圧の印加に応じて、描画対象に当該液体を吐出するインクジェットヘッドであって、基板と、上記基板の表面に設けられ、上記液体の流路を形成する中空部とを備え、上記中空部は、上記液体を吐出する吐出口を有する吐出部を備え、上記吐出口を形成する吐出部の少なくとも一部は、上記基板の端部から突出しており、上記突出した吐出部の、突出方向に対して略垂直な断面、または、略平行な断面、の形状に含まれる内角のうち、当該吐出部の外側表面によって形成される内角は全て２０°よりも大きいものである構成である。
【００４７】
それゆえ、吐出部からの液滴の吐出方向を一定にすることができ、当該液滴の着弾位置を精度高く決定することができるため、品質の高い描画を行うことができるという効果を奏する。
【００４８】
本発明のインクジェットの製造方法は、以上のように、液体を受け付け、電圧の印加に応じて、描画対象に当該液体を吐出するインクジェットヘッドの製造方法であって、基板の表面に、上記液体の流路を形成する中空部であって、上記液体を吐出する吐出口を有する吐出部を備えた中空部を形成する中空部形成工程と、上記基板の端部をエッチングすることにより、上記吐出部の少なくとも一部を当該端部から突出させる基板エッチング工程と、上記突出した吐出部の外側表面に形成されたエッジをエッチングにより除去するエッジエッチング工程とを含んでいる構成である。
【００４９】
それゆえ、吐出部の外側表面に形成された不要なエッジを効率良く、かつ、簡便に除去することができ、その結果、吐出安定性の良好なインクジェットヘッドを容易に製造することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５０】
〔比較例〕
本発明のインクジェットヘッドについて説明する前に、本発明のインクジェットヘッドの開発過程で生まれた比較例としてのインクジェットヘッドについて、先に説明を行う。
【００５１】
本発明の比較例について図１５〜図１８に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【００５２】
本比較例では、微小なインクドットを吐出するインクジェットヘッド８０について説明する。図１５は、本比較例のインクジェットヘッド８０の構成を示す斜視図である。同図に示すように、インクジェットヘッド８０は、基板８１、液体流路部８２、マニホールド８３、および実装部８５を備えている。
【００５３】
基板８１は、その面が結晶格子のミラー指数が（１００）面であるシリコンからなるものである。
【００５４】
液体流路部８２は、描画対象に噴射するインクが流れる通路であり、当該液体流路部８２の内部をインクが通過できるように貫通孔を有する構造となっている。インクジェットヘッド８０では、液体流路部８２は、基板８１の面上に３つ形成されており、各液体流路部８２同士は、１６９μｍピッチ間隔で配置されている。
【００５５】
図１６は、液体流路部８２の構造および製造方法を説明するための断面図である。図１６（ａ）に示すように、液体流路部８２は、下部流路層９１と上部流路層９２とによって形成される。下部流路層９１と上部流路層９２とは、それぞれ厚さが２μｍの、Ｎｉを主成分とする導電体で構成されている。
【００５６】
図１５に示すように、この液体流路部８２は、その両端部に、描画対象に吐出するインクを供給するための液体供給口８９を有する供給部８８と、インクを描画対象に吐出するための吐出口８７を有する吐出部８６とを備えている。吐出部８６の一部は、液体流路部８２が形成されている、基板８１の端部９０から突出している。
【００５７】
マニホールド８３は、液体流路部８２のそれぞれに、インクを供給するためのものであり、絶縁体物質によって構成されている。マニホールド８３は、液体流路部８２をそれぞれ覆い、その端部では基板８１と接するように、基板８１の表面上に設けられている。
【００５８】
また、マニホールド８３は、その内部に流体供給孔８４を、液体流路部８２と同数分だけ備えている。そして、この流体供給孔８４のそれぞれは、各液体供給口８９に対応するように設けられている。
【００５９】
実装部８５は、インクを描画対象に吐出するように制御する吐出信号が印加されるものであり、ワイヤーボンディングなどの実装技術によって図示しないフレキシブル基板などの外部信号伝達手段と電気的に接続されている。
【００６０】
（液体流路部８２の形成方法）
次に、液体流路部８２の形成方法について図１６を参照しつつ説明する。
【００６１】
図１６（ａ）に示すように、まず、基板８１の表面に、絶縁層９３を介して、下部流路層９１の下地層９４を形成した後に、Ｎｉの選択メッキによって下部流路層９１を０．５〜４μｍの厚さに形成する。
【００６２】
次に、下部流路層９１の上にフォトレジストによって液体流路層９５を０．５〜５μｍの厚さで形成した後に、上部流路層９２の下地層（Ｎｉを含む膜，図示せず）、Ｎｉメッキからなる上部流路層９２を順次形成する。
【００６３】
その後、図１６（ｂ）に示すように、下部流路層９１の下地層９４および上部流路層の下地層の余分な部分をエッチングによって除去する。
【００６４】
そして、吐出部８６の先端部、およびこの下層にある絶縁層９３をＡｒを用いたドライエッチングまたはＣＦ４ガスを用いたドライエッチングによって除去し、吐出口８７を形成する。この工程の詳細については後述する。
【００６５】
（液体流路部８２の形成方法における問題点）
次に上述した液体流路部８２の形成方法における問題点について、図１６を参照しつつ説明する。
【００６６】
図１６（ａ）に示すように、上部流路層９２または下部流路層９１は、それぞれの下地層の上に形成されている。上部流路層９２と下部流路層９１との剥離によるインクジェットヘッドの構造的な破壊を防止するために、ドライエッチングによって余分な下地層を除去することが好ましい。
【００６７】
上記下地層を除去した場合には、上部流路層９２または下部流路層９１のシャドウイング効果によって、図１６（ｂ）に示すように、上部流路層９２または下部流路層９１のごく近傍の下地層が除去されずに残留し、残留物９６となる。
【００６８】
また、上部流路層９２および下部流路層９１がメッキ法によって選択的にレジスト等のマスク材によって制限された所定の領域のみに形成される場合には、吐出部８６の断面は、図１６（ｃ）に示すように、台形を上下さかさまに置いたようないわゆる逆テーパーの側壁形状となる。このような形状の場合には、下地層の残留物９６がさらに生じやすくなる。
【００６９】
次に、吐出部８６の先端部のエッチングプロセスにおける問題点について、図１７を参照しつつ説明する。図１７は、吐出部８６の先端部のエッチングプロセスを説明するための断面図である。同図では簡略化のために上記下地層を省略している。
【００７０】
同図（ａ）に示すように、吐出部８６の先端部の位置をフォトレジストなどのマスク材９７で決定し、ドライエッチングによって吐出部８６をエッチングすることによって吐出口８７を形成する。
【００７１】
上記のように、Ｎｉメッキ膜をドライエッチングで加工すると、エッチングされた被加工物（ここではＮｉ膜）の一部は、図１７（ｂ）に示すように、フォトレジストなどの側面に再付着物９８として再付着する。この再付着物９８はエッチングプロセスが終了し、フォトレジストなどのマスク材をアセトンなどの溶剤で除去する場合に、図１７（ｃ）に示すように吐出部８６の加工端部に「ツノ」のように残留する。
【００７２】
以上、説明したように、インクジェットヘッド８０は、吐出部８６の側面または吐出口８７の上部に残留物９６またはツノ状の再付着物９９が形成されたものとなる。
【００７３】
（インクジェットヘッド８０における問題点）
次に、インクジェットヘッド８０に吐出信号を印加した場合のインクの吐出状態について、図１８を参照しつつ説明する。図１８は、インクジェットヘッド８０のインクの吐出状態を示す断面図である。
【００７４】
同図（ａ）は、吐出部８６の長手方向に対して垂直な断面を示す断面図である。同図に示すように、下部流路層９１の側面に残留物９６が不均一に形成されている。残留物９６の頂角は約１０°であり、残留物９６は急峻なエッジとなっている。
【００７５】
このような残留物９６を有するインクジェットヘッド８０にインクを充填し、吐出電圧を印加すると、吐出口８７の近傍に形成された残留物９６を核としてテーラーコーン（電界が集中することによって形成されるインク液膜）１００が発生し、本来、吐出部８６の伸長方向に吐出されるべき液滴１０１が、残留物９６が形成された方向にずれて飛翔する。
【００７６】
残留物９６は加工制御によって安定に形成されるものではなく、形成される位置や形状は不安定であるため、テーラーコーン１００の形成位置やテーラーコーン１００の伸びる方向は不安定となり、液滴１０１の飛翔方向が予測できなくなる。
【００７７】
また、インクジェットヘッド８０のように複数のノズルを配列した、いわゆるマルチノズルヘッドにおいては、それぞれのノズルの液滴飛翔方向が不均一となり、媒体に描画された画像の品質が著しく悪くなる。
【００７８】
図１８（ｂ）は、吐出口８７の近傍における長手方向の断面を示す断面図である。同図に示すように、吐出口８７の上部には、吐出口８７の加工時に発生したツノ状の再付着物９９が形成されている。ツノ状の再付着物９９の頂角は約１０°であり、ツノ状の再付着物９９は急峻なエッジとなっている。
【００７９】
上記のようなツノ状の再付着物９９を有するインクジェットヘッド８０にインクを充填し、吐出電圧を印加すると、ツノ状の再付着物９９を起点としてテーラーコーン１００が発生し、吐出部８６の伸長方向（矢印１０２の方向）に液滴１０１が飛翔せずに、ツノ状の再付着物９９が形成された方向にずれて飛翔する。
【００８０】
ツノ状の再付着物９９は加工制御によって安定に形成されるものではなく、形成される位置や形状が不安定であるため、テーラーコーン１００の形成位置やテーラーコーン１００の伸びる方向が不安定となり、液滴１０１の飛翔方向が予測できなくなる。
【００８１】
また、インクジェットヘッド８０のように複数のノズルを配列したいわゆるマルチノズルヘッドにおいては、それぞれのノズルの液滴飛翔方向が不均一となり、媒体に描画された画像の品質が著しく悪くなる。
【００８２】
以上のように、インクジェットヘッド８０は、液滴の飛翔方向が残留物９６またはツノ状の再付着物９９によって不均一に変化するため、ノズル間の液滴吐出方向がそろわず、これによって描画品質が著しく劣化するという問題を有している。
【００８３】
〔実施の形態１〕
本発明の実施の一形態について図１〜図１４に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【００８４】
（インクジェットヘッドの構成）
まず、本実施の形態に係るインクジェットヘッド１の構成について、図１および図２を参照して説明する。図２は、インクジェットヘッド１の概略構成を示す斜視図である。
【００８５】
本実施の形態のインクジェットヘッド１は、微細な液滴を描画対象に対して吐出するものである。なお、上記液滴を形成する液体の一例として、インクを挙げて以下の説明を行う。なお、液体としてはインクに限らず、インクジェットヘッド１から飛翔可能な液滴を形成できれば足り、粘性については特に限定を要しない。
【００８６】
インクジェットヘッド１は、インクに電界を付与し、静電反発力により当該インクを描画対象に吐出する、いわゆる静電吐出型のインクジェットのヘッドである。このインクジェットヘッド１は、電圧が印加されると、当該インクジェットヘッド１が備える液体流路部３の吐出口５１の近傍に電界を集中させ、描画対象に微細なインクを吐出する。
【００８７】
インクジェットヘッド１は、微小ドットによる微細パターンを描画対象（例えば、液晶表示用カラーフィルタやプリント配線板等）に形成するための微小ドット形成装置（不図示）に備えられており、下記に示す構成となっている。
【００８８】
すなわち、インクジェットヘッド１は、図２に示すように、基板２、液体流路部３、マニホールド６、および実装部７を備えている。
【００８９】
基板２は、液体流路部３を支持する部材であり、単結晶シリコンによって形成されている。液体流路部３を支持する基板２の面は、結晶格子のミラー指数が（１００）の面である。
【００９０】
液体流路部３（中空部）は、描画対象に噴射するインクが流れる通路であり、当該液体流路部３の内部をインクが通過できるように貫通孔を有する構造となっている。インクジェットヘッド１では、液体流路部３は、基板２の面上に３つ形成されており、各液体流路部３同士は、１６９μｍピッチ間隔で配置されている。そして、この液体流路部３は、その両端部に、インクを供給するための供給部４と、インクを描画対象に吐出するための吐出部５とを備えている。
【００９１】
供給部４は、インクを供給するための孔である液体供給口４１を有しており、この液体供給口４１を介して液体流路部３にインクが供給される。なお、各液体流路部３が有する液体供給口４１は、同一線上に位置するように配置されている。
【００９２】
吐出部５は、供給部４から延びており、インクを吐出するための吐出口５１をその末端部に有している。この吐出部５の一部は、基板２の端部２２から突出している。本実施形態では、基板２の端部２２から突出する吐出部５の長さ（突出長）を５０μｍ以上としている。
【００９３】
液体流路部３の幅は、供給部４における幅よりも吐出部５における幅のほうが小さくなるように構成されている。すなわち、液体流路部３の内部における高さ方向の大きさは０．５〜５μｍで略一定であるが、液体流路部３内部の幅方向の大きさは、吐出口５１近傍では０．５〜６μｍ、液体供給口４１近傍では５０〜１００μｍとなり、吐出口５１と液体供給口４１とにおいて断面積が変化するように構成されている。
【００９４】
また、吐出部５全体の形状は、長さ方向の大きさが５０μｍ以上、幅方向の大きさが２〜１０μｍ、高さ方向の大きさが２〜１０μｍである。また、吐出口５１は、幅方向に０．５〜６μｍ、高さ方向に０．５〜５μｍの略長方形形状をしている。
【００９５】
なお、上記長さ方向とは、液体流路部３において、供給部４から吐出口５１に向かって液体が流れる方向（液体流路部３における長手方向）であり、上記高さ方向とは、液体流路部３が形成されている、基板２の面に対して垂直となる方向である。また、上記幅方向とは、上記基板２の面において供給部４から吐出口５１に向かう方向に直角となる方向である。
【００９６】
マニホールド６は、供給部４にインクを供給するためのものであり、絶縁体物質によって構成されている。このマニホールド６は、図２に示すように、基板２の上面に配置された液体流路部３の液体供給口４１を覆うように、基板２の上面に設けられている。
【００９７】
さらに、このマニホールド６は、その内部に流体供給孔６１を、供給部４と同数分だけ備えている。そして、流体供給孔６１と液体供給口４１とが通じるようにマニホールド６の端面が、供給部４に接合されている。なお、液体供給口４１との当接部において、流体供給孔６１は、液体供給口４１よりも大きいことが好ましい。
【００９８】
なお、上記断面積とは、流体供給孔６１において、液体流路部３の液体供給口４１と接する部分の面積であり、上記深さ方向とは、液体流路部３が備えられている基板２の面に対して垂直な方向であり、上記の「高さ方向」と同一方向である。
【００９９】
また、上記マニホールド６の流体供給孔６１は、供給部４と接する側とは反対側で不図示の共通液体室に接合されている。そして、この共通液体室からすべての流体供給孔６１に液体が供給されるように構成されている。
【０１００】
実装部７は、インクを描画対象に吐出するように制御する吐出信号が印加されるものである。実装部７は、吐出部５が接続されている側面とは反対側の、供給部４の側面に位置しており、液体流路部３の一部から形成されている。
【０１０１】
また、この実装部７は、ワイヤーボンディングなどの実装技術によって図示しないフレキシブル基板などの外部信号伝達手段と電気的に接続されている。
【０１０２】
なお、実装部７は、後述する下部流路層３２または上部流路層３３のいずれから形成されていてもよい。すなわち、実装部７は、少なくとも導電体である下部流路層３２または上部流路層３３と電気的に接続されているものであればよい。
【０１０３】
（液体流路部３の構造）
次に、液体流路部３の構造について、図１、３、４を参照しつつ説明する。
【０１０４】
図１は、図２に示す吐出部５の矢印Ｂから見た断面図である。また、図３は、図２に示す液体流路部３（供給部４）の矢印Ａから見た断面図である。
【０１０５】
液体流路部３は、インクの流路を形成する中空の部材であり、基板に複数の層を積み重ねることによって形成されるものである。上記複数の層を積み重ねる場合に、特定の手段によって除去可能な層を除去困難な層で囲むように積層した後に、除去可能な層を除去すれば、中空構造を形成することができる。
【０１０６】
上記複数の層の数は特に限定されないが、中空構造を形成するという目的を考えれば、１層の除去可能な層を２層の除去困難な層で囲めばよく、最低３層を積み重ね、除去可能な層を除去することにより、２層からなる液体流路部３を形成すればよい。
【０１０７】
そこで、本実施形態の液体流路部３は、図３に示すように、主として下部流路層３２と上部流路層３３とによって形成されている。
【０１０８】
下部流路層３２と上部流路層３３とは、それぞれ厚さが０．５〜４μｍのＮｉを主成分とする導電体で構成されている。そのため、実装部７から吐出口５１に至る導電性の層が形成されることになり、実装部７から吐出口５１へ電荷を供給するための電気抵抗が少なくなる。それゆえ、吐出するインクへの電荷の蓄積速度を速めることができ、吐出の応答性を高めることができる。
【０１０９】
なお、少なくとも下部流路層３２または上部流路層３３のいずれかがＮｉによって形成されていればよいが、後述する基板２のエッチングにおいてエッチング液による侵食を防ぐために両者がＮｉによって形成されていることが好ましい。
【０１１０】
また、液体流路部３と基板２との接合部分には、厚さが０．２μｍ〜２μｍのＳｉ酸化膜やＳｉ窒化膜などの絶縁層２１が設けられている。
【０１１１】
さらに、液体流路部３の側壁と基板２とによって形成される角の部分には、後述する下地除去プロセスにおける残留物３７が付着している。この残留物３７の頂角θ１は、１０°であり、残留物３７は急峻なエッジである。この場合、頂角θ１に隣接する角θ１′、すなわち、残留物３７の斜面と液体流路部３の側面とが、残留物３７および液体流路部３の内部で作る角、は１８０°以上となっている。
【０１１２】
一方、図１に示すように、吐出部５の矢印Ｂから見た断面においては、後述するエッチングによって、矢印Ａから見た断面で見られたような残留物３７は除去されている。そのため、同図に示すように、吐出部５の外側表面によって形成される矩形断面の四隅におけるすべての内角（角α〜δ）は略９０°である。
【０１１３】
吐出実験の結果、上記内角が２０°以下であれば、当該内角を有するエッジは所望しないテーラーコーン発生の起点となる可能性が高い。換言すれば、上記内角が２０°より大きければ、当該エッジは電界印加において不均一なテーラーコーン発生の起点となる可能性は低く、設計通りの所望の方向にインクを吐出することができる。なお、上記内角が６０°より大きければ、不均一なテーラーコーン発生の起点となるリスクを一層確実に低減することができる。
【０１１４】
したがって、上記内角は略９０°である必要は必ずしもなく、２０°よりも大きいものであればよく、略９０°の内角を有する、吐出部５の外側表面には、所望しないテーラーコーンが発生する可能性は低い。
【０１１５】
逆に、残留物３７や後述するツノ状の再付着物３８（図７参照）が形成される場合は、残留物３７やツノ状の再付着物３８の内角は２０°以下であり、残留物３７やツノ状の再付着物３８を起点にして不均一なテーラーコーンが発生する可能性が高い。
【０１１６】
なお、図１に示すように、突出した吐出部５の、突出方向に対して略垂直な断面の形状に含まれる内角には、吐出部５の外側表面によって形成される内角（角α〜δ）の他に、インクの流路を囲む、吐出部５の内側表面によって形成される内角（角α´〜δ´）もある。これら吐出部５の内側表面によって形成される内角の大きさは、所望しないテーラーコーンの発生には大きな影響は及ぼさない。
【０１１７】
また、本実施形態のインクジェットヘッド１では、ノズルの極先端からインクが吐出されるため、残留物３７が存在しない領域（外側表面によって形成される内角が略９０°である領域）は、吐出部５の先端（吐出口５１）から端部２２への方向に向かって、当該先端から少なくとも１０μｍ、好ましくは５０μｍ、最も好ましくは１００μｍの領域である。
【０１１８】
図４は、図２に示す吐出部５の矢印Ｃから見た断面図である。同図に示すように、吐出口５１が形成されている、吐出部５の先端部（破線円で囲んだ領域）には、吐出口５１の加工に伴う再付着物であるツノ状の再付着物が存在しない。
【０１１９】
そのため、上記断面に含まれる内角のうち、吐出部５の外側表面によって形成される内角（角ε、ζ）は略９０℃である。したがって、所望しないテーラーコーンが吐出口５１の周囲に形成される可能性が低減される。
【０１２０】
以上のように、本実施形態のインクジェットヘッド１においては、吐出部５の少なくとも先端部（先端から１０μｍの領域）に残留物が存在しないため、テーラーコーンの形成位置を安定的に制御することができる。さらに、インクジェットヘッド１においては、吐出部５の先端部にエッチングによる再付着物で形成されたツノ状の再付着物が存在しないため、テーラーコーンの形成位置を安定的に制御することができ、ノズル間の吐出方向を均一にすることができる。そのため、インクジェットヘッド１は、品質の高い描画を行うことができる。
【０１２１】
（インクジェットヘッド１の製造方法）
（液体流路部３の形成工程）
次に、インクジェットヘッド１の製造方法について説明する。まず、液体流路部３の形成工程について、図５（ａ）〜図５（ｅ）および図６を参照しつつ説明する。図５（ａ）〜図５（ｅ）は、液体流路部３の形成工程を示すものであり、液体流路部３の矢印Ａから見た断面図である。
【０１２２】
まず、（１００）単結晶シリコンにより構成される基板２に絶縁層２１を形成する（図５（ａ））。この絶縁層２１の形成工程では、通常の熱酸化法によって０．２μｍ〜５μｍの厚さで、絶縁層２１としてシリコン酸化膜が形成される。
【０１２３】
なお、絶縁層２１の層厚は、この絶縁層２１の上に形成される液体流路部３と基板２との絶縁性を確保するために十分となる層厚に設定することが望ましい。しかしながら、この層厚を厚く設定しすぎると、インクジェットヘッド１の製造プロセスに要する時間が不必要に長くなるため、絶縁層２１の層厚は０．２μｍ〜５μｍが好適である。
【０１２４】
次に、絶縁層２１に下地層３６を形成し、下部流路層３２を形成する（図５（ｂ））。下部流路層３２は、Ｎｉを主成分とする金属材料を用いてメッキ法によって形成されており、さらに詳細には上記Ｎｉのメッキ膜はＴａ（５０ｎｍ）とＮｉ（５０ｎｍ）の積層膜である下地膜を介して絶縁層２１上に被着される。
【０１２５】
ここで、下地層３６は密着層として機能するＴａ膜とメッキのためのシード層として作用するＮｉ膜との積層膜の形で形成されるが、この形成には下地密着性の良好なスパッタ法を用いることが望ましく、さらにＴａとＮｉとの積層に際してはこの順に大気に曝すことなく成膜することが望ましい。
【０１２６】
次に、下部流路層３２が、予めメッキ付着領域をレジスト等によって制限する選択メッキによって０．５〜４μｍの厚さで形成される。ただし、下部流路層３２の下地層３６は、下部流路層３２の形成後、Ａｒを用いたドライエッチングによって除去される。このとき、下地層３６は１００ｎｍと薄いので、エッチングにおいては下部流路層３２のパターンをそのままマスクとして使用することができ、特段のフォトレジスト等によるマスクを作成する必要はない。またこのとき、上述したように下地層３６の残留物が下部流路層３２のパターンのシャドウイング効果によって当該下部流路層３２のパターンに沿って残留する。
【０１２７】
なお、先行技術では、上記エッチングとして湿式エッチングを行っているが、本発明者の検討の結果、湿式エッチングでは上部流路層３３と下部流路層３２との界面にエッチャントが侵入し、上部流路層３３と下部流路層３２とが剥離し、インクジェットヘッド１を安定して製造することができないことが明らかとなっている。一方、上記下地層の除去をＡｒを用いたドライエッチングで行うと、上述のような製造に関する不安定性がなく、良好にインクジェットヘッド１を製造できることが分かっている。
【０１２８】
次に、下部流路層３２にフォトレジストを露光・現像によってパターニングすることにより、液体流路層３４を０．５〜５μｍの厚さで形成する（図５（ｃ））。
【０１２９】
そして、基板２上に絶縁層２１、下部流路層３２、および液体流路層３４が形成されている面の全面に対して上部流路層３３の下地層３５を蒸着によって形成する（図５（ｄ））。
【０１３０】
なお、この下地層３５は、基板２、下部流路層３２、および液体流路層３４上に、ＴｉまたはＴａを主成分とする金属材料からなる密着層と、当該密着層上に形成され、上部流路層３３をメッキするためのＮｉを主成分とするシード層とを備えている。そして、この下地層３５の厚さは、上記密着層が５０ｎｍであり、上記シード層が５０ｎｍである。
【０１３１】
また、上記密着層とシード層とは、両者の層の密着性を低下させないようにするために、同一真空中で連続して成膜する。また、上記蒸着においては、液体流路層３４の側面への、下地層３５の付着を促進するために、蒸着雰囲気にＡｒを導入し、１０−４Ｔｏｒｒ程度の真空度で成膜することが好適である。
【０１３２】
また、蒸着ではなくスパッタによって上記下地層３５を形成してもよい。
【０１３３】
次に、上部流路層３３となる領域を、フォトリソグラフィによってパターン化されたレジストパターンにより制限する。そして、メッキ法によってＮｉを主成分とする上部流路形成層を、２μｍの厚さで下地層３５上における上部流路層３３となる領域に形成する。さらに、下地層（シード層）をＡｒを用いたドライエッチング法（スパッタエッチ）によって除去する（図５（ｅ））。
【０１３４】
このとき、上述したように下地層の残留物３７が上部流路層３３のパターンのシャドウイング効果によって上部流路層３３のパターンに沿って残留する。
【０１３５】
また、上述のように選択メッキ法によって下部流路層３２と上部流路層３３とを形成した場合、液体流路部３の長手方向に対して垂直な断面は、図６に示すように、逆テーパー形状となり、上記下地層のエッチングにおいて、さらにシャドウイング効果を受ける部分が増加し、残留物３７の形状が大きくなる。なお、図６は、逆テーパー形状の液体流路部３を示す断面図である。
【０１３６】
なお、シード層および密着層の厚さはそれぞれ５０ｎｍであり、これらの層をエッチングする量は極めて少ない。このため、上部流路層３３をエッチングマスクとして使用しても、上部流路層３３の層厚は０．１μｍ減少するだけであり、インクジェットヘッド１の構成上まったく影響がない。したがって、上記密着層をエッチングするために、特段のレジストパターンを形成する必要がない。
【０１３７】
次に、ＣＦ４ガスを主成分とする反応ガスを用いたリアクティブエッチング法（ＲＩＥ）により熱酸化膜を除去する。ここでも、上部流路層３３は、当該ＣＦ４ガスを主成分とする反応ガスによるＲＩＥによってほとんどエッチングされないので、特段のレジストパターンを形成する必要がない。ただし、上記残留物３７の下には熱酸化膜も残留物の一部として残留した状態となる。
【０１３８】
（吐出口５１の形成工程および基板２のエッチング工程）
上述の工程に引き続き、吐出部５の先端部に吐出口５１を形成するとともに基板２をエッチングすることにより、吐出口５１を基板２の端部２２から突出させる。これらの工程について、図７（ａ）〜（ｄ）を用いて説明する。図７は、吐出口５１の形成工程および基板２のエッチング工程について説明するための、液体流路部３の長手方向における断面図である。
【０１３９】
上部流路層３３および下部流路層３２に形成されているパターンの長手方向における先端部、すなわち吐出部５の先端部、ならびにその下層にある絶縁層２１を、Ａｒを用いたドライエッチング、またはＣＦ４ガスを用いたＲＩＥにより除去し、吐出口５１を形成する（図７（ａ））。
【０１４０】
この吐出口５１を形成するためのエッチングにおいては、上部および下部流路層３３・３２の上にフォトレジストによるパターンを形成し、上記各液体流路層の先端部のみがエッチングされるようにパターニングする。
【０１４１】
この時、上記ドライエッチングによってエッチングされた上部流路層３３および下部流路層３２並びにそれぞれの下地層を形成する材料の一部が上記フォトレジストパターンの側面に再付着物として被着し、フォトレジスト除去後にはツノ状の再付着物３８として吐出口５１の近傍に残留する。
【０１４２】
このツノ状の再付着物３８は、約１０°以下の頂角を有する鋭角なエッジであり、このツノ状の再付着物３８を核にしてテーラーコーンが発生する可能性が高い。そのため、テーラーコーンの生成位置が不安定になり、所望の方向への液滴吐出が困難となる。なお、ツノ状の再付着物３８が形成された場合、当該ツノ状の再付着物３８の頂角θ２に隣接する吐出部５の外側表面に形成される角であって、吐出部５の外側表面と、ツノ状の再付着物３８の、上部流路層３３に対して略垂直に延びる面とによって、ツノ状の再付着物３８および上部流路層３３の内部に形成される角θ２´は１８０°以上となる（図７（ｂ）参照）。
【０１４３】
なお、本実施の形態では、吐出部５の吐出口５１が形成される端面は、（１１０）面に対して平行な直線上に配置されるように形成することが好ましい。
【０１４４】
次に、吐出口５１の近傍において基板２をダイシングなどの切断手段により切断する（図７（ｂ））。なお、この基板２を切断する場合に、ダイシングした断面２３に（１１０）面が露出するようにする。ただし、基板２において予め（１１０）面が露出している場合は、上記切断工程を省略することができる。
【０１４５】
次に、切断された基板２の端部をＳｉのエッチング液に浸漬し、Ｓｉによって形成されている当該基板２をエッチングする（図７（ｃ））。ここで、上記エッチング液として、４０ｗｔ％のＫＯＨ水溶液を８０℃に加熱したものを用いる。
【０１４６】
なお、上記エッチング液中では、上記ダイシングにおいて露出させた（１１０）面が、（１００）面および（１１１）面よりも早くエッチングされる。このため、吐出口５１の位置から液体供給口４１の方向へとエッチングが進行し、吐出部５を支持していた基板２の一部分が除去される。そして、結果として、吐出部５の一部が基板２の端部２２から突出した形状となる。
【０１４７】
また、上記エッチングは非常に再現性がよいため、エッチング時間を管理することによって、吐出部５の突出量を所望の値にすることができる。
【０１４８】
なお、基板２の表面である（１００）面もエッチングされるが、下部流路層３２のパターンエッジを基点として（１１１）面が露出したところでエッチング速度が概ね１／５００に低下し、エッチングがほとんど停止する。
【０１４９】
このように、下部流路層３２のパターンエッジを基点とした（１１１）面が露出する位置まで基板２の表面のエッチングが進行するため、結果として、図２に示すように、液体流路部３が台形形状の上に配設されることになる。
【０１５０】
なお、上記パターンエッジとは、液体流路部３の幅方向において最も大きい部分、すなわち供給部４における、（１１０）方向、すなわち、吐出口５１から供給部４に向う方向と平行となる基板２の面と接するエッジ部分である。
【０１５１】
次に、アセトンなどのレジストを溶解する溶剤、あるいは東京応化製剥離液１０６のようなレジスト剥離液を用いて、液体流路部３の内部に空隙を形成するためにレジスト（液体流路層３４）を除去する（図７（ｄ））。
【０１５２】
以上のように、本実施形態の液体流路部３は、基板２の表面に、絶縁層２１、下地層３６、下部流路層３２、液体流路層３４、下地層３５、上部流路層３３を積層し、液体流路層３４を除去することにより流路を形成している。そのため、容易に流路を形成することができるとともに、流路の設計自由度を高めることができる。
【０１５３】
（残留物３７およびツノ状の再付着物３８の除去工程）
上述の工程に引き続き、吐出部５に形成されている残留物３７およびツノ状の再付着物３８を除去する処理を行う。図８は、電解エッチングの方法を説明するための概略図である。
【０１５４】
図８に示すように、液体流路部３に通電部７２を接続し、液体流路部３を電解質溶液７４中において対向電極７３と対向させる。そして、液体流路部３に正極性の電位を印加し、対向電極７３は接地することによって、残留物３７およびツノ状の再付着物３８のエッチングを３分間行う。
【０１５５】
上記電解質溶液７４として、室温のスルファミン酸水溶液、クロム酸と燐酸の混合液、蓚酸の水溶液などを利用することができる。また、対向電極７３には、例えばＮｉ板を使用することができる。また、１．８Ｖ以上の電位差を印加した。
【０１５６】
なお、エッチング時間は３分としたが、残留物３７やツノ状の再付着物３８の除去状態を観察しながら適宜変更することが可能である。
【０１５７】
なお、電圧条件を大きくすると残留物３７およびツノ状の再付着物３８の除去に加え、吐出部５自体がエッチングされ、当該吐出部５の形状が崩れる可能性が高い。そのため、残留物３７およびツノ状の再付着物３８は除去されるが、吐出部５自体はエッチングされない条件を設定することが好ましい。
【０１５８】
（電解エッチングの利点）
上記電解エッチングでは、エッジが存在すると当該エッジの先端に電解質溶液中の電界が選択的に集中するので、電解質溶液の組成と印加電圧を適切に設定することによって、吐出部５の周囲に形成された金属膜からなる残留物３７およびツノ状の再付着物３８と言った微小なエッジを選択的に容易に除去することができる。
【０１５９】
さらに、液体流路部３の断面が、図６に示すように、逆テーパー形状であり、残留物３７が当該逆テーパーのシャドウイング部分に存在する場合であっても、上記の原理によってエッチングが進行するため、残留物３７を良好にエッチング除去することができる。
【０１６０】
（プラズマエッチングによるエッジの除去）
一方、上記下地層３６と基板２との接合面には液体流路部３と基板２とを絶縁する熱酸化膜からなる、残留物３７と同様の形状のエッジが形成される。このエッジは、ドライエッチングによって、残留物３７の形状が上記熱酸化膜に転写されることによって形成される。このエッジは絶縁物であるため上記電解エッチングでは効果的に除去することはできない。そのため、この熱酸化膜からなるエッジをフッ素を含有するプラズマを用いて除去する。
【０１６１】
上記フッ素を含有するプラズマを用いたエッチングは、円筒型のプラズマアッシング装置のような等方性プラズマ処理装置にフッ素ガスを含有する反応ガスを導入して処理することが望ましい。
【０１６２】
シリコンの熱酸化膜のようなSiの酸化物や窒化物はフッ素を含有するプラズマを用いたエッチングで高速にエッチングされる一方、Niなどの金属材料はエッチング速度が遅いので、上記熱酸化膜のみが選択的にエッチングされる。
【０１６３】
また、液体流路部３のうち、基板２の端部２２から突出した吐出部５の外周部をエッチングするため、フッ素を含有するプラズマで等方的に処理できる円筒型のプラズマ処理装置などを用いることが望ましい。
【０１６４】
また、上記プラズマ処理において、上記エッチング対象部材である液体流路部３に接地電位に対して負の電位を与えることで、上記熱酸化膜のエッジをさらに効果的にエッチングすることができる。なお、熱酸化膜は絶縁物であるので、上記電位はＲＦの形で印加することが望ましい。
【０１６５】
（マニホールド６の取り付け工程）
次に、図９（ａ）に示すように、マニホールド６を供給部４に接着剤８を用いて接着する。図９（ａ）は、マニホールド６の取り付け工程を説明するための断面図である。
【０１６６】
マニホールド６を取り付ける場合、マニホールド６の内部に備えられる流体供給孔６１の開口部分が液体流路部３の供給部４に設けられた液体供給口４１と一致するように接着する。
【０１６７】
なお、マニホールド６の接着には、エポキシ系の接着剤８を用いている。このとき、インクジェットヘッド１の後端（吐出口５１とは反対方向となるインクジェットヘッド１の端部）に設けられる実装部７には、上記接着剤８およびマニホールド６が接触しないようにする。
【０１６８】
上述したようにインクジェットヘッド１が基板２上に形成され、基板２の裏面（インクジェット１が形成される基板２の面に対して反対となる面）には微細構造物が形成されていない。このため、上記マニホールド６の接着工程において、基板２の裏面を吸着等することによって、インクジェットヘッド１を容易に固定することができる。したがって、マニホールド６の液体流路部３への接着工程を安定して行うことができる。
【０１６９】
（実装部７の取り付け工程）
次に、図９（ｂ）に示すように、ワイヤーボンディングなどの実装手段を用いて、外部の吐出信号発生装置（図示せず）と接続されたフレキシブル基板などの外部配線７１を、実装部７に電気的に接続する。図９（ｂ）は、実装部７の取り付け工程を説明するための断面図である。
【０１７０】
（マニホールドの製造工程）
次に、マニホールド６の製造方法について、図１０を参照しつつ説明する。
【０１７１】
図１０（ａ）〜図１０（ｃ）は、マニホールド６の製造工程を説明するための斜視図である。
【０１７２】
まず、ガラス材料などからなる基材１０に、ダイシングなどの機械加工方法によって、幅６０μｍ、深さ６０μｍの溝１１を形成する（図１０（ａ））。
【０１７３】
溝１１の幅は、ダイシングに使用するブレードの厚さで制御し、深さは切り込み量で制御することが好ましい。また、溝１１の間隔は、接続する液体供給口４１の間隔に合わせることが好ましい。
【０１７４】
次に、上記溝加工を行った基材１０に溝加工を行っていない平坦なガラス基板１２を、エポキシ系の接着剤で接合する（図１０（ｂ））。
【０１７５】
そして、上記基材１０とガラス基板１２とが接合された基板を、溝１１の長手方向と直交するように、ダイシングによって所定の長さに切断する（図１０（ｃ））。
【０１７６】
上記のように製造したマニホールド６を上述した取り付け工程において、液体流路部３に取り付ける。
【０１７７】
以上のように、本実施の形態のインクジェットヘッド１を安定的に製造することができる。
【０１７８】
（吐出部５の先端形状の変更例）
上述したインクジェットヘッド１が備える吐出部５の吐出口５１が形成される先端端面（液体を吐出する面）における形状は、液体流路部３の長手方向に対して略垂直に形成されていた。しかし、この吐出部５の先端端面形状はこれに限定されるものではない。
【０１７９】
例えば、図１１に示すように、吐出部５の先端端面５２が液体流路部３の長手方向に対して傾斜を持って形成されており、吐出部５の一方の側面が他方の側面よりも端部２２から突出している長さが長くなっていてもよい。図１１は、本実施の形態のインクジェットヘッド１が備える吐出部５の別の形状を示す斜視図である。なお、上記吐出部５の側面とは、基板２の液体流路部３が形成される面に対して略垂直方向に形成される、吐出部５の長手方向に延びる面である。
【０１８０】
上記の構成では、吐出口５１近傍に形成される電界は、吐出部５の上記側面のうち基板２の端部２２からより突出している方の側面と先端端面５２とによって形成される角である先鋭部５３に集中する。そして、描画対象に吐出するインクは、当該先鋭部５３から飛翔するようになる。
【０１８１】
そのため、液滴の飛翔開始位置を先鋭部５３に固定させることができ、吐出方向を安定させることができる。したがって、上記インクの描画対象への着弾精度が向上し、描画パターンの解像度を向上させることができる。
【０１８２】
また、図１２に示すように、上記吐出部５の先端部の両側面を液体流路部３の長手方向に対して傾斜させ、吐出部５の先端の略中央に先鋭部５４が形成される形状としてもよい。図１２は、本実施の形態のインクジェットヘッド１が備える吐出部５のさらなる別の形状を示す斜視図である。
【０１８３】
吐出部５の先端を上記の形状にした場合、吐出口５１の先端近傍の電界は、先鋭部５４に集中し、描画対象に吐出する液滴は当該先鋭部５４の先端から飛翔するようになる。このため、液滴の飛翔開始位置が定まり、当該液滴の描画対象への着弾精度が向上し、描画パターンの解像度を向上させることができる。
【０１８４】
（吐出部５の先端形状の形成方法）
次に、上記した２つの異なる先端面形状を有する吐出部５の形成方法について説明する。
【０１８５】
まず、先鋭部５３を有する吐出部５の形成方法について、図１３を参照しつつ説明する。図１３は、先鋭部５３を有する吐出口５１の加工工程を説明するための図であり、同図（ａ）および（ｃ）は、吐出部５の平面図であり、同図（ｂ）および（ｄ）は、吐出部５の長手方向における断面図である。
【０１８６】
先鋭部５３を有する吐出部５の先端端面５２のエッチングは以下のようにして行われる。
【０１８７】
まず、図１３（ａ）および図１３（ｃ）に示すように、吐出部５の長手方向に対して傾斜した側面を有するレジストパターン５５ａを形成する。
【０１８８】
このとき形成されるレジストパターン５５ａにおいては、図１３（ａ）に示すように、吐出部５の側面と略平行なレジストパターン５５ａの側面のうち、一方の側面が他方の側面よりも長い。また、図１３（ｃ）に示すように、レジストパターン５５ａは、上部流路層３３上に形成されている
次に、上記レジストパターン５５ａに基づいて、吐出部５の先端端面５２をエッチングする。このときのエッチング方法はドライエッチングまたは湿式エッチングなどの手法を用いればよいが、パターンを高精度に加工するためには、異方性の高いドライエッチングを用いることが望ましい。
【０１８９】
このようにレジストパターン５５ａに基づきエッチングされた吐出部５の先端端面５２の形状は、図１３（ｂ）に示すように、吐出部５の長手方向に対して傾斜した形状となる。
【０１９０】
この後、上述した処理工程と同様に、液体流路層３４を除去した後、残留物３７およびツノ状の再付着物３８の除去を行う。すなわち、上記先端端面５２のエッチングにおいて先端端面５２の上部に形成されたツノ状の再付着物３８、および、上部流路層３３と下部流路層３２との下地層をエッチングする場合にエッチングしきれずに残留した残留物３７を電界エッチングによって除去し、さらに液体流路層とシリコン基板とを絶縁する熱酸化膜の残留物をフッ素を含有するプラズマを用いて除去する。
【０１９１】
これによって、吐出部５の長手方向に対して垂直な断面の形状が有する内角がすべて略９０°となるとともに、吐出部５の先端にツノ状の再付着物が存在しない形状になる。そのため、不均一なテーラーコーン発生を抑制することができ、インクの着弾精度の高い高品位な描画が可能になる。
【０１９２】
次に、先鋭部５４を有する吐出部５の形成方法について、図１４を参照しつつ説明する。図１４は、先鋭部５４を有する吐出部５の加工処理工程におけるレジストパターニングの処理を説明する図であり、同図（ａ）および（ｃ）は、吐出部５の平面図であり、同図（ｂ）および（ｄ）は、吐出部５の長手方向における断面図である。
【０１９３】
先鋭部５４を有する吐出部５の先端端面５２のエッチングは以下のようにして行われる。
【０１９４】
まず、図１４（ａ）および図１４（ｃ）に示すように、吐出部５の長手方向に対して傾斜した側面を有するレジストパターン５５ｂを形成する。図１４（ａ）に示すように、レジストパターン５５ｂの両側面は、吐出部５の略中央部に向かって長手方向に対して傾斜している。また、このレジストパターン５５ｂは、図１４（ｂ）に示すように、上部流路層３３の上に形成されている。
【０１９５】
次に、上記レジストパターン５５ｂに基づいて、吐出部５の先端端面５２をエッチングする。このときのエッチング方法は、先鋭部５３を有する吐出部５の形成工程におけるエッチング方法と同様である。
【０１９６】
上記のように、レジストパターン５５ｂに基づきエッチングされた吐出部５の先端端面５２の形状は、図１４（ｂ）に示すように、吐出部５の両側面が長手方向に対して当該吐出部５の中央部に向かって傾斜し、先端端面５２の先端部が先鋭化した形状となる。
【０１９７】
この後、上述した処理工程と同様に、液体流路層３４を除去した後、残留物３７およびツノ状の再付着物３８の除去を行う。すなわち、上記先端端面５２のエッチングにおいて先端端面５２の上部に形成されたツノ状の再付着物３８、および、上部流路層３３と下部流路層３２との下地層をエッチングする場合にエッチングしきれずに残留した残留物３７を電界エッチングによって除去し、さらに液体流路層とシリコン基板とを絶縁する熱酸化膜の残留物をフッ素を含有するプラズマを用いて除去する。
【０１９８】
これによって、吐出部５の長手方向に対して垂直な断面の形状が有する内角がすべて略９０°となるとともに、吐出部５の先端にツノ状の再付着物が存在しない形状になる。そのため、不均一なテーラーコーン発生を抑制することができ、着弾制度の高い高品位な描画が可能になる。
【０１９９】
以上、説明したように、吐出部５の先端部に先鋭部５３または先鋭部５４を形成し、この形成に伴う残留物およびツノ状の再付着物を除去することにより、液滴を安定した方向に吐出できるインクジェットヘッドを実現することができる。
【０２００】
（効果）
以上のように、本実施形態のインクジェットヘッド１の製造工程において、当該インクジェットヘッド１の製造時に形成された不要なエッジ（残留物、ツノ状の再付着物など）を電解エッチングおよびプラズマエッチングにより除去することにより、不要なエッジを有さないインクジェットヘッドを製造することができる。
【０２０１】
そのため、インクジェットヘッド１が備える複数のノズルには、その先端部に残留物あるいはツノ状の再付着物といった鋭角なエッジがほとんどなく、当該エッジを起点にしてテーラーコーンが発生する可能性が少ない。したがって、インクの飛翔方向を精密に制御することが容易となり、結果として、描画品質が向上する。
【０２０２】
また、インクジェットヘッド１は、上述したように、基板２の裏面（液体流路部３が形成される面とは反対側の面）には微細構造物が形成されていないので、インクジェットヘッド１を簡便に固定できる。
【０２０３】
また、液体流路部３の実装工程においても基板２の表面側（液体流路部３が形成される側の面）から実装部接続のための押圧力を加えることができるので、実装部７の信頼性を向上することができる。
【０２０４】
（変更例）
なお、上記の説明では、インクジェットヘッド１の製造工程の後半において、基板エッチング→液体流路層除去→電解エッチング→マニホールド接着→実装の順で製造を行ったが、
液体流路層除去→基板エッチング→電解エッチング（フッ素プラズマ含む）→マニホールド接着→実装
液体流路層除去→基板エッチング→マニホールド接着→実装→電解エッチング
液体流路層除去→基板エッチング→実装→マニホールド接着→電解エッチング
液体流路層除去→基板エッチング→実装→電解エッチング→マニホールド接着
基板エッチング→液体流路層除去→マニホールド接着→実装→電解エッチング
基板エッチング→液体流路層除去→実装→マニホールド接着→電解エッチング
基板エッチング→液体流路層除去→実装→電解エッチング→マニホールド接着
の順に製造工程を変更することも可能である。
【０２０５】
また、上記の説明では、ノズル先端部すなわち吐出部５の先端端面はエッチングによって加工したが、ダイシングや研磨などのいわゆる機械加工法を用いて加工することも可能である。
【０２０６】
ただし、上記機械加工の際、加工部分が機械加工によるせん断力によって歪み、せん断力の方向に塑性変形が生じる。これによって、いわゆる「バリ」と言われるエッジ状の変形部分が加工部に生じる。形状は上で説明したツノ状の再付着物と類似しており、バリが存在することによって、当該バリを起点にテーラーコーンが形成され、残留物やツノ状の再付着物が存在する場合と同じように、液滴の飛翔方向が不安定になる。
【０２０７】
しかし、本発明の電解エッチングやフッ素プラズマを用いた等方性エッチングを行うことによって、上記バリを効果的に除去することができるので、液体流路層のノズル長手方向に垂直な断面の形状が有する内角が２０°より小さくなることはなく、不均一なテーラーコーン発生を抑制することができる。そのため、着弾制度の高い高品位な描画が可能なインクジェットヘッドノズルを実現できる。
【０２０８】
また、液体流路部３の吐出部５の、基板２上面の端部２２からの突出長は５０μｍ以上であったが、この突出量はこれに限定されるものではない。上記突出量は、インクの吐出安定性と、吐出部５の構造的安定性と、吐出口５１近傍に電界を集中させるために供給する電圧の大きさとを考慮して設定することができる。
【０２０９】
また、上記の液体流路部３では、下部流路層３２と上部流路層３３とは、吐出部５の先端部において略同一面を形成する構成となっていたが、下部流路層３２または上部流路層３３のいずれか一方が他方より吐出方向に延在する構造であってもよい。
【０２１０】
また、上部流路層３３および下部流路層３２は、Ｎｉを主成分とするものであるとしたが、上部流路層３３および下部流路層３２の材質は導電性のものであればよく、Ｎｉ以外の導電性の物質を主成分としてもよい。上記導電性の物質として、例えば、ＡｕやＣｒを挙げることができる。
【０２１１】
また、上述した各部材の寸法は、一例として挙げたものであり、適宜変更可能である。
【０２１２】
また、本発明のインクジェットヘッドは、液体を受け付け、電圧の印加に応じて、描画対象に該液体を吐出するインクジェットヘッドであって、基板と、上記基板上に積層され、上記基板の上面に沿った液体流路部を形成する外殻とを備え、上記液体流路部は、基板上面上に形成された下部流路層と該下部流路層上に形成された上部流路層とによって構成される上記外殻により形成されており、上記液体流路部は、外殻の端面に形成された上記液体を吐出するための吐出口を有する吐出部を備えていてもよい。
【０２１３】
また、上記吐出部の先端の少なくとも１部は、上記吐出部の長手方向の垂直面に対して傾斜していることが好ましい。
【０２１４】
また、上記外殻を構成する上部流路層または下部流路層の少なくとも一方は、金属で形成されていることが好ましい。
【０２１５】
また、本発明のインクジェットの製造方法は、基板上に液体流路部を形成する外殻を形成する工程と、外殻の端部に吐出口を形成する工程と、外殻の吐出口を有するほうの端部の下の基板を除去する工程と、外殻の少なくとも吐出口近傍の外周部をエッチングする工程とを含むものであってもよい。
【０２１６】
上記エッチング工程は、上記外殻と外殻と電気的に接続した対向電極とを電解質溶液に浸漬し、上記外殻と対向電極とに電位差を付与することによってなされる工程を含んでいることが好ましい。
【０２１７】
上記エッチング工程は、フッ素を含有するプラズマを用いてなされる工程を含んでいることが好ましい。
【０２１８】
本発明は上述した各実施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。
【産業上の利用可能性】
【０２１９】
本発明のインクジェットヘッドは、基板の面上に形成することができるため、液体流路部の形状または液体が流れる流路の形状を自由に変更でき設計の自由度が大きくなる。また、本発明のインクジェットヘッドは、一定の方向に安定してインクを吐出することのできる。そのため、吐出する液体の性質または液体を吐出する描画対象に応じて求められる様々なインクジェットヘッドに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０２２０】
【図１】図２に示すインクジェットヘッドの矢印Ａから見た断面図である。
【図２】本実施の形態のインクジェットヘッドの構成を示す斜視図である。
【図３】図２に示すインクジェットヘッドの矢印Ｂから見た断面である。
【図４】図２に示すインクジェットヘッドの矢印Ｃから見た断面図である。
【図５】本実施の形態のインクジェットヘッドが備える液体流路部の形成工程を示す断面図であり、（ａ）は絶縁層の形成工程を示す図であり、（ｂ）は下部流路層の形成工程を示す図であり、（ｃ）はレジストの形成工程を示す図であり、（ｄ）は上部流路層の下地層の形成工程を示す図であり、（ｅ）は上部流路層の形成工程を示す図である。
【図６】本実施の形態のインクジェットヘッドが備える、逆テーパー形状の液体流路部を示す断面図である。
【図７】本実施の形態のインクジェットヘッドの形成工程を示す断面図であり、（ａ）は吐出口を形成する工程を示す図であり、（ｂ）および（ｃ）は基板の端部をエッチングする工程を示す図であり、（ｄ）はレジストの除去工程を示す図である。
【図８】本実施の形態のインクジェットヘッドの製造工程に含まれる電解エッチングの方法を説明するための概略図である。
【図９】本実施の形態のインクジェットヘッドの形成工程を示す断面図であり、（ａ）はマニホールドの取り付け工程を示す断面図であり、（ｂ）は実装部の取り付け工程を示す断面図である。
【図１０】本実施の形態のインクジェットヘッドが備えるマニホールドの製造工程を示す斜視図であり、（ａ）は基材に溝を形成する工程を示す図であり、（ｂ）はガラス基板の接合工程を示す図であり、（ｃ）は基板を所定の大きさに切断する工程を示す図である。
【図１１】本実施の形態のインクジェットヘッドが備える吐出部の別の形状を示す斜視図である。
【図１２】本実施の形態のインクジェットヘッドが備える吐出部のさらに別の形状を示す斜視図である。
【図１３】本実施の形態のインクジェットヘッドが備える吐出部の別の加工工程を示す図であり、（ａ）は吐出部にレジストを積層する工程を示す平面図であり、（ｂ）は、エッチング後の吐出部の形状を示す平面図であり、（ｃ）は吐出部にレジストを積層する工程を示す断面図であり、（ｄ）はエッチングおよびレジスト除去後の吐出部の形状を示す断面図である。
【図１４】本実施の形態のインクジェットヘッドが備える吐出部のさらに別の加工工程を示す図であり、（ａ）は吐出部にレジストを積層する工程を示す平面図であり、（ｂ）は、エッチング後の吐出部の形状を示す平面図であり、（ｃ）は吐出部にレジストを積層する工程を示す断面図であり、（ｄ）はエッチングおよびレジスト除去後の吐出部の形状を示す断面図である。
【図１５】比較例のインクジェットヘッドの構成を示す斜視図である。
【図１６】比較例のインクジェットヘッドが備える液体流路部の構造および製造方法を説明するための断面図であり、（ａ）は上部流路層および下部流路層の形成状態を示す図であり、（ｂ）は下地層を削除した状態を示す図であり、（ｃ）は上部流路層および下部流路層の変形例を示すための図である。
【図１７】比較例のインクジェットヘッドが備える吐出部の先端部のエッチング工程を説明するための断面図であり、（ａ）は吐出部にマスク材を積層する工程を示す図であり、（ｂ）は吐出部のエッチング工程を示す図であり、（ｃ）はレジストを除去する工程を示す図である。
【図１８】比較例のインクジェットヘッドのインクの吐出状態を示す断面図であり、（ａ）は吐出部の長手方向に対して垂直な断面を示す断面図であり、（ｂ）は吐出部の長手方向に対して平行な断面を示す断面図である。
【符号の説明】
【０２２１】
１  インクジェットヘッド
２  基板
３  液体流路部（中空部）
５  吐出部
２２  端部
５１  吐出口
３２  下部流路層（複数の層）
３３  上部流路層（複数の層）
７３  対向電極
α    角（内角）
β    角（内角）
γ    角（内角）
δ    角（内角）
ε    角（内角）
ζ    角（内角）
【図１】
0004489649.tif 000002
【図２】
0004489649.tif 000003
【図３】
0004489649.tif 000004
【図４】
0004489649.tif 000005
【図５】
0004489649.tif 000006
【図６】
0004489649.tif 000007
【図７】
0004489649.tif 000008
【図８】
0004489649.tif 000009
【図９】
0004489649.tif 000010
【図１０】
0004489649.tif 000011
【図１１】
0004489649.tif 000012
【図１２】
0004489649.tif 000013
【図１３】
0004489649.tif 000014
【図１４】
0004489649.tif 000015
【図１５】
0004489649.tif 000016
【図１６】
0004489649.tif 000017
【図１７】
0004489649.tif 000018
【図１８】
0004489649.tif 000019