JP2008087344A - 液滴吐出ヘッド、液滴吐出装置、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 - Google Patents
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Abstract
【課題】複雑な構造にすることなく電気的な不具合を効果的に防止した液滴吐出ヘッド、液滴吐出装置、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。
【解決手段】液滴吐出ヘッド１００は、底壁が振動板８を形成し、液滴を溜めて吐出させる吐出室７が形成されたキャビティ基板３と、振動板８にギャップ１８を隔てて対向し、振動板８を駆動する個別電極１７が形成されており、個別電極１７に接続し個別電極１７に電圧を印加するドライバＩＣ１５を搭載した電極基板４とを備え、キャビティ基板３には、ドライバＩＣ１５を収容するための第１の開口（貫通穴２４）が貫通形成されており、第１の開口の壁面にＳｉＯ2 ８３を成膜した。
【選択図】図５
【解決手段】液滴吐出ヘッド１００は、底壁が振動板８を形成し、液滴を溜めて吐出させる吐出室７が形成されたキャビティ基板３と、振動板８にギャップ１８を隔てて対向し、振動板８を駆動する個別電極１７が形成されており、個別電極１７に接続し個別電極１７に電圧を印加するドライバＩＣ１５を搭載した電極基板４とを備え、キャビティ基板３には、ドライバＩＣ１５を収容するための第１の開口（貫通穴２４）が貫通形成されており、第１の開口の壁面にＳｉＯ2 ８３を成膜した。
【選択図】図５
Description
本発明は、インクやその他の液体を吐出する液滴吐出ヘッド、液滴吐出装置、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し、特に、電気的不具合のない安定した小型の液滴吐出ヘッド、液滴吐出装置、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。
液滴を吐出するための装置として、たと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。一般に、このインクジェットヘッドは、インク滴を吐出す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孔に連通する吐出室や、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、吐出室に圧力を加えることによりインク滴を選択されたノズル孔より吐出するように構成されている。このようにインク滴を吐出させる方式としては、静電気力を利用する静電駆動方式や、圧電素子による圧電方式、発熱素子を利用するバブルジェット（登録商標）方式等がある。
このうち、静電駆動方式のインクジェットヘッドにおいては、吐出室の底部を振動板としたキャビティ基板と、この振動板に所定のギャップ（空隙）を介して対向する個別電極を形成した電極基板とを接合させた構成となっている。インク滴を吐出する際には、個別電極に駆動電圧を印加してプラスに帯電させ、対応する振動板に駆動電圧を印加してマイナスに帯電させる。そうすると、この時に生じる静電引力により振動板が個別電極側に弾性変形する。そして、この駆動電圧をオフにすると、振動板が復元する。このとき、吐出室の内部の圧力が急激に上昇し、吐出室内のインクの一部をインク滴としてノズル孔から吐出されることになる。
近年、静電駆動方式のインクジェットヘッドでは、高解像度画像の高速印刷及び多色印刷を目的として、ノズル密度の高密度化及び多列化が進んでおり、それに伴って１列当たりのノズル及び吐出室の数が増加し、ノズル列の長尺化が進んでいる。それに伴って、インクジェットヘッド内のアクチュエータ数が益々増加している。また、インクジェットヘッドの小型化を目的として、アクチュエータ制御用のＩＣをインクジェットヘッド内に埋め込む構造のものも提案されている。
そのようなものとして、「インク液滴を吐出する単一又は複数のノズル孔と、該ノズル孔の各々に連結する吐出室と、該吐出室の少なくとも一方の壁を構成する振動板と、該振動板に変形を生じさせる駆動手段とを備え、該駆動手段が前記振動板を静電気力により変形させる個別電極からなるインクジェットヘッドの製造方法であって、前記振動板を形成する第一の基板が単結晶Ｓｉ基板であり、前記個別電極を形成する第二の基板がガラス基板であり、前記振動板と前記個別電極との間に対向間隔を保持するための手段として、前記第一の基板にＳｉＯ2 膜のギャップスペーサを形成するかもしくは前記第二の基板に凹部を掘りこんで、前記振動板と前記個別電極を対向させて前記第一の基板と前記第二の基板を陽極接合した後、前記振動板をエッチングにより所望の厚さに形成する際に、同時に複数の個別前記電極の各個別電極用電圧印加端子部が配置されている面積に対向する前記第一の基板中の、前記面積を含むそれ以上の大きさの領域を、前記振動板と同じ厚さにエッチングする工程を施した後、該コンタクト部に残存するＳｉをドライエッチングにて開口する工程を有するインクジェットヘッドの製造方法において、少なくとも前記コンタクト部に対向する前記個別電極用外部電極上には、Ｓｉドライエッチに対して耐性があり、前記電極に対して選択的に除去可能なエッチングカバー膜を形成した製造方法で製造されるインクジェットヘッド」が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載のインクジェットヘッドは、貫通孔の開口エッチングによる電極等へのダメージ防止及び電極間リーク電流防止のために、絶縁性が高く、エッチング耐性の強固な絶縁膜をエッチングカバー膜として個別電極側に成膜するようにしている。しかしながら、個別電極が配線されている基板に、エッチングカバー膜を事前に成膜、パターニング及び余分なエッチングカバー膜を除去する必要があり製造工程数が増加してしまうといった問題があった。また、材質によっては加工できない、つまり材質選定が限られてしまうといった問題があった。
なお、別の対策として、シリコン基板の任意の箇所をドライエッチングで開口した後に絶縁膜を成膜することが考えられる。しかしながら、その後ドライバＩＣ実装部及びＦＰＣ実装部に対応する部分に成膜されている絶縁膜を除去しなければならず、シリコン基板の開口した部分における壁面に成膜されている絶縁膜を残したまま、ドライバＩＣ実装部及びＦＰＣ実装部に対応する部分上に成膜されている絶縁膜だけを除去することは非常に困難であるといった新たな問題が生じてしまう。
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたもので、複雑な構造にすることなく電気的な不具合を効果的に防止した液滴吐出ヘッド、液滴吐出装置、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ものである。
本発明に係る液滴吐出ヘッドは、吐出室が形成され、吐出室の底壁が振動板となるキャビティ基板と、振動板にギャップを隔てて対向し、振動板を駆動する個別電極が形成されており、個別電極に接続し、個別電極に電圧を印加するドライバＩＣを搭載した電極基板とを備え、キャビティ基板には、ドライバＩＣを収容するための第１の開口が貫通形成されており、第１の開口の壁面に絶縁膜を成膜したことを特徴とする。
したがって、キャビティ基板にシリコン剥き出しの部分（特に、第１の開口の壁面）が存在しなくなるので、電極基板の入力配線とキャビティ基板のシリコンとの間でのショートを防止することができる。すなわち、液滴吐出ヘッドを複雑な構造にすることなく、電気的な不具合を効果的に防止することができるのである。また、入力配線とシリコンとの間において、ショートが発生しないので、入力配線が破壊されることもない。
本発明に係る液滴吐出ヘッドは、電極基板には、個別電極を駆動するための信号を供給するフレキシブルプリント基板を実装するためのＦＰＣ実装部が形成されており、キャビティ基板には、ＦＰＣ実装部に対応する第２の開口が形成されており、絶縁膜を第２の開口の壁面にも成膜したことを特徴とする。したがって、キャビティ基板にシリコン剥き出しの部分（特に、第２の開口の壁面）が存在しなくなるので、電極基板の入力配線とキャビティ基板のシリコンとの間でのショートを防止することができる。
本発明に係る液滴吐出ヘッドは、キャビティ基板には、個別電極と振動板との間に形成されるギャップを外気と遮断する封止部を形成するための封止材を封入する封止穴が形成されており、封止穴の壁面にも絶縁膜を成膜したことを形成したことを特徴とする。したがって、キャビティ基板にシリコン剥き出しの部分（特に、封止穴の壁面）が存在しなくなるので、電極基板の入力配線とキャビティ基板のシリコンとの間でのショートを防止することができる。
本発明に係る液滴吐出ヘッドは、絶縁膜が酸化シリコン膜であることを特徴とする。すなわち、絶縁膜を特別な構成にすることなく電気的な不具合を効果的に防止することができるのである。また、本発明に係る液滴吐出装置は、上記の液滴吐出ヘッドを搭載したことを特徴とする。したがって、上述の液滴吐出ヘッドの効果をすべて有している。
本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、吐出室が形成され、吐出室の底壁が振動板となり、吐出室に連通する液体流路が形成されるシリコン基板に、振動板にギャップを隔てて対向し、振動板を駆動する個別電極が形成された電極基板を接合した後、シリコン基板に液体流路を形成する液滴吐出ヘッドの製造方法であって、シリコン基板の一方の面に、電極基板に搭載され、個別電極に接続し個別電極に電圧を印加するドライバＩＣを収容するための第１の凹部と、個別電極を駆動する信号を供給するフレキシブルプリント基板を実装するために電極基板に形成されたＦＰＣ実装部に対応する第２の凹部とを形成し、その後、シリコン基板の第１の凹部及び第２の凹部が形成されている側の面に絶縁膜を成膜してから、シリコン基板と電極基板とを陽極接合することを特徴とする。
したがって、キャビティ基板にシリコン剥き出しの部分（特に、第１の凹部の壁面及び第２の凹部の壁面）が存在しなくなるので、電極基板の入力配線とキャビティ基板のシリコンとの間でのショートを防止することができる。すなわち、液滴吐出ヘッドを複雑な構造にすることなく、電気的な不具合を効果的に防止することができるのである。また、入力配線とシリコンとの間において、ショートが発生しないので、入力配線が破壊されることもない。
本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、シリコン基板と電極基板とを陽極接合してから、個別電極と振動板との間に形成されるギャップを外気と遮断する封止部を形成するための封止材を封入する封止穴をシリコン基板に形成する。したがって、液体流路を形成する前の段階でギャップを封止することができるため、ギャップ内を確実に封止することが可能になっている。また、特別な手段によらずに液滴吐出ヘッドを製造することができるので、製造に要する手間及び費用を低減することが可能になる。
本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、封止穴を封止した後に、シリコン基板を所定の厚さに研磨して第１の凹部及び第２の凹部を開口することを特徴とする。したがって、ギャップが確実に封止されているため、シリコン基板の研磨によって生じる研削水等がギャップ内に侵入することがない。すなわち、吐出性能の優れた、信頼性の高い液滴吐出ヘッドを製造することができるのである。
本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、シリコン基板の第１の凹部及び第２の凹部を開口した後に、該シリコン基板の表面に絶縁膜を形成し、それから、シリコン基板に液体流路を形成することを特徴とする。すなわち、シリコン基板に液体流路を形成する前の段階でギャップを封止することができるため、ギャップ内を確実に封止することが可能になっている。また、特別な手段によらずに液滴吐出ヘッドを製造することができるので、製造に要する手間及び費用を低減することが可能になる。
本発明に係る液滴吐出装置の製造方法は、上述の液滴吐出ヘッドの製造方法を含むことを特徴としている。したがって、上述の液滴吐出ヘッドの製造方法の効果をすべて有している。
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る液滴吐出ヘッド１００を分解した状態を示す分解斜視図である。図１に基づいて、液滴吐出ヘッド１００の構成について説明する。また、図１は、ドライバＩＣ１５に駆動信号を供給するためのＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）３０の一部を含めて示している。
図１は、本発明の実施の形態に係る液滴吐出ヘッド１００を分解した状態を示す分解斜視図である。図１に基づいて、液滴吐出ヘッド１００の構成について説明する。また、図１は、ドライバＩＣ１５に駆動信号を供給するためのＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）３０の一部を含めて示している。
この液滴吐出ヘッド１００は、静電気力により駆動される静電駆動方式の静電アクチュエータの代表として、ノズル基板の表面側に設けられたノズル孔から液滴を吐出するフェイスイジェクトタイプの液滴吐出ヘッドを表している。なお、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は異なる場合がある。また、図の上側を上とし、下側を下として説明するものとする。
図１に示すように、この液滴吐出ヘッド１００は、電極基板４、キャビティ基板３、リザーバ基板２及びノズル基板１の４つの基板が順に積層されて接合された４層構造を特徴としている。リザーバ基板２の一方の面（上面）にはノズル基板１が接合されており、リザーバ基板２の他方の面（下面）にはキャビティ基板３が接合されている。また、キャビティ基板３のリザーバ基板２が接合された面の反対面には、電極基板４が接合されている。すなわち、電極基板４、キャビティ基板３、リザーバ基板２、ノズル基板１の順で接合されている。さらに、液滴吐出ヘッド１００には、個別電極１７に駆動信号を供給するドライバＩＣ１５が設けられている。
［電極基板４］
電極基板４は、たとえば、厚さ１ｍｍのホウ珪酸ガラス等のガラスを主要な材料として形成するとよい。ここでは、電極基板４がホウ珪酸ガラスで形成されている場合を例に示すが、たとえば、電極基板４を単結晶シリコンで形成してもよい。この電極基板４の表面には、後述するキャビティ基板３の吐出室７の形状に合わせた凹部（ガラス溝）１２が形成されている。この凹部１２は、たとえばエッチングにより深さ０．３μｍで形成するとよい。
電極基板４は、たとえば、厚さ１ｍｍのホウ珪酸ガラス等のガラスを主要な材料として形成するとよい。ここでは、電極基板４がホウ珪酸ガラスで形成されている場合を例に示すが、たとえば、電極基板４を単結晶シリコンで形成してもよい。この電極基板４の表面には、後述するキャビティ基板３の吐出室７の形状に合わせた凹部（ガラス溝）１２が形成されている。この凹部１２は、たとえばエッチングにより深さ０．３μｍで形成するとよい。
また、この凹部１２の内部（特に底部）には、固定電極となる個別電極１７が、一定の間隔を有して後述のキャビティ基板３の各吐出室７（振動板８）と対向するように作製されている。そして、凹部１２は、その一部が個別電極１７を装着できるように、これらの形状に類似したやや大きめの形状にパターン形成されている。この個別電極１７は、たとえばＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ：インジウム錫酸化物）を０．１μｍの厚さでスパッタして作製するとよい。
このようにＩＴＯで個別電極１７を作製すると、透明なので放電したかどうかの確認が行いやすいという利点がある。さらに、個別電極１７は、その一端（電極基板４の中心側）がドライバＩＣ１５と接続されており、そのドライバＩＣ１５から個別電極１７に駆動信号が供給されるようになっている。このドライバＩＣ１５は、個別電極１７の２つの電極列の間（電極基板４の中心）における凹部１２に実装され、両方の電極列に接続されるようになっている。したがって、ドライバＩＣ１５から２つの電極列に駆動信号を供給することが可能となり、電極列の多列化が容易となる。
また、電極基板４の凹部１２には、ＦＰＣ３０を実装するためのＦＰＣ実装部１３が形成されている。ＦＰＣ実装部１３には、ＦＰＣ３０からドライバＩＣ１５を駆動する入力信号を供給するための入力配線２０が形成されており、ＦＰＣ３０とドライバＩＣ１５とを接続するようになっている。なお、電極基板４とキャビティ基板３とを接合した後に、電極基板４とキャビティ基板３との間に形成される所定の空隙であるギャップ１８を封止するための封止部１４を形成するとよい。この実施の形態では、１つの液滴吐出ヘッド１００に２つのドライバＩＣ１５を搭載した場合を例に示しているが、これに限定するものではない。
電極基板４とキャビティ基板３とを接合して積層体を形成すると、振動板８と個別電極１７との間には、振動板８を撓ませる（変位させる）ことができる一定のギャップ（空隙）１８が、電極基板４の凹部１２により形成されるようになっている。このギャップ１８は、たとえば深さ０．２μｍとなるように形成するとよい。このギャップ１８は、凹部１２の深さ、個別電極１７及び振動板８の厚さにより決まることになる。このギャップ１８は、液滴吐出ヘッド１００の吐出特性に大きく影響するため、厳格な精度管理が要求される。なお、振動板８は、静電気力で駆動するのでアクチュエータとして機能するようになっている。
このギャップ１８は、各振動板８に対向する位置に細長い一定の深さを有するように形成されている。なお、ギャップ１８は、電極基板４に凹部１２を形成する他に、キャビティ基板３となるシリコン基板に凹部を形成したり、スペーサを挟むことによって設けたりすることも可能である。また、個別電極１７は、一定の間隔の隙間をもって振動板８に対向しており、ギャップ１８の底面に沿って電極基板４の末端まで伸びている。そして、この末端でドライバＩＣ１５と接続されるようになっている。
この液滴吐出ヘッド１００は、複数の個別電極１７が長辺及び短辺を有する長方形状に形成されており、この個別電極１７が、互いの長辺が平行になるように配置されている。そして、図１では、個別電極１７の短辺方向に伸びる１つの電極列を示している。なお、個別電極１７の短辺が長辺に対して斜めに形成されており、個別電極１７が細長い平行四辺形状になっている場合には、長辺方向に直角方向に伸びる電極列を形成するようにすればよい。
なお、電極基板４には、図示省略の外部のインクタンクから供給される液体を取り入れる流路となるインク供給孔１１が設けられている。このインク供給孔１１は、電極基板４を貫通している。また、個別電極１７をＩＴＯで作製した場合を例に示したが、これに限定するものではなく、クロム等の金属等で作製してもよい。さらに、ここで示した凹部１２の深さやギャップ１８の長さ、個別電極１７の厚さは一例であり、ここで示す値に限定するものではない。
［キャビティ基板３］
キャビティ基板３は、たとえば厚さ約５０μｍ（マイクロメートル）の（１１０）面方位のシリコン単結晶基板（以下、単にシリコン基板という）を主要な材料として構成されている。このシリコン基板にドライエッチングまたは異方性ウエットエッチングのいずれかあるいは双方を行い、底壁が可撓性を有する振動板８となる吐出室（または、圧力室）７が複数形成されている。この吐出室７は、個別電極１７の電極列に対応して形成されており、インク等の液滴が保持されて吐出圧が加えられるようになっている。
キャビティ基板３は、たとえば厚さ約５０μｍ（マイクロメートル）の（１１０）面方位のシリコン単結晶基板（以下、単にシリコン基板という）を主要な材料として構成されている。このシリコン基板にドライエッチングまたは異方性ウエットエッチングのいずれかあるいは双方を行い、底壁が可撓性を有する振動板８となる吐出室（または、圧力室）７が複数形成されている。この吐出室７は、個別電極１７の電極列に対応して形成されており、インク等の液滴が保持されて吐出圧が加えられるようになっている。
また、吐出室７は、紙面手前側から奥側にかけて平行に並んで形成されているものとする。なお、キャビティ基板３の中央部には、凹部１２の形状に対応した第１の開口である貫通穴２４が形成されている。また、キャビティ基板３の電極基板４に形成されるＦＰＣ実装部１３に対応する部分には、ＦＰＣ実装部１３の形状に対応した第２の開口である第２の凹部１３ａが形成されている。
さらに、キャビティ基板３の下面（電極基板４と対向する面）には、振動板８と個別電極１７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）を用いてできる絶縁膜をいう）であるＳｉＯ2 膜８３（図５参照）をプラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＴＥＯＳ−ｐＣＶＤともいう）法を用いて、０．１μｍ成膜している。これは、振動板８の駆動時における絶縁破壊及びショートを防止するためと、インク等の液滴によるキャビティ基板３のエッチングを防止するためのものである。
ここでは、ＳｉＯ2 膜８３がＴＥＯＳ膜である場合を示しているが、これに限定するものではなく、絶縁性能が向上する物質であればよい。たとえば、Ａｌ2Ｏ3（酸化アルミニウム（アルミナ））を用いてもよい。また、キャビティ基板３の上面にも、インク保護膜６６（図６参照）となるＳｉＯ2 膜（ＴＥＯＳ膜を含む）を、プラズマＣＶＤ法又はスパッタリング法により成膜するとよい。インク保護膜６６を成膜することによって、インク滴で流路が腐食されるのを防止できるからである。このインク保護膜６６の応力とＳｉＯ2 膜８３の応力とを相殺させ、振動板８の反りを小さくできるという効果もある。
この実施の形態では、ＳｉＯ2 膜８３が、キャビティ基板３の上面及び下面だけでなく、貫通穴２４を形成した部分の壁面、電極基板４のＦＰＣ実装部１３に対応する第２の開口である第２の凹部１３ａの壁面及び封止部１４を形成するための封止穴１４ａの壁面にも成膜されているものとする。こうすることによって、キャビティ基板３のシリコンが剥き出しとなる部分をなくし、電極基板４に形成した入力配線２０と剥き出しとなったシリコンとの間で発生してしまうショートを防止し、入力配線２０を破壊しないようにしている。
なお、振動板８は、高濃度のボロンドープ層で形成するようにしてもよい。水酸化カリウム水溶液（ＫＯＨ水溶液）等のアルカリ溶液による単結晶シリコンのエッチングにおけるエッチングレートは、ドーパントがボロンの場合、約５×１０19ａｔｏｍｓ／ｃｍ3 以上の高濃度の領域において、非常に小さくなる。このため、振動板８の部分を高濃度のボロンドープ層とし、アルカリ溶液による異方性エッチングによって吐出室７を形成する際に、ボロンドープ層が露出してエッチングレートが極端に小さくなる、いわゆるエッチングストップ技術を用いることにより、振動板８を所望の厚さに形成することができる。
また、キャビティ基板３にも、インク供給孔１１が設けられている（電極基板４に設けられたインク供給孔１１と連通するようになっている）。さらに、キャビティ基板３には、外部電極端子としての共通電極端子１６が形成されている。この共通電極端子１６は、図示省略の外部の発振回路等から振動板８に個別電極１７と反対の極性の電荷が供給する際の端子となるものである。
［リザーバ基板２］
リザーバ基板２は、たとえば単結晶シリコンを主要な材料としており、各吐出室７にインク等の液滴を供給するためのリザーバ１０が各吐出室７に共通して形成されている。このリザーバ１０の底面には、リザーバ１０から吐出室７へ液滴を移送するための供給口９が各吐出室７の位置に合わせて形成されている。また、リザーバ１０の底面には、リザーバ１０の底面を貫通するインク供給孔１１が形成されている。
リザーバ基板２は、たとえば単結晶シリコンを主要な材料としており、各吐出室７にインク等の液滴を供給するためのリザーバ１０が各吐出室７に共通して形成されている。このリザーバ１０の底面には、リザーバ１０から吐出室７へ液滴を移送するための供給口９が各吐出室７の位置に合わせて形成されている。また、リザーバ１０の底面には、リザーバ１０の底面を貫通するインク供給孔１１が形成されている。
このインク供給孔１１と、キャビティ基板３に形成されたインク供給孔１１と、電極基板４に形成されたインク供給孔１１とは、リザーバ基板２、キャビティ基板３及び電極基板４が接合された状態において互いに連通するようになっており、外部のインクタンクから液滴が供給されるようになっている。さらに、各吐出室７とノズル基板１に設けられたノズル孔５との間の流路となり、吐出室７で加圧されたインク滴がノズル孔５に移送する流路となる複数のノズル連通孔６が各ノズル孔５に合わせて形成されている。なお、リザーバ基板２の中央部には、貫通穴２４の形状に対応した貫通穴２５が形成されている。
［ノズル基板１］
ノズル基板１は、たとえば厚さ１００μｍのシリコン基板を主要な材料としており、各々のノズル連通孔６と連通する複数のノズル孔５が形成されている。そして、各ノズル孔５は、各ノズル連通孔６から移送された液滴を外部に吐出するようになっている。なお、ノズル孔５を複数段で形成すると、液滴を吐出する際の直進性の向上が期待できる。ここでは、ノズル孔５を有するノズル基板１を上面とし、電極基板４を下面として説明するが、実際に用いられる場合には、ノズル基板１の方が電極基板４よりも下面となることが多い。
ノズル基板１は、たとえば厚さ１００μｍのシリコン基板を主要な材料としており、各々のノズル連通孔６と連通する複数のノズル孔５が形成されている。そして、各ノズル孔５は、各ノズル連通孔６から移送された液滴を外部に吐出するようになっている。なお、ノズル孔５を複数段で形成すると、液滴を吐出する際の直進性の向上が期待できる。ここでは、ノズル孔５を有するノズル基板１を上面とし、電極基板４を下面として説明するが、実際に用いられる場合には、ノズル基板１の方が電極基板４よりも下面となることが多い。
なお、電極基板４、キャビティ基板３、リザーバ基板２及びノズル基板１を接合するときに、シリコンからなる基板とホウ珪酸ガラスからなる基板を接合する場合（電極基板４とキャビティ基板３とを接合する場合）は陽極接合により、シリコンからなる基板同士を接合する場合（キャビティ基板３とリザーバ基板２、リザーバ基板２とノズル基板１）は直接接合によって接合することができる。また、シリコンからなる基板同士は、接着剤を用いて接合することもできる。
図２は、液滴吐出ヘッド１００の断面構成を示す縦断面図である。この図は、液滴吐出ヘッド１００が組み立てられた状態のＢ−Ｂ断面（図１参照）を示す縦断面図である。図２に基づいて、液滴吐出ヘッド１００の組み立てられた状態の構成及び動作について説明する。図２に示すように、液滴吐出ヘッド１００は、キャビティ基板３と接合した電極基板４の各個別電極１７の端部を露出させるため、キャビティ基板３の中央部を開口して貫通穴２４を形成している。この貫通部２４にドライバＩＣ１５が実装されるようになっている。
そして、個別電極１７に対する電力（電荷）供給手段となるドライバＩＣ１５は、貫通穴２４において各個別電極１７と電気的に接続し、選択した個別電極１７に電荷を供給するようになっている。つまり、この液滴吐出ヘッド１００では、ドライバＩＣ１５が液滴吐出ヘッド１００の内部に収容されており、上面をノズル基板１、側面をリザーバ基板２及びキャビティ基板３、下面を電極基板４によって閉塞されるようになっている。つまり、キャビティ基板３の貫通穴２４と、リザーバ基板２の貫通穴２５とで収容部２６を形成し、この収容部２６にドライバＩＣ１５が収容されるようになっている。なお、収容部２６は、液滴や外気からドライバＩＣ１５を保護するために密閉するのが望ましい。
また、電極基板４とキャビティ基板３とを接合した際に形成されるギャップ１８を密閉するために貫通穴２４側に封止部１４を形成するようになっている。つまり、図１で示す封止穴１４ａを封止し封止部１４を形成するようになっている。こうすることで、ギャップ１８を気密に封止することができる。なお、封止部１４に使用する材料を特に限定するものではなく、ギャップ１８を気密封止できる材料であればよい。たとえば、水分透過性の低い酸化シリコン（ＳｉＯ2 ）や、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）、酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）、窒化シリコン（ＳｉＮ）、ポリパラキシリレン等で封止部１４を形成するとよい。
ここで、液滴吐出ヘッド１００の動作について簡単に説明する。リザーバ１０には、インク供給孔１１を介して外部からインク等の液滴が供給されている。また、吐出室７には、供給口９を介してリザーバ１０から液滴が供給されている。ドライバＩＣ１５には、ＦＰＣ３０を介して液滴吐出装置の図示省略の制御部から駆動信号（パルス電圧）が供給されている。そして、ドライバＩＣ１５によって選択された個別電極１７には０Ｖ〜４０Ｖ程度のパルス電圧が印可され、その個別電極１７を正に帯電させる。
このとき、共通電極端子１６を介してキャビティ基板３には負の極性を有する電荷が外部の発振回路等から供給され、正に帯電された個別電極１７に対応する振動板８を相対的に負に帯電させる。そのため、選択された個別電極１７と振動板８との間では静電気力が発生することになる。そうすると、振動板８は、静電気力によって個別電極１７側に引き寄せられて撓むことになる。これにより吐出室７の容積は広がる。
次に、個別電極１７へのパルス電圧の供給を止めると、振動板８と個別電極１７との間の静電気力がなくなり、振動板８は元の状態に復元する。このとき、吐出室７の内部の圧力が急激に上昇し、吐出室７内の液滴がノズル連通孔６を通過してノズル孔５から吐出されることになる。この液滴が、たとえば記録紙に着弾することによって印刷等が行われるようになっている。その後、液滴がリザーバ１０から供給口９を通じて吐出室７内に補給され、初期状態に戻る。このような方法は、引き打ちと呼ばれるものであるが、バネ等を用いて液滴を吐出する押し打ちと呼ばれる方法もある。
なお、液滴吐出ヘッド１００のリザーバ１０への液滴の供給は、たとえばインク供給孔１１に接続された図示省略の液滴供給管により行われている。また、ＦＰＣ３０が、ＦＰＣ３０の長手方向が電極列を形成する個別電極１７の短辺方向と平行となるようにドライバＩＣ１５と接続されている。たとえば、個別電極１７の短辺が長辺に対して斜めになっており、個別電極１７が細長い平行四辺形状になっている場合には、個別電極１７の長辺と直角方向にＦＰＣ３０を接続すればよい。これにより、複数の電極列を有する液滴吐出ヘッド１００とＦＰＣ３０とをコンパクトに接続することができる。
図３は、液滴吐出ヘッド１００が搭載された液滴吐出装置の制御系を示す概略ブロック図である。なお、この液滴吐出装置が一般的なインクジェットプリンタである場合を例に示す。図に基づいて、液滴吐出ヘッド１００が搭載された液滴吐出装置の制御系について説明する。ただし、液滴吐出ヘッド１００が搭載された液滴吐出装置の制御系を、ここで示した場合に限定するものではない。
インクジェットプリンタは、液滴吐出ヘッド１００を駆動制御するための駆動制御装置４１を備えている。この駆動制御装置４１は、ＣＰＵ（中央処理装置）４２ａを中心に構成された制御部４２を備えている。ＣＰＵ４２ａは、パーソナルコンピュータや遠隔制御装置（リモコン）等の外部装置４３から印刷情報が入力されるようになっている。この印刷情報は、バス５２を介して入力されたり、赤外線信号等の無線信号で入力されたりするようになっている。また、ＣＰＵ４２ａには、内部バス５３を介してＲＯＭ４４ａ、ＲＡＭ４４ｂ及びキャラクタジェネレータ４４ｃが接続されている。
制御部４２では、ＲＡＭ４４ｂ内の記憶領域を作業領域として用いて、ＲＯＭ４４ａ内に格納されている制御プログラムを実行し、キャラクタジェネレータ４４ｃから発生するキャラクタ情報に基づき、液滴吐出ヘッド１００を駆動するための制御信号を生成する。制御信号は、論理ゲートアレイ４５及び駆動パルス発生回路４６を介して、印刷情報に対応した駆動制御信号となって、コネクタ４７を経由して液滴吐出ヘッド１００に内蔵されたドライバＩＣ１５に供給されるほか、ＣＯＭ発生回路４６ａに供給される。また、ドライバＩＣ１５には、印字用の駆動パルス信号Ｖ３、制御信号ＬＰ、極性反転制御信号ＲＥＶ等（図４参照）も供給されるようになっている。なお、ＣＯＭ発生回路４６ａは、たとえば駆動パルスを発生するための図示省略の共通電極ＩＣで構成するとよい。
ＣＯＭ発生回路４６ａでは、供給された上記の各信号に基づき、液滴吐出ヘッド１００の共通電極端子１６、すなわち各振動板８に印加すべき駆動信号（駆動電圧パルス）をその図示省略の共通出力端子ＣＯＭから出力するようになっている。また、ドライバＩＣ１５では、供給された上記の各信号及び電源回路７０から供給される駆動電圧Ｖｐに基づき、各個別電極１７に印加すべき駆動信号（駆動電圧パルス）を、各個別電極１７に対応した個数の個別出力端子ＳＥＧから出力するようになっている。そして、共通出力端子ＣＯＭの出力と個別出力端子ＳＥＧの出力との電位差が、各振動板８とそれに対向する個別電極１７との間に印加される。振動板８の駆動時（液滴の吐出時）には指定された向きの駆動電位差波形を与え、非駆動時には駆動電位差を与えないようになっている。
図４は、ドライバＩＣ１５及びＣＯＭ発生回路４６ａの内部構成の一例を示す概略ブロック図である。なお、ドライバＩＣ１５及びＣＯＭ発生回路４６ａは、１組で６４個の個別電極１７及び振動板８に駆動信号を供給するものとする。また、ドライバＩＣ１５が、電源回路７０から高電圧系の駆動電圧Ｖｐ及び論理回路系の駆動電圧Ｖｃｃが供給されて動作するＣＭＯＳの６４ビット出力の高耐圧ドライバである場合を例に示している。
ドライバＩＣ１５は、供給された駆動制御信号に応じて、駆動電圧パルスとＧＮＤ電位の一方を、個別電極１７に印加する。ドライバＩＣ１５は、６４ビットのシフトレジスタ６１を有し、シフトレジスタ６１はシリアルデータとして論理ゲートアレイ４５より送信された６４ビット長のＤＩ信号入力を、ＤＩ信号に同期する基本クロックパルスであるＸＳＣＬパルス信号入力によりデータをシフトアップし、シフトレジスタ８１内のレジスタに格納するスタティクシフトレジスタとなっている。ＤＩ信号は、６４個の個別電極１７のそれぞれを選択するための選択情報をオン／オフにより示す制御信号であり、この信号がシリアルデータとして送信される。
また、ドライバＩＣ１５は、６４ビットのラッチ回路６２を有し、ラッチ回路６２はシフトレジスタ６１内に格納された６４ビットデータを制御信号（ラッチパルス）ＬＰによりラッチしてデータを格納し、格納されたデータを６４ビットの反転回路６３に信号出力するスタティクラッチである。ラッチ回路６２では、シリアルデータのＤＩ信号が各振動板８の駆動を行うための６４セグメント出力を行うための６４ビットのパラレル信号へと変換される。
反転回路６３では、ラッチ回路６２から入力される信号と、ＲＥＶ信号との排他的論理和をレベルシフタ６４へ出力する。レベルシフタ６４は、反転回路６３からの信号の電圧レベルをロジック系の電圧レベル（５Ｖレベル又は３．３Ｖレベル）からヘッド駆動系の電圧レベル（０〜４５Ｖレベル）に変換するレベルインターフェイス回路である。ＳＥＧドライバ６５は、６４チャンネルのトランスミッションゲート出力となっていて、レベルシフタ６４の入力によりＳＥＧ１〜ＳＥＧ６４のセグメント出力に対して、駆動電圧パルス入力か又はＧＮＤ入力のいずれかを出力する。ＣＯＭ発生回路４６ａに内蔵されたＣＯＭドライバ６６は、ＲＥＶ入力に対して駆動電圧パルスか又はＧＮＤ入力のいずれかをＣＯＭへ出力する。
ＸＳＣＬ、ＤＩ、ＬＰ及びＲＥＶの各信号は、ロジック系の電圧レベルの信号であり、論理ゲートアレイ４５よりドライバＩＣ１５に送信される信号である。このように、ドライバＩＣ１５及びＣＯＭ発生回路４６ａを構成することにより、駆動するセグメント数（振動板８の数）が増加した場合においても容易に液滴吐出ヘッド１００の振動板８の駆動する駆動電圧パルスとＧＮＤとを切り替えることが可能となる。
なお、上記の各信号は、電極基板４に形成されている入力配線２０を介してドライバＩＣ１５に供給されるようになっている。キャビティ基板３のシリコンが剥き出しになっている部分があると、入力配線２０とキャビティ基板３との間でショートしてしまい入力配線２０が破壊されてしまうことがある。また、ドライバＩＣ１５から個別電極１７に供給される各信号においても同様に個別電極１７とキャビティ基板３との間でショートしてしまい、個別電極１７が破壊されてしまうことがある。そうすると、安定性及び信頼性の低いものとなってしまう可能性が高くなる。そこで、この実施の形態では、キャビティ基板３のシリコンの剥き出し部分をなくして入力配線２０及び個別電極１７の破壊を防止しているのである。
次に、液滴吐出ヘッド１００の製造工程について説明する。図５及び図６は、この実施の形態の特徴部分であるキャビティ基板３の製造工程の一例を示す断面図である。図５及び図６に基づいて、液滴吐出ヘッド１００を構成するキャビティ基板３の製造工程について説明する。なお、ここでは、キャビティ基板３の製造工程の一例を示すが、これに限定するものではない。また、実際には、ウェハ単位で複数個分の液滴吐出ヘッド１００の部材を同時形成するが、図５及び図６ではその一部分だけを示している。図５及び図６は、液滴吐出ヘッド１００の電極基板４とキャビティ基板３が組み立てられた状態のＡ−Ａ断面（図１参照）を示す縦断面図である。ただし、図６（ｆ）〜図６（ｊ）では、液滴吐出ヘッド１００の電極基板４とキャビティ基板３が組み立てられた状態のＢ−Ｂ断面を示している。
キャビティ基板３となる（１１０）面方位のシリコン基板３ａを準備する。そのシリコン基板３ａは、（１１０）を面方位とするシリコン基板とし、電極基板４との接合面側となる面を鏡面研磨し、１４０μｍの厚みとする。このシリコン基板３ａの振動板８となるボロン拡散層８１を形成する面を、Ｂ2Ｏ3を主成分とする固体の拡散源に対向させて石英ボートにセットする。さらに、縦型炉に石英ボートをセットして、炉内を窒素雰囲気にし、温度を１０５０℃に上昇させて７時間保持することで、ボロンをシリコン基板３ａの片側面に拡散させてボロン拡散層８１を形成する（図５（ａ））。
ボロン拡散層８１の形成工程においては、炉へのシリコン基板３ａ（石英ボート）の投入温度を８００℃とし、シリコン基板３ａの取出し温度も８００℃とする。これにより、シリコン基板３ａ内の酸素による酸素欠陥の成長速度が速い領域（６００℃から８００℃）をすばやく通過させることができるため、酸素欠陥の発生を抑えることができる。この時、ボロン拡散層８１の表面には、図示省略のボロン化合物が形成されることになるが、酸素及び水蒸気雰囲気中、６００℃の条件で１時間３０分酸化することで、フッ酸水溶液によるエッチングが可能なＢ2Ｏ3＋ＳｉＯ2 に化学変化させることができる。その後、シリコン基板３ａをフッ酸水溶液に１０分間浸すと、ボロン拡散部のＢ2Ｏ3＋ＳｉＯ2 膜がエッチング除去されることになる。
続いて、シリコン基板３ａのボロン拡散層８１を形成した面に貫通穴２４となる第１の凹部２４ａ及び第２の凹部１３ａを形成するために、ＴＥＯＳ−ＣＶＤや熱酸化等により、ＳｉＯ2 膜８２を形成する。ＴＥＯＳからなるＳｉＯ2 膜８２の場合は、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０．１μｍ成膜する。
さらに、成膜したＳｉＯ2 膜８２の表面に図示省略のレジストを塗布し、貫通穴２４となる第１の凹部２４ａ及びＦＰＣ実装部１３に対応する第２の凹部１３ａをシリコン基板３ａに作り込むためのレジストパターニングを施す。なお、このとき、封止部１４を形成するための封止穴１４ａを同時に作製してもよい。そして、フッ酸水溶液でウエットエッチングを行ってＳｉＯ2 膜８２をパターニングする。その後、レジストを全部剥離する（図５（ｂ））。
このＳｉＯ2 膜８２をマスクとして、ＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ）やＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ）等のドライエッチング（異方性ドライエッチング）によって、ドライバＩＣ１５を実装するための貫通部２４となる第１の凹部２４ａ及びＦＰＣ実装部１３に対応する第２の凹部１３ａを深さ約４０μｍで形成する（図５（ｃ））。このドライエッチングに用いるＲＩＥは、たとえば、ＲＦパワーが２００Ｗ、圧力が４０Ｐａ（０．３Ｔｏｒｒ）、ＣＦ4 流量が３０ｃｍ3 ／ｍｉｎ（３０ｓｃｃｍ）の条件で、シリコンマスクを用いて所望の場所にプラズマを６０分間程度当てて開口するとよい。なお、第１の凹部２４ａ及び第２の凹部１３ａは、キャビティ基板３が完成したときの厚さ以上の深さを有しているものとする。
その後、ＳｉＯ2膜８２をフッ酸水溶液で全部剥離した上で、再度ＳｉＯ2膜８３をＴＥＯＳ−ＣＶＤ等によりボロン拡散層８１が形成されている面に約１００ｎｍ成膜する（図５（ｄ））。シリコン基板３ａに第１の凹部２４ａ及び第２の凹部１３ａを作製してから、このシリコン基板３ａと個別電極１７のパターン形成やインク供給孔１１形成済みの電極基板４とをアライメントした上で陽極接合する（図５（ｅ））。この陽極接合は、シリコン基板３ａと電極基板４とを３６０℃に加熱した後、電極基板４に負極、シリコン基板３ａに正極を接続して、８００Ｖの電圧を印加して行なう。こうすることによって、シリコン基板３ａと電極基板４とが原子レベルで接合されることになる。
シリコン基板３ａと電極基板４とを陽極接合した後、封止部１４を形成するための封止穴１４ａを形成する（図６（ｆ））。これは、シリコン基板３ａの表面にＴＥＯＳ−ＣＶＤ等により図示省略のＳｉＯ2 膜を成膜し、図示省略のレジストを用いて封止穴１４ａに対応する部分のＳｉＯ2 膜をドライエッチングすることで行う。このときのＳｉＯ2 膜の膜厚は、ドライエッチング時におけるエッチングガスの選択比によって決定するようになっている。つまり、レジストパターニングを施し、封止穴１４ａに対応する部分のレジストをフッ酸水溶液にて剥離し、ＩＣＰやＲＩＥドライエッチングによって封止穴１４ａを貫通開口する。
シリコン基板３ａに封止穴１４ａを開口したら、ＴＥＯＳ−ＣＶＤ等によりシリコン基板３ａの全面にＳｉＯ2 膜８４を約３μｍ成膜し封止する（図６（ｇ））。このとき、ＳｉＯ2 膜８４が封止穴１４ａ内にも成膜され封止部１４となる。それから、シリコン基板３ａを研磨、ポリッシングして所定の厚さ（ここでは、たとえば約３５μｍ）に加工する（図６（ｈ））。この工程でドライバＩＣ１５を実装するための第１の凹部２４ａ及び第２の凹部１３ａが開口形成されるようになっている。つまり、第１の凹部２４ａが開口されて貫通穴２４となるのである。
その後、シリコン基板３ａにインク等の液滴の流路を形成する（図６（ｉ））。シリコン基板３ａの全面にＴＥＯＳ−ＣＶＤ等によりＳｉＯ2 膜８５を約１０ｎｍ成膜する。なお、このとき、貫通部２４及び第２の凹部１３ａにおいても同様にＳｉＯ2 膜８５が成膜されることになる。このときのＳｉＯ2 膜８５の膜厚は、以降のシリコン基板３ａのエッチング時におけるエッチング液の選択比によって決定するようになっている。つまり、ＳｉＯ2 膜８５は、使用されるエッチング液（たとえば、ＫＯＨ水溶液）に耐えることのできる膜厚に設定するのである。ただし、ＳｉＯ2 膜８５の膜厚がシリコン基板３ａに開口形成されている部分の側面に成膜されているＳｉＯ2 膜８３の膜厚以上とならないように、エッチング液等を工夫（たとえば、Ｃａ等を添加して選択比を向上させる）するとよい。
ＳｉＯ2 膜８５を成膜したら、スプレー等を用いて図示省略のレジストを塗布する。その後、ＳｉＯ2 膜８５をパターニングし、レジストを剥離した後にＫＯＨ水溶液を用いてシリコン基板３ａのエッチングを行い、インク供給孔１１や吐出室７等の流路を形成する。その後、貫通部２４及びＦＰＣ実装部１３に対応する第２の凹部１３ａの上に成膜されている１０ｎｍ程度のＳｉＯ2 膜８５をＲＩＥドライエッチング等によって除去する。このとき、シリコン基板３ａ表面に残っていたＳｉＯ2 膜８５を同時に除去してもよい。
それから、シリコン基板３ａの流路のみ開口された図示省略のシリコンマスク等を用いてＴＥＯＳ−ＣＶＤ等によって約１００ｎｍ程度のインク保護膜６６（たとえば、ＳｉＯ2 膜）を成膜する（図６（ｊ））。このようしてキャビティ基板３が作製される。その後、あらかじめ別工程で作製していたリザーバ基板３を、たとえばエポキシ系接着剤により、キャビティ基板３に接合する。また、ドライバＩＣ１５を異方性導電接着剤によって収容部２６内に実装する。さらに、別工程で作製していたノズル基板１についても同様に、たとえばエポキシ系接着剤により、接合したリザーバ基板３０側に接着する。そして、ダイシングラインに沿ってダイシングを行い、個々の液滴吐出ヘッド１００に切断し、液滴吐出ヘッド１００が完成する。
このように、液滴吐出ヘッド１００を作製するので、キャビティ基板３のシリコンが剥き出しとなっている部分（特に、貫通部２４の壁面及び第２の凹部１３ａの壁面）がなくなり、電極基板４に形成されている入力配線２０とシリコンとの間で発生していたショートを防止することが可能になる。したがって、電極基板４に形成されている入力配線２０を電気的に破壊しなくて済むのである。すなわち、液滴吐出ヘッド１００を複雑な構造にすることなく、電気的な不具合を効果的に防止することができるのである。
実施の形態では、液滴吐出ヘッド１００が電極基板４、キャビティ基板３、リザーバ基板２及びノズル基板１の４つの基板が積層されて構成されている場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。たとえば、吐出室７とリザーバ１０とを同一基板に形成し、３つの基板が積層されて構成される液滴吐出ヘッドについても適用することができる。なお、ここで示した液滴吐出ヘッド１００の製造工程は一例であり、そこで使用した温度や圧力、時間、厚み等の各条件は、上記に説明したものに限られるものではない。
図７は、上述した液滴吐出ヘッド１００を搭載した液滴吐出装置１５０の一例を示した斜視図である。図７に示す液滴吐出装置１５０は、一般的なインクジェットプリンタである。なお、この液滴吐出装置１５０は、周知の製造方法によって製造することができる。また、液滴吐出ヘッド１００は、図７に示す液滴吐出装置１５０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、生体液体の吐出等にも適用することができる。
たとえば、液滴吐出ヘッド１００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。
なお、本発明の実施の形態に係る液滴吐出ヘッド、液滴吐出装置、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は、上述の実施の形態で説明した内容に限定されるものではなく、本発明の思想の範囲内において変更することができる。たとえば、ウエットエッチングに使用するエッチング液の選択比やドライエッチングに使用するエッチングガスの選択比等は、エッチングする深さやエッチングされる材料の厚さ等の条件によって適宜変更するとよい。
１ ノズル基板、２ リザーバ基板、３ キャビティ基板、３ａ シリコン基板、４ 電極基板、５ ノズル孔、６ ノズル連通孔、７ 吐出室、８ 振動板、９ 供給口、１０ リザーバ、１１ インク供給孔、１２ 凹部、１３ ＦＰＣ実装部、１３ａ 第２の凹部（第２の開口）、１４ 封止部、１４ａ 封止穴、１５ ドライバＩＣ、１６ 共通電極端子、１７ 個別電極、１８ ギャップ、２０ 入力配線、２４ 貫通穴（第１の開口）、２４ａ 第１の凹部、２５ 貫通穴、２６ 収容部、３０ ＦＰＣ、４１ 駆動制御装置、４２ 制御部、４２ａ ＣＰＵ、４３ 外部装置、４４ａ ＲＯＭ、４４ｂ ＲＡＭ、４４ｃ キャラクタジェネレータ、４５ 論理ゲートアレイ、４６ 駆動パルス発生回路、４６ａ ＣＯＭ発生回路、４７ コネクタ、５２ バス、 ５３ 内部バス、６１ シフトレジスタ、６２ ラッチ回路、６３ 反転回路、６４ レベルシフタ、６５ ＳＥＧドライバ、６６ ＣＯＭドライバ、７０ 電源回路、８１ ボロン拡散層、８２ ＳｉＯ2膜、８３ ＳｉＯ2膜、８４ ＳｉＯ2膜、８５ ＳｉＯ2膜、８６ インク保護膜、１００ 液滴吐出ヘッド、１００ａ 液滴吐出ヘッド、１５０ 液滴吐出装置。
Claims (10)
- 吐出室が形成され、前記吐出室の底壁が振動板となるキャビティ基板と、
前記振動板にギャップを隔てて対向し、前記振動板を駆動する個別電極が形成されており、前記個別電極に接続し、前記個別電極に電圧を印加するドライバＩＣを搭載した電極基板とを備え、
前記キャビティ基板には、
前記ドライバＩＣを収容するための第１の開口が貫通形成されており、
前記第１の開口の壁面に絶縁膜を成膜した
ことを特徴とする液滴吐出ヘッド。 - 前記電極基板には、前記個別電極を駆動するための信号を供給するフレキシブルプリント基板を実装するためのＦＰＣ実装部が形成されており、
前記キャビティ基板には、
前記ＦＰＣ実装部に対応する第２の開口が形成されており、
前記絶縁膜を前記第２の開口の壁面にも成膜した
ことを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出ヘッド。 - 前記キャビティ基板には、
前記個別電極と前記振動板との間に形成されるギャップを外気と遮断する封止部を形成するための封止材を封入する封止穴が形成されており、
前記封止穴の壁面にも絶縁膜を成膜した
ことを特徴とする請求項１または２に記載の液滴吐出ヘッド。 - 前記絶縁膜が酸化シリコン膜である
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の液滴吐出ヘッド。 - 前記請求項１〜４のいずれかに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。 - 吐出室が形成され、前記吐出室の底壁が振動板となり、前記吐出室に連通する液体流路が形成されるシリコン基板に、前記振動板にギャップを隔てて対向し、前記振動板を駆動する個別電極が形成された電極基板を接合した後、前記シリコン基板に前記液体流路を形成する液滴吐出ヘッドの製造方法であって、
前記シリコン基板の一方の面に、前記電極基板に搭載され、前記個別電極に接続し前記個別電極に電圧を印加するドライバＩＣを収容するための第１の凹部と、前記個別電極を駆動する信号を供給するフレキシブルプリント基板を実装するために前記電極基板に形成されたＦＰＣ実装部に対応する第２の凹部とを形成し、
その後、前記シリコン基板の前記第１の凹部及び前記第２の凹部が形成されている側の面に絶縁膜を成膜してから、前記シリコン基板と前記電極基板とを陽極接合する
ことを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。 - 前記シリコン基板と前記電極基板とを陽極接合してから、
前記個別電極と前記振動板との間に形成されるギャップを外気と遮断する封止部を形成するための封止材を封入する封止穴を前記シリコン基板に形成する
ことを特徴とする請求項６に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。 - 前記封止穴を封止した後に、
前記シリコン基板を所定の厚さに研磨して前記第１の凹部及び前記第２の凹部を開口する
ことを特徴とする請求項７に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。 - 前記シリコン基板の前記第１の凹部及び前記第２の凹部を開口した後に、
該シリコン基板の表面に絶縁膜を形成し、
それから、前記シリコン基板に前記液体流路を形成する
ことを特徴とする請求項８に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。 - 前記請求項６〜９のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドの製造方法を含む
ことを特徴とする液滴吐出装置の製造方法。
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