(57)【要約】【課題】簡易、小型化等を図ることができるヘッドユニット等を得る。【解決手段】供給された液体を液滴として吐出する液滴吐出ヘッド１と、液滴吐出ヘッド１に供給する液体の流路を有し、液滴吐出ヘッドを固定する基台５０と、液滴吐出ヘッド１と基台５０との間に設けられ、液体流路を通過した液体から異物を除去して液滴吐出ヘッド１に供給するフィルタ４０とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給された液体を液滴として吐出する液滴吐出ヘッドと、
該液滴吐出ヘッドに供給する前記液体の流路を有し、前記液滴吐出ヘッドを固定する基台と、
前記液滴吐出ヘッドと前記基台との間に設けられ、前記液体流路を通過した液体から異物を除去して前記液滴吐出ヘッドに供給するフィルタと
を備えることを特徴とする液滴吐出ヘッドユニット。
【請求項２】
前記液滴吐出ヘッドの前記液体が供給される部分に、前記フィルタの大きさに対応した大きさの開口部分を有する液受け用凹部を形成することを特徴とする請求項１記載の液滴吐出ヘッドユニット。
【請求項３】
前記フィルタを取り付けるための溝を、前記フィルタに合わせて前記液滴吐出ヘッドに設けることを特徴とする請求項１又は２記載の液滴吐出ヘッドユニット。
【請求項４】
前記フィルタを取り付けるための溝を、前記フィルタに合わせて前記基台に設けることを特徴とする請求項１又は２記載の液滴吐出ヘッドユニット。
【請求項５】
前記基台は、可撓性を有するチューブを接続することができる液体供給管を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドユニット。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドユニットを有することを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項７】
供給された液体を液滴としてノズルから吐出する力を発生させるための電極を電極基板に形成する工程と、
前記ノズルへの流路となる貫通穴の液体供給口と、該液体供給口と連通し、液体から異物を除去するためのフィルタの大きさに対応した大きさの開口部分を有する液受け用凹部とを、前記電極を形成した面の反対面から掘削又は切削加工して前記電極基板に形成する工程と
を有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８】
供給された液体を液滴としてノズルから吐出する力を発生させるための電極を電極基板に形成する工程と、
液体から異物を除去するためのフィルタの大きさに対応した大きさの開口部分を有する液受け用凹部を前記電極を形成した面の反対面から掘削又は切削加工して前記電極基板に形成し、該液受け用凹部と連通し、前記ノズルへの流路となる貫通穴の液体供給口を前記電極を形成した面から掘削又は切削加工して前記電極基板に形成する工程と
を有することを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体供給源となる液体タンクから液滴吐出ヘッドに至る流路にフィルタを設けた液滴吐出ヘッドユニット等に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、液滴吐出方式の記録（印刷）装置は、家庭用、工業用を問わず、あらゆる分野の印刷に利用されている。液滴吐出方式とは、例えば複数のノズルを有する液滴吐出ヘッドを対象物（紙等）との間で相対移動させ、液滴吐出ヘッドから吐出した液滴を対象物の所定の位置に付着させて印刷等をするものである。この方式は、液晶（Liquid Crystal）を用いた表示装置を作製する際のカラーフィルタ、有機化合物等の電界発光（ElectroLuminescence ）素子を用いた表示パネル（ＯＬＥＤ）、ＤＮＡ、タンパク質等、生体分子のマイクロアレイ等の製造にも利用されている。
【０００３】
このような記録装置において、例えば液滴吐出ヘッド（ヘッドチップ）と、液滴吐出ヘッドを保持するための基台とにより液滴吐出ヘッドユニットを構成している。この基台は液体供給源となる液体タンクから液滴吐出ヘッドに至るまでの流路を有している。
【０００４】
ここで、液滴吐出ヘッドに塵芥等の異物が流入すると、吐出特性を変化させる等、液滴吐出に悪影響を与える可能性があるため、液体に含まれる異物を液滴吐出ヘッドに流入しないようにするためのフィルタを、基台が有する流路上に設けるものがある（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−３０５８６７号公報（図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、上記の特許文献１のような液滴吐出ヘッドユニットでは、２つの流路部材の間にフィルタを挟んで基台を形成し、一方の流路部材に液滴吐出ヘッドを固定して保持するようにしている。このようにフィルタを流路上に設けるために２つの流路部材を必要とする。そのため、生産、組み立て等にコストを費やすことになる。また、２つの流路部材を組み合わせるため、その分ユニットの厚みも増すこととなる。
【０００６】
そこで、本発明は以上のような問題を解決し、簡易、小型化等を図ることができるヘッドユニット等を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る液滴吐出ヘッドユニットは、供給された液体を液滴として吐出する液滴吐出ヘッドと、液滴吐出ヘッドに供給する液体の流路を有し、液滴吐出ヘッドを固定する基台と、液滴吐出ヘッドと基台との間に設けられ、液体流路を通過した液体から異物を除去して液滴吐出ヘッドに供給するフィルタとを備える。
本発明によれば、液滴吐出ヘッドと基台との間にフィルタを設けるようにしたので、フィルタを流路に設けるために２つの流路部材でフィルタを挟んで基台を構成する必要がなく、流路部材に係る材料的なコスト、組み立て等に要する時間的なコスト等を減らすことができる。また、２つの流路部材を設けずにすむため、液滴吐出ヘッドユニットを小型化することができる。
【０００８】
また、本発明に係る液滴吐出ヘッドユニットは、液滴吐出ヘッドの液体が供給される部分に、フィルタの大きさに対応した大きさの開口部分を有する液受け用凹部を形成する。
本発明によれば、フィルタの大きさに合わせた液受け用凹部を設けるようにしたので、フィルタの全面を有効に利用して液体を通過させることができ、またフィルタを通過して流れる液体の流路抵抗を小さくすることができる。
【０００９】
また、本発明に係る液滴吐出ヘッドユニットは、フィルタを取り付けるための溝を、フィルタに合わせて液滴吐出ヘッドに設ける。
本発明によれば、フィルタを取り付けるための溝を液滴吐出ヘッドに設けるようにしたので、基台の構造を単純にすることができ、特に基台の高さ方向を薄くすることができる。また、溝を設けることで、電極基板の基台接続側の面とフィルタとを同一平面として平らにすることで液滴吐出ヘッドと基台の接着を強固にすることができる。
【００１０】
また、本発明に係る液滴吐出ヘッドユニットは、フィルタを取り付けるための溝を、フィルタに合わせて基台に設ける。
本発明によれば、成型により型を一度に形成することができる基台に、フィルタを取り付けるための溝を設けるようにしたので、液滴吐出ヘッドに溝を設けるためにフィルタ用逃げ溝を形成するための工程を必要とせず、形成に係る材料的、時間的コスト等を低減することができる。
【００１１】
また、本発明に係る液滴吐出ヘッドユニットの基台は、可撓性を有するチューブを接続することができる液体供給管を有する。
本発明によれば、基台に液体供給管を有するようにしたので、液体タンクからチューブを介して液体の供給を受けることができる。
【００１２】
また、本発明に係る液滴吐出装置は上述した液滴吐出ヘッドユニットを有するものである。
本発明によれば、上述した液滴吐出ヘッドユニットを有するので、液滴吐出装置の製造に係る材料的、時間的コスト等を低減することができる。
【００１３】
また、本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、供給された液体を液滴としてノズルから吐出する力を発生させるための電極を電極基板に形成する工程と、ノズルへの流路となる貫通穴の液体供給口と、液体供給口と連通し、液体から異物を除去するためのフィルタの大きさに対応した大きさの開口部分を有する液受け用凹部を、電極を形成した面の反対面から掘削又は切削加工して電極基板に形成する工程とを有する。
本発明によれば、ノズルへの流路となる液体供給口、フィルタを通過した液体の流路抵抗を小さくすることができる液受け用凹部を、同じ側となる電極を形成した面の反対面から掘削又は切削加工して形成するようにしたので、掘削時間等を短縮することができる。
【００１４】
また、本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、供給された液体を液滴としてノズルから吐出する力を発生させるための電極を電極基板に形成する工程と、液体から異物を除去するためのフィルタの大きさに対応した大きさの開口部分を有する液受け用凹部を電極を形成した面の反対面から掘削又は切削加工して電極基板に形成し、液受け用凹部と連通し、ノズルへの流路となる貫通穴の液体供給口を電極を形成した面から掘削又は切削加工して電極基板に形成する工程とを有する。
本発明によれば、電極を形成した面の反対面からフィルタを通過した液体の流路抵抗を小さくすることができる液受け用凹部を掘削又は切削加工し、電極を形成した面からノズルへの流路となる液体供給口を掘削又は切削加工を電極基板に形成するようにしたので、液体供給口を精度よく形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
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ユニットを表す図である。図１では液滴吐出ヘッドユニットの一部を示している。本実施の形態では、フェイスイジェクト型の液滴吐出ヘッド１を有する液滴吐出ヘッドユニットについて説明する。なお、構成部材を図示し、見やすくするため、図１を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものと異なる場合がある。また、図１の上側を上とし、下側を下とする。また、例えば液滴吐出ヘッド１については上側を吐出側とし、下側を基台接続側として説明する。
【００１６】
図１に示すように本実施の形態に係る液滴吐出ヘッド（ヘッドチップ）１は、電極基板１０、キャビティ基板２０及びノズル基板３０の３つの基板を下から順に積層して構成する。ここで本実施の形態では、電極基板１０とキャビティ基板２０とは陽極接合により接合する。また、キャビティ基板２０とノズル基板３０とはエポキシ樹脂等の接着剤を用いて接合する。
【００１７】
電極基板１０は、厚さ約１ｍｍの例えばホウ珪酸系の耐熱硬質ガラス等の基板を主要な材料としている。本実施の形態ではガラス基板とするが、例えば単結晶シリコンを基板とすることもできる。電極基板１０の吐出側には、後述するキャビティ基板２０の吐出室２１となる凹部に合わせて複数の電極用凹部１１を形成している。凹部１１は、後述するキャビティ基板２０の振動板２２が撓む（変位する）ことができる空間（以下、この空間をギャップという）を有している。また、電極用凹部１１の内側（特に底部）には、キャビティ基板２０の各吐出室２１（振動板２２）と対向するように、固定電極となる個別電極１２Ａを設け、さらにリード部１２Ｂ及び端子部１２Ｃを個別電極１２Ａと一体として設けている（以下、特に区別する必要がなければこれらを合わせて電極部１２とする）。電極部１２は、例えばスパッタ法により、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide：インジウム錫酸化物）を約０．１μｍ（１００ｎｍ）の厚さで電極用凹部１１の内側に成膜して形成する。
【００１８】
また、本実施の形態の電極基板１０においては、液体タンク（図示せず）から供給された液体を取り入れるための液体供給口１３となる貫通穴を有する。そして、基台接続側には、液体供給口１３と連通し、フィルタの大きさ（面積）に対応した開口部分を有する液受け用凹部１４を設ける。そして、液受け用凹部１４の外周部分には、液滴吐出ヘッド１側にフィルタ４０を組み付ける（設ける）ためのフィルタ用逃げ溝１５を有しているものとする。フィルタ用逃げ溝１５を設けることで、電極基板１０の基台接続側の面とフィルタ４０とを同一平面として平らにすることができ、液滴吐出ヘッド１と基台５０の接着を強固にすることができる。
【００１９】
キャビティ基板２０は、例えば表面が（１００）面方位、（１１０）面方位等のシリコン単結晶基板（以下、シリコン基板という）を主要な材料としている。キャビティ基板２０には、吐出させる液体を一時的に溜めるために流路上に設ける吐出室２１となる凹部（底壁が可動電極となる振動板２２となっている）を形成している。そして、キャビティ基板２０の下面（電極基板１０と対向する面）には、振動板２２と個別電極１２Ａとの間を電気的に絶縁するためのＴＥＯＳ膜（ここでは、Tetraethyl orthosilicate Tetraethoxysilane：テトラエトキシシラン（珪酸エチル）を用いてできるＳｉＯ2 膜をいう）である絶縁膜２３をプラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition ：ＴＥＯＳ−ｐＣＶＤともいう）法を用いて、０．１μｍ（１００ｎｍ）成膜している。ここでは絶縁膜２３をＴＥＯＳ膜としているが、例えばＡｌ2Ｏ3（酸化アルミニウム（アルミナ））を用いてもよい。また、各吐出室２１に液体を供給するリザーバ（共通液室）２４となる凹部を形成している。さらに、外部の発振回路から基板（振動板２２）に電荷を供給するための端子となる共通電極端子２７も設けている。
【００２０】
ノズル基板３０についても、例えばシリコン基板を主要な材料とする。ノズル基板３０には、複数のノズル３１を形成している。各ノズル３１は、振動板２２の駆動（変位）により加圧された液体を液滴として外部に吐出する。ノズル３１を複数段で形成すると、液滴を吐出する際の直進性向上が期待できるため、本実施の形態ではノズル３１を２段で形成している。また、実施の形態１の液滴吐出ヘッドでは、振動板２２が変位することでリザーバ２４方向に加わる圧力を緩衝するダイヤフラム３２がさらに設けられている。さらに、吐出室２１とリザーバ２４とを連通させるためのオリフィス３３を下面に有している。
【００２１】
図２は実施の形態１に係る液滴吐出ヘッドユニットの断面図である。封止材２５は、異物、水分（水蒸気）等がギャップに浸入しないように、ギャップと外の空間とを遮断し、密閉するために電極取出し口２６に設ける。電極取出し口２６は端子部１２Ｃを外部に露出させるために設けている。
【００２２】
フィルタ４０は、液体に含まれる塵芥を濾過して液滴吐出ヘッドに液体を供給するために設ける。本実施の形態のフィルタ４０は楕円形状とする（図１ではその一部を示している）。本実施の形態ではフィルタ４０外周部分とフィルタ用逃げ溝１５とを接着剤等で接着することにより液滴吐出ヘッド側に設けている。フィルタ４０については塵芥を除去して液体を濾過できれば材料を限定しない。ここでは、例えば耐食性がよいＳＵＳ３１６（オーステナイト系ステンレス鋼）を材料とし、綾畳織による網目を設けたフィルタ４０を用いるものとする。
【００２３】
一方、基台５０は液滴吐出ヘッド１を固定保持するものである。基台５０は例えばプラスチック等の熱可塑性樹脂を材料とし、金型等を用いて成型して製造する。図１及び図２では基台５０において必要な部分を示すこととし、複雑な形状の基台５０を簡略化して記載している。基台５０には接着剤溝５１を設け、接着剤溝５１と連通する接着剤注入孔５１Ａを介して接着剤溝５１に流し込んだ接着剤５１Ｂにより液滴吐出ヘッド１を基台５０に接着して固定する。ここで、基台５０には、電極基板１０に設けた液受け用凹部１４と同様に、フィルタ４０の大きさに合わせた液供給用凹部５２を有し、流路抵抗の低減を図っている。また、液体タンクからの液体が流れる可撓性を有するチューブ（図示せず）を接続するための液体供給管５３を有している。また、ここでは特に示していないが、吐出の際に液滴吐出ヘッドユニットの移動により生じる圧力を干渉するためのダンパ（圧力緩衝材）を流路上に構成することができる構造とすることもできる。
【００２４】
図３は電極基板１０の電極用凹部１１及び電極部１２の形成工程を表す図である。ここでは電極基板１０における電極用凹部１１及び電極部１２の形成について説明する。ここで、実際には電極基板１０は、ウェハ状のガラス基板で複数個分を同時形成する。そして、他の基板と接合等をした後、個々に切り離して液滴吐出ヘッドを製造するが、図３では１つの液滴吐出ヘッドの電極基板１０となるガラス基板６１等の一部分だけを示している。
【００２５】
約１ｍｍのガラス基板６１の一方の面に対し、例えば、マスクとなるクロム（Ｃｒ）等の膜６２（以下、マスク膜６２という）を成膜する（図３（ａ））。マスク膜６２の形成は、例えばＰＶＤ（Physical Vapor Deposition ）法で行う。例えば、ＰＶＤ法としては、スパッタ、真空蒸着、イオンプレーティング等の方法がある。さらに、マスク膜６２上の全面にフォトレジスト６３を塗布する。そして、フォトリソグラフィ（Photolithography）法を用い、クロム膜上の全面に塗布したフォトレジスト用の感光性樹脂をマスクアライナ等で露光し、現像液で現像することで、ガラス基板６１に、電極基板１０の電極用凹部１１の中央部分（最もギャップ長が長い）となる形状（長方形）に対応させてフォトレジスト６３によるパターンを形成する。
【００２６】
フォトレジストパターンを形成した後、例えば硝酸セリウムアンモニウム水溶液によりウェットエッチングを行い、クロム６２膜の不要な部分を除去する（図３（ｂ））。これにより、マスク膜６２による電極用凹部１１のガラス基板６１が露出したエッチングパターンが形成される。そして、例えばフッ化アンモニウム水溶液によりガラス基板６１のウェットエッチングを行って、電極用凹部１１を形成する（図３（ｃ））。その後、マスク膜６２を剥離する。
【００２７】
その後、例えばスパッタによってＩＴＯ膜６４をガラス基板６１の電極用凹部１１を形成した側の面全体に形成する（図３（ｄ））。そしてフォトリソグラフィーによってレジスト（図示せず）をパターニングし、電極部１２として残す部分だけを保護した上でＩＴＯ膜６４をエッチングし、電極部１２を形成する（図３（ｅ））。
【００２８】
図４は実施の形態１に係る電極基板１０の液体供給口１３等を形成する工程を表す図である。ここで図４は図１等との関係において上下方向が逆になっている。前述した工程により電極用凹部１１及び電極部１２を形成すると、次に液体供給口１３等を形成するため、ガラス基板６１の両面にドライフィルム６５を貼り付ける。ここで、吐出側の面（電極用凹部１１及び電極部１２を形成した面）については紫外線を全面に照射して露光を行ってドライフィルム６５を残す。一方、基台接続側の面のドライフィルム６５については、液体供給口１３となる部分を残して露光し、アルカリ溶液で除去する。これにより液体供給口１３となる部分を開口する（図４（ａ））。
【００２９】
そして、吐出側の面に熱剥離シート６６を貼り付け、ガラス基板６１が動かないようにステージ（図示せず）に固定する。そして、圧縮した気体を噴射し、開口した部分（液体供給口１３となる部分）を掘削するマイクロブラスト加工を行う（図４（ｂ））。ここで、マイクロブラスト加工の特性として、開口した部分はテーパ状に加工されていくことになる。また、開口した部分（液体供給口１３となる部分）には最終的に貫通穴が形成されることになるが、この工程においては開口した部分を貫通する必要がない。なお、ここではマイクロブラスト加工により開口した部分を掘削するようにしたが、この加工方法に限定するものではない。例えば、粒子を噴射するサンドブラスト加工、ドリル等を用いる切削加工を行って開口した部分を掘削することができる。
【００３０】
次に、例えば約１２０℃の熱を加えて熱剥離シート６６を剥離する。さらに剥離液に浸漬してドライフィルム６５も剥離する。その後、再度、前述したようにガラス基板６１の両面にドライフィルム６７を貼り付ける。このとき、基台接続側の面のドライフィルム６７については、液受け用凹部１４、液体供給口１３となる部分を残して露光し、アルカリ溶液でそれらの部分のドライフィルム６７を除去し、開口する（図４（ｃ））。
【００３１】
そして、前述したように吐出側の面に熱剥離シート６８を貼り付けてステージに固定し、開口した部分（液受け用凹部１４、液体供給口１３となる部分）をマイクロブラスト加工により掘削する（図４（ｄ））。ここでもマイクロブラスト加工を行ったが、前述したように、サンドブラスト加工による掘削、座繰り用のドリル等を用いた切削加工による切削等により、液受け用凹部１４等を形成するようにしてもよい。
【００３２】
さらに前述したように熱剥離シート６８及びドライフィルム６７を剥離し、ガラス基板６１の両面にドライフィルム６９を貼り付ける。このとき、基台接続側の面については、フィルタ４０の大きさ及び厚さに合わせたフィルタ用逃げ溝１５、液受け用凹部１４、液体供給口１３となる部分を開口する（図４（ｅ））。そして、前述したように吐出側の面に熱剥離シート７０を貼り付けてステージに固定し、開口した部分（フィルタ用逃げ溝１５、液受け用凹部１４、液体供給口１３となる部分）をマイクロブラスト加工により掘削する（図４（ｆ））。この工程において液体供給口１３となる部分は貫通穴となる。ここでも、前述したように、サンドブラスト加工による掘削、切削加工による切削等により、フィルタ用逃げ溝１５等を形成するようにしてもよい。
【００３３】
そして、前述したように、熱剥離シート７０及びドライフィルム６９を剥離する。さらに、加工によるチッピング、クラック等を除去するために洗浄を行う。以上の工程により電極基板１０を作製する（図４（ｇ））。
【００３４】
図５は液滴吐出ヘッド１の製造工程を示す図である。シリコン基板８１の片面（電極基板１０との接合面側）を鏡面研磨した例えば２２０μｍの厚みの基板（キャビティ基板２０となる）にボロンを拡散させ、高濃度（約５×１０19ａｔｏｍｓ／ｃｍ3 ）のボロンドープ層を形成する。そして、ボロンドープ層を形成した面に、プラズマＣＶＤ法により、成膜時の処理温度は３６０℃、高周波出力は２５０Ｗ、圧力は６６．７Ｐａ（０．５Ｔｏｒｒ）、ガス流量はＴＥＯＳ流量１００ｃｍ3 ／ｍｉｎ（１００ｓｃｃｍ）、酸素流量１０００ｃｍ3 ／ｍｉｎ（１０００ｓｃｃｍ）の条件で絶縁膜２３を０．１μｍ成膜する。
【００３５】
シリコン基板８１と電極基板１０とを３６０℃に加熱した後、電極基板１０に負極、シリコン基板８１に正極を接続して、例えば８００Ｖの電圧を印加し、陽極接合を行う。そして、陽極接合した後の基板（以下、接合済み基板という）において、シリコン基板８１の厚みが約６０μｍになるまでシリコン基板８１表面の研削加工を行う。その後、加工変質層を除去するために、３２ｗ％の濃度の水酸化カリウム溶液でシリコン基板８１を約１０μｍ分の異方性ウェットエッチング（以下、ウェットエッチングという）を行う。これによりシリコン基板８１の厚みを約５０μｍにする（図５（ａ））。
【００３６】
次に、ウェットエッチングを行った面に対し、ＴＥＯＳによるエッチングマスク（以下、ＴＥＯＳエッチングマスクという）８２をプラズマＣＶＤ法により成膜する。成膜条件としては、例えば、成膜時の処理温度は３６０℃、高周波出力は７００Ｗ、圧力は３３．３Ｐａ（０．２５Ｔｏｒｒ）、ガス流量はＴＥＯＳ流量１００ｃｍ3 ／ｍｉｎ（１００ｓｃｃｍ）、酸素流量１０００ｃｍ3 ／ｍｉｎ（１０００ｓｃｃｍ）の条件で約１．０μｍ成膜する。ＴＥＯＳを用いた成膜は比較的低温で行うことができ、基板の加熱を抑えることができる。
【００３７】
そして、吐出室２１、リザーバ２４及び電極取出し口２６となる部分のＴＥＯＳエッチングマスク８２をエッチングするため、レジストパターニングを施す。そして、フッ酸水溶液を用いてＴＥＯＳエッチングマスク８２がなくなるまで、その部分についてエッチングを行い、パターニングしてシリコンを露出させる（図５（ｂ））。そして、レジストを剥離する。ここで、電極取出し口２６となる部分については、全体についてシリコンを露出させなくても、例えば電極取出し口２６とキャビティ基板２０との境界となる部分を露出させ、残りの部分を島状に残して、シリコンの割れを防ぐようにしてもよい。また、リザーバ２４については、駆動時における電極部１２との間に発生する静電力の影響を抑えるために、シリコンを露出させるまでエッチングを行わず、凹部の底部分に厚みを残しておくようにしてもよい。
【００３８】
次に、接合済み基板を例えば３５ｗｔ％の濃度の水酸化カリウム水溶液に浸し、シリコンを露出させた部分の厚みが約１０μｍになるまでウェットエッチングを行う。そして、さらに、振動板２２の面荒れを抑制し、厚み精度を高めるため、接合済み基板を３ｗｔ％の濃度の水酸化カリウム水溶液に浸し、ボロンドープ層において、エッチングストップが十分効いたものと判断するまでエッチングを続ける。この工程により吐出室２１、リザーバ２４となる部分には、（１１１）面の結晶面が表れ、隔壁（側壁）として形成される。また、吐出室２１となる凹部の底面には振動板２２が形成される（図５（ｃ））。ここでは、２種類の濃度の水酸化カリウム水溶液を用いてウェットエッチングを行っているが、後にドライエッチングを行う際に、振動板２２の厚み調整を行うこともできるため、この方法に限定するものではない。また、ウェットエッチングを行って形成するようにしたが、これに限定するものではなく、ドライエッチングにより形成するようにしてもよい。
【００３９】
ウェットエッチングを終了すると、接合済み基板をフッ酸水溶液に浸し、シリコン基板８１表面のＴＥＯＳエッチングマスク８２を剥離する。そして、シリコン基板８１の電極取出し口２６となる部分のシリコンを除去する為に、電極取出し口２６となる部分が開口したシリコンマスクを接合済み基板のシリコン基板８１側の表面に取り付ける。そして、例えば、ＲＦパワー２００Ｗ、圧力４０Ｐａ（０．３Ｔｏｒｒ）、ＣＦ4 流量３０ｃｍ3 ／ｍｉｎ（３０ｓｃｃｍ）の条件で、ＲＩＥドライエッチング（異方性ドライエッチング）を例えば２時間行い、電極取出し口２６となる部分のみにプラズマを当てて、開口する。開口することでギャップについても大気開放される。ここで、ピン等で突いて電極取出し口２６となる部分のシリコンを除去するようにしてもよい。そして、例えばエポキシ樹脂からなる封止材２５を流し込み、ギャップを封止する（図５（ｄ））。
【００４０】
ここで、流路を流れる液体からキャビティ基板２０を保護するため、例えば酸化シリコン等の液体保護膜（図示せず）をさらに成膜するようにしてもよい。  また、共通電極端子２７となる部分を開口したマスクを、接合基板のシリコン基板８１側の表面に取り付ける。そして、例えばプラチナ（Ｐｔ）をターゲットとして、酸化シリコン等の液体保護膜を逆スパッタにより除去加工した後、スパッタ等を行い、共通電極端子２７を形成する（図５（ｅ））。また、液体供給口１３とリザーバ２４とを連通させる貫通穴をシリコン基板８１に形成する。これにより、接合済み基板に行う加工処理は完了する。
【００４１】
ノズル３１、ダイヤフラム３２及びオリフィス３３を形成してあらかじめ作製していたノズル基板３０を、例えば、エポキシ系接着剤により、接合済み基板のキャビティ基板２０側から接着する。そして、ダイシングを行い、個々の液滴吐出ヘッドに切断し、液滴吐出ヘッド１が完成する（図５（ｆ））。
【００４２】
図６は実施の形態１に係る液滴吐出ヘッドユニットの作製工程を表す図である。前述の工程により作製した液滴吐出ヘッド１において、電極基板１０の基台接続側に形成したフィルタ用逃げ溝１５に合わせて、接着剤等によりフィルタ４０を接着する（図６（ａ））。さらに、あらかじめ成型した基台５０と液滴吐出ヘッド１とを組み合わせた後、基台５０の接着剤溝５１に接着剤注入孔５１Ａを介して接着剤５１Ｂを流し込み、液滴吐出ヘッド１を基台５０に接着し、液滴吐出ヘッドユニットが完成する（図６（ｂ））。
【００４３】
以上のように、実施の形態１の液滴吐出ヘッドユニットによれば、電極基板１０の基台接続側にフィルタ用逃げ溝１５を設けてフィルタ４０を接着することで液滴吐出ヘッド１と基台５０との間にフィルタ４０を設けるようにしたので、フィルタ４０を流路に設けるために２つの流路部材でフィルタを挟んで基台を構成する必要がなく、流路部材に係る材料的なコスト、組み立て等に要する時間的なコスト等を減らすことができる。本実施の形態では、液滴吐出ヘッド１にフィルタ４０を接着しており、基台５０の構造を単純にすることができ、基台５０の高さ方向を薄くすることができる。そして、電極基板１０の基台接続側を有効利用し、２つの流路部材で基台を構成する必要がないため、液滴吐出ヘッドユニットの高さ方向を薄くすることができる（例えば約４０ｍｍであったものを約２５ｍｍにすることが期待できる）。また、液滴吐出ヘッド１の電極基板１０にフィルタ４０の大きさ（面積）に合わせて開口部分を有する液受け用凹部１４を設けるようにしたので、フィルタ４０の全面を有効に利用して液体を通過させることができ、フィルタ４０を通過して流れる液体の流路抵抗を小さくすることができる。
【００４４】
実施の形態２．
図７は実施の形態２に係る液滴吐出ヘッドユニットの断面図である。前述した実施の形態は、液滴吐出ヘッド１にフィルタ用逃げ溝１５を設けた。本実施の形態の液滴吐出ヘッドユニットは、フィルタ４０を基台５０側に設けるため、基台５０にフィルタ用逃げ溝５４を設けるようにしたものである。
【００４５】
基台５０側にフィルタ用逃げ溝５４を設けるようにすることで、実施の形態１において説明したフィルタ用逃げ溝１５を形成するための工程（図４（ｅ）、（ｆ）に記載した工程）を行わずに省略することができる。一方で、基台５０におけるフィルタ用逃げ溝５４は、金型により、基台５０の成型と同時に形成することができるため、溝形成に係る時間、ドライフィルム等に関するコストを減らすことができる。
【００４６】
ここで、基台５０は熱可塑性の樹脂を材料としているため、加熱により溶融させることができる。そこで、本実施の形態では、基台５０とフィルタ４０とを熱溶着するものとする。熱溶着の方法については特に限定しない。ただ、他の部分の変形をできる限り防ぐため、フィルタ用逃げ溝１５の部分だけを溶融させるようにすることが望ましい。
【００４７】
図８は実施の形態２に係る液滴吐出ヘッドユニットの作製工程を表す図である。液滴吐出ヘッド１の作製については、実施の形態１で説明したことと同様の工程で作製を行うため、説明を省略する。ただし、本実施の形態ではフィルタ用逃げ溝１５は形成しないため、図４（ｅ）、（ｆ）の工程は行わない。
【００４８】
例えばフィルタ４０の周縁部分をフィルタ用逃げ溝５４に載置した後、加熱した治具（図示せず）によりフィルタ４０を押圧する。治具の熱は金属製のフィルタ４０からフィルタ用逃げ溝１５部分に伝導し、フィルタ用逃げ溝１５部分を溶融する。溶融した部分はフィルタ４０の網目と絡み合う。治具を外すと、フィルタ用逃げ溝１５部分（基台５０）が冷却し、溶融した部分がフィルタ４０の網目と絡み合ったまま硬化する。これによりフィルタ４０と基台５０とが溶着する（図８（ａ））。
【００４９】
そして、あらかじめ作製した液滴吐出ヘッド１とフィルタ４０を溶着させた基台５０を組み合わせた後、基台５０の接着剤注入孔５１Ａを介して接着剤溝５１に接着剤５１Ｂを流し込み、液滴吐出ヘッド１を基台５０に接着し、液滴吐出ヘッドユニットが完成する（図８（ｂ））。
【００５０】
以上のように実施の形態２における液滴吐出ヘッドユニットによれば、基台５０にフィルタ用逃げ溝５４を設けてフィルタ４０を熱溶着することで液滴吐出ヘッド１と基台５０との間にそのフィルタ４０を設けるようにしたので、実施の形態１と同様に、流路部材に係る材料的なコスト、組み立て等に要する時間的なコスト等を減らすことができる。また、熱可塑性樹脂を材料とする基台５０は、金型等により成型することができ、フィルタ用逃げ溝５４も基台５０の成型時に形成することができる。そのため、フィルタ用逃げ溝５４を形成するための工程を必要とせず、形成に係る材料的、時間的コスト等を低減することができる。
【００５１】
実施の形態３．
図９は実施の形態３に係る電極基板１０の液体供給口１３等を形成する工程を表す図である。ここで図９（ａ）〜（ｄ）は図１等との関係において上下方向が逆になっている。前述の実施の形態では、電極基板１０の作製手順において、基台接続側の面からのみ掘削等を行って液体供給口１３を形成した。本実施の形態では吐出側の面からの掘削等を行うことにより、液体供給口１３を形成するものである。
【００５２】
実施の形態１で説明したように、電極用凹部１１及び電極部１２を形成すると、次に液体供給口１３等を形成するため、ガラス基板９１の両面にドライフィルム９２を貼り付ける。ここで、このとき、基台接続側の面のドライフィルム９２については、液受け用凹部１４となる部分を残して露光し、アルカリ溶液でそれらの部分のドライフィルム９２を除去し、開口する（図９（ａ））。
【００５３】
そして、前述したように吐出側の面に熱剥離シート９３を貼り付けてステージに固定し、開口した部分（液受け用凹部１４となる部分）をマイクロブラスト加工により掘削する（図９（ｂ））。ここではマイクロブラスト加工を行ったが、前述したように、サンドブラスト加工による掘削、座繰り用のドリル等を用いた切削加工による切削等により形成するようにしてもよい。
【００５４】
次に熱剥離シート９３及びドライフィルム９２を剥離し、ガラス基板９１の両面にドライフィルム９４を貼り付ける。このとき、基台接続側の面については、フィルタ用逃げ溝１５、液受け用凹部１４となる部分を開口する（図９（ｃ））。そして、前述したように吐出側の面に熱剥離シート９５を貼り付けてステージに固定し、開口した部分（フィルタ用逃げ溝１５、液受け用凹部１４となる部分）をマイクロブラスト加工により掘削する（図９（ｄ））。ここでも、前述したように、サンドブラスト加工による掘削、切削加工による切削等により、フィルタ用逃げ溝１５等を形成するようにしてもよい。
【００５５】
さらに前述したように熱剥離シート９５及びドライフィルム９４を剥離し、ガラス基板９１の両面にドライフィルム９６を貼り付ける。このとき、吐出側の面については、液体供給口１３となる部分を開口する（図９（ｅ））。そして、基台接続側の面に熱剥離シート９７を貼り付けてステージに固定し、開口した部分（液体供給口１３となる部分）をマイクロブラスト加工により掘削する（図９（ｆ））。ここでも、前述したように、サンドブラスト加工による掘削、切削加工による切削等により、液体供給口１３を形成するようにしてもよい。
【００５６】
そして、前述したように、熱剥離シート９７及びドライフィルム９６を剥離する。さらに、加工によるチッピング、クラック等を除去するために洗浄を行う。以上の工程により電極基板１０を作製する（図９（ｇ））。
【００５７】
実施の形態４．
上述の実施の形態１では液滴吐出ヘッド１の電極基板１０にフィルタ用逃げ溝１５を設けてフィルタ４０を接着した。また、実施の形態２では基台５０にフィルタ用逃げ溝５４を設けてフィルタ４０を熱溶着するようにした。ここで、例えば、フィルタ用逃げ溝を設けることなく、液滴吐出ヘッド１と基台５０とで挟み込んでしまうように構成することもできる。このとき、液滴吐出ヘッド１を基台５０に接着して固定できるように、接着剤溝５１は側面等に設けるようにするとよい。
【００５８】
実施の形態５．
図１０は前述の実施の形態で製造した液滴吐出ヘッドユニットを用いた液滴吐出装置の外観図である。また、図１１は液滴吐出装置の主要な構成手段の一例を表す図である。図１０及び図１１の液滴吐出装置は液滴吐出方式（インクジェット方式）による印刷を目的とする。また、いわゆるシリアル型の装置である。図１１において、被印刷物であるプリント紙１１０が支持されるドラム１０１と、プリント紙１１０にインクを吐出し、記録を行う液滴吐出ヘッド１を有する液滴吐出ヘッドユニット１０２（記録手段となる）とで主に構成される。また、図示していないが、液滴吐出ヘッドユニット１０２の液滴吐出ヘッド１にインクを供給するためのインクタンクがある。プリント紙１１０は、ドラム１０１の軸方向に平行に設けられた紙圧着ローラ１０３により、ドラム１０１に圧着して保持される。そして、送りネジ１０４がドラム１０１の軸方向に平行に設けられ、液滴吐出ヘッドユニット１０２が保持されている。送りネジ１０４が回転することによって液滴吐出ヘッドユニット１０２がドラム１０１の軸方向に移動するようになっている。
【００５９】
一方、ドラム１０１は、ベルト１０５等を介してモータ１０６により回転駆動される。また、プリント制御手段１０７は、印画データ及び制御信号に基づいて送りネジ１０４、モータ１０６を駆動させ、また、ここでは図示していないが、発振回路を駆動させて振動板２２を振動させ、制御をしながらプリント紙１１０に印刷を行わせる。
【００６０】
ここでは液体をインクとしてプリント紙１１０に吐出するようにしているが、液滴吐出ヘッドから吐出する液体はインクに限定されない。例えば、カラーフィルタとなる基板に吐出させる用途においては、カラーフィルタ用の顔料を含む液体、ＯＬＥＤ等の表示基板に吐出させる用途においては、発光素子となる化合物を含む液体、基板上に配線する用途においては、例えば導電性金属を含む液体を、それぞれの装置において設けられた液滴吐出ヘッドから吐出させるようにしてもよい。また、液滴吐出ヘッドをディスペンサとし、生体分子のマイクロアレイとなる基板に吐出する用途に用いる場合では、ＤＮＡ（Deoxyribo Nucleic Acids ：デオキシリボ核酸）、他の核酸（例えば、Ribo Nucleic Acid：リボ核酸、Peptide Nucleic Acids：ペプチド核酸等）タンパク質等のプローブを含む液体を吐出させるようにしてもよい。その他、布等の染料の吐出等にも利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】実施の形態１に係る液滴吐出ヘッドユニットを分解して表した図である。
【図２】実施の形態１に係る液滴吐出ヘッドユニットの断面図である。
【図３】電極基板１０の電極用凹部１１と電極部１２の形成工程を表す図である。
【図４】実施の形態１に係る液体供給口１３等を形成する工程を表す図である。
【図５】液滴吐出ヘッド１の製造工程を示す図である。
【図６】実施の形態１に係る液滴吐出ヘッドユニットの作製工程を表す図である。
【図７】実施の形態２に係る液滴吐出ヘッドユニットの断面図である。
【図８】実施の形態２に係る液滴吐出ヘッドユニットの作製工程を表す図である。
【図９】実施の形態３に係る液体供給口１３等を形成する工程を表す図である。
【図１０】液滴吐出ヘッドユニットを用いた液滴吐出装置の外観図である。
【図１１】液滴吐出装置の主要な構成手段の一例を表す図である。
【符号の説明】
【００６２】
１０  電極基板、１１  電極用凹部、１２  電極部、１２Ａ  個別電極、１２Ｂ  リード部、１２Ｃ  端子部、１３  液体供給口、１４  液受け用凹部、１５  フィルタ用逃げ溝、２０  キャビティ基板、２１  吐出室、２２  振動板、２３  絶縁膜、２４  リザーバ、２５  封止材、２６  電極取出し口、２７  共通電極端子、３０  ノズル基板、３１  ノズル、３２  ダイヤフラム、３３  オリフィス、４０  フィルタ、５０  基台、５１  接着剤溝、５１Ａ  接着剤注入孔、５１Ｂ  接着剤、５２  液供給用凹部、５３  液体供給管、５４  フィルタ用逃げ溝、６１，９１  ガラス基板、６２  マスク膜、６３  フォトレジスト、６４  ＩＴＯ膜、６５，６７，６９，９２，９４，９６  ドライフィルム、６６，６８，７０，９３，９５，９７  熱剥離シート、８１  シリコン基板、８２  ＴＥＯＳエッチングマスク、１００  プリンタ、１０１  ドラム、１０２  液滴吐出ヘッドユニット、１０３  紙圧着ローラ、１０４  送りネジ、１０５  ベルト、１０６  モータ、１０７  プリント制御手段、１１０  プリント紙。
【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】
2009143116.tif 000010
【図９】
2009143116.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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