JP2003127387A - インクジェットヘッド及びインクジェットヘッド製造方法並びにインクジェット記録装置、その製造方法及びインクジェット記録方法、カラーフィルタ製造装置、その製造方法及びカラーフィルタ製造方法並びに電界発光基板製造装置、その製造方法及び電界発光基板製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インクの吐出特性を揃えることができ、吐出
面のワイピング作業が容易な、安定した吐出を行うこと
ができるインクジェットヘッド、さらに、そのヘッドを
用いた印刷等の記録装置等を得る。 【解決手段】 インクジェットヘッド本体と接合する側
の面６４からインクを吐出する側の面６３に向けて、断
面積の大きな順に段状のノズル孔を複数段で形成して作
製したノズルプレート２を、インクジェットヘッド本体
に接合し、製造したインクジェットヘッド１１２と、プ
リント紙１１０とラインインクジェットヘッド１１２と
の相対位置を変化させるドラム１１１と、ローラ制御信
号に基づいてドラム１１１を回転させるモータ１１５
と、ラインインクジェットヘッド１１２の各ノズルから
のインクの吐出を制御し、モータ１１５ローラ制御信号
を送信してドラム１１１の回転を制御するプリント制御
手段１１６とを少なくとも備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は例えばインクジェッ
ト印刷装置を利用した印刷等を行う際に用いるインクジ
ェットヘッド、そして、そのヘッドの製造方法及び装置
並びにそのインクジェットヘッドを用いたカラーフィル
タやＯＥＬ基板の製造方法及び装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット方式による印刷記録装置
は、記録紙等へ高速に印刷が行えること、動作時の音が
小さいこと等、多くの利点を有し、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。このイン
クジェットの中で、必要な時のみインク液滴（ここでは
特に吐出材料の限定をしない限り、インクと総称してい
うことにする）を吐出する、いわゆるインク・オン・デ
マンドと呼ばれる方式がある。

【０００３】このインク・オン・デマンド方式には、さ
らにインクを吐出させるための方法が２つある。１つ
は、各ノズル内のインクを加熱し、気体（バブル）を発
生させ、その圧力によってインク液滴を吐出させる方法
である。もう１つは、ノズル開口部から吐出させるイン
クを溜めておく吐出室の少なくとも一面の壁（ここで
は、底壁とする。この壁は他の壁とも一体形成されてい
るが、以下、この壁のことを振動板ということにする）
が撓んで形状が変化するようにしておき、振動板を撓ま
せて吐出室内の圧力を高め、ノズルからインク液滴を吐
出させる方法である。

【０００４】このようにインクジェット方式の装置は工
業における様々な用途にも利用されつつある。特に最
近、液晶（Liquid Crystal）を用いた表示装置を作製
（又は製造）する際のカラーフィルタ、有機電界発光
（Organic ElectroLuminescence ：以下、ＯＥＬとい
う）基板等の製造に用いられつつある。例えば、カラー
フィルタの作製（又は製造）工程においては、赤、青、
緑という、いわゆる加法原色の３原色にフィルタの定め
られた場所を塗り分ける必要がある。これには、例えば
リソグラフィー法のように、通常の方法だと３回の着色
工程が必要となる。これがインクジェット方式を用いる
と、特にストライプ型の配置の場合には１回で塗り分け
が行える。また、他の方式の配置でも目的の場所に直接
インクを吐出するので、無駄にインクを必要としない。
このように工程が単純で少なく、不良発生も低く抑える
ことができるし、またコストダウンにもつながる。

【０００５】このような用途にインクジェット方式の装
置を用いるためには、各ノズルにおける吐出特性（イン
ク重量（インクの比重や液滴の大きさによって決まる量
である）等）をできる限り均一にし、安定した吐出を行
えるようにしておく必要がある。そのためには、開口部
をできるだけ小さくした上で、形状を円錐状又は角錐状
にしたノズルを構成することが望ましい。このようにす
れば、ノズルを筒状に構成する場合に比べて、吐出室か
らノズル方向に伝達される圧力をノズル軸線方向に加え
ることができ、各ノズルに伝達される圧力を揃えること
ができる。これにより、インク液滴の飛翔方向のバラツ
キをなくすことができ、飛散を防ぎ、吐出量のバラツキ
を抑えることができる。

【０００６】ここで、従来、インクジェットヘッドのノ
ズル、吐出室等の部材の形状は、製造工程の関係上、イ
ンクジェットヘッド製造工程中に自然に決まってしま
う。したがって、上記のような構成でノズルを形成する
のは困難である。

【０００７】そこで、内径の異なる２段のノズル孔を有
したノズルプレートを形成し、インクジェットヘッドの
開口部を有する面に接合させて、各ノズルに伝達される
圧力をノズル軸線方向に揃える方法が特開平１１−２８
８２０号公報に記載されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ただ、製造工程上、前
記記載のノズルプレートは、ノズルの長さの調整を吐出
面側をエッチングすることにより行っていたので、吐出
面は平面ではなく、凹部が形成される。そのため、吐出
面に付着した紙粉、インク等の異物を取り除くためのワ
イピング作業において、１段目のノズル孔の凹部にゴム
片、フェルト片等が入りがたく、作業が困難であった。

【０００９】そこで、本出願に係る発明はこのような状
況を解決するためになされたものであり、インクの吐出
特性を揃えることができ、吐出面のワイピング作業が容
易な、安定した吐出を行うことができるインクジェット
ヘッド等を得ることを目的とする。また、そのインクジ
ェットを用いた印刷等の記録装置、カラーフィルタ製造
装置、電界発光基板製造装置等を得ることを目的とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】そのため、本出願に係る
インクジェットヘッドは、インクジェットヘッド本体と
接合する側の面から吐出材料を吐出する側の面に向け
て、断面積の大きな順から段状のノズル孔を複数段で形
成して作製したノズルプレートを、インクジェットヘッ
ド本体に接合したことを特徴とするインクジェットヘッ
ドである。ノズルプレートを別に作製することで、イン
クジェットヘッドに設けられた複数のノズルにおいて、
各ノズル孔、開口部分の形状の管理、調整を容易に行う
ことができる。そして、吐出面側が１番小さくなるよう
に、断面積の大きな順から段状のノズル孔を構成し、ま
た、ノズルプレートの吐出面を削ることでノズル孔の深
さを調整せずに吐出面を平坦に形成しているので、紙粉
やインクを除去するワイピング作業を容易に行うことが
できる。そのため、各ノズルからの吐出材料の吐出が均
一で工業用途にも充分に耐え得るインクジェットヘッド
を得ることができる。

【００１１】また、本出願に係るインクジェットヘッド
は、直円柱、多角柱、直円錐又は多角錐の形状を組み合
わせて複数段のノズル孔を形成したものである。したが
って、吐出材料に加えられる圧力を有効にノズル軸線方
向に伝達することができるノズル孔を形成することがで
きる。

【００１２】また、本出願に係るインクジェットヘッド
は、吐出材料が充填され、また外部からの力により少な
くとも一部分が形状変化する吐出室と、選択した又は全
ての吐出室に力を加えて形状変化させる１又は複数の加
圧手段とを備えたインクジェットヘッド本体と、インク
ジェットヘッド本体と接合する側の面から吐出材料を吐
出する側の面に向けて径の大きな順から直円柱形状のノ
ズル孔を複数段で形成し、吐出室の形状変化による室内
の圧力変化により吐出材料を吐出するノズルを複数有し
たノズルプレートとを接合したものである。ノズルプレ
ートを別に作製することで、インクジェットヘッドに設
けられた複数のノズルにおいて、各ノズル孔の径の大き
さの管理、調整を容易に行うことができる。そして、ノ
ズルプレートの吐出面を削ることでノズル孔の深さを調
整せず、吐出面を平坦に形成しているので、ノズルプレ
ートの吐出面を平坦に形成しているので、紙粉やインク
を除去するワイピング作業を容易に行うことができる。

【００１３】また、本出願に係るインクジェットヘッド
は、ノズル孔を２段で形成したものである。したがっ
て、吐出材料に加えられる圧力を有効にノズル軸線方向
に伝達することができるノズル孔をより簡単に得ること
ができる。

【００１４】また、本出願に係るインクジェットヘッド
は、インクジェットヘッド本体と接合する側を底面側と
し、吐出材料を吐出する側を頂点側として直円錐形状に
ノズル孔を形成したノズルプレートをインクジェットヘ
ッド本体に接合したものである。したがって、吐出材料
に加えられる圧力をかなり有効にノズル軸線方向に伝達
することができるノズル孔を形成することができる。

【００１５】また、本出願に係るインクジェットヘッド
製造方法は、インクジェットヘッド本体と接合する側の
面から吐出材料を吐出する側の面に向けて、断面積の大
きな順から段状のノズル孔を複数段で形成したノズルプ
レートを作製する工程と、ノズルプレートとインクジェ
ットヘッド本体とを接合する工程とを有したものであ
る。ノズルプレートを別に作製することで、インクジェ
ットヘッドに設けられた複数のノズルにおいて、各ノズ
ル孔、開口部分の形状の管理、調整を容易に行うことが
できる。そして、断面積の大きな順から（吐出面側が１
番小さくなるように）段状のノズル孔を構成し、また、
ノズルプレートの吐出面を削ることでノズル孔の深さを
調整せずに吐出面を平坦に形成しているので、ノズルプ
レートの吐出面を平坦に形成しているので、紙粉やイン
クを除去するワイピング作業を容易に行うことができ
る。

【００１６】また、本出願に係るインクジェットヘッド
製造方法では、ノズル孔は、シリコン単結晶基板に誘導
結合型プラズマ放電による異方性ドライエッチングを施
して形成するものである。したがって、精度のよいノズ
ル孔を形成することができる。

【００１７】また、本出願に係るインクジェットヘッド
製造方法は、レジストを形成するためのレジスト材を帯
電させ、静電気力を用いてシリコン単結晶基板に塗布し
て所定のパターニングを行う静電レジストコート法によ
り、ノズル孔を形成するためのパターニングを行うもの
である。したがって、粒径の小さいレジスト材を均一に
塗布することができるようになり、精度のよいノズル孔
を形成することができる。

【００１８】また、本出願に係るインクジェットヘッド
製造方法は、２段のノズル孔を形成する場合に、インク
ジェットヘッド本体と接合する側の面から断面積の大き
な方の孔部を形成した後に、吐出材料を吐出する側の面
から断面積の小さな方の孔部を形成するものである。し
たがって、両面で各段のノズル孔部の深さを調整しなが
ら精度よく形成することができる。

【００１９】また、本出願に係るインクジェットヘッド
製造方法は、２段のノズル孔を形成する場合に、吐出材
料を吐出する側の面から断面積の小さな方の孔部を形成
した後に、インクジェットヘッド本体と接合する側の面
から断面積の大きな方のノズル孔部を形成するものであ
る。したがって、両面で各段のノズル孔部の深さを調整
しながら精度よく形成することができる。

【００２０】また、本出願に係るインクジェット記録装
置は、インクジェットヘッド本体と接合する側の面から
吐出材料を吐出する側の面に向けて断面積の大きな順か
ら段状のノズル孔を複数段で形成したノズルプレートを
インクジェットヘッド本体に接合して製造したインクジ
ェットヘッドと、インクジェットヘッドにインクを供給
するインク供給手段と、ヘッド位置制御信号に基づいて
インクジェットヘッドを移動させる走査駆動手段と、記
録対象となる記録部材とインクジェットヘッドとの相対
位置を変化させる位置制御手段とを少なくとも備えたも
のである。したがって、インクジェットヘッドに設けら
れた複数のノズルからのインクの吐出にバラツキがな
く、安定し、記録対象の質を高めることができるので、
工業用途にも充分に耐え得るインクジェット記録装置を
得ることができる。また、ノズルプレートの吐出面を平
坦に形成しているので、紙粉やインクを除去するワイピ
ング作業が容易に行えるインクジェット記録装置を得る
ことができる。

【００２１】また、本出願に係るインクジェット記録装
置の製造方法は、インクジェットヘッド本体と接合する
側の面から吐出材料を吐出する側の面に向けて断面積の
大きな順から段状のノズル孔を複数段で形成して作製し
たノズルプレートをインクジェットヘッド本体に接合し
たインクジェットヘッドを用いてインクジェット記録装
置を製造するものである。したがって、インクジェット
ヘッドに設けられた複数のノズルからのインクの吐出に
バラツキがなく、安定し、記録対象の質を高めることが
できるので、工業用途にも充分に耐え得るインクジェッ
ト記録装置を製造することができる。また、ノズルプレ
ートの吐出面を平坦に形成しているので、紙粉やインク
を除去するワイピング作業が容易に行えるインクジェッ
ト記録装置を製造することができる。

【００２２】また、本出願に係るインクジェット記録方
法は、インクジェットヘッド本体と接合する側の面から
吐出材料を吐出する側の面に向けて断面積の大きな順か
ら段状のノズル孔を複数段で形成したノズルプレートを
インクジェットヘッド本体に接合したインクジェットヘ
ッドと記録対象物とを相対的に移動させる工程と、イン
クジェットヘッドから記録対象物にインクを吐出する工
程とを少なくとも有している。したがって、インクジェ
ットヘッドに設けられた複数のノズルからの吐出材料の
吐出にバラツキがなく、安定し、記録の品質を高めるこ
とができ、工業用途にも充分に耐え得る記録を行うこと
ができる。

【００２３】また、本出願に係るカラーフィルタ製造装
置は、インクジェットヘッド本体と接合する側の面か
ら、カラーフィルタを形成させる溶液を吐出する側の面
に向けて断面積の大きな順から段状のノズル孔を複数段
で形成して作製したノズルプレートをインクジェットヘ
ッド本体に接合して製造したインクジェットヘッドと、
インクジェットヘッドに溶液を供給する材料供給手段
と、位置制御信号に基づいてインクノズルからカラーフ
ィルタ基板に向けての溶液の吐出を制御する制御手段と
を少なくとも備えたものである。したがって、複数のノ
ズルからのフィルタ着色材料の吐出にバラツキがなく、
安定した塗布を行えるので、むらが生じない。

【００２４】また、本出願に係るカラーフィルタ記録装
置は、インクジェットヘッドを複数個有し、それぞれの
インクジェットヘッドが、複数色の加法原色の溶液をカ
ラーフィルタ基板の所定位置に吐出するものである。し
たがって、複数色の加法原色の溶液を１度で塗布するこ
ともできるので、歩留まりを高くすることができ、コス
トパフォーマンスがよいカラーフィルタ製造装置を得る
ことができる。

【００２５】また、本出願に係るカラーフィルタ記録装
置の製造方法は、インクジェットヘッド本体と接合する
側の面からフィルタ着色材料を吐出する側の面に向けて
断面積の大きな順から段状のノズル孔を複数段で形成し
て作製したノズルプレートをインクジェットヘッド本体
に接合したインクジェットヘッドを用いてカラーフィル
タ製造装置を製造するものである。したがって、複数の
ノズルからのフィルタ着色材料の吐出にバラツキがな
く、安定した塗布を行えるので、むらを生じさせないカ
ラーフィルタ製造装置を製造することができる。

【００２６】また、本出願に係るカラーフィルタ製造方
法は、インクジェットヘッド本体と接合する側の面から
フィルタ着色材料を吐出する側の面に向けて断面積の大
きな順から段状のノズル孔を複数段で形成して作製した
ノズルプレートをインクジェットヘッド本体に接合した
複数個のインクジェットヘッドにより、加法原色の複数
色の溶液を、光透過性のカラーフィルタ基板の所定位置
にそれぞれ吐出する工程と、 吐出された溶液により着
色された色をカラーフィルタ基板に定着させる工程とを
少なくとも有している。したがって、溶液の吐出のバラ
ツキを抑えて塗布することができ、色むらのないカラー
フィルタを得ることができる。また、複数色の加法原色
のカラーフィルタ材料を１度で塗布することもでき、高
い歩留まりを維持することができ、コストパフォーマン
スがよくなる。

【００２７】また、本出願に係る電界発光基板製造装置
は、インクジェットヘッド本体と接合する側の面から発
光材料を含む溶液を吐出する側の面に向けて断面積の大
きな順から段状のノズル孔を複数段で形成して作製した
ノズルプレートをインクジェットヘッド本体に接合して
製造したインクジェットヘッドと、インクジェットヘッ
ドに溶液を供給する材料供給手段と、位置制御信号に基
づいてインクノズルから電界発光基板に向けての溶液の
吐出を制御する制御手段とを少なくとも備えたものであ
る。したがって、真空蒸着等の高度の技術を用いなくて
も容易に基板を製造することができる。また、複数のノ
ズルからの発光材料を含む溶液の吐出にバラツキがな
く、安定した塗布を行えるので、むらが生じない。その
ため、色むらがない電界発光基板を得ることができ、ま
た歩留まりを高くすることができ、コストパフォーマン
スがよい。

【００２８】また、本出願に係る電界発光基板製造装置
は、インクジェットヘッドを複数個有し、それぞれのイ
ンクジェットヘッドが、複数色の加法原色を発光させる
ための発光材料を含む溶液を電界発光基板の所定位置に
吐出するものである。したがって、複数色の加法原色の
色を発光するそれぞれの発光材料を溶媒に溶かした溶液
を１度に吐出することもでき、時間短縮を行うことがで
きる。

【００２９】また、本出願に係る電界発光基板製造装置
において発光材料は、有機化合物である。したがって、
発光の反応がよい電界発光基板を得ることができる。

【００３０】また、本出願に係る電界発光基板製造装置
の製造方法は、インクジェットヘッド本体と接合する側
の面から発光材料を含む溶液を吐出する側の面に向けて
断面積の大きな順から段状のノズル孔を複数段で形成し
たノズルプレートをインクジェットヘッド本体に接合し
たインクジェットヘッドを用いて電界発光基板製造装置
を製造するものである。したがって、各電界発光素子を
むらなく形成できる電界発光基板製造装置を製造するこ
とができる。

【００３１】また、本出願に係る電界発光基板製造方法
は、インクジェットヘッド本体と接合する側の面から発
光材料を含む溶液を吐出する側の面に向けて断面積の大
きな順から段状のノズル孔を複数段で形成したノズルプ
レートをインクジェットヘッド本体に接合した複数個の
インクジェットヘッドから、加法原色の複数色を発光さ
せるための溶液を、電界発光基板の所定位置にそれぞれ
吐出する工程と、吐出された溶液を蒸発させ、発光材料
だけを電界発光基板に固化させる工程とを少なくとも有
するものである。したがって、真空蒸着等の高度の技術
を用いなくても容易に基板を製造することができる。ま
た、複数のノズルからの発光材料を含む溶液の吐出にバ
ラツキがなく、安定した塗布を行えるので、むらが生じ
ない。そのため、色むらがない電界発光基板を得ること
ができ、また歩留まりを高くすることができ、コストパ
フォーマンスがよい。

【００３２】また、本出願に係る電界発光基板製造方法
において、発光材料は有機化合物である。したがって、
発光の反応がよい電界発光基板を得ることができる。

【００３３】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は本発明の第
１の実施の形態に係るインクジェットヘッドの図であ
る。図１のインクジェットヘッドはエッジイジェクト型
インクジェットヘッドである。図１において、１はキャ
ビティプレートである。キャビティプレートは（１１
０）面方位シリコン単結晶基板（以下、Ｓｉ基板とい
う）を加工して作製される。キャビティプレート１には
複数の吐出室１１となる複数の凹部が形成される。吐出
室１１は、キャビティプレート１の凹部をカバープレー
ト４でふたをする形で区画形成される。そして、吐出室
１１の底部壁面は振動板１２となっている。振動板１２
は、前述したように、電極３１の静電気力により撓んだ
り元に戻ったりして、吐出室１１内のインクに圧力を加
える。連通孔１３は、キャビティプレート１に設けた溝
とカバープレート４とにより区画形成される。連通孔１
３は吐出室１１と連通している。リザーバ１４は、キャ
ビティプレート１に形成した凹部をカバープレート４で
ふたをする形で区画形成される。リザーバ１４は、各吐
出室１１に供給するインクを貯めておくために設けられ
ている。

【００３４】２はノズルプレートである。ノズルプレー
ト２もＳｉ基板を加工して作製される。ノズルプレート
２の作製については後述する。３はガラス基板である。
ガラス基板３はキャビティプレート１の下面に接合され
る。ここでガラス基板３となるガラスにはホウ珪酸系の
耐熱硬質ガラスを用いることにする。ガラス基板３に
は、キャビティプレート１の吐出室１１部分に合わせ
て、深さ約０．３μｍの凹部３２が設けられ、その内部
に電極３１が設けられている。本実施の形態では、この
電極３１として酸化錫を不純物としてドープした酸化イ
ンジウム膜であるＩＴＯ（Indium Tin Oxide：インジウ
ム酸化第１錫）膜を用いた、透明電極のＩＴＯ電極を
０．１μｍスパッタして用いているものとする。ただ
し、これに限定されるものではない。

【００３５】４はカバープレートである。カバープレー
ト４には、インク供給口４１、オリフィス４２が設けら
れる。インク供給口４１は、インクタンク（図示せず）
に貯まっているインクをリザーバ１４に供給するために
設けられている。オリフィス４２は、カバープレート４
の下面に設けた細溝とキャビティプレート１とで区画形
成される。

【００３６】このキャビティプレート１、ノズルプレー
ト２、ガラス基板３及びカバープレート４が接合されて
インクジェットヘッドが製造される。ここで、以下、ノ
ズルプレート２、ガラス基板３及びカバープレート４の
接合体をインクジェットヘッド本体ということにする。

【００３７】５０は、ワイヤ５１を介して電極３１に電
荷の供給及び停止を制御する発振回路である。発振回路
５０は例えば７ｋＨｚで発振し、電極３１に０Ｖと３５
Ｖのパルス電位を印加して電荷供給を行う。この発振回
路５０が駆動し、電極３１に電荷を供給して正に帯電さ
せると、振動板１２は負に帯電し、静電気力により電極
３１に引き寄せられて撓む。これにより吐出室１１の容
積は広がる。そして、電極３１への電荷供給を止めると
振動板１１は元に戻るが、そのときの吐出室１１の容積
も元に戻るから、その圧力により差分のインク滴が吐出
し、例えば記録対象となる記録紙に着弾することによっ
て記録が行われる。なお、このような方法は引き打ちと
呼ばれるものであるが、バネ等を用いてインク液滴を吐
出する押し打ちと呼ばれる方法もある。なお、キャビテ
ィプレート１と発振回路５０とについてもワイヤで接続
されるが、これはドライエッチングによりキャビティプ
レート１の一部に開けた酸化膜の窓（図示せず）にワイ
ヤを差し込み、接続する。

【００３８】本実施の形態は、ノズルとなる孔の部分を
円柱状の２段構成としたノズルプレート２を作製し、イ
ンクジェットヘッド本体に接合させたものである。その
際、ノズルプレートのインク吐出面側の方の孔部を、イ
ンクジェットヘッド本体の接合面側の孔部より小さくす
る。そして、ノズル孔を構成する各孔部の深さの調整を
吐出面を削ることで行わない。したがって、吐出面は凹
部分がなく平面となり、ワイピング作業を容易に行うこ
とができる。このようにノズルプレート２を本体とは別
に作製することで、インクジェットヘッドの全ての部材
を一度にウェットエッチングで形成するよりも、ノズル
孔の形状、深さ等を細かく調整できる。したがって、吐
出特性も細かく調整できることになり、各ノズルにおけ
る吐出のバラツキを抑え、工業用途にも充分に耐え得る
インクジェットヘッドを得ることができる。

【００３９】図２は第１の実施の形態に係るノズルプレ
ート２を製造する工程を表す図である。図２に基づい
て、ノズルプレート２の製造工程について説明する。ま
ず、ノズルプレート２の吐出面４３及び接合面４４とな
るＳｉ基板６１の面を例えば鏡面研磨し、厚さを２２０
μｍにする（図２（ａ））。このＳｉ基板６１を熱酸化
炉に入れる。そして、酸素及び水蒸気雰囲気中で例えば
摂氏１０７５℃、４時間の条件で熱酸化処理を施す。こ
れによりＳｉ基板６１表面に１．２μｍの熱酸化膜（以
下、単に酸化膜という）６２を成膜する（図２
（ｂ））。Ｓｉ基板６１の接合面側６４に、掘り下げ部
６５を形成するためのレジスト材（以下、単にレジスト
という）を塗布し、レジストを形成する。そして、フッ
酸系エッチング液で酸化膜６２のエッチングを行う。そ
の後、形成したレジストを剥離するとパターニングされ
た酸化膜６２ができる（図２（ｃ））。

【００４０】そして、パターニングされたＳｉ基板６１
を２５ｗ％水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液に浸し、残
りの厚みが８０μｍになるまで異方性ウェットエッチン
グを行う（図２（ｄ））。本実施の形態では、８０μｍ
がノズル部分の全長になるが、特にこれに限定するもの
ではない。ただし、あまりに長すぎると流路抵抗が増し
てしまうので注意する必要がある。ここで、水酸化カリ
ウム水溶液のようなアルカリ溶液で単結晶シリコンのエ
ッチングを行うと、結晶面によってエッチング速度の差
が大きくなることから、異方性エッチングを行うことが
できる。シリコン単結晶の場合、（１１１）面のエッチ
ング速度が最も小さいので、エッチングが進行すると、
この面が平滑面として残留する。（１００）面方位シリ
コン単結晶であるＳｉ基板６１に対し、（１１１）面は
約５５゜の角度を成す。したがって、Ｓｉ基板６１は、
異方性ウェットエッチングによって約５５゜の角度を成
して掘り下げられることになる。本実施の形態では、Ｓ
ｉ基板６１が（１００）面方位シリコン単結晶であり、
（１１１）面の異方性ウェットエッチングを行っている
ので、このような角度を形成しているが、特に限定され
るわけではない。ウェットエッチングは、複数のＳｉ基
板６１の処理を一度にできる点で便利である。

【００４１】ここで掘り下げ部６５の底面の幅をインク
ジェットヘッド本体の高さに合わせておけば、接合の際
の位置合わせを容易に行うことができる。また、掘り下
げられなかった部分は補強用のリブとなる。このような
異方性ウェットエッチングを行った後に、酸化膜６２を
一度全面剥離する。そして、再度、図２（ｂ）と同様に
熱酸化処理を施し、Ｓｉ基板６１表面に約１．２μｍの
熱酸化膜６６を成膜する（図２（ｅ））。

【００４２】そして、接合面６４側にＣｒ等の耐フッ酸
性の強い金属膜（ここではＣｒ膜６８とする）をスパッ
タ成膜する（図２（ｆ））。これは、酸化膜６６が絶縁
体膜であるので、後に行う静電レジストコート法による
レジスト形成の際、チャージアップ（帯電）することが
あるからである。チャージアップすると放電したり、レ
ジスト材がうまく塗布できない。そこで、それを防ぐた
めに導電体膜であるＣｒ膜６８を成膜する。

【００４３】次に静電レジストコート法によりＣｒ膜６
７表面にレジスト材を塗布し、レジストを形成する。こ
こで、静電レジストコート法とは、帯電させた霧状のレ
ジスト材をレジスト対象に吸着させて塗布する方法であ
る。その際、レジスト材とシンナーとを、レジスト材の
体積≦シンナーの体積の割合で混ぜ、２倍以上に薄めた
溶液にして霧状にして塗布する。このとき、ノズルとＳ
ｉ基板４１との間隔を３０ｍｍ〜４０ｍｍ程度にとって
塗布することが望ましい。これらの方法を用いることに
より、塗布するレジスト材の粒径を従来用いられている
スプレーコート法よりも小さくすることで、レジスト材
の粒状感がなくなり、平坦にレジストを塗布することが
できる。粒径が小さい分、滑らかにきめ細かく塗布を行
うことができ、表面荒れを防ぐことができる。そして、
静電レジストコート法によるレジスト形成後、Ｃｒ膜４
７をエッチングし、第２のノズル孔部７０を形成するた
めの金属膜パターンを形成する（図２（ｇ））。

【００４４】Ｓｉ基板６１の吐出面６３にレジストを形
成した後、接合面６４の酸化膜６６の露出している部分
について、例えばＢＨＦ（バッファードフッ酸）水溶液
によるエッチングを施し、膜厚の半分の量である０．６
μｍ（約６０００オングストローム）だけ除去する（図
２（ｈ））。その後、形成したレジストを剥離する。さ
らに、接合面６４上のＣｒ膜４７を剥離する（図２
（ｉ））。

【００４５】次に、図２（ｆ）と同様にして、耐フッ酸
性の強い金属膜（Ｃｒ膜６８）を接合面６４にスパッタ
成膜する（図２（ｊ））。そして、図２（ｇ）〜図２
（ｉ）と同様にして、再度、Ｃｒ膜６８のパターニング
及び酸化膜６６のパターニングを行い、第１のノズル孔
部６９を形成するための金属膜パターンを形成した後、
Ｃｒ膜６８を剥離する（図２（ｋ）〜図２（ｍ））。こ
こで、図２（ｈ）では、ＢＨＦ水溶液によるウェットエ
ッチングで酸化膜６６を膜厚の半分の量だけ除去した
が、図２（ｌ）では酸化膜６６の露出している残りの部
分（Ｃｒ膜６８で覆われていない部分）を全て除去す
る。

【００４６】そして、接合面６４側からＩＣＰ放電によ
る異方性ドライエッチングを行い、円柱状に第１のノズ
ル孔部６９及び第２のノズル孔部７０を形成する（図２
（ｎ））。ここでＩＣＰ（Inductively Coupled Plasm
a）放電とは、誘導結合型プラズマ放電のことである。
原子の発光励起用電源に強力な高周波出力を用い、イオ
ン化されたアルゴンガスを強熱してドーナツ円状のプラ
ズマ炎を発生させる。そこにガス（溶液）を噴霧してド
ライエッチングを行う。異方性ドライエッチングである
ので、ガスが噴霧された部分のみがエッチングされる。
また、第２のノズル孔部７０を形成する部分には熱酸化
膜６６が残されている。この分だけ第２のノズル孔部７
０を形成する部分のエッチング進行速度が遅くなる。こ
れによって第１のノズル孔部６９と第２のノズル孔部７
０との深さに差ができる。ここで、実際には異方性ドラ
イエッチングだけを行うのではなく、ガスデポジション
法により保護膜の成膜とエッチングとを繰り返しながら
第１のノズル孔部６９及び第２のノズル孔部７０を垂直
に形成する。ガスデポジション法は、粒径１μｍ以下の
超微粒子を高速気流で加速して対象に堆積させる方法で
ある。

【００４７】エッチングによりＳｉ基板６１を貫通させ
た第１のノズル孔部６９を形成し、さらに第２のノズル
孔部７０の深さを整えた後、Ｓｉ基板６１表面の酸化膜
６６を全面剥離する。これによりノズルプレート２が完
成する（図２（ｏ））。もちろん、第１のノズル孔部６
９及び第２のノズル孔部７０は、インクジェットヘッド
本体が有しているノズル４１、吐出室１１等の数と同じ
数だけノズルプレート２に形成する。また、ノズルプレ
ート２の吐出面６３に対し、インクができるだけ付着し
ないように撥水処理を行ってもよい。

【００４８】作製されたノズルプレート２をインクジェ
ットヘッド本体に接合し、本実施の形態におけるインク
ジェットヘッドの製造が完了する。

【００４９】図３は第１の実施の形態で製造したインク
ジェットヘッドを用いたインクジェット印刷装置の主要
な構成手段を表す図である。このインクジェット印刷装
置はいわゆるシリアル型の装置である。図３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１
１１と、プリント紙１１０にインクを吐出し、記録を行
うインクジェットヘッド１１２とで主に構成される。ま
た、図示していないが、インクジェットヘッド１１２に
インクを供給するためのインク供給手段がある。プリン
ト紙１１０は、ドラム１１１の軸方向に平行に設けられ
た紙圧着ローラ１１３により、ドラム１１１に圧着して
保持される。そして、送りネジ１１４がドラム１１１の
軸方向に平行に設けられ、インクジェットヘッド１１２
が保持されている。送りネジ１１４が回転することによ
ってにインクジェットヘッド１１２がドラム１１１の軸
方向に移動するようになっている。

【００５０】一方、ドラム１１１は、ベルト１１５等を
介してモータ１１６により回転駆動される。また、プリ
ント制御手段１１７は、印画データ及び制御信号に基づ
いて送りネジ１１４、モータ１１６を駆動させ、また、
ここでは図示していないが、インクジェットヘッド１１
２にある発振回路５０を駆動させて振動板１２を振動さ
せ、制御をしながら印刷を行わせる。

【００５１】以上のように第１の実施の形態によれば、
ノズルプレート２の吐出面６３側の方の第１のノズル孔
部６９を、インクジェットヘッド本体の接合面６４側の
第２のノズル孔部７０より小さくし、ノズル孔を構成す
る各孔部の深さの調整を吐出面６３を削ることで行わな
いようにしたので、吐出面６３を平面で構成でき、ワイ
ピング作業を容易に行うことができる。また、ノズルプ
レート２を独立して作製するようにしたので、インクジ
ェットヘッドの全ての部材を一度にウェットエッチング
で形成するよりも、ノズル孔の形状、深さ等を細かく調
整できる。したがって、吐出特性も細かく調整できるこ
とになり、各ノズルにおける吐出のバラツキを抑え、工
業用途にも充分に耐え得るインクジェットヘッドを得る
ことができる。また、ノズルプレート２の作製の工程中
に行われるレジスト材の塗布を、静電レジストコート法
で行うようにしたので、粒径を小さくすることができ、
また、溝部分にレジスト材が溜まったり、角部分には塗
布されなかったりといった不均一な塗布を防ぐことがで
きるので、精度よく第１のノズル孔部６９及び第２のノ
ズル孔部７０を形成することができる。また、ＩＣＰ放
電による異方性ドライエッチングを行い、円柱状に第１
のノズル孔部６９及び第２のノズル孔部７０を形成する
ようにしたので、精度のよいノズル孔を形成することが
できる。

【００５２】実施の形態２．図４は本発明の第２の実施
の形態に係るノズルプレート２を製造する工程を表す図
である。図４に基づいてノズルプレート２の製造工程に
ついて説明する。図４（ａ）〜図４（ｇ）までの工程
は、第１の実施の形態で説明した図２（ａ）〜図２
（ｇ）と同じ工程であるので説明を省略する。

【００５３】図２（ｈ）では酸化膜６６の露出している
部分について膜厚の半分の量だけエッチングで除去し
た。本実施の形態では、Ｓｉ基板６１の吐出面６３にレ
ジストを形成した後、ＢＨＦ水溶液によるエッチングを
施し、接合面６４の酸化膜４５の露出している部分を全
て除去する（図４（ｈ））。その後、吐出面６３上に形
成したレジストを剥離する（図４（ｉ））。

【００５４】接合面６４側からＩＣＰ放電による異方性
ドライエッチングを行い、円柱状に第２のノズル孔部７
０を形成する（図４（ｊ））。ここで本実施の形態では
第２のノズル孔部７０の深さを約５５μｍとするが、特
にこれに限定されるものではなく、得たい吐出特性等に
応じて変更してよい。その後、Ｓｉ基板６１表面の酸化
膜６６を全面剥離する（図４（ｋ））。

【００５５】そして、再度、図４（ｂ）と同様に酸素及
び水蒸気雰囲気中で例えば摂氏１０７５℃、４時間の条
件で熱酸化処理を施し、Ｓｉ基板６１表面に１．２μｍ
の酸化膜７１を成膜する（図４（ｌ））。接合面６４側
にレジストを形成した後、さらに吐出面６３側に、第１
のノズル孔部６９を形成する部分以外の部分にレジスト
を形成し、第１のノズル孔部６９を形成するためのパタ
ーニングを行う。そして、ＢＨＦ水溶液によるエッチン
グを施して酸化膜７１のパターニングを行い、酸化膜７
１の露出している部分を除去する（図４（ｍ））。ここ
で、レジストによるパターニングを行う前には、先に形
成した第２のノズル孔部７０の中心位置と第１のノズル
孔部６９の中心位置とがずれないようにアラインメント
（整合）を行う必要がある。酸化膜７１をパターニング
後、形成したレジストを剥離する。

【００５６】そして、吐出面６３側からＩＣＰ放電によ
る異方性ドライエッチングを行い、円柱状に第１のノズ
ル孔部６９を形成する（図４（ｎ））。エッチングは、
酸化膜７１の接合面６４側に成膜された方が現れるまで
行う（このとき、第１のノズル孔部６９の深さは約２５
μｍとなる）。その後、Ｓｉ基板６１表面の熱酸化膜７
１を全面剥離し、ノズルプレート２が完成する（図４
（ｏ））。もちろん、第１の実施の形態と同様、第１の
ノズル孔部６９及び第２のノズル孔部７０は、インクジ
ェットヘッド本体が有しているノズル４１、吐出室１１
等の数と同じ数だけノズルプレート２に形成する。

【００５７】作製されたノズルプレート２をインクジェ
ットヘッド本体に接合し、本実施の形態におけるインク
ジェットヘッドの製造が完了する。

【００５８】以上のように第２の実施の形態によれば、
第１の実施の形態と同様に、吐出面６３を平面で構成で
き、ワイピング作業を容易に行うことができる。また、
ノズルプレート２を独立して作製するようにしたので、
インクジェットヘッドの全ての部材を一度にウェットエ
ッチングで形成するよりも、ノズル孔の形状、深さ等を
細かく調整できる。

【００５９】実施の形態３．図５は本発明の第３の実施
の形態に係るノズルプレート２を製造する工程を表す図
である。図５に基づいてノズルプレート２の製造工程に
ついて説明する。図５（ａ）〜図５（ｅ）までの工程
は、第１の実施の形態で説明した図２（ａ）〜図２
（ｅ）と同じ工程であるので説明を省略する。

【００６０】図５（ｅ）において酸化膜６６を成膜した
後、接合面４４側にレジストを形成し、さらに吐出面６
３側に、第１のノズル孔部６９を形成する部分以外の部
分にレジストを形成して、第１のノズル孔部６９を形成
するためのパターニングを行う。そして、ＢＨＦ水溶液
によるエッチングを施して酸化膜６６のパターニングを
行い、酸化膜６６の露出している部分を除去する（図５
（ｆ））。

【００６１】そして、吐出面６３側からＩＣＰ放電によ
る異方性ドライエッチングを行い、円柱状に第１のノズ
ル孔部６９を形成する（図５（ｇ））。ここで本実施の
形態では第１のノズル孔部６９の深さを約２５μｍとす
るが、特にこれに限定されるものではなく、得たい吐出
特性等に応じて変更してよい。その後、Ｓｉ基板６１表
面の酸化膜６６を全面剥離する（図５（ｈ））。

【００６２】そして、再度、図５（ｂ）と同様に酸素及
び水蒸気雰囲気中で例えば摂氏１０７５℃、４時間の条
件で熱酸化処理を施し、Ｓｉ基板６１表面に１．２μｍ
の酸化膜７１を成膜する（図５（ｉ））。そして、接合
面６４側にＣｒ等の耐フッ酸性の強い金属膜（Ｃｒ膜６
７）をスパッタ成膜する（図５（ｊ））。

【００６３】次に静電レジストコート法によりＣｒ膜６
７表面にレジスト材を塗布し、レジストを形成する。そ
して、静電レジストコート法によるレジスト形成後、Ｃ
ｒ膜６７をエッチングし、第２のノズル孔部７０を形成
するための金属膜パターンを形成する（図５（ｋ））。
ここで、第２の実施の形態と同様に、レジストによるパ
ターニングを行う前には、先に形成した第２のノズル孔
部７０の中心位置と第１のノズル孔部６９の中心位置と
がずれないようにアライメント（整合）を行う必要があ
る。

【００６４】そして、Ｓｉ基板６１の吐出面６３にレジ
ストを形成した後、接合面６４の酸化膜６６の露出して
いる部分について、ＢＨＦ水溶液によるエッチングを施
して除去する（図５（ｌ））。その後、吐出面６３上に
形成したレジストを剥離する。そして、接合面６４上の
Ｃｒ膜６７を剥離する（図５（ｍ））。

【００６５】そして、接合面４４側からＩＣＰ放電によ
る異方性ドライエッチングを行い、円柱状に第２のノズ
ル孔部７０を形成する（図５（ｎ））。エッチングは、
酸化膜６６の吐出面６３側に成膜された方が現れるまで
行う（このとき、第２のノズル孔部７０の深さは約５５
μｍとなる）。その後、Ｓｉ基板６１表面の酸化膜６６
を全面剥離し、ノズルプレート２が完成する（図５
（ｏ））。もちろん、第１の実施の形態と同様、第１の
ノズル孔部６９及び第２のノズル孔部７０は、インクジ
ェットヘッド本体が有しているノズル４１、吐出室１１
等の数と同じ数だけノズルプレート２に形成する。

【００６６】以上のように第３の実施の形態によれば、
第１の実施の形態と同様に、吐出面６３を平面で構成で
き、ワイピング作業を容易に行うことができる。また、
ノズルプレート２を独立して作製するようにしたので、
インクジェットヘッドの全ての部材を一度にウェットエ
ッチングで形成するよりも、ノズル孔の形状、深さ等を
細かく調整できる。

【００６７】実施の形態４．図６は上述の実施の形態で
製造したインクジェットヘッドを用いたカラーフィルタ
製造装置を表す図である。図６において、１２０は第１
の実施の形態で説明したものと同様のインクジェットヘ
ッドである。ここで、インクジェットヘッド１２０は３
次元的に回転できるものとする。また、インクジェット
ヘッド１２０は第１の実施の形態で説明したインクジェ
ットヘッドを複数つなぎ合わせたものであってもよい。

【００６８】Ｙ方向駆動軸１２２にはＹ方向駆動モータ
１２３が接続されている。Ｙ方向駆動モータ１２３は、
例えばステッピングモータ等である。制御手段１２８か
らＹ軸方向の駆動信号が供給されると、Ｙ方向駆動軸１
２２を回転させる。Ｙ方向駆動軸１２２が回転させられ
ると、インクジェットヘッド１２０はＹ方向駆動軸１２
２の方向に沿って移動する。Ｘ方向ガイド軸１２４は、
基台１２７に対して動かないように固定されている。

【００６９】設置台１２１は、製造すべきカラーフィル
タ用基板１３０を設置させるものである。設置台１２１
には、カラーフィルタ用基板１３０を基準位置に固定す
るための機構が備えられている。設置台１２１には設置
台駆動モータ１２５が備えられている。設置台駆動モー
タ１２５も、例えばステッピングモータ等である。制御
手段１２８からＸ軸方向の駆動信号が供給されると、設
置台１２１をＸ軸方向に移動させる。すなわち、設置台
１２１をＸ軸方向に駆動し、インクジェットヘッド１２
０をＹ軸方向に駆動させることで、インクジェットヘッ
ド１２０をカラーフィルタ用基板１３０上のいずれの場
所にも自在に移動させることができる。また、カラーフ
ィルタ用基板１３０に対するインクジェットヘッド１２
０の相対速度も、各軸方向の駆動機構によって駆動する
設置台１２１とインクジェットヘッド１２０の速度によ
って定まる。

【００７０】制御手段１２８は、インクジェットヘッド
１２０の発振回路（図示せず）を発振させるためのイン
ク滴吐出用の電圧を印加し、インク吐出の制御を行う。
また、Ｙ方向駆動モータ１２３には、インクジェットヘ
ッド１２０のＹ軸方向の移動を制御する駆動信号を送信
する。設置台駆動モータ１２５には設置台１２１のＸ軸
方向の移動を制御する駆動信号を送信する。

【００７１】クリーニング機構部１２６は、インクジェ
ットヘッド１２０を清掃する清掃用布を備えている。特
に図示していないが、クリーニング機構部１２６にもＸ
方向駆動モータが備えられている。そして、このＸ方向
駆動モータを駆動することにより、クリーニング機構１
２６は、Ｘ方向ガイド軸１２４に沿って移動する。この
クリーニング機構１２６の移動も制御手段１２８によっ
て制御される。ヒータ１２９は、照明の照射によりカラ
ーフィルタ用基板１３０を加熱し、インクの蒸発、乾燥
等を行う。このヒータ１２９の照明の照射に関する制御
も制御手段１２８が行う。

【００７２】なお、本実施の形態では、インクジェット
ヘッド１２０はＹ軸方向にしか移動せず、Ｘ軸方向につ
いては設置台１２１が移動するようにした。これを逆に
してもよいし、また、インクジェットヘッド１２０又は
設置台１２１のどちらか一方又は双方がＸ軸方向及びＹ
軸方向の双方に移動できるようにしてもよい。また、本
実施の形態では、インクジェットヘッド１２０からカラ
ーフィルタ着色材料となるカラーフィルタ用のインク滴
のみを吐出するものとした。ただ、カラーフィルタの保
護層をインクジェット方式で形成する場合、さらに保護
層の材料を貯蔵するタンクとそれを吐出するインクジェ
ットヘッドとを設けて行うようにすればよい。また、Ｉ
ＴＯ電極の形成をインクジェット方式で行うこともでき
る。この場合にはＩＴＯ電極の材料を貯蔵するタンクと
それを吐出するインクジェットヘッドとを設けて行って
もよい。

【００７３】図７はカラーフィルタを拡大した図であ
る。図７において１４０は絵素（ピクセル）となるフィ
ルタエレメントを表す。各フィルタエレメント１４０は
カラーフィルタ製造装置によって、最終的に加法原色で
ある赤（Ｒ）緑（Ｇ）青（Ｂ）のどれかが着色される。
図７では赤（Ｒ）緑（Ｇ）青（Ｂ）のそれぞれのフィル
タエレメントが一直線に配列されたストライプ型を表し
ている。また、それぞれのフィルタエレメントの間に
は、図示はしないが、色を際立たせる等の役割を果たす
ブラックマトリクスが設けられる。通常、紙への記録に
用いられるインクジェット印刷装置におけるインクジェ
ットヘッドの各ノズルの間隔は３００ｄｐｉ（dots per
inch ）、３６０ｄｐｉ、６００ｄｐｉ、７２０ｄｐｉ
等の表示分解能を満たすものである。ところが、表示装
置の場合、各フィルタエレメントの間隔は９．４インチ
のＶＧＡの表示装置では３００μｍ（８４．７ｄｐｉ相
当）であったり、１０．４インチのＸＧＡの表示装置で
は２０７μｍ（１２２．７ｄｐｉ相当）であったりと、
その分解能は異なり、それぞれの間隔が一致するという
ことは稀である。したがって、インクジェット印刷装置
と同様のインクジェットヘッド１２０を単にインクジェ
ット印刷装置と同じ感覚で用いることはできない。

【００７４】そこで、第１の実施の形態では特に示さな
かったが、カラーフィルタ製造装置に用いるインクジェ
ットヘッド１２０を製造する場合には、インクジェット
ヘッド１２０の各ノズルの間隔（以下、ピッチという）
を、カラーフィルタ用基板１３０の各フィルタエレメン
トのピッチに合わせるようにしてもよい。その際、表示
サイズ、分解能によりピッチは異なるので、生産量が多
い、歩留まりを高くしたい等、コストを考慮したインク
ジェットヘッドを用いるようにしてもよい。

【００７５】ただ、このような場合、そのためだけにフ
ォトレジストパターンの形成等を行い、特別なインクジ
ェットヘッド１２０を製造する必要がある。そこで、次
にインクジェット印刷装置に用いられるものと同じイン
クジェットヘッドでピッチを合わせることを考える。

【００７６】ストライプ型のフィルタエレメントの配置
の場合に、赤、青、緑のそれぞれの色のインクの吐出に
割り当てた３つのインクジェットヘッドをフィルタエレ
メントのピッチに合わせて多重化し、ストライプの方向
に走査させてるようにすると、ノズルのピッチとフィル
タエレメントのピッチを合わせなくてもよいが、むらが
生じる可能性がある。

【００７７】そこで、例えば、カラーフィルタ用基板１
３０のＸ軸方向又はＹ軸方向に対して平行に設置してい
たインクジェットヘッド１２０を角度を持たせて設置
し、Ｘ軸方向又はＹ軸方向に対する間隔を変化させるこ
とでピッチを調整することができる。

【００７８】逆に、特に定められた又は慣用的な規格が
ない表示装置（例えば携帯電話や時計の表示部分）に用
いるようなカラーフィルタを製造する場合には、インク
ジェットヘッドのピッチに合わせてフィルタエレメント
の配置を決定することもできるので、ピッチが高密度に
なるほど、解像度の高い表示装置を得ることができる。

【００７９】以上のように第４の実施の形態によれば、
ノズルプレートを独立して作製して接合したインクジェ
ットヘッド１２０を用いるようにしたので、全ての部材
を一度にウェットエッチングで形成するよりも、ノズル
孔の形状、深さ等を細かく調整でき、各ノズルにおける
カラーフィルタ着色材料の吐出のバラツキを抑えること
ができる。そのため、カラーフィルタの色むらをなくす
ことができる。また、工程上、３色の加法原色のカラー
フィルタ材料を１度で塗布することもできるし、カラー
フィルタ材料を直接フィルタエレメントに吐出するので
無駄に消費することもない。以上より、歩留まりを高く
することができ、コストパフォーマンスがよいカラーフ
ィルタ製造装置を得ることができる。特に、従来方法よ
りも格段に低コストで作製（又は製造）できるので、イ
ンクジェットヘッドのコストを考えても、コストパフォ
ーマンスがよいカラーフィルタを得ることができる。ま
た、カラーフィルタ材料を無駄にせず環境によい。

【００８０】実施の形態５．本実施の形態では、第１の
実施の形態のようなインクジェットヘッドを用いたＯＥ
Ｌ基板製造装置によりＯＥＬ基板を作製（又は製造）す
る手順について説明する。この場合のＯＥＬ基板製造装
置は、第３の実施の形態で説明したカラーフィルタ製造
装置の構成をほとんど適用することができるので、図番
等は図６と同じものを用いることにする。

【００８１】次に、本発明に係る部分のＯＥＬ基板の製
造について説明する。ＯＥＬに発光層等を形成する方法
として、従来では、通常、例えば金属染料等を発光層に
蒸着させる方法が採られる。インクジェット方式でＯＥ
Ｌ基板の製造を行うと、電界発光素子となる高分子有機
化合物の塗布とパターニングとが一度で行える。また目
的の位置に直接吐出するので、電界発光素子となる有機
化合物を無駄にせず必要最小限の量を吐出するだけです
む。

【００８２】そこで本実施の形態では、例えばガラス等
の透明基板上にＩＴＯ電極、正孔注入層及び正孔輸送層
を形成した後、赤、緑、青に発光する発光材料を溶媒に
溶かした溶液をインクジェットヘッド１２０から基板上
に吐出し、塗布する。そして、その溶液の溶媒を蒸発さ
せて発光層を形成するようにする。ここで赤の発光層と
なる部分には、ローダミンＢをドープしたＰＰＶ（ポリ
（ｐ・フェニレンビニレン））のキシレン溶液を用い
る。また緑の発光層となる部分にはＭＥＨ・ＰＰＶのキ
シレン溶液を用いる。さらに青の発光層となる部分には
クマリンをドープしたＰＰＶのキシレン溶液を用いる。
ここで、赤、青又は緑の発光層に用いる有機化合物及び
溶液はさまざまあるので、特に上記に示したものでなく
てもよい。また、中間色を発色するような材料を用いて
もよい。

【００８３】そして、電子注入層として例えばＰＰＶを
溶媒に溶かして塗布した後にコーティング乾燥する。そ
の後、例えばアルミニウムリチウム合金の陰極電極をパ
ターニングして、ＯＥＬ基板を作製（又は製造）する。

【００８４】以上のように第５の実施の形態によれば、
インクジェット方式のＯＥＬ基板製造装置を構成したの
で、真空蒸着等の高度の技術を用いなくても容易に基板
を製造することができる。そして、ノズルプレートを独
立して作製して接合したインクジェットヘッド１２０を
用いるようにしたので、全ての部材を一度にウェットエ
ッチングで形成するよりも、ノズル孔の形状、深さ等を
細かく調整できる。そのため、各ノズルにおける発光材
料を溶媒に溶かした溶液の吐出のバラツキを抑えてＯＥ
Ｌ素子をむらなく形成することができ、ＯＥＬ基板全体
での表示の色むらをなくすことができる。また、高精
度、高解像度を図ることもできる。そして、発光材料を
直接吐出するので無駄がない。したがって、歩留まりを
高くすることができ、コストパフォーマンスがよいＯＥ
Ｌ基板製造装置を得ることができる。特に、従来方法よ
りも格段に低コストで作製（又は製造）できるので、上
述の実施の形態によるインクジェットヘッドを製造する
ために多少コストが増加したとしても、コストパフォー
マンスがよいＯＥＬ基板を得ることができる。また、発
光材料を無駄にせず環境によい。ここでは、ＯＥＬ基板
の製造について述べているが、無機電界発光素子で基板
を製造する場合にも適用することができる。

【００８５】実施の形態６．上述の第１〜第３の実施の
形態では、ノズル孔を２段で形成する場合について述べ
た。本発明はこれに限定されるものではなく、３段、４
段等、複数段のノズル孔を有するノズルプレートを作製
するようにしてもよい。また、ノズル孔の形状を直円柱
形状で形成するようにしたが、本発明は特に直円柱形状
に限定するものではない。例えば第２のノズル孔部を四
角錐台形状とし、第１のノズル孔部を直円柱形状として
組み合わせでもよいし、直円錐形状にしてもよい。ま
た、開口部の形状も円形でもよいし、三角形、四角形等
の多角形でもよい。

【００８６】実施の形態７．上述の実施の形態では、イ
ンクジェットヘッドの側面部分からインクを吐出するエ
ッジイジェクト方式のインクジェットヘッドについて説
明した。しかし、本出願に係る発明はこれに限定される
ものではなく、フェイス方式のインクジェットヘッドに
も適用することができる。

【００８７】実施の形態８．上述の第３の実施の形態で
は、第１の実施の形態のようなインクジェットヘッドを
カラーフィルタ製造装置に利用することについて説明し
た。また、第４の実施の形態では、ＯＥＬ基板製造装置
に利用することについて説明した。ただ、本発明はこれ
に限定されるものではない。他のあらゆる工業用途、家
庭用途に、第１の実施の形態のようなインクジェットヘ
ッドを用いた印刷装置、記録装置を用いることができ
る。

【００８８】実施の形態９．上述の実施の形態では、イ
ンクジェットヘッドを製造する際に用いたが、これを他
のＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）分野
（ＩＣ製造プロセスを基盤としたマイクロマシニング技
術によるマイクロサイズのセンサ、アクチュエータ、Ｒ
Ｆ素子、制御回路等を集積化した微細システム加工分野
の総称）についても適用することができる。

【００８９】

【発明の効果】以上のように本出願に係る発明によれ
ば、ノズルプレートを別に作製することで、インクジェ
ットヘッドの各ノズル孔、開口部分の形状の管理、調整
を容易に行うことができる。そして、断面積の大きな順
から（吐出面側が１番小さくなるように）段状のノズル
孔を構成し、また、ノズルプレートの吐出面を削ること
でノズル孔の深さを調整せずに吐出面を平坦に形成して
いるので、紙粉やインクを除去するワイピング作業を容
易に行うことができる。そのため、各ノズルからの吐出
材料の吐出が均一で工業用途にも充分に耐え得るインク
ジェットヘッド、その他そのインクジェットヘッドを使
った機器を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係るインクジェッ
トヘッドの図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態に係るノズルプレー
ト２を製造する工程を表す図である。

【図３】上述の実施の形態で製造したインクジェットヘ
ッドを用いたインクジェット印刷装置の主要な構成手段
を表す図である。

【図４】本発明の第２の実施の形態に係るノズルプレー
ト２を製造する工程を表す図である。

【図５】本発明の第３の実施の形態に係るノズルプレー
ト２を製造する工程を表す図である。

【図６】第１の実施の形態で製造したインクジェットヘ
ッドを用いたカラーフィルタ製造装置を表す図である。

【図７】カラーフィルタを拡大した図である。

【符号の説明】

１ キャビティプレート １１ 吐出室 １２ 振動板 １３ 連通孔 １４ リザーバ ２ ノズルプレート ３ ガラス基板 ３１ 電極 ３２ 凹部 ４ カバープレート ４１ インク供給口 ４２ オリフィス ５０ 発振回路 ５１ ワイヤ ６１ Ｓｉ基板 ６２、６６、７１ 酸化膜 ６３ 吐出面 ６４ 接合面 ６５ 掘り下げ部 ６７、６８ Ｃｒ膜 ６９ 第１のノズル孔部 ７０ 第２のノズル孔部 １１０ プリント紙 １１１ ドラム １１２、１２０ インクジェットヘッド １１３ 圧着ローラ １１４ 送りネジ １１５ ベルト １１６ モータ １１７ プリント制御手段 １２１ 設置台 １２２ Ｙ方向駆動軸 １２３ Ｙ方向駆動モータ １２４ Ｘ方向ガイド軸 １２５ 設置台駆動モータ １２６ クリーニング機構部 １２７ 基台 １２８ 制御手段 １２９ ヒータ １３０ カラーフィルタ用基板 １４０ 絵素

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０９Ｆ 9/00 ３４２ Ｈ０５Ｂ 33/14 Ａ ５Ｇ４３５ 9/30 ３６５ Ｂ４１Ｊ 3/04 １０３Ｎ Ｈ０５Ｂ 33/10 １０３Ａ 33/12 １０１Ｚ 33/14 Ｆターム(参考） 2C056 EA16 EA24 FA02 FA10 FB01 HA05 HA16 HA17 2C057 AF93 AN01 AP13 AP22 AP32 AP34 AP52 AP56 AQ02 BA03 BA15 2H048 BA64 BB42 3K007 AB04 AB17 AB18 BA06 CB01 DA01 DB03 EB00 FA01 5C094 AA05 AA08 AA42 AA43 AA44 BA12 BA27 CA19 CA24 DA13 EA05 EB02 FA01 FB01 FB20 GB10 5G435 AA04 AA17 BB05 CC09 CC12 HH01 HH20 KK05 KK10 (54)【発明の名称】 インクジェットヘッド及びインクジェットヘッド製造方法並びにインクジェット記録装置、その 製造方法及びインクジェット記録方法、カラーフィルタ製造装置、その製造方法及びカラーフィ ルタ製造方法並びに電界発光基板製造装置、その製造方法及び電界発光基板製造方法

Claims (23)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクジェットヘッド本体と接合する側
   の面から吐出材料を吐出する側の面に向けて、断面積の
   大きな順から段状のノズル孔を複数段で形成して作製し
   たノズルプレートを、前記インクジェットヘッド本体に
   接合したことを特徴とするインクジェットヘッド。
2. 【請求項２】 直円柱、多角柱、直円錐又は多角錐の形
   状を組み合わせて複数段のノズル孔を形成したことを特
   徴とする請求項１記載のインクジェットヘッド。
3. 【請求項３】 吐出材料が充填され、また外部からの力
   により少なくとも一部分が形状変化する吐出室と、選択
   した又は全ての吐出室に力を加えて形状変化させる１又
   は複数の加圧手段とを備えたインクジェットヘッド本体
   と、 該インクジェットヘッド本体と接合する側の面から前記
   吐出材料を吐出する側の面に向けて径の大きな順から直
   円柱形状のノズル孔を複数段で形成し、前記吐出室の形
   状変化による室内の圧力変化により前記吐出材料を吐出
   するノズルを複数有したノズルプレートとを接合したこ
   とを特徴とするインクジェットヘッド。
4. 【請求項４】 前記ノズル孔を２段で形成したことを特
   徴とする請求項１、２又は３記載のインクジェットヘッ
   ド。
5. 【請求項５】 インクジェットヘッド本体と接合する側
   を底面側とし、吐出材料を吐出する側を頂点側として直
   円錐形状にノズル孔を形成したノズルプレートを前記イ
   ンクジェットヘッド本体に接合したことを特徴とするイ
   ンクジェットヘッド。
6. 【請求項６】 インクジェットヘッド本体と接合する側
   の面から吐出材料を吐出する側の面に向けて、断面積の
   大きな順から段状のノズル孔を複数段で形成したノズル
   プレートを作製する工程と、 前記ノズルプレートとインクジェットヘッド本体とを接
   合する工程とを有することを特徴とするインクジェット
   ヘッド製造方法。
7. 【請求項７】 前記ノズル孔は、シリコン単結晶基板に
   誘導結合型プラズマ放電による異方性ドライエッチング
   を施して形成することを特徴とする請求項６記載のイン
   クジェットヘッド製造方法。
8. 【請求項８】 レジストを形成するためのレジスト材を
   帯電させ、静電気力を用いて前記シリコン単結晶基板に
   塗布して所定のパターニングを行う静電レジストコート
   法により、ノズル孔を形成するためのパターニングを行
   うことを特徴とする請求項６記載のインクジェットヘッ
   ド製造方法。
9. 【請求項９】 ２段の前記ノズル孔を形成する場合に、 インクジェットヘッド本体と接合する側の面から前記断
   面積の大きな方の孔部を形成した後に、吐出材料を吐出
   する側の面から前記断面積の小さな方の孔部を形成する
   ことを特徴とする請求項６記載のインクジェットヘッド
   製造方法。
10. 【請求項１０】 ２段の前記ノズル孔を形成する場合
    に、吐出材料を吐出する側の面から前記断面積の小さな
    方の孔部を形成した後に、インクジェットヘッド本体と
    接合する側の面から前記断面積の大きな方のノズル孔部
    を形成することを特徴とする請求項６記載のインクジェ
    ットヘッド製造方法。
11. 【請求項１１】 インクジェットヘッド本体と接合する
    側の面から吐出材料を吐出する側の面に向けて断面積の
    大きな順から段状のノズル孔を複数段で形成したノズル
    プレートを前記インクジェットヘッド本体に接合して製
    造したインクジェットヘッドと、 前記インクジェットヘッドにインクを供給するインク供
    給手段と、ヘッド位置制御信号に基づいて前記インクジ
    ェットヘッドを移動させる走査駆動手段と、 記録対象となる記録部材と前記インクジェットヘッドと
    の相対位置を変化させる位置制御手段とを少なくとも備
    えたことを特徴とするインクジェット記録装置。
12. 【請求項１２】 インクジェットヘッド本体と接合する
    側の面から吐出材料を吐出する側の面に向けて断面積の
    大きな順から段状のノズル孔を複数段で形成して作製し
    たノズルプレートを前記インクジェットヘッド本体に接
    合したインクジェットヘッドを用いてインクジェット記
    録装置を製造することを特徴とするインクジェット記録
    装置の製造方法。
13. 【請求項１３】 インクジェットヘッド本体と接合する
    側の面から吐出材料を吐出する側の面に向けて断面積の
    大きな順から段状のノズル孔を複数段で形成したノズル
    プレートを前記インクジェットヘッド本体に接合したイ
    ンクジェットヘッドと記録対象物とを相対的に移動させ
    る工程と、 前記インクジェットヘッドから前記記録対象物にインク
    を吐出する工程とを少なくとも有するインクジェット記
    録方法。
14. 【請求項１４】 インクジェットヘッド本体と接合する
    側の面から、カラーフィルタを形成させる溶液を吐出す
    る側の面に向けて断面積の大きな順から段状のノズル孔
    を複数段で形成して作製したノズルプレートを前記イン
    クジェットヘッド本体に接合して製造したインクジェッ
    トヘッドと、 前記インクジェットヘッドに前記溶液を供給する材料供
    給手段と、 位置制御信号に基づいてインクノズルからカラーフィル
    タ基板に向けての前記溶液の吐出を制御する制御手段と
    を少なくとも備えたことを特徴とするカラーフィルタ製
    造装置。
15. 【請求項１５】 前記製造装置は前記インクジェットヘ
    ッドを複数個有し、それぞれの前記インクジェットヘッ
    ドが、複数色の加法原色の前記溶液を前記カラーフィル
    タ基板の所定位置に吐出することを特徴とする請求項１
    ４記載のカラーフィルタ製造装置。
16. 【請求項１６】 インクジェットヘッド本体と接合する
    側の面からフィルタ着色材料を吐出する側の面に向けて
    断面積の大きな順から段状のノズル孔を複数段で形成し
    て作製したノズルプレートを前記インクジェットヘッド
    本体に接合したインクジェットヘッドを用いてカラーフ
    ィルタ製造装置を製造することを特徴とするカラーフィ
    ルタ製造装置の製造方法。
17. 【請求項１７】 インクジェットヘッド本体と接合する
    側の面からフィルタ着色材料を吐出する側の面に向けて
    断面積の大きな順から段状のノズル孔を複数段で形成し
    て作製したノズルプレートを前記インクジェットヘッド
    本体に接合した複数個のインクジェットヘッドにより、
    加法原色の複数色の溶液を、光透過性のカラーフィルタ
    基板の所定位置にそれぞれ吐出する工程と、 吐出された溶液により着色された色を前記カラーフィル
    タ基板に定着させる工程とを少なくとも有するカラーフ
    ィルタ製造方法。
18. 【請求項１８】 インクジェットヘッド本体と接合する
    側の面から発光材料を含む溶液を吐出する側の面に向け
    て断面積の大きな順から段状のノズル孔を複数段で形成
    して作製したノズルプレートを前記インクジェットヘッ
    ド本体に接合して製造したインクジェットヘッドと、 前記インクジェットヘッドに前記溶液を供給する材料供
    給手段と、 位置制御信号に基づいてインクノズルから電界発光基板
    に向けての前記溶液の吐出を制御する制御手段とを少な
    くとも備えたことを特徴とする電界発光基板製造装置。
19. 【請求項１９】 前記基板の製造装置は前記インクジェ
    ットヘッドを複数個有し、それぞれの前記インクジェッ
    トヘッドが、複数色の加法原色を発光させるための前記
    発光材料を含む溶液を前記電界発光基板の所定位置に吐
    出することを特徴とする請求項１８記載の電界発光基板
    製造装置。
20. 【請求項２０】 前記発光材料は、有機化合物であるこ
    とを特徴とする請求項１８又は１９記載の電界発光基板
    製造装置。
21. 【請求項２１】 インクジェットヘッド本体と接合する
    側の面から発光材料を含む溶液を吐出する側の面に向け
    て断面積の大きな順から段状のノズル孔を複数段で形成
    したノズルプレートを前記インクジェットヘッド本体に
    接合したインクジェットヘッドを用いて電界発光基板製
    造装置を製造することを特徴とする電界発光基板製造装
    置の製造方法。
22. 【請求項２２】 インクジェットヘッド本体と接合する
    側の面から発光材料を含む溶液を吐出する側の面に向け
    て断面積の大きな順から段状のノズル孔を複数段で形成
    したノズルプレートを前記インクジェットヘッド本体に
    接合した複数個のインクジェットヘッドから、加法原色
    の複数色を発光させるための前記溶液を、電界発光基板
    の所定位置にそれぞれ吐出する工程と、 吐出された前記溶液を蒸発させ、前記発光材料だけを前
    記電界発光基板に固化させる工程とを少なくとも有する
    電界発光基板製造方法。
23. 【請求項２３】 前記発光材料は、有機化合物であるこ
    とを特徴とする請求項２２記載の電界発光基板製造方
    法。