(57)【要約】【課題】薄板化処理した後にノズル孔内部に異物が侵入することがない高歩留まりのノズル基板の製造方法等を提供する。【解決手段】小径孔１１ａ先端が基材１００により閉じられ大径孔１１ｂ基端が基材１００表面に開口されて２段形状で連通されたノズル孔１１をエッチング加工によってシリコン基材１００に形成する工程と、シリコン基材１００の大径孔１１ｂ側の面にワックス層５０ａを形成する工程と、シリコン基材１００のワックス層５０ａが形成された側の面と支持基板１２０とを貼り合わせる工程と、シリコン基材１００の小径孔１１ａ側の面１００ｂを薄板化して小径孔１１ａの先端部を開口する工程と、シリコン基材１００を撥インク処理する工程と、支持基板１２０を剥離する工程と、シリコン基材１００に形れたワックス層５０ａをアルカリ性溶剤によって溶解して除去する工程を含む。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
小径孔先端が基材により閉じられ大径孔基端が基材表面に開口されて２段形状で連通されたノズル孔をエッチング加工によってシリコン基材に形成する工程と、前記シリコン基材の大径孔側の面にワックス層を形成する工程と、前記シリコン基材の前記ワックス層が形成された側の面と支持基板とを貼り合わせる工程と、前記シリコン基材の小径孔側の面を薄板化して該小径孔の先端部を開口する工程と、前記シリコン基材の小径孔側の面を撥インク処理する工程と、前記支持基板を前記シリコン基材より剥離する工程と、前記シリコン基材に形成された前記ワックス層をアルカリ性溶剤によって溶解して除去する工程を含むことを特徴とするノズル基板の製造方法。
【請求項２】
液状ワックスを常圧雰囲気下で前記シリコン基材の大径孔側の面に塗布して前記ワックス層を形成することを特徴とする請求項１記載のノズル基板の製造方法。
【請求項３】
前記液状ワックスを２０Ｐａ以下の減圧環境下で前記シリコン基材の大径孔側の面に塗布して前記ワックス層を形成することを特徴とする請求項１記載のノズル基板の製造方法。
【請求項４】
前記シリコン基材への前記液状ワックスの塗布を真空下で行なうことを特徴とする請求項３記載のノズル基板の製造方法。
【請求項５】
前記シリコン基材への前記液状ワックスの塗布をスピンコータで行うことを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載のノズル基板の製造方法。
【請求項６】
前記シリコン基材の大径側の面に形成された前記ワックス層と前記支持基板との間に貼り合せ材を設けて、前記シリコン基材と前記支持基板を貼り合わせることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のノズル基板の製造方法。
【請求項７】
前記貼り合せ剤が樹脂または両面接着シートからなることを特徴とする請求項６記載のノズル基板の製造方法。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載のノズル基板の製造方法を適用して液滴吐出ヘッドを製造することを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項９】
請求項８記載の液滴吐出ヘッドの製造方法を適用して液滴吐出装置を製造することを特徴とする液滴吐出装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノズル基板の製造方法、液滴吐出ヘッドの製造方法及び液滴吐出装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液滴を吐出するための液滴吐出ヘッドとしては、例えばインクジェット記録装置に搭載されるインクジェットヘッドが知られている。インクジェットヘッドは、記録時の騒音が極めて小さいこと、高速印字が可能であること、インクの自由度が高く安価な普通紙を使用できることなど、多くの利点を有する。この中でも記録が必要なときにのみインク液滴を吐出する、いわゆるインク・オン・デマンド方式が、記録に不要なインク液滴の回収を必要としないため、現在主流となってきている。このインク・オン・デマンド方式のインクジェットヘッドには、インクを吐出させる方法として、駆動手段に静電気力を利用したものや、圧電振動子や発熱素子等を用いたものがある。
【０００３】
インクジェットヘッドは、一般に、インク滴を吐出させるための複数のノズル孔が形成されたノズル基板と、このノズル基板に接合されノズル基板との間で上記ノズル孔に連通する吐出室、リザーバ等のインク流路が形成されたキャビティ基板とを備え、駆動部によって吐出室に圧力を加えることにより、選択されたノズル孔よりインク滴を吐出するようになっている。
【０００４】
近年、インクジェットヘッドに対して、印字、画質等の高品位化の要求が強まり、高密度化並びに吐出性能の向上が要求されている。このため、インクジェットヘッドのノズル部に関して、様々な工夫、提案がなされている。
このようなインクジェットヘッドにおいて、インク吐出特性を改善するためには、ノズル部の流路抵抗を調整し、最適なノズル長さになるように、基板の厚さを調整することが望ましい。このようなノズル基板を作製する場合、シリコン基材の一方の面からＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma）放電を用いた異方性ドライエッチングを施し、内径の異なる第１の凹部（噴射口部分となる小径凹部）と第２の凹部（導入口部分となる大径凹部）を２段に形成した後、反対の面から一部分を異方性ウェットエッチングにより掘下げ、ノズル孔の長さを調整する方法が採られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
一方、あらかじめシリコン基材を所望の厚みに研磨した後、シリコン基材の両面にそれぞれドライエッチング加工を施して、ノズル孔の噴射口部分と導入口部分を形成する方法がある（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−２８８２０号公報（第４頁−５頁、図３、図４）
【特許文献２】特開平９−５７９８１号公報（第２頁−３頁、図１、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１記載の技術では、ノズル孔が開口する吐出面がノズル基板の表面から一段下がった凹部の底面に位置するため、インク滴の飛行曲がりが生じたり、あるいはノズル孔の目詰まりの原因となる紙粉、インク等が吐出面である凹部底面に付着したとき、これらをゴム片あるいはフェルト片等で払拭するが、ワイピング作業は容易ではなかった。
【０００８】
特許文献２記載の技術では、製造工程中にシリコン基材が割れ易く、そのため高価になってしまう。また、ドライエッチング加工の際に、加工形状が安定するように基材の裏面からＨｅガス等で冷却を行うが、ノズル孔の貫通時にＨｅガスがリークして、エッチングが不可能になる場合があった。
【０００９】
本発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、シリコン基材を薄板化加工するときには貼り合せ材を貼り合せてシリコン基材を破損させることがなく、加工処理後にはノズル孔内部に貼り合せ材等の異物が侵入することがない、高歩留まりのノズル基板の製造方法、液滴吐出ヘッドの製造方法及び液滴吐出装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係るノズル基板の製造方法は、小径孔先端が基材により閉じられ大径孔基端が基材表面に開口されて２段形状で連通されたノズル孔をエッチング加工によってシリコン基材に形成する工程と、前記シリコン基材の大径孔側の面にワックス層を形成する工程と、前記シリコン基材の前記ワックス層が形成された側の面と支持基板とを貼り合わせる工程と、前記シリコン基材の小径孔側の面を薄板化して該小径孔の先端部を開口する工程と、前記シリコン基材の小径孔側の面を撥インク処理する工程と、前記支持基板を前記シリコン基材より剥離する工程と、前記シリコン基材に形成された前記ワックス層をアルカリ性溶剤によって溶解して除去する工程を含むものである。
【００１１】
これにより、シリコン基材にノズル孔が形成される際にノズル孔が最適の長さになるように基材の厚さを円滑に調整することができ、このとき支持基板によって支持されるので、シリコン基材が割れることがない。また、シリコン基材の製造工程において、シリコン基材の大径孔側の面にワックス層が形成されるので、ノズル孔の内部に貼り合せ材である接着樹脂などの異物が侵入することがなく、高歩留まりで生産性の高いノズル基板を製造することができる。さらに、シリコン基材と支持基板の間に形成されたワックス層を除去する際にアルカリ性溶剤に浸漬させるようにしたので、シリコン基材表面やノズル孔内壁に付着しているワックスを確実に除去することができる。
【００１２】
また、本発明に係るノズル基板の製造方法は、液状ワックスを常圧雰囲気下で前記シリコン基材の大径孔側の面に塗布して前記ワックス層を形成するようにしたものである。
液状ワックスを常圧雰囲気下で塗布することができ、真空装置を必要としない。
【００１３】
また、本発明に係るノズル基板の製造方法は、前記液状ワックスを２０Ｐａ以下の減圧環境下で前記シリコン基材の大径孔側の面に塗布して前記ワックス層を形成するようにしたものである。
液状ワックスを減圧環境下で塗布することができ、液状ワックスをノズル基板の表面のみならずノズル孔内にも充填することができる。
【００１４】
また、本発明に係るノズル基板の製造方法は、前記シリコン基材への前記液状ワックスの塗布を真空下で行うようにしたものである。
液状ワックスを真空下で塗布することができ、液状ワックスをノズル基板の表面のみならずノズル孔内にも確実に充填することができる。そして、ノズル孔内に液状ワックスを充填してワックス層を形成したため、ノズル孔内に研削異物が侵入することがなく、シリコン基材を薄板化した後のノズル孔内の洗浄が不要になる。
【００１５】
また、本発明に係るノズル基板の製造方法は、前記シリコン基材への前記液状ワックスの塗布をスピンコータで行うようにしたものである。
これにより、液状ワックスを塗布する際の塗布むらをなくすことができる。
【００１６】
また、本発明に係るノズル基板の製造方法は、前記シリコン基材の大径側の面に形成された前記ワックス層と前記支持基板との間に貼り合せ材を設けて、前記シリコン基材と前記支持基板を貼り合わせるようにしたものである。
これにより、シリコン基材のワックス層が形成された側の面と前記支持基板とが確実に貼り合わされるので、製造工程中にシリコン基材が割れることがない。
【００１７】
また、本発明に係るノズル基板の製造方法は、前記貼り合せ剤が樹脂または両面接着シートからなるものである。
接着面に紫外線などによって接着力が低下する自己剥離層を設けた場合は、紫外線などを照射することによって支持基板をシリコン基材から容易に剥離することができる。
【００１８】
本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、上記いずれかに記載のノズル基板の製造方法を適用して液滴吐出ヘッドを製造するようにしたものである。
これにより、高歩留まりで生産性の高い液滴吐出ヘッドを得ることができる。
【００１９】
本発明に係る液滴吐出装置の製造方法は、上記いずれかに記載の液滴吐出ヘッドの製造方法を適用して液滴吐出装置を製造するようにしたものである。
これにより、高歩留まりで生産性の高い液滴吐出ヘッドを有する液滴吐出装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１に係る液滴吐出ヘッド（インクジェットヘッド）の分解斜視図、図２は図１の要部の縦断面図である。図において、インクジェットヘッド１０は、複数のノズル孔１１が所定の間隔で設けられたノズル基板１と、各ノズル孔１１に対して独立にインク供給路が設けられたキャビティ基板２と、キャビティ基板２の振動板２２に対峙して個別電極３１が設けられた電極基板３とを貼り合わせて構成したものである。
【００２１】
ノズル基板１はシリコン基材から作製されている。インク滴を吐出するためのノズル孔１１は、径の異なる２段の円筒状に形成されたノズル孔部分、すなわちインク吐出面１ｂ側に位置して先端がこのインク吐出面１ｂに開口する径の小さい第１のノズル孔（噴射口部分の小径孔）１１ａと、キャビティ基板２と接合する接合面１ａ側に位置して導入口部分が接合面１ａに開口する径の大きい第２のノズル孔（導入口部分の大径孔）１１ｂとから構成され、基板面に対して垂直にかつ同軸上に設けられている。こうして、インク滴の吐出方向をノズル孔１１の中心軸方向に揃え、安定したインク吐出特性を発揮させることによって、インク滴の飛翔方向のばらつきをなくし、インク滴の飛び散りをなくすことにより、インク滴の吐出量のばらつきを抑制することができる。
【００２２】
キャビティ基板２はシリコン基材から作製されており、吐出凹部２１０、オリフィス凹部２３０およびリザーバ凹部２４０が形成されている。そして、オリフィス凹部２３０（オリフィス２３）を介して吐出凹部２１０（吐出室２１）とリザーバ凹部２４０（リザーバ２４）とが連通している。リザーバ２４は各吐出室２１に共通の共通インク室を構成し、それぞれオリフィス２３を介してそれぞれの吐出室２１に連通している。リザーバ２４の底部には後述する電極基板３を貫通するインク供給孔２５が形成され、このインク供給孔２５を通じて、図示しないインクカートリッジからインクが供給される。また、吐出室２１の底壁は振動板２２となっている。なお、キャビティ基板２の全面もしくは少なくとも電極基板３との対向面には、熱酸化やプラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）によりなる絶縁性のＳｉＯ2 膜２６が施されている。この絶縁膜２６は、インクジェットヘッド１０を駆動させたときに、絶縁破壊やショートを防止する。
【００２３】
電極基板３はガラス基材から作製されている。電極基板３には、キャビティ基板２の各振動板２２に対向する位置にそれぞれ凹部３１０が設けられている。そして、各凹部３１０内には、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide：インジウム錫酸化物）からなる個別電極３１がスパッタにより形成されている。
個別電極３１は、リード部３１ａと、フレキシブル配線基板（図示せず）に接続される端子部３１ｂとを備えている。端子部３１ｂは、配線のためにキャビティ基板２の末端部が開口された電極取り出し部３１１内に露出している。そして、ＩＣドライバ等の駆動制御回路４０を介して、各個別電極３１の端子部３１ｂとキャビティ基板２上の共通電極２７とが接続されている。
【００２４】
次に、上記のように構成したインクジェットヘッド１０の動作を説明する。駆動制御回路４０が駆動し、個別電極３１に電荷を供給してこれを正に帯電させると、振動板２２は負に帯電し、個別電極３１と振動板２２の間に静電気力が発生する。この静電気力によって、振動板２２は個別電極３１に引き寄せられて撓む。これによって、吐出室２１の容積が増大する。個別電極３１への電荷の供給を止めると、振動板２２はその弾性力により元に戻り、その際、吐出室２１の容積が急激に減少して、そのときの圧力により吐出室２１内のインクの一部がインク滴としてノズル孔１１より吐出する。振動板２２が次に同様に変位すると、インクがリザーバ２４からオリフィス２３を通って吐出室２１内に補給される。
【００２５】
上記のように構成されたインクジェットヘッド１０の製造方法について、図３〜図１３を用いて説明する。図３は本発明の実施の形態１に係るノズル基板１を示す上面図、図４〜図１０はノズル基板１の製造工程を示す断面図（図３をＡ−Ａ線で切断した断面図）、図１１〜図１２はキャビティ基板２と電極基板３との接合工程を示す断面図、図１３はキャビティ基板２と電極基板３との接合基板にノズル基板１を接合してインクジェットヘッド１０を製造する製造工程を示す断面図である。
【００２６】
まず、ノズル基板１の製造工程を、図４〜図１０を用いて以下に説明する。
（ａ）  図４（ａ）に示すように、厚み２８０μｍのシリコン基材１００を用意し、熱酸化装置（図示せず）にセットして酸化温度１０７５℃、酸化時間４時間、酸素と水蒸気の混合雰囲気中の条件で熱酸化処理し、シリコン基材１００の表面に膜厚１μｍのＳｉＯ2 膜１０１を均一に成膜する。
（ｂ）  次に、図４（ｂ）に示すように、シリコン基材１００の接合面（キャビティ基板２と接合されることとなる面であって、大径孔側の面ともいう）１００ａにレジスト１０２をコーティングし、第２のノズル孔となる部分１１０ａをパターニングする。
【００２７】
（ｃ）  次に、図４（ｃ）に示すように、シリコン基材１００を、例えば緩衝フッ酸水溶液（フッ酸水溶液：フッ化アンモニウム水溶液＝１：６）でハーフエッチングし、第２のノズル孔となる部分１１０ａのＳｉＯ2 膜１０１を薄くする。このとき、インク吐出側の面（小径孔側の面ともいう）１００ｂのＳｉＯ2 膜１０１もエッチングされ、ＳｉＯ2 膜１０１の厚みが減少する。
（ｄ）  次に、図４（ｄ）に示すように、シリコン基材１００のレジスト１０２を硫酸洗浄などにより剥離する。
【００２８】
（ｅ）  次に、図５（ｅ）に示すように、シリコン基材１００の接合面１００ａ側にレジスト１０３をコーティングし、第２のノズル孔となる部分１１０ｂをパターニングする。
（ｆ）  次に、図５（ｆ）に示すように、シリコン基材１００を緩衝フッ酸水溶液（フッ酸水溶液：フッ化アンモニウム水溶液＝１：６）でエッチングし、ノズル孔となる部分１１０ｂのシリコン基材１００のＳｉＯ2 膜１０１を開口する。このとき、インク吐出側の面１００ｂのＳｉＯ2 膜１０１はエッチングされ、完全に除去される。
（ｇ）  次に、図５（ｇ）に示すように、シリコン基材１００の接合面１００ａ側に設けたレジスト１０３を、硫酸洗浄などにより剥離する。
（ｈ）  次に、図５（ｈ）に示すように、ＩＣＰドライエッチング装置（図示せず）により、ＳｉＯ2 膜１０１の開口部を、例えば深さ２５μｍで垂直に異方性ドライエッチングし、第１のノズル孔１１ａを形成する。この場合のエッチングガスとしては、Ｃ4Ｆ8、ＳＦ6 を使用し、これらのエッチングガスを交互に使用すればよい。ここで、Ｃ4Ｆ8は形成される溝の側面にエッチングが進行しないように溝側面を保護するために使用し、ＳＦ6 はシリコン基板１００の垂直方向のエッチングを促進させるために使用する。
【００２９】
（ｉ）  次に、図６（ｉ）に示すように、第２のノズル孔となる部分のＳｉＯ2 膜１０１のみがなくなるように、緩衝フッ酸水溶液でハーフエッチングする。
（ｊ）  次に、図６（ｊ）に示すように、ＩＣＰドライエッチング装置によりＳｉＯ2 膜１０１の開口部を、深さ４０μｍで垂直に異方性ドライエッチングし、第２のノズル孔１１ｂを形成する。
（ｋ）  次に、シリコン基材１００の表面に残るＳｉＯ2 膜１０１をフッ酸水溶液で除去した後、シリコン基材１００を熱酸化装置（図示せず）にセットし、酸化温度１０００℃、酸化時間２時間、酸素雰囲気中の条件で熱酸化処理を行い、図６（ｋ）に示すように、シリコン基材１００の接合面１００ａ及びインク吐出側の面１００ｂに、さらに第１のノズル孔１１ａ及び第２のノズル孔１１ｂの側面及び底面に、膜厚０．１μｍのＳｉＯ2 膜１０４を均一に成膜する。
【００３０】
（ｌ）  次に、図７（ｌ）に示すように、シリコン基材１００の接合面１００ａ側に、保護膜となる液状ワックス５０をスピンコータにより塗布する。このとき、液状ワックス５０は、ノズル孔１１を覆うようにして塗布する。このため、液状ワックス５０の粘度は高い方がよい。なお、液状ワックス５０の塗布は常圧雰囲気中にて行い、真空装置は用いない。この液状ワックス５０は、シリコン基材１００の微小孔内に入り込んでも、これをアルカリ性溶剤によって容易に溶かすことができる素材によって構成されている。液状ワックス５０として、例えばスカイリキッド（Skyliquid ）（登録商標、日化精互株式会社）が用いられている。特に「スカイリキッドＬＡ−４０１１Ｈ」は、硬質で、軟化点が低く、剥離良好な液状ワックスであり、濃度選定により塗布膜の厚みを調整することができる。
【００３１】
すなわち、スカイリキッドＬＡ−４０１１Ｈは、粘度が１４（ｃｐ）、比重（２５℃）が０．８８６、接着強度が２１（Ｎ／ｍｍ2 ）、固形分が４０（％）であり、この溶媒は、トルエンレス、弱アルカリ系で洗浄することができて作業環境を重視しており、精密濾過によって平坦度のよいワックス層が得られ、加温せず、常温でスクレパー剥離ができる。こうして液状ワックス５０をスピンコータにより塗布した後、液状ワックス５０を高温にて焼き固め、ワックス層５０ａを形成する。
【００３２】
（ｍ）  次に、図７（ｍ）（以後、図８（ｐ）に到るまで、図７（ｍ）に示したシリコン基材１００の上下を逆転した状態で示す）に示すように、シリコン基材１００に設けたワックス層５０ａに、貼り合せ材である両面接着シート６０を介して、ガラス等の透明部材よりなる支持基板１２０を貼り付ける。両面接着シート６０には、例えば、セルファＢＧ（登録商標：積水化学工業）を用いる。両面接着シート６０は自己剥離層を持ったシート（自己剥離型シート）で、その両面には接着面を有し、その一方の面には自己剥離層６１を備え、この自己剥離層６１は紫外線または熱などの刺激によって接着力が低下するようになっている。
【００３３】
この場合、まず支持基板１２０に両面接着シート６０（自己剥離層６１を備えていない側の面６０ａ）を貼り付け、その後、両面接着シート６０の自己剥離層６１を備えている側の面６０ｂをシリコン基材１００に設けたワックス層５０ａの表面と向かい合わせ、真空中で貼り合わせる。このようにして真空中で貼り合わせるのは、接着界面に気泡が残らない清浄な接着が可能になるからで、接着界面に気泡が残ると、研磨加工で薄板化されるシリコン基材１００の板厚にばらつき等が生じてしまうからである。
【００３４】
なお、上記の説明では、両面接着シート６０の一方の面６０ｂにのみに自己剥離層６１を備えた場合を示したが、自己剥離層６１は両面接着シート６０の両方の面６０ａ，６０ｂに設けたものであってもよい。この場合は、シリコン基材１００の薄板化加工時には、両面接着シート６０の両面６０ａ，６０ｂが接着した状態でシリコン基材１００を加工することができ、処理後には自己剥離層を有する両面６０ａ，６０ｂにおいて、シリコン基材１００と支持基板１２０とを剥離することができる。
なお、上記の説明では、ワックス層５０ａ及び両面接着シート６０を介してシリコン基材１００と支持基板１２０とを貼り合わせているが、両面接着シート６０の代わりにＵＶ硬化樹脂を支持基板１２０に塗布して、シリコン基材１００と支持基板１２０とを貼り合わせるようにしてもよい。
【００３５】
（ｎ）  次に、図７（ｎ）に示すように、シリコン基材１００のインク吐出側の面１００ｂをバックグラインダー（図示せず）によって研削加工し、第１のノズル孔１１ａの先端が開口するまでシリコン基材１００を薄くする。なお、ポリッシャー、ＣＭＰ装置によってノズル面１００ｂを研磨し、第１のノズル孔１１ａの先端部の開口を行っても良い。シリコン基材１００を薄板化する際に発生し、第１のノズル孔１１ａ及び第２のノズル孔１１ｂ内に詰まった研磨材、研磨屑など研削異物は、洗浄によって除去する。
この場合、第１のノズル孔１１ａの先端部の開口を、ドライエッチングで行っても良い。例えば、ＳＦ6 をエッチングガスとするドライエッチングで、第１のノズル孔１１ａの先端部までシリコン基材１００を薄くし、表面に露出した第１のノズル孔１１ａの先端部のＳｉＯ2 膜１０４を、ＣＦ4又はＣＨＦ3等のエッチングガスとするドライエッチングによって除去してもよい。
【００３６】
（ｏ）  次に、図７（ｏ）に示すように、シリコン基材１００のインク吐出側の面１００ｂに、スパッタ装置でＳｉＯ2 膜１０４を０．１μｍの厚みで成膜する。ここで、ＳｉＯ2 膜１０４の成膜は、両面接着シート６０が劣化しない温度（２００℃程度）以下で実施できればよく、スパッタリング法に限るものではない。ただし、耐インク性等を考慮すると緻密な膜を形成する必要があり、ＥＣＲスパッタ装置等の常温で緻密な膜を成膜できる装置を使用することが望ましい。
【００３７】
（ｐ）  続いて、図８（ｐ）に示すように、シリコン基材１００のインク吐出側の面１００ｂにさらに撥インク処理を施す。この場合、Ｆ原子を含む撥インク性を持った材料を蒸着やディッピングで成膜し、撥インク層１０６を形成する。このとき、第１のノズル孔１１ａ及び第２のノズル孔１１ｂの内壁も、撥インク処理される。
【００３８】
（ｑ）  次に、図８（ｑ）（以後、図８（ｗ）に到るまで、図８（ｑ）に示したシリコン基材１００の上下を逆転した状態で示す）に示すように、撥インク処理されたインク吐出側の面１００ｂに、ダイシングテープ７０をサポートテープとして貼り付ける。
（ｒ）  次に、図８（ｒ）に示すように、支持基板１２０側からＵＶ光を照射する。
（ｓ）  こうして、図８（ｓ）に示すように、両面接着シート６０の自己剥離層６１をシリコン基材１００の接合面１００ａ側から剥離させ、支持基板１２０をシリコン基材１００から取り外す。
【００３９】
（ｔ）  次に、図９（ｔ）に示すように、ダイシングテープ７０を剥離する。
（ｕ）  次に、図９（ｕ）に示すように、シリコン基材１００を溶剤８０に浸漬し、シリコン基材１００の表面及び第１のノズル孔１１ａ、第２のノズル孔１１ｂの内壁に付着しているワックス（スカイリキッド）層５０ａを、溶剤８０で洗浄し剥離して、除去する。
この場合、ワックス層５０ａを剥離する溶剤８０として、例えばキララクリーン（Kilalaclean ）（登録商標）を使用する。特に「キララクリーン３０１」は、無色透明〜微乳濁液体であって、比重（２５℃）１．０２８であり、ワックス（スカイリキッド）を有機溶剤を使わずに洗浄することができ、高純度アルカリ洗浄剤のため洗浄物を汚染することがなく、清浄な面を得ることができる。
ワックス層５０ａの洗浄にあたっては、溶剤８０であるキララクリーン３０１を、例えば、常温、３０倍希釈で使用する。洗浄時間は、２〜３分で、２槽、揺動を行うことで、むらなく洗浄することができる。
【００４０】
（ｖ）  シリコン基材１００を溶剤８０中より取り出し、図９（ｖ）に示すように、シリコン基材１００のインク吐出側の面１００ｂに、ダイシングテープ７０を貼り付ける。
（ｗ）  次に、図９（ｗ）に示すように、ＡｒスパッタもしくはＯ2 プラズマ処理によって、シリコン基材１００のインク吐出側の面１００ｂ及び第１のノズル孔１１ａ、第２のノズル孔１１ｂの内壁に余分に形成された撥インク層１０６を除去する。
【００４１】
（ｘ）  次に、図１０（ｘ）（以後、図１０（ｙ）に到るまで、図１０（ｘ）に示したシリコン基材１００の上下を逆転した状態で示す）に示すように、シリコン基材１００の接合面１００ａ（ダイシングテープ７０が貼り付けられているインク吐出側の面１００ｂと反対側に位置する面）を真空ポンプに接続する吸着治具９０に吸着固定し、インク吐出側の面１００ｂにサポートテープとして貼り付けられているダイシングテープ７０を剥離する。
【００４２】
（ｙ）  最後に、図１０（ｙ）に示すように、吸着治具９０の吸着固定を解除して、シリコン基材１００からノズル基板１を製作する。
シリコン基材１００にはノズル基板外輪溝が彫られているため、吸着治具９０からピックアップする段階でノズル基板１は個片に分割されている。
以上の製造工程を経ることにより、シリコン基材１００よりノズル基板１を形成する。
【００４３】
次に、キャビティ基板２及び電極基板３の接合工程を、図１１、図１２を用いて説明する。なお、キャビティ基板２及び電極基板３の接合工程は、図１１、図１２に示されるものに限定されるものではない。
（ａ）  まず、図１１（ａ）に示すように、ホウ珪酸ガラス等からなるガラス基材３００を、例えば金・クロムのエッチングマスクを使用して、フッ酸によってエッチングすることにより、凹部３１０を形成する。なお、この凹部３１０は電極３１の形状より少し大きい溝状のものであって、複数形成する。
そして、凹部３１０の内部に、スパッタによってＩＴＯ（Indium Tin Oxide）からなる電極３１を形成する。その後、ドリル等によってインク供給孔２５となる孔部２５ａを形成する。
【００４４】
（ｂ）  次に、シリコン基材２００の両面を鏡面研磨した後に、図１１（ｂ）に示すように、シリコン基材２００の片面にプラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition ）によってＴＥＯＳ（TetraEthylOrthosilicate ）からなるシリコン酸化膜２０１を形成する。なお、シリコン酸化膜２０１を形成する前に、エッチングストップのためのボロンドープ層を形成するようにしてもよい。振動板２２をボロンドープ層から形成することにより、厚み精度の高い振動板２２を形成することができる。
（ｃ）  それから、図１１（ｃ）に示すように、図１１（ｂ）に示すシリコン基材２００と、図１１（ａ）に示すガラス基材３００を例えば３６０℃に加熱し、シリコン基材２００に陽極、ガラス基材３００に陰極を接続して、８００Ｖ程度の電圧を印加して陽極接合を行う。
（ｄ）  シリコン基材２００とガラス基材３００を陽極接合した後に、水酸化カリウム水溶液等で図１１（ｃ）の工程で得られた接合基板をエッチングすることにより、図１１（ｄ）に示すように、シリコン基材２００の全体を薄板化する。
【００４５】
（ｅ）  それから、シリコン基材２００の上面（ガラス基材３００が接合されている面の反対面）の全面に、プラズマＣＶＤによってＴＥＯＳ膜２０２を形成する。
そしてこのＴＥＯＳ膜２０２に、吐出室２１となる凹部２１０、リザーバ２４となる凹部２４０及びオリフィス２３となる凹部２３０となる部分（図１参照）を形成するためのレジストをパターニングし、この部分のＴＥＯＳ膜２０２をエッチング除去する。
その後、図１２（ｅ）に示すように、シリコン基材２００を水酸化カリウム水溶液等でエッチングすることにより、吐出室２１となる凹部２１０、リザーバ２４となる凹部２４０及びオリフィス２３となる凹部２３０を形成する。このとき、電極取出し部４１となる部分４１ａもエッチングして薄板化しておく。なお、図１２（ｅ）のウェットエッチング工程では、例えば初めに３５重量％の水酸化カリウム水溶液を使用し、その後３重量％の水酸化カリウム水溶液を使用することができる。これにより、振動板２２の面荒れを抑制することができる。
【００４６】
（ｆ）  シリコン基材２００のエッチングが終了した後に、接合基板をフッ酸水溶液でエッチングしてシリコン基材２００に形成されたＴＥＯＳ膜２０２を除去する。そして、図１２（ｆ）に示すように、ガラス基材３００のインク供給孔２５となる孔部２５ａにレーザー加工を施し、インク供給孔２５がガラス基材３００を貫通するようにする。こうして、電極基板３が製造される。
（ｇ）  次に、シリコン基材２００の吐出室２１となる凹部２１０等が形成された面に、図１２（ｇ）に示すように、例えばＣＶＤによってＴＥＯＳ等からなる液滴保護膜２０２を形成する。
（ｈ）  それから、図１２（ｈ）に示すように、ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）等によって電極取出し部４１を開放する。また、シリコン基材２００に機械加工又はレーザー加工を行って、インク供給孔２５をリザーバ２４となる凹部２４０で貫通させる。これにより、キャビティ基板２と電極基板３が接合された接合基板が完成する。
なお、電極取出し部４１に、振動板２２と電極３１の間の空間を封止するための封止剤（図示せず）を塗布するようにしてもよい。
【００４７】
次に、ノズル基板１、キャビティ基板２及び電極基板３の接合工程を、図１３を用いて以下に説明する。
図１３に示すように、ノズル基板１の接合面１ａに接着剤層を形成し、電極基板３が接合されたキャビティ基板２と、ノズル基板１とを接合する。
以上の製造工程を経ることにより、ノズル基板１、キャビティ基板２及び電極基板３の接合体が完成される。
最後に、キャビティ基板２、電極基板３、ノズル基板４が接合された接合基板をダイシング（切断）により分離して、インクジェットヘッド１０が完成する。
【００４８】
ノズル基板１を製造する際に、両面粘着シート６０のみによってシリコン基材１００と支持基板１２０を貼り合せた場合、ノズル孔１１の稜線部などに両面粘着シート６０から欠落した粘着材が付着し、これを完全に除去することが困難となっていた。また、樹脂のみによってシリコン基材１００と支持基板１２０を貼り合せた場合、ノズル孔１１に接着層となる樹脂が入り込み、硫酸洗浄やＯ2 アッシングを行ってもこれを完全に除去することは難しく、歩留りが低下していた。しかしながら、本発明によれば、ノズル孔１１内に接着樹脂などの異物が入り込むことなく支持基板１２０の貼り合わせや剥離が可能になり、ノズル基板１の歩留まりを飛躍的に向上させることができる。
【００４９】
実施の形態２．
図１４〜図１７は実施の形態２に係る液滴吐出ヘッド（インクジェットヘッド）のノズル基板の製造工程の一部を示す断面図である。実施の形態１では、保護膜となる液状ワックス５０をシリコン基材１００の面に塗布する際に常圧雰囲気下において行うようにしたが、本実施の形態２では、保護膜となる液状ワックス５０をシリコン基材１００の表面やノズル孔１１内に塗布、充填する際に真空中において行うようにしたものである。
なお、実施の形態１の図４（ａ）〜図６（ｋ）で示したノズル基板１の製造工程は、実施の形態２における製造工程と重複するので説明を省略し、図１４に図７の（ｌ）以下の製造工程について説明する。
【００５０】
（ｌ）  図４（ａ）〜図６（ｋ）に示すようにして加工したシリコン基材１００の接合面１００ａ側に、図１４（ｌ）に示すように、保護膜となる液状ワックス５０を、減圧環境下（２０Ｐａ以下）、例えば真空中において、真空装置を用いて、スピンコータにより塗布する。液状ワックス５０を真空中において塗布するため、ノズル孔１１内に液状ワックス５０が充填される。この場合、液状ワックス５０の粘度は低い方が流動性が高く、ノズル孔１１内に入り込み易い。この液状ワックス５０は、シリコン基材１００の微小孔内に入り込んでも、これをアルカリ性溶剤によって容易に溶かすことができる素材によって構成されている。液状ワックス５０としては、例えばスカイリキッド（Skyliquid ）（登録商標、日化精互株式会社）が用いられている。特に「スカイリキッドＬＡ−３０１１Ｈ」は剥離良好な液状ワックスであり、濃度選定により塗布膜の厚みを調整することができる。
【００５１】
すなわち、スカイリキッドＬＡ−３０１１Ｈは、粘度が８．５（ｃｐ）、比重（２５℃）がｏ．８５７、接着強度が２１（Ｎ／ｍｍ2 ）、固形分が３０（％）であり、この溶媒は、トルエンレス、弱アルカリ系で洗浄することができて作業環境を重視しており、精密濾過によって平坦度のよいワックス層が得られ、加温せず、常温でスクレパー剥離ができる。こうして液状ワックス５０をスピンコータにより塗布した後、液状ワックス５０を高温にて焼き固め、ワックス層５０ａを形成する。
【００５２】
（ｍ）  次に、図１４（ｍ）（以後、図１４（ｐ）に到るまで、図１４（ｌ）に示したシリコン基材１００の上下を逆転した状態で示す）のように、シリコン基材１００に設けたワックス層５０ａに、貼り合せ材である両面接着シート６０を介して、ガラス等の透明部材よりなる支持基板１２０を貼り付ける。両面接着シート６０には、例えば、セルファＢＧ（登録商標：積水化学工業）を用いる。両面接着シート６０は自己剥離層を持ったシート（自己剥離型シート）で、その両面には接着面を有し、その一方の面には自己剥離層６１を備え、この自己剥離層６１は紫外線または熱などの刺激によって接着力が低下するようになっている。
【００５３】
この場合、まず支持基板１２０に両面接着シート６０（自己剥離層６１を備えていない側の面６０ａ）を貼り付け、その後、両面接着シート６０の自己剥離層６１を備えている側の面６０ｂをシリコン基材１００に設けたワックス５０の表面と向かい合わせ、真空中で貼り合わせる。
【００５４】
（ｎ）  次に、図１４（ｎ）に示すように、シリコン基材１００のインク吐出側の面１００ｂをバックグラインダー（図示せず）によって研削加工し、第１のノズル孔１１ａの先端が開口するまでシリコン基材１００を薄くする。なお、ポリッシャー、ＣＭＰ装置によってノズル面１００ｂを研磨し、第１のノズル孔１１ａの先端部の開口を行っても良い。この際、ノズル孔１１内にはワックス層５０ａが充填しているので、研削異物はノズル孔１１内に侵入しておらず、最低限の洗浄のみを行えばよく、工程を短縮することができる。
【００５５】
（ｏ）  次に、図１４（ｏ）に示すように、シリコン基材１００のインク吐出側の面１００ｂに、スパッタ装置でＳｉＯ2 膜１０４を０．１μｍの厚みで成膜する。ここで、ＳｉＯ2 膜１０４の成膜は、両面接着シート６０が劣化しない温度（２００℃程度）以下で実施できればよく、スパッタリング法に限るものではない。
【００５６】
（ｐ）  続いて、図１５（ｐ）に示すように、シリコン基材１００のインク吐出側の面１００ｂにさらに撥インク処理を施す。この場合、Ｆ原子を含む撥インク性を持った材料を蒸着やディッピングで成膜し、撥インク層１０６を形成する。
【００５７】
（ｑ）  次に、図１５（ｑ）（以後、図１６（ｗ）に到るまで、図１５（ｑ）に示したシリコン基材１００の上下を逆転した状態で示す）に示すように、撥インク処理されたインク吐出側の面１００ｂに、ダイシングテープ７０をサポートテープとして貼り付ける。
（ｒ）  次に、図１５（ｒ）に示すように、支持基板１２０側からＵＶ光を照射する。
（ｓ）  こうして、図１５（ｓ）に示すように、両面接着シート６０の自己剥離層６１をシリコン基材１００の接合面１００ａ面から剥離させ、支持基板１２０をシリコン基材１００から取り外す。
【００５８】
（ｔ）  次に、図１６（ｔ）に示すように、ダイシングテープ７０を剥離する。
（ｕ）  次に、図１６（ｕ）に示すように、シリコン基材１００を溶剤８０に浸漬し、シリコン基材１００の表面及び第１のノズル孔１１ａ、第２のノズル孔１１ｂの内壁に付着しているワックス（スカイリキッド）層５０ａを、溶剤８０で洗浄し剥離して、除去する。
この場合、ワックス層５０ａを剥離する溶剤８０として、例えばキララクリーン（Kilalaclean ）（登録商標）を使用する。特に「キララクリーン３０１」は、無色透明〜微乳濁液体であって、比重（２５℃）１．０２８であり、ワックス（スカイリキッド）５０ａを有機溶剤を使わずに洗浄することができ、高純度アルカリ洗浄剤のため洗浄物を汚染することがなく、清浄な面を得ることができる。
ワックス層５０ａの洗浄にあたっては、溶剤８０であるキララクリーン３０１を、例えば、常温、３０倍希釈で使用する。洗浄時間は、２〜３分で、２槽、揺動を行うことで、むらなく洗浄することができる。
【００５９】
（ｖ）  シリコン基材１００を溶剤８０中より取り出し、図１６（ｖ）に示すように、シリコン基材１００のインク吐出側の面１００ｂに、ダイシングテープ７０を貼り付ける。
（ｗ）  次に、図１６（ｗ）に示すように、ＡｒスパッタもしくはＯ2 プラズマ処理によって、第１のノズル孔１１ａの吐出側等に余分に形成された撥インク層１０６を除去する。
【００６０】
（ｘ）  次に、図１７（ｘ）（以後、図１７（ｙ）に到るまで、図１７（ｘ）に示したシリコン基材１００の上下を逆転した状態で示す）に示すように、シリコン基材１００の接合面１００ａ（ダイシングテープ７０が貼り付けられているインク吐出側の面１００ｂと反対側に位置する面）を真空ポンプに接続する吸着治具９０に吸着固定し、インク吐出側の面１００ｂにサポートテープとして貼り付けられているダイシングテープ７０を剥離する。
【００６１】
（ｙ）  最後に、図１７（ｙ）に示すように、吸着治具９０の吸着固定を解除して、シリコン基材１００からノズル基板１を製作する。
シリコン基材１００にはノズル基板外輪溝が彫られているため、吸着治具９０からピックアップする段階でノズル基板１は個片に分割されている。
以上の工程を経ることにより、シリコン基材１００よりノズル基板１を形成する。
【００６２】
こうして形成したノズル基板１の接合面１００ａ側表面に接着剤層を形成し、図１３に示すように、ノズル基板１を、電極基板３が接合されたキャビティ基板２と接合する。
以上の製造工程を経ることにより、ノズル基板１、キャビティ基板２及び電極基板３の接合体が完成される。
最後に、キャビティ基板２、電極基板３、ノズル基板４が接合された接合基板をダイシング（切断）により分離して、インクジェットヘッド１が完成する。
【００６３】
ノズル基板１を製造する際に、両面粘着シート６０のみによってシリコン基材１００と支持基板１２０を貼り合せた場合、ノズル孔１１の稜線部などに両面粘着シート６０から欠落した粘着材が付着し、これを完全に除去することが困難となっていた。また、樹脂のみによってシリコン基材１００と支持基板１２０を貼り合せた場合、ノズル孔１１に接着層となる樹脂が入り込み、硫酸洗浄やＯ2 アッシングを行ってもこれを完全に除去することは難しく、歩留りが低下していた。しかしながら、本発明によれば、ノズル孔１１内に接着樹脂などの異物が入り込むことなく支持基板１２０の貼り合わせや剥離が可能になり、ノズル基板１の歩留まりを飛躍的に向上させることができる。また、保護膜となる液状ワックス５０を減圧環境下例えば真空中において塗布するようにしたので、ノズル孔１１内には液状ワックス５０が充填されてワックス層５０を形成し、ノズル孔１１内に研削異物が侵入することがないため、上記の図１４（ｎ）の工程において、シリコン基材１００を薄板化した後にノズル１１内を洗浄する必要がない。
【００６４】
実施形態３．
図１８は、本発明の実施の形態３に係る液滴吐出装置（インクジェットプリンタ）の斜視図である。実施形態１、２で得られたインクジェットヘッド１０は、高歩留まりで製造されたノズル基板１を用いて製造することができ、かかるインクジェットヘッド１０を用いて、図１８に示すようなインクジェットプリンタ４００を得ることができる。
なお、実施形態１、２の製造方法で得られたインクジェットヘッド１０は液滴吐出ヘッドの一例であって、液滴吐出ヘッドはインクジェットヘッド１０に限定されるものではなく、液滴を種々変更することによって、液晶ディスプレイのカラーフィルタの製造、有機ＥＬ表示装置の発光部分の形成、生体液体の吐出等にも適用することができる。
また、実施形態１、２の製造方法で得られた液滴吐出ヘッドは、圧電駆動方式の液滴吐出装置や、バブルジェット（登録商標）方式の液滴吐出装置にも使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる液滴吐出ヘッドの分解斜視図。
【図２】図１の要部の縦断面図。
【図３】図１のノズル基板の上面図。
【図４】図１のノズル基板の製造工程を示す断面図。
【図５】図４に続くノズル基板の製造工程を示す断面図。
【図６】図５に続くノズル基板の製造工程を示す断面図。
【図７】図６に続くノズル基板の製造工程を示す断面図。
【図８】図７に続くノズル基板の製造工程を示す断面図。
【図９】図８に続くノズル基板の製造工程を示す断面図。
【図１０】図９に続くノズル基板の製造工程を示す断面図。
【図１１】キャビティ基板及び電極基板を接合した接合基板の製造工程を示す断面図。
【図１２】図１１に続く接合基板の製造工程を示す断面図。
【図１３】キャビティ基板及び電極基板の接合基板をノズル基板に接合する製造工程を示す断面図。
【図１４】本発明の実施の形態２に係る液滴吐出ヘッドのノズル基板の製造工程を示す断面図。
【図１５】図１４に続くノズル基板の製造工程を示す断面図。
【図１６】図１５に続くノズル基板の製造工程を示す断面図。
【図１７】図１６に続くノズル基板の製造工程を示す断面図。
【図１８】本発明の実施の形態３にかかるインクジェットプリンタの斜視図。
【符号の説明】
【００６６】
１  ノズル基板、２  キャビティ基板、３  電極基板、１０  インクジェットヘッド、１１  ノズル孔、１１ａ  第１のノズル孔（小径孔）、１１ｂ  第２のノズル孔（大径孔）、５０  液状ワックス、５０ａ  ワックス層、６０  両面接着シート（貼り合せ材）、６１  自己剥離層、１００  シリコン基材、１００ａ  シリコン基材の接合面（大径孔側の面）、１００ｂ  インク吐出側の面（小径孔側の面）、１０６  撥インク層、１２０  支持基板、４００  インクジェットプリンタ。
【図１】
2007253390.tif 000003
【図２】
2007253390.tif 000004
【図３】
2007253390.tif 000005
【図４】
2007253390.tif 000006
【図５】
2007253390.tif 000007
【図６】
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【図７】
2007253390.tif 000009
【図８】
2007253390.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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