JP2007098821A - 液滴吐出ヘッド及び液滴吐出装置並びにそれらの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】従来と同じ構成で、リザーバのコンプライアンス、流路抵抗に係る問題を解決し、吐出性能が高い液滴吐出ヘッド、液滴吐出装置、それらの製造方法を得る。
【解決手段】液体を液滴として吐出するノズル孔３１を複数有するノズル基板３０と、各ノズル孔３１に合わせて設けられ、振動して液体を加圧する振動板２２を備える吐出室２１となる複数の凹部２１ａ及び複数の凹部２１ａに供給する液体をためるリザーバ２６の一部となるリザーバ貫通溝穴２６ａを有するキャビティ基板２０と、振動板２２を振動させるための固定電極１２及びキャビティ基板２０との接面側にリザーバ２６の一部となるリザーバ凹部１６を有する電極基板１０とを少なくとも備え、キャビティ基板２０と電極基板１０とが接合され、少なくともリザーバ貫通溝穴２６ａとリザーバ凹部１６とによりリザーバ２６を形成するものである。
【選択図】図１

Description

本発明は液滴吐出ヘッド、液滴吐出ヘッドを有する液滴吐出装置等に関するものである。

例えばシリコン等を加工して微小な素子等を形成する微細加工技術（ＭＥＭＳ：Micro Electro Mechanical Systems）が急激な進歩を遂げている。微細加工技術により形成される微細加工素子の例としては、例えば液滴吐出方式のプリンタのような記録（印刷）装置で用いられている液滴吐出ヘッド（インクジェットヘッド）、マイクロポンプ、光可変フィルタ、モータのような静電アクチュエータ、圧力センサ等がある。

液滴吐出方式（代表的なものとして、インクを吐出して印刷等を行うために用いるインクジェットがある）は、家庭用、工業用を問わず、あらゆる分野の印刷（プリント）等に利用されている。液滴吐出方式は、微細加工素子である例えば複数のノズルを有する液滴吐出ヘッドを、対象物との間で相対移動させ、対象物の所定の位置に液体を吐出するものである。近年では、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、有機電界発光（Organic ElectroLuminescence ：以下、ＯＥＬという）素子を用いた表示基板（ＯＬＥＤ）、ＤＮＡ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。

滴吐出方式を実現する吐出ヘッドとして、吐出液体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、吐出室と連通するノズルから液滴を吐出させるものがある。そして、このような液滴吐出ヘッドを製造する際の材料として、例えば、ガラス基板、シリコン基板が用いられる。そして、各基板に部材形成を行い、積層し、接合して製造をしている（例えば特許文献１参照）。

各吐出室は、リザーバと呼ばれる共通液室（同じ基板上に形成される）と連通しており、リザーバから液体の供給を受ける。各吐出室がリザーバを介してつながっている場合、ある吐出室が他の吐出室に影響（干渉）を及ぼす場合がある。例えばある吐出室の振動による圧力がリザーバを介して振動していない吐出室に加わり、振動していない吐出室に連通するノズルから液体を吐出させてしまうことがある。また、同時に複数のノズルから液体を吐出してしまい、リザーバから各吐出室に充分に液体供給が行えず、吐出する液滴の量が減ってしまうこともある。

前者に関しては、リザーバにおけるコンプライアンスを高めるとよい。また後者に関しては、コンプライアンスを高めるとともに、流路抵抗を低くするとよい。ここで、コンプライアンスを高めるために、例えばダイヤフラム等を設けて液体に加わる圧力を緩衝させているが、ダイヤフラム部分がシリコンを材料としている場合、コンプライアンスを高めるにはシリコンはかたく、そのため限界がある。

そこで、さらにリザーバの容積を大きくすると、加わった圧力で液体自身が圧縮できるだけの容量を確保できるため、コンプライアンスを高くすることができる。また、断面積が広がり、極端なアスペクト比でない限り、流路抵抗を低くすることができる。したがって、リザーバの容積を広げることが、液滴吐出ヘッドの吐出性能の安定につながる。
特開平１１−１１５１７９号公報

ただ、一方で液滴吐出ヘッドのノズルはますます高密度化する傾向にある。そのため、吐出室の間隔も狭まり、吐出室間の壁からの圧力伝達を防ぐために、吐出室の高さは低くなる傾向にある。そのため、同じ基板に形成されるリザーバの高さも低く、容積が小さくなっている。これを解消するために、リザーバを独立した基板で設けた液滴吐出ヘッドも提案されているが、その場合、リザーバ基板を新たに設ける必要があり、コストがかかることになる。

そこで、本発明は、従来と同じ構成で、リザーバのコンプライアンス、流路抵抗に係る問題を解決し、吐出性能が高い液滴吐出ヘッド、液滴吐出装置、それらの製造方法を得ることを目的とする。

本発明に係る液滴吐出ヘッドは、液体を液滴として吐出するノズル孔を複数有するノズル基板と、各ノズル孔に合わせて設けられ、振動して液体を加圧する振動板を備える吐出室となる複数の第１の凹部及び複数の第１の凹部に供給する液体をためるリザーバの一部となる貫通溝穴を有するキャビティ基板と、振動板を振動させるための固定電極及びキャビティ基板との接面側にリザーバの一部となる第２の凹部を有する電極基板とを少なくとも備え、キャビティ基板と電極基板とが接合され、少なくとも貫通溝穴と第２の凹部とによりリザーバを形成するものである。
本発明によれば、キャビティ基板だけでなく、電極基板にまたがる大きなリザーバを形成し、容積を大きくすることができるので、リザーバの容積を確保するため、リザーバ用に独立した基板を設けなくても、３つの基板により、コンプライアンスを高くしてクロストークを抑え、さらに流路抵抗を低くし、吐出室への液体供給を滞りなく行うことができる。そのため、リザーバ用の基板を独立して作製し、他の基板と接合するための材料、時間等のコストを削減することができる。

また、本発明に係る液滴吐出ヘッドのノズル基板は、リザーバの一部となる第３の凹部をさらに有し、第３の凹部、貫通溝穴及び第２の凹部によりリザーバを形成する。
本発明によれば、第３の凹部をノズル基板に形成してリザーバの一部とするようにしたので、さらに容積の大きいリザーバを有する液滴吐出ヘッドを得ることができる。

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ものである。
本発明によれば、キャビティ基板だけでなく、電極基板に形成した第２の凹部により、リザーバの容積を大きくするようにして、コンプライアンスを高くし、流路抵抗を低くして吐出特性がよい液滴吐出ヘッドによる液滴吐出装置を得ることができる。

また、本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、液体を加圧する振動板を備える複数の吐出室となる複数の第１の凹部及び複数の吐出室に供給する液体をためるリザーバの一部となる貫通溝穴をキャビティ基板に形成し、静電気力により振動板を振動させるための固定電極及びキャビティ基板との接面側にリザーバの一部となる第２の凹部を電極基板に形成する工程と、キャビティ基板と電極基板とを接合し、さらにキャビティ基板と液体を液滴として吐出するノズル孔を複数有するノズル基板とを接合する工程とを有する。
本発明によれば、キャビティ基板だけでなく、電極基板にもリザーバの一部を形成し、
容積を大きくすることができるので、リザーバの容積を確保するため、リザーバ用に独立した基板を設けなくても、コンプライアンスを高くしてクロストークを抑え、さらに流路抵抗を低くし、吐出室への液体供給を滞りなく行うことができる液滴吐出ヘッドを製造することができる。

また、本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法では、第２の凹部をウェットエッチング法による加工を行って形成する。
本発明によれば、第２の凹部形成をウェットエッチング法で行うようにしたので、大量の液滴吐出ヘッドを製造する場合でも一括して形成加工を行うことができる。

また、本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法では、第２の凹部をドライエッチング法による加工を行って形成する。
本発明によれば、第２の凹部を精度良く製造する場合に都合がよい。

また、本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法では、第２の凹部をドリルによる研削による加工を行って形成する。
本発明によれば、例えば座繰り用ドリル等を用いて、第２の凹部を簡単に形成することができる。

また、本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、第２の凹部をサンドブラスト法による加工を行って形成する。
本発明によれば、第２の凹部形成を、炭化シリコン等の砥粒等を吹き付けるサンドブラスト法で行うようにしたので、簡単で精度の高い第２の凹部を形成することができる。

また、本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、ガラスからなる電極基板をプレス加工して第２の凹部を形成する。
本発明によれば、簡単に、はやく第２の凹部を形成することができる。そのため、大量生産を行う場合に都合がよい。

また、本発明に係る液滴吐出装置の製造方法は、上記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。
本発明によれば、キャビティ基板だけでなく、電極基板に形成した第２の凹部により、リザーバの容積を大きくするようにして、コンプライアンスを高くし、流路抵抗を低くして吐出特性がよい液滴吐出ヘッドを有する液滴吐出装置を製造することができる。

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を分解して表した図である。図１では液滴吐出ヘッドの一部を示している。また、図２は液滴吐出ヘッドの断面図である。本実施の形態では、例えば静電方式で駆動する静電アクチュエータを用いるデバイスの代表として、フェイスイジェクト型の液滴吐出ヘッドについて説明する。（なお、構成部材を図示し、見やすくするため、図１、図２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、図の上側を上とし、下側を下として説明する）。

図１に示すように本実施の形態に係る液滴吐出ヘッドは、電極基板１０、キャビティ基板２０及びノズル基板３０の３つの基板が下から順に積層されて構成される。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。

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。本実施形態では、ガラス基板とするが、場合によっては例えばシリコン基板等とすることもできる。電極基板１０の表面には、後述するキャビティ基板２０の吐出室２１となる凹部２１ａに合わせ、例えば深さ約０．３μｍを有する複数の凹部１１が形成されている。そして、凹部１１の内側（特に底部）に、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１２が設けられ、さらにリード部１３及び端子部１４が一体となって設けられている（以下、特に区別する必要がない限り、これらを合わせて個別電極１２として説明する）。振動板２２と個別電極１２との間には、振動板２２が撓む（変位する）ことができる一定のギャップ（空隙）が凹部１１により形成されている。個別電極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０．１μｍの厚さで凹部１１の内側に成膜することで形成される。さらに本実施の形態では、電極基板１０には、各吐出室２１に液体を供給するリザーバ（共通液室）３１の一部となるリザーバ凹部１６が設けられている。リザーバ凹部１６の深さは特に限定するものではないが、ここでは約７００μｍとする。他にも外部のタンク（図示せず）から供給された液体をリザーバ２６に取り入れるための液体取り入れ口１５も設けられている。

キャビティ基板２０は、例えば表面が（１１０）面方位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ためる吐出室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）２１ａが形成されている。また、リザーバ凹部１６と共にリザーバ２６の一部となるリザーバ貫通溝穴２６ａも形成されている（ある程度の断面積を確保できていればリザーバ貫通溝穴２６ａとリザーバ凹部の形状が異なっていてもよい）。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１２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。さらに、外部の電力供給手段（図示せず）から基板（振動板２２）に個別電極１２と反対の極性の電荷を供給する際の端子となる共通電極端子２７を備えている。

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、複数のノズル孔４１が形成されている。各ノズル孔４１は、振動板２２の駆動により、吐出室２１からの液体を液滴として外部に吐出する。ノズル孔４１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。本実施の形態ではノズル孔４１を２段で形成する。また、ノズル基板３０の下面には吐出室２１とリザーバ２６とを連通させるためのオリフィス３２が設けられている。さらに、本実施の形態では、リザーバ２６の一部となって、リザーバ２６の容積を大きくし、さらに振動板２２が撓むことでリザーバ２６方向に加わる圧力を緩衝してクロストークを防ぐ効果をより高めるためにダイヤフラム３３を設けている。ダイヤフラム３３としてノズル基板３０の下面に深さ約６０μｍの凹部を形成する。

図２において、吐出室２１はノズル孔４１から吐出させる液体をためておく。吐出室２１の底壁である振動板２２を撓ませることにより、吐出室２１内の圧力を高め、ノズル孔４１から液滴を吐出させる。ここで、本実施の形態では、電極とすることができ、かつエッチング工程の際に都合がよい高濃度のボロンドープ層をシリコン基板に形成し、振動板２２を構成するものとする。

発振回路４１は、ワイヤ、ＦＰＣ（Flexible Print Circuit）等の配線４２を介して電気的に端子部１４、共通電極端子２７と接続され、個別電極１２、キャビティ基板２０（振動板２２）に電荷（電力）の供給及び停止を制御する。発振回路４１は例えば２４ｋＨｚで発振し、個別電極１２に０Ｖと３０Ｖのパルス電位を印加して電荷供給を行う。発振回路４１が発振駆動することで、個別電極１２に電荷を供給して正に帯電させ、振動板２２を相対的に負に帯電させると、静電気力により個別電極１２に引き寄せられて撓む。これにより吐出室２１の容積は広がる。そして電荷供給を止めると振動板２２は元に戻るが、そのときの吐出室２１の容積も元に戻り、その圧力により差分の液滴が吐出する。この液滴が例えば記録対象となる記録紙に着弾することによって印刷等の記録が行われる。また、封止部材２５は、異物、水分（水蒸気）等がギャップに浸入しないように、ギャップを外気から遮断し、密閉するために設ける。

本実施の形態は、電極基板１０にリザーバ凹部１６を設け、またキャビティ基板２０にリザーバ貫通溝穴２６ａを設けて、リザーバ２６の容積をできる限り増やすようにしたものである。リザーバ２６の容積を増やすことで、コンプライアンスが増し、流路抵抗が低くなるため、リザーバ２６を介したクロストークの発生を防ぐことができる。しかも、電極基板１０にリザーバ凹部１６を形成し、キャビティ基板２０を厚くすることなしに容積を増やすため、吐出室２１の壁面の高さ（凹部２１ａの深さ）を低く保つことができ、吐出室２１の隔壁におけるクロストークも防ぐことができる。

ここで、電極基板１００の厚さが約１ｍｍであり、リザーバ凹部１６の深さを約７００μｍ（０．７ｍｍ）程度とする。従来のリザーバは、厚さ約１８０μｍの基板に対して、深さ約１５０μｍであったことから考えると、（７００＋１８０）／１５０＝約５．９倍、ダイヤフラム３３も含めると約６．３倍の容積増となる。

図３は第１の実施の形態に係る液滴吐出ヘッドの電極基板１０の作製工程を表す図である。図３に基づいて電極基板１０の作製方法について説明する。なお、実際には、ウェハ単位の複数個分の液滴吐出ヘッドについて、各工程を行い、部材を同時形成するが、図３ではその一部分だけを示している（以下、図４についても同じ）。

約１ｍｍのガラス基板６１の一方の面に対し、例えば、クロム（Ｃｒ）膜６２を０．０３μｍ成膜する。そして、さらに金（Ａｕ）膜６３を０．０７μｍ成膜する（図３（ａ））。ここでクロムは金をマスクとしてガラス基板をエッチングする際の下地材となる。クロム膜６２、金膜６３の形成は、化学的気相堆積（ＣＶＤ：Chemical Vapor Deposition ）法、物理的蒸着（ＰＶＤ：Physical Vapor Deposition ）法等で行う。例えば、ＰＶＤ法としては、スパッタリング、真空蒸着、イオンプレーティング等の方法がある。

金膜６３の成膜後、金膜６３上の全面にフォトレジスト（図示略）を塗布する。そして、フォトリソグラフィ（Photolithography）法を用いて、金膜４３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、後に電極基板１１の凹部１１となる部分を形成するためのフォトレジストパターン６４を形成する（図３（ｂ））。

次に、例えば、塩酸又は硫酸（クロム膜６２の場合）、あるいは王水又は酸素や水の存在下でシアン化物イオンを含む溶液（金膜６３の場合）によりウェットエッチングを行い、金膜６３及びクロム膜６２の不要な部分を除去する（図３（ｃ））。その後、フォトレジスト６４を除去する。これによりガラス基板４１上には、クロム膜６２及び金膜６３による凹部１１となる部分のエッチングパターンが形成される。次に、例えばふっ酸水溶液（ＨＦ）によりガラス基板６１をエッチングして、凹部１１を形成する（図３（ｄ））。ここまでの工程の代わりに、例えばナノインプリント技術による型押しにより凹部１１を形成することもできる。

その後、個別電極１２の形状に合わせてマスク６５を形成した後、スパッタ法等により、所定の部分にＩＴＯを０．１μｍ成膜して個別電極１２を形成する（図３（ｅ））。

マスク６５を除去した後、ガラス基板６１の両面に、マスクのためのドライフィルム６６を貼付する。パターニングを行ってドライフィルム６６のリザーバ凹部１６及び液体取り入れ口１５となる部分を開口した後（図３（ｆ））、サンドブラスト法を用いて、深さ約７００μｍのリザーバ凹部１６を形成する。また、例えばリザーバ凹部１６の裏面から液体取り入れ口１５となる穴を形成する（図３（ｇ））。ここで、ドリル等の切削加工により液体取り入れ口１５を形成してもよい（この場合には、液体取り入れ口１５に対応する部分のドライフィルムも開口する必要はない）。そして、ドライフィルム６６を除去して電極基板１０を作製する（図３（ｈ））。

図４は第１の実施の形態に係るキャビティ基板２０の作製から液滴吐出ヘッドの製造までを表す図である。シリコン基板６１の片面（電極基板１０との接合面側となる）を鏡面研磨し、例えば約１８０μｍの厚みの基板を作製する。次に、シリコン基板６１のボロンドープ層６２を形成する面（鏡面研磨した面）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。これらを窒素雰囲気の縦型炉に入れ、シリコン基板６１中にボロンを拡散させ、ボロンドープ層６２を形成する（図４（ａ））。

そして、ＴＥＯＳによる酸化シリコンのハードマスク（以下、ＴＥＯＳハードマスクという）６３を例えば、プラズマＣＶＤ法により１．５μｍ成膜する。ここで、熱酸化を行ってシリコン基板６１の表面を酸化してハードマスクを形成してもよい。ＴＥＯＳハードマスク６３を成膜した後、吐出室２１となる凹部２１ａ、リザーバ貫通溝穴２６ａ、電極取出し口２４となる部分のＴＥＯＳハードマスク６３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、例えばフッ化化合物系のフッ酸（ＨＦ）、バッファードフッ酸（ＢＨＦ）の水溶液を用いてＴＥＯＳハードマスク６３が無くなるまで、それらの部分をエッチングしてＴＥＯＳハードマスク６３をパターニングし、それらの部分について、シリコン基板６１を露出させる。エッチングした後にレジストを剥離する（図４（ｂ））。

次に、ウェットエッチングを行う。まず、エッチング速度を上げるために、接合済み基板を３５ｗｔ％の濃度の水酸化カリウム水溶液に浸し、吐出室２１（凹部２１ａ）、リザーバ貫通溝穴２６、電極取出し口２４となる部分の厚みが約１０μｍになるまで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。さらに、面荒れ等を抑制して仕上がりをよくするため、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６２が露出し、エッチングの進行が極度に遅くなるエッチングストップが十分効いたものと判断するまでウェットエッチングを続ける（図４（ｃ））。ここでは、リザーバ貫通溝穴２６をウェットエッチングで形成しているが、リザーバ凹部１６と形状を合わせるためにドライエッチング等を用いて形成してもよい。

ウェットエッチングを終了すると、接合済み基板をふっ酸水溶液に浸し、シリコン基板６１表面のＴＥＯＳハードマスク６３を剥離する。そして、例えばプラズマＣＶＤ法により、ボロンドープ層６２を形成した面に絶縁膜２３を０．１μｍ成膜する。凹部２１ａを形成した面に対しては、絶縁膜２３と同様の方法で液体保護膜を成膜する場合もある。さらに共通電極端子２７となる部分を開口したマスクを、シリコン基板６１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スパッタ等を行い、共通電極端子２７を形成する（図４（ｄ））。

キャビティ基板２０と電極基板１０を３６０℃に加熱した後、電極基板１０に負極、キャビティ基板２０に正極を接続して、８００Ｖの電圧を印加して陽極接合を行う。リザーバ貫通溝穴２６ａ及び電極取出し口２４となる部分のボロンドープ層６２を除去する。除去については、ピン等で突いて割ってもよいし、例えばＲＩＥドライエッチング等でエッチングを行ってもよい。そして、電極取出し口２４の部分に合わせて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６１側の表面に取り付け、蒸着等により封止部材２５を形成して、ギャップを封止する（図４（ｅ））。

あらかじめ別工程で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側から接着し、接合する。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に切断し、液滴吐出ヘッドが完成する（図４（ｆ））。

以上のように実施の形態１によれば、電極基板１０にリザーバ凹部１６を形成し、キャビティ基板２０にリザーバ貫通溝穴２６ａを設け、電極基板１０とキャビティ基板２０にまたがる容積の大きなリザーバ２６を形成した液滴吐出ヘッドを得るようにしたので、３層の基板構造の液滴吐出ヘッドで、リザーバ用に独立した基板を設けた４層の基板構造と同様に、コンプライアンスを高くしてクロストークを抑え、さらに流路抵抗を低くし、吐出室への液体供給を滞りなく行うことができる。そのため、リザーバ用の基板を独立して作製し、他の基板と接合するための材料、時間等のコストを削減することができる。さらに、ノズル基板３０にダイヤフラム３３を設けると、さらに容積を大きくでき、また吐出性能を高めることができる。そして、リザーバ凹部１６はサンドブラスト法で簡単に形成することができる。

実施の形態２．
上記の実施の形態１では、サンドブラスト法を用いてリザーバ凹部１６の形成を行ったが、これに限定するものではない。例えば、ウェットエッチング法を用いて、ガラスをエッチングすることにより、リザーバ凹部１６を形成することができる。一度に大量に作製することができるので、都合がよい。また、ドライエッチング法を用いてもよい。ここで、ウェットエッチング法を用いる場合は、例えば前述したフッ化化合物系の水溶液、アルカリ系の水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液等をエッチャントとする。また、ドライエッチングの場合には、ＳＦ₆ （六フッ化シリコン）をガスとして用いる。さらに、例えば、ダイヤモンド粒子を研削用砥石とした座繰り用のドリルを用いて所望の形に研削することで、リザーバ凹部１６を形成することができる。場合によっては、溶融したガラスをプレス等することでリザーバ凹部１６を簡単に成型することもできる。

実施の形態３．
図５は上述の実施の形態で製造した液滴吐出ヘッドを用いた液滴吐出装置（プリンタ１００）の外観図である。また、図６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５及び図６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９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１０２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１０２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１０２がドラム１０１の軸方向に移動するようになっている。

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、発振駆動回路を駆動させて振動板４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。

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、有機化合物等の電界発光素子を用いた表示パネル（ＯＬＥＤ等）の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。

実施の形態１に係る液滴吐出ヘッドを分解して表した図である。 液滴吐出ヘッドの断面図である。 第１の実施の形態に係る電極基板１０の作製工程を表す図である。 キャビティ基板２０の作製から液滴吐出ヘッドの製造までの図である。 液滴吐出ヘッドを用いた液滴吐出装置の外観図である。 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

１０ 電極基板、１１ 凹部、１２ 個別電極、１３ リード部、１４ 端子部、１５ 液体取り入れ口、１６ リザーバ凹部、２０ キャビティ基板、２１ 吐出室、２２ 振動板、２３ 絶縁膜、２４ 電極取出し口、２５ 封止部材、２６ リザーバ、２６ａ リザーバ貫通溝穴、２７ 共通電極端子、３０ ノズル基板、３１ ノズル孔、３２ オリフィス、３３ ダイヤフラム、４１ 発振回路、４２ 配線、５１ ガラス基板、５２ クロム膜、５３ 金膜、５４ フォトレジストパターン、５５ マスク、５６ ドライフィルム、６１ シリコン基板、６２ ボロンドープ層、６３ ＴＥＯＳハードマスク、１００ プリンタ、１０１ ドラム、１０２ 液滴吐出ヘッド、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。

Claims (10)

1. 液体を液滴として吐出するノズル孔を複数有するノズル基板と、
   各ノズル孔に合わせて設けられ、振動して前記液体を加圧する振動板を備える吐出室となる複数の第１の凹部及び該複数の第１の凹部に供給する前記液体をためるリザーバの一部となる貫通溝穴を有するキャビティ基板と、
   前記振動板を振動させるための固定電極及び前記キャビティ基板との接面側に前記リザーバの一部となる第２の凹部を有する電極基板とを少なくとも備え、
   前記キャビティ基板と前記電極基板とが接合され、少なくとも前記貫通溝穴と第２の凹部とによりリザーバを形成することを特徴とする液滴吐出ヘッド。
2. 前記ノズル基板は、前記リザーバの一部となる第３の凹部をさらに有し、該第３の凹部、前記貫通溝穴及び第２の凹部により前記リザーバ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。
3. 請求項１又は２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。
4. 液体を加圧する振動板を備える複数の吐出室となる複数の第１の凹部及び前記複数の吐出室に供給する液体をためるリザーバの一部となる貫通溝穴をキャビティ基板に形成し、静電気力により前記振動板を振動させるための固定電極及び前記キャビティ基板との接面側に前記リザーバの一部となる第２の凹部を電極基板に形成する工程と、
   前記キャビティ基板と前記電極基板とを接合し、さらに前記キャビティ基板と前記液体を液滴として吐出するノズル孔を複数有するノズル基板とを接合する工程と
   を有することを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
5. 前記第２の凹部をウェットエッチング法による加工を行って形成することを特徴とする請求項４記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
6. 前記第２の凹部をドライエッチング法による加工を行って形成することを特徴とする請求項４記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
7. 前記第２の凹部をドリルによる研削による加工を行って形成することを特徴とする請求項４記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
8. 前記第２の凹部をサンドブラスト法による加工を行って形成することを特徴とする請求項４記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
9. ガラスからなる前記電極基板をプレス加工して前記第２の凹部を形成することを特徴とする請求項４記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
10. 請求項４〜９の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ことを特徴とする液滴吐出装置の製造方法。
    

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