(57)【要約】【課題】下地の液滴浸食による撥水膜の剥れを防止することができ、液滴に対する耐久性に優れたノズル基板の製造方法等を提供する。【解決手段】基材１００の表面にエッチング加工によってノズル孔１１を形成する工程と、基材１００のノズル孔１１を形成した面に支持基板１２０を貼り合わせる工程と、基材１００のノズル孔１１を形成した面と反対側の面を薄板化してノズル孔１１を開口させる工程と、基材１００のノズル孔１１を形成した面とは反対側の面を撥水処理する工程と、支持基板１２０を基材１００から剥離する工程とを有するノズル基板１の製造方法であって、撥水処理する工程が、基材１００のノズル孔１１を形成した面とは反対側の面に金属系酸化膜１３を形成したのち、金属系酸化膜１３の上に撥水膜１４を形成することにより行われる。【選択図】図８
2009029018.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材の表面にエッチング加工によってノズル孔を形成する工程と、前記基材の前記ノズ
ル孔を形成した面に支持基板を貼り合わせる工程と、前記基材の前記ノズル孔を形成した
面とは反対側の面を薄板化して前記ノズル孔を開口させる工程と、前記基材の前記ノズル
孔を形成した面とは反対側の面を撥水処理する工程と、前記支持基板を前記基材から剥離
する工程とを有するノズル基板の製造方法であって、
前記撥水処理する工程が、前記基材の前記ノズル孔を形成した面とは反対側の面に金属
系酸化膜を形成したのち、前記金属系酸化膜の上に撥水膜を形成することにより行われる
ことを特徴とするノズル基板の製造方法。
【請求項２】
前記金属系酸化膜が、酸化ハフニウム、酸化タンタル、酸化チタン、酸化インジウム錫
、及び酸化ジルコニウムのいずれかであ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】
前記金属系酸化膜の形成を対向ターゲット式スパッタ、ＥＣＲスパッタ、及びイオンビ
ームスパッタのいずれかにより行うことを特徴とする請求項１または２記載のノズル基板
の製造方法。
【請求項４】
液滴を吐出するためのノズル孔を有し、前記ノズル孔の液滴吐出側の面に撥水膜を設け
たノズル基板であって、
前記ノズル孔の液滴吐出側の面に金属系酸化膜を介して前記撥水膜を設けたことを特徴
とするノズル基板。
【請求項５】
前記金属系酸化膜が、酸化ハフニウム、酸化タンタル、酸化チタン、酸化インジウム錫
、及び酸化ジルコニウムのいずれかであることを特徴とする請求項４記載のノズル基板。
【請求項６】
請求項４または５記載のノズル基板を備えたことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項７】
請求項６記載の液滴吐出ヘッドを搭載したことを特徴とする液滴吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノズル基板の製造方法、ノズル基板、液滴吐出ヘッド、及び液滴吐出装置に
関する。
【背景技術】
【０００２】
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、圧電素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、ノズ
ルの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。
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（Inductivel
y 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（吐出部となる小径凹部）と第２の凹部（導入部となる大径凹部）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り下げ、ノズル孔の長さを調
整するようにしたものがある（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、ノズル孔の吐出部と導入部を形成する方法もある（
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ることがあり、また、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、インクジェットヘッドの高密度化が進むとシリコン基材を
さらに薄くしなければならないが、このようにしたシリコン基材は製造工程中に割れ易く
、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、加工形状が安定する
ように基材の裏面からヘリウムガス等で冷却を行うが、ノズル孔の貫通時にヘリウムガス
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】
このため、あらかじめシリコン基材にノズル孔となる凹部を形成し、凹部を形成した側
の面に、紫外線または熱などの刺激で容易に接着力が低下する剥離層を有する両面接着シ
ートを貼り合わせ、凹部を形成した側の面とは反対側の面よりシリコン基材を研削やエッ
チング加工等により薄板化加工して、ノズル孔（凹部）を開口する方法もあった。
このようなノズル基板の製造方法では、インク吐出側の面に撥インク膜を形成するが、
撥インク膜を形成する前に、撥インク膜の密着性を上げて耐インク性を持たせるため、酸
化膜（ＳｉＯ2 膜）を形成している。このＳｉＯ2 膜は、接着シートが劣化しない温度（
１００℃程度）以下で形成する必要があり、常温で緻密な膜を成膜できるＥＣＲスパッタ
装置等で成膜している。
【００１０】
しかしながら、ＳｉＯ2 膜では耐インク性が不十分で、耐久性に問題があった。特に、
アルカリ性のインクを用い、長期にわたりインクジェットヘッドを吐出駆動させた場合に
、撥インク膜で完全に被覆されていない部分（ピンホール）からインクが染み込み、Ｓｉ
Ｏ2 膜の表面が腐食されて、ワイピングにより撥インク膜が剥れる場合があった。
【００１１】
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、長期にわたり液滴を吐出
駆動させた場合にも、下地の液滴浸食による撥水膜の剥れを防止することができ、液滴に
対する耐久性に優れたノズル基板の製造方法、ノズル基板、液滴吐出ヘッド、及び液滴吐
出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係るノズル基板の製造方法は、基材の表面にエッチング加工によってノズル孔
を形成する工程と、基材のノズル孔を形成した面に支持基板を貼り合わせる工程と、基材
のノズル孔を形成した面とは反対側の面を薄板化してノズル孔を開口させる工程と、基材
のノズル孔を形成した面とは反対側の面を撥水処理する工程と、支持基板を基材から剥離
する工程とを有するノズル基板の製造方法であって、撥水処理する工程が、基材のノズル
孔を形成した面とは反対側の面に金属系酸化膜を形成したのち、金属系酸化膜の上に撥水
膜を形成することにより行われるものである。
【００１３】
基材のノズル孔を形成した面に支持基板を貼り合わせておき、この状態でノズル孔を形
成した面とは反対側の面を薄板化してノズル孔を開口するようにしたので、ノズル孔の製
造時に基材が割れたり欠けたりすることがなく、ハンドリングも容易で、歩留まりが向上
する。
そして、上記の製造工程においては、基材のノズル孔を形成した面とは反対側の面、す
なわち液滴吐出側の面に、耐水性の高い金属系酸化膜を形成したのち、さらにその上に撥
水膜を形成するようにしたので、かかる基材を用いて製造したノズル基板では、下地材が
侵食されることによって起こる撥水膜の剥れがなくなる。これにより、長期にわたり、ノ
ズル孔の液滴吐出側の面において撥水性を保持することができ、液滴に対する耐久性に優
れ、液滴吐出の安定性を確保することができる。
【００１４】
また、本発明に係るノズル基板の製造方法は、金属系酸化膜が、酸化ハフニウム、酸化
タンタル、酸化チタン、酸化インジウム錫、及び酸化ジルコニウムのいずれかである。
【００１５】
酸化ハフニウム、酸化タンタル、酸化チタン、酸化インジウム錫、及び酸化ジルコニウ
ムは、耐薬品性が高く、ウェットエッチングが不可能な難エッチング材料なので、耐水保
護膜として優れている。
【００１６】
また、本発明に係るノズル基板の製造方法は、金属系酸化膜の形成を対向ターゲット式
スパッタ、ＥＣＲスパッタ、及びイオンビームスパッタのいずれかにより行うものである
。
【００１７】
支持基板が剥離しない温度において、緻密で耐久性等に優れ、基材への密着性が高い金
属系酸化膜を形成することができる。
【００１８】
本発明に係るノズル基板は、液滴を吐出するためのノズル孔を有し、ノズル孔の液滴吐
出側の面に撥水膜を設けたノズル基板であって、ノズル孔の液滴吐出側の面に金属系酸化
膜を介して撥水膜を設けたものである。
【００１９】
ノズル基板の液滴吐出側の面に、耐水性の高い金属系酸化膜を介して撥水膜を設けたの
で、下地材が侵食されることによって起こる撥水膜の剥れがなくなる。これにより、長期
に渡り、ノズル基板の液滴吐出側の面の撥水性を保持することができ、液滴に対する耐久
性に優れ、液滴吐出の安定性を確保することができる。
【００２０】
また、本発明に係るノズル基板は、金属系酸化膜が、酸化ハフニウム、酸化タンタル、
酸化チタン、酸化インジウム錫、及び酸化ジルコニウムのいずれかである。
【００２１】
酸化ハフニウム、酸化タンタル、酸化チタン、酸化インジウム錫、及び酸化ジルコニウ
ムは、耐薬品性が高く、ウェットエッチングが不可能な難エッチング材料なので、耐水保
護膜として優れている。
【００２２】
本発明に係る液滴吐出ヘッドは、上記に記載したノズル基板を備えたものである。
【００２３】
長期に渡りノズル基板の液滴吐出側の面の撥水性を保持して、液滴吐出の安定性を確保
することができる。
【００２４】
本発明に係る液滴吐出装置は、上記に記載した液滴吐出ヘッドを搭載したものである。
【００２５】
長期に渡りノズル基板の液滴吐出側の面の撥水性を保持して、液滴吐出の安定性を確保
することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
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の分解斜視図、図２は図１の液滴吐
出ヘッドを組み立てた状態の要部の縦断面図、及び図３は図２のノズル孔の拡大図である
。
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。
【００２７】
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、例えば、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吐出部１１ａと
、キャビティ基板２と接合する接合面１ａ側に位置して後端が接合面１ａに開口する径の
大きい導入部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
。
【００２８】
そして、ノズル基板１のインク吐出面１ｂには、図３に示すように、酸化ハフニウム（
ＨｆＯ2 ）よりなる金属系酸化膜１３を介して撥水膜（撥インク膜）１４が設けられてい
る。また、ノズル孔１１の内壁１ｃ及び接合面１ａには、ＳｉＯ2 よりなる親水膜（親イ
ンク膜）１２が形成されている。
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り、インク滴の飛翔方向のばらつきをなくし、インク滴の飛
び散りをなくして、インク滴の吐出量のばらつきを抑制することができる。
【００２９】
キャビティ基板２はシリコン基材から作製される。キャビティ基板２には、吐出凹部２
１０、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３４が形成
され、このインク供給孔３４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、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が発生すること
を防止する。
【００３０】
電極基板３は、ガラス基材から作製される。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。したがって、振動板２２と個別電極３１との間に形成される
ギャップは、この凹部３１０の深さ、個別電極３１および振動板２２を覆う絶縁膜２６の
厚さにより決定されることになる。
【００３１】
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２９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とキャビティ基板上の共通電極２８と
が接続されている。
【００３２】
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を駆動し、個別電極３１に電荷を供給して正に帯電させると、振動板２２は負に帯
電し、個別電極３１と振動板２２と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から吐出する。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。
【００３３】
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４〜図１３
を用いて説明する。図４は本発明の実施の形態に係るノズル基板１を示す上面図、図５〜
図１０はノズル基板１の製造工程を示す断面図（図４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図である。
【００３４】
まず、ノズル基板１の製造工程を、図５〜図１０を用いて説明する。
なお、以下に記載の数値はその一例を示すもので、これに限定するものではない。
（ａ）  図５（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ＳｉＯ
2 膜１０１を均一に成膜する。
【００３５】
（ｂ）  図５（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、後端側の面ともいう）１００ａにレジスト１０２をコー
ティングし、吐出部となる部分１１０ａをパターニングする。
【００３６】
（ｃ）  図５（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、ＳｉＯ2 膜１
０１を薄くする。このとき、インク吐出側の面（先端側の面ともいう）１００ｂのＳｉＯ
2 膜１０１もエッチングされ、ＳｉＯ2 膜１０１の厚みが減少する。
【００３７】
（ｄ）  図５（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。
【００３８】
（ｅ）  図６（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１
０３をコーティングし、吐出部となる部分１１０ｂをパターニングする。
【００３９】
（ｆ）  図６（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１０
０ｂのＳｉＯ2 膜１０１はエッチングされ、完全に除去される。
【００４０】
（ｇ）  図６（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。
【００４１】
（ｈ）  図７（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、Ｓ
ｉＯ2 膜１０１の開口部を、深さ２５μｍで垂直に異方性ドライエッチングし、導入部１
１ａ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 はシリコン基材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。
【００４２】
（ｉ）  図７（ｉ）に示すように、吐出部となる部分の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。
【００４３】
（ｊ）  図７（ｊ）に示すように、ＩＣＰドライエッチング装置により、ＳｉＯ2 膜１０
１の開口部を深さ４０μｍで垂直に異方性ドライエッチングし、吐出部１１ｂを形成する
。
【００４４】
（ｋ）  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７（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、さらに導入部１１ａ及
び吐出部１１ｂの側面及び底面に、膜厚０．１μｍのＳｉＯ2 膜１２を均一に成膜する。
【００４５】
（ｌ）  図８（ｌ）（以後、図８（ｏ）に到るまで、図７（ｋ）に示したシリコン基材１
００の上下を逆転した状態で示す）のように、ガラス等の透明材料の支持基板１２０に、
紫外線または熱などの刺激で容易に接着力が低下する自己剥離層５１を持った両面テープ
５０を貼り合わせる。支持基板１２０に貼り合わせた両面テープ５０の自己剥離層５１の
面と、シリコン基材１００の接合面１００ａとを向かい合わせ、真空中で貼り合わせると
、接着界面に気泡が残らずにきれいに接着される。ここで、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の板厚がばらつく原因となる。両面テープ５０
は、例えば、ＳＥＬＦＡ−ＢＧ（登録商標：住友化学工業製）を用いる。
【００４６】
（ｍ）  図８（ｍ）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、導入部１１ａの先端が開口するまで
シリコン基材１００を薄くする。さらに、ポリッシャー、ＣＭＰ装置によってインク吐出
側の面１００ｂを研磨し、導入部１１ａの先端部の開口を行っても良い。このとき、導入
部１１ａ及び吐出部１１ｂの内壁は、ノズル内の研磨材の水洗除去工程などによって洗浄
する。
あるいは、導入部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、導入部１１ａの先端部までシリコ
ン基材１００を薄くし、表面に露出した導入部１１ａの先端部のＳｉＯ2 膜１２を、ＣＦ
4 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。
【００４７】
（ｎ）  図８（ｎ）に示すように、シリコン基材１００のインク吐出側の面１００ｂに、
対向ターゲット式スパッタ装置で、酸化ハフニウム（ＨｆＯ2 ）よりなる金属系酸化膜１
３を、０．１μｍの厚みで成膜する。ここで、酸化ハフニウムからなる金属系酸化膜１３
の成膜は、自己剥離層５１が反応しない温度（１００℃程度）以下で実施できれば良い。
なお、イオンビームスパッタ等で行っても良く、また、スパッタリング法に限るものでは
ない。ただし、耐久性等を考慮すると、緻密な膜を形成する必要があり、ＥＣＲスパッタ
装置等のように、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。自己剥離
層５１に影響しない温度で成膜することができ、シリコン基材１００への密着性を確保す
ることができれば、成膜方法はスパッタ等に限らず、ＣＶＤ（Chemical Vapor Depositio
n）等の手法でも良い。
【００４８】
（ｏ）  図８（ｏ）に示すように、シリコン基材１００のインク吐出側の面１００ｂに撥
水処理（撥インク処理）を施す。すなわち、インク吐出側の面１００ｂに形成した酸化ハ
フニウムよりなる金属系酸化膜１３の上に、さらに、Ｆ原子を含む撥水性を持った材料を
蒸着やディッピングで成膜し、インク吐出側の面１００ｂに金属系酸化膜１３を介して撥
水膜１４を形成する。このとき、導入部１１ａ及び吐出部１１ｂの内壁も撥水処理される
。
【００４９】
（ｐ）  図９（ｐ）（以後、図９（ｓ）に到るまで、図８（ｏ）に示したシリコン基材１
００の上下を逆転した状態で示す）に示すように、撥水処理されたインク吐出側の面１０
０ｂに、保護フィルム６０を貼り付ける。ここでは、例えば、Ｅ−ＭＡＳＫ（登録商標：
日東電工製）を用いる。
【００５０】
（ｑ）  図９（ｑ）に示すように、支持基板１２０側からＵＶ光を照射する。
【００５１】
（ｒ）  図９（ｒ）に示すように、両面テープ５０の自己剥離層５１をシリコン基材１０
０の接合面１００ａ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。
【００５２】
（ｓ）  図９（ｓ）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の接合面１００ａ側、および導入部１１ａ、吐出部１１ｂの内壁に余分
に形成された撥水膜１４を除去する。
その後、ノズル基材１００の接着強度を上げるため、プライマー処理液に１時間浸漬し
た後、純水でリンスし、８０℃で１時間の条件でベーキングする。このとき、プライマー
処理液として、例えば、シランカップリング剤（型番：ＳＨ６０２０、東レダウ製）を用
いる。
【００５３】
（ｔ）  図１０（ｔ）（以後、図１０（ｕ）に到るまで、図９（ｓ）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１０
０ａ（保護フィルム６０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）を吸着治具７０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保護フィルム６０を剥離する。
【００５４】
（ｕ）  図１０（ｕ）に示すように、吸着治具７０の吸着固定を解除する。こうして、イ
ンク吐出側の面１００ｂに、酸化ハフニウムからなる金属系酸化膜１３と撥水膜１４とが
積層して形成されたノズル基板１が形成される。
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。
【００５５】
上記の説明では、インク吐出側の面１００ｂの耐インク保護膜として、酸化ハフニウム
（ＨｆＯ2 ）よりなる金属系酸化膜１３を使用した場合について示した。かかる酸化ハフ
ニウムは、耐薬品性が非常に高く、ウェットエッチングが不可能な難エッチング材料であ
り、耐インク保護膜として適している。また、金属系酸化膜１３として、酸化タンタル（
Ｔａ2 Ｏ5 ）、酸化チタン（ＴｉＯ2 ）、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）及び酸化ジルコニ
ウム（ＺｒＯ2 ）を用いてもよい。この場合も、耐薬品性が高く、ウェットエッチングが
不可能な難エッチング材料であり、耐インク保護膜として適している。
上記の材料に限らず、耐薬品性の高い材料であれば、金属系酸化膜１３として、他の材
料を用いることができる。なお、撥水膜１４は、下地材料と脱水縮合反応で強固に結合す
る性質があり、耐インク保護膜は、撥水膜１４の最適下地材として、表面にＯＨ基が着き
やすい上記のような酸化膜が望ましい。
【００５６】
実施の形態１に係るノズル基板１の製造方法よれば、シリコン基材１００のノズル孔１
１を形成した側の面、すなわち接合面１００ａに、両面テープ５０を介して支持基板１２
０を貼り合わせ、シリコン基材１００をインク吐出側の面１００ｂより薄板化してノズル
孔１１を開口するようにしたので、ノズル孔１１の製造工程において、シリコン基材１０
０が割れたり欠けたりすることがなく、ハンドリングが容易で、歩留まりが向上する。
さらに、上記の製造工程において、シリコン基材１００のインク吐出側の面１００ｂに
、耐インク性の高い酸化ハフニウム等の金属系酸化膜１３を形成し、そのうえに撥水膜１
４を形成するようにしたので、下地材が侵食されることによって起こる撥水膜１４の剥れ
がなくなる。このことにより、長期にわたり、インク吐出側の面１００ｂの撥水性を保持
することができ、インク吐出の安定性を確保することができる。
【００５７】
次に、キャビティ基板２および電極基板３の製造方法について説明する。
ここでは、電極基板３にシリコン基材２００を接合した後、そのシリコン基材２００か
らキャビティ基板２を製造する方法について、図１１、図１２を用いて説明する。
【００５８】
（ａ）  図１１（ａ）に示すように、硼珪酸ガラス等からなるガラス基材３００に、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３
２を形成する。なお、この凹部３２は個別電極３１の形状より少し大きめの溝状のもので
あり、個別電極３１ごとに複数形成される。そして、凹部３２の内部に、例えばスパッタ
によりＩＴＯ（Indium Tin Oxide）からなる個別電極３１を形成する。その後、ドリル等
によってインク供給孔３４となる孔部３４ａを形成することにより、電極基板３を作製す
る。
【００５９】
（ｂ）  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（絶縁膜）２６を形成す
る。なお、シリコン基材２００を形成する前に、エッチングストップ技術を用いて、振動
板２２の厚みを高精度に形成するためのボロンドープ層を形成するようにしてもよい。エ
ッチングストップとは、エッチング面から発生する気泡が停止した状態と定義し、実際の
ウェットエッチングにおいては、気泡の発生の停止をもってエッチングがストップしたも
のと判断する。
【００６０】
（ｃ）  このシリコン基材２００と、図１１（ａ）のようにして作製された電極基板３と
を３６０℃に加熱し、シリコン基材２００を陽極に、電極基板３を陰極に接続して８００
Ｖ程度の電圧を印加して、図１１（ｃ）に示すように、陽極接合により接合する。
【００６１】
（ｄ）  シリコン基材２００と電極基板３を陽極接合した後に、図１１（ｄ）に示すよう
に、水酸化カリウム水溶液等で接合状態のシリコン基材２００をエッチングし、シリコン
基材２００を薄板化する。
【００６２】
（ｅ）  シリコン基材２００の上面（電極基板３が接合されている面と反対側の面）の全
面に、プラズマＣＶＤによって、ＴＥＯＳ膜２６０を形成する。そして、このＴＥＯＳ膜
２６０に、吐出室２１となる凹部２１０、オリフィス２３となる凹部２３０およびリザー
バ２４となる凹部２４０を形成するためのレジストをパターニングし、これらの部分のＴ
ＥＯＳ膜２６０をエッチング除去する（図１２（ｅ）参照）。
その後、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、
図１２（ｅ）に示すように、吐出室２１となる凹部２１０、オリフィス２３となる凹部２
３０及びリザーバ２４となる凹部２４０を形成する。このとき、配線のための電極取り出
し部２９となる部分もエッチングして薄板化しておく。なお、ウェットエッチングの工程
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。
【００６３】
（ｆ）  シリコン基材２００のエッチングが終了した後に、フッ酸水溶液でエッチングし
、図１２（ｆ）に示すように、シリコン基材２００の上面に形成されているＴＥＯＳ膜２
６０を除去する。
【００６４】
（ｇ）  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、プラズマＣＶＤによりＴＥＯＳ膜（絶縁膜）２６を形成する。
【００６５】
（ｈ）  ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）等によって、図１２（ｈ）に示すように、電極
取り出し部２９を開放する。また、電極基板３のインク供給孔３４となる孔部にレーザ加
工を施して、シリコン基材２００のリザーバ２４となる凹部２４０の底部を貫通させ、イ
ンク供給孔３４を形成する。また、振動板２２と個別電極３１の間のギャップの開放端部
にエポキシ樹脂等の封止材２７を充填して封止する。さらに、共通電極２８をスパッタに
より、シリコン基材２００の端部に形成する。
【００６６】
以上により、電極基板３に接合した状態のシリコン基材２００からキャビティ基板２が
作製される。
最後に、キャビティ基板２に、前述のようにして作製（図５〜図１０）されたノズル基
板１を接着等により接合することにより、図１３に示したインクジェットヘッド１０が完
成する。
【００６７】
実施の形態１にかかるインクジェットヘッド１０の製造方法によれば、キャビティ基板
２を、予め作製された電極基板３に接合した状態のシリコン基材２００から作製するので
、その電極基板３によりシリコン基材２００を支持した状態となり、シリコン基材２００
を薄板化しても割れたり欠けたりすることがなく、ハンドリングが容易となる。したがっ
て、キャビティ基板２を単独で製造する場合よりも歩留まりが向上する。
【００６８】
実施の形態２．
図１４は、実施の形態１に係るノズル基板の製造方法で得られたノズル基板１を有する
インクジェットヘッドを搭載したインクジェット記録装置を示す斜視図である。図１４に
示すインクジェット記録装置４００は、インクジェットプリンタであり、実施の形態１に
係るインクジェットヘッド１０を搭載しているため、吐出特性が良く、また高密度化が可
能であり、このため液滴の着弾位置の高精度化が可能で、安定した高品質の印字が可能な
インクジェット記録装置４００を得ることができる。
なお、実施の形態１に示したインクジェットヘッド１０は、図１４に示すインクジェッ
ト記録装置４００の他に、液滴を種々変更することで、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、遺伝子検査等に用いられる生体分子溶液
のマイクロアレイの製造など様々な用途の液滴吐出装置として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の実施の形態１に係る液滴吐出ヘッドの分解斜視図。
【図２】図１の液滴吐出ヘッドを組立てた状態の要部の縦断面図。
【図３】図２のノズル孔部分を拡大した断面図。
【図４】図１のノズル基板の上面図。
【図５】図１のノズル基板の製造工程の断面図。
【図６】図５に続くノズル基板の製造工程の断面図。
【図７】図６に続くノズル基板の製造工程の断面図。
【図８】図７に続くノズル基板の製造工程の断面図。
【図９】図８に続くノズル基板の製造工程の断面図。
【図１０】図９に続くノズル基板の製造工程の断面図。
【図１１】キャビティ基板および電極基板の製造工程の断面図。
【図１２】図１１に続く製造工程の断面図。
【図１３】図５〜図１２の製造工程によって製造された液滴吐出ヘッドの要部の断面図。
【図１４】本発明の実施の形態２に係るインクジェット記録装置の斜視図。
【符号の説明】
【００７０】
１  ノズル基板、１ａ  接合面（後端側の面）、１ｂ  インク吐出面（先端側の面）、
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、１
１ａ  吐出部、１１ｂ  導入部、１２  親水膜（親インク膜）、１３  金属系酸化膜、１
４  撥水膜（撥インク膜）、２１  吐出室、２２  振動板、２３  オリフィス、２４  リ
ザーバ、２６  絶縁膜、２７  封止材、２８  共通電極、３１  個別電極、３４  インク
供給孔、４０  駆動制御回路、１００  シリコン基材、１００ａ  接合面（後端側の面）
、１００ｂ  インク吐出側の面（先端側の面）、１２０  支持基板、４００  インクジェ
ット記録装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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