JP2007290270A - 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

Abstract

【課題】ガラス基板に形成する電極部（端子部）の電極幅を調整し、封止部において電極部の両脇の剥き出しとなっている部分をなくして封止不良を防止することが可能な液滴吐出ヘッド、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。
【解決手段】液滴吐出ヘッドは、キャビティ基板と、電極部（個別電極、リード部び端子部）が形成されたガラス基板と、ノズル基板とを備え、ガラス基板には、個別電極８及びリード部１０を個別に形成するための複数の凹部９と、端子部１１を形成するための凹面２６とを形成し、端子部１１を、各凹部９間のガラス隔壁上に乗り上げるように凹面２６から凹部９にかけて形成した。
【選択図】図３

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、特にキャビティ基板とガラス基板との間に形成されるギャップを高精度に密閉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に関する。

近年、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）が急激に進歩している。この微細加工技術により形成される微細加工素子には、たとえば、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）やマイクロポンプ、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。

この静電アクチュエータを搭載した静電駆動式のインクジェットヘッドでは、インク吐出性能の信頼性を高くすると共に、高解像度画像の高速印刷、インクジェットヘッドの小型化（省スペース化）、製造に要するコストの低減、静電アクチュエータの高密度化及びインクの吐出特性の安定化が要求されている。このような要求を実現するために、シリコンキャビティ基板を電極ガラス基板に陽極接合した後に、シリコンキャビティ基板を薄板加工してインクジェットヘッドを製造することが提案されてきた。

この陽極接合は、たとえば、底壁が振動板である吐出室等のキャビティを形成するためのシリコンキャビティ基板と、この振動板を駆動させるための電極（個別電極）がパターン形成された電極ガラス基板とを摂氏３６０℃に加熱した後、電極ガラス基板を負極側と接続し、シリコンキャビティ基板を正極側と接続して、８００Ｖの電圧を印加することで行われる。この陽極接合によって、シリコンキャビティ基板と電極ガラス基板とが原子レベルで接合されることになる。

また、インクジェットヘッドを小型化するために、樹脂を使って静電アクチュエータ部の封止を行なうのではなく、無機材料を使って静電アクチュエータ部の封止を行ない、封止部の溝の面積を小さくする方法が提案されている。そのようなものとして、たとえば、「ノズル孔が形成されたノズル板、底壁が振動板によって形成された吐出室を有する吐出室基板、保護膜で覆われた電極が形成された電極基板からなり、静電気力により振動板を変形させインク液滴を吐出し、振動板と電極間の振動室と外部を連通する連通孔は、ＣＶＤ法等により酸化膜を堆積させて封止する」ようにした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）。

特開２００２−１９７２号公報（第４頁及び第１図）

特許文献１に記載のインクジェットヘッドは、吐出室基板をドライエッチングで開口し電極取り出し部を形成するようになっているが、このとき保護膜及び酸化膜も同時にエッチングされてしまっていた。つまり、封止膜を形成するための下地が荒れてしまい、封止膜の付き回りが低下してしまうという問題があった。また、封止材を全面に成膜するようになっているので、振動板上にも封止膜が形成されてしまうことになっていた。つまり、振動板が撓んでしまい、インク吐出性能を低下してしまうという問題もあった。さらに、ＦＰＣ実装部の保護膜をエッチングにより除去するときに、封止膜も同時にエッチングされてしまっていた。

なお、適切なマスクを使用するようにして無機材料を封止部に堆積させてもよい。この場合、ドライエッチング法を用いて封止部のシリコン薄膜を除去し、封止部に対応する貫通穴を開口させるのが一般的である。しかしながら、シリコン薄膜除去と同時に電極の脇に剥き出しとなっている電極ガラス基板もエッチングされることに留意する必要がある。すなわち、封止膜を形成するための下地が荒れ、封止膜の付き回りが低下してしまい封止不良を引き起こすということに留意しなければならない。

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、ガラス基板に形成する電極部（端子部）の電極幅を調整し、封止部において電極部の両脇の剥き出しとなっている部分をなくして封止不良を防止することが可能な液滴吐出ヘッド、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、底壁が振動板を形成し液滴を溜めて吐出させる複数の吐出室が形成されたキャビティ基板と、振動板にギャップを隔てて対向し該振動板を駆動する複数の個別電極、個別電極の駆動信号を供給するための発振回路に接続させる複数の端子部及び個別電極と端子部とを接続する複数のリード部が形成されたガラス基板と、吐出室から移送される液滴を吐出するノズル孔が形成されたノズル基板とを備えた液滴吐出ヘッドであって、ガラス基板には、個別電極及びリード部を形成するための複数の凹部と、端子部を形成するための凹面とを形成し、端子部を、各凹部間のガラス隔壁上に乗り上げるように凹面から凹部にかけて形成したことを特徴とする。

したがって、キャビティ基板に形成する電極取り出し口（貫通穴部）のドライエッチング時において、電極部（特に、リード部）の両脇のガラスが剥き出しになることがないので、ガラス基板に形成した凹部の内部のエッチングを防止することが可能になる。これによって、その部分に成膜する封止膜の封止不良を低減することができる。また、所望の位置に封止膜を成膜できるので、液滴吐出ヘッドを小型化することが可能となる。

本発明に係る液滴吐出ヘッドは、端子部は、少なくともガラス隔壁の凹面側の両端端部に乗り上げていることを特徴とする。こうすることによって、端子部が形成される凹部内を端子部で覆うことが可能になり、ガラス基板に形成した凹部の内部のエッチングを防止できる。また、端子部をガラス隔壁の少なくとも端部に乗り上げるようにするので、各端子部を独立させることができる。

本発明に係る液滴吐出ヘッドは、キャビティ基板には、端子部が乗り上げたガラス隔壁に対応した位置にザグリを形成したことを特徴とする。こうすることによって、ガラス基板とキャビティ基板との陽極接合時に、端子部がキャビティ基板を押し上げてしまうことによる接合不良を防止することができる。また、各端子部とキャビティ基板とが接触しないので、各端子部とキャビティ基板とが電気的に導通することがない。

本発明に係る液滴吐出ヘッドは、端子部が乗り上げたガラス隔壁に対応した位置に、前記ギャップを密閉するための封止膜を形成したことを特徴とする。つまり、端子部で覆われた凹部の内部は、エッチングされることがないので、ガラス基板の表面荒れがなく、精度の高い封止膜を形成することが可能になっている。したがって、所望の位置に高精度で封止膜を形成できるので、液滴吐出ヘッドの小型化を実現することができる。

本発明に係る液滴吐出ヘッドは、封止膜をプラズマＣＶＤで所望の箇所に堆積させることによって形成したことを特徴とする。したがって、封止膜を高い精度で成膜することができる。つまり、所望の位置に所望の厚さで高精度に封止膜を形成できるので、ギャップが密閉されないような封止不良をなくすことができるとともに、液滴吐出ヘッドの小型化を実現することができる。

本発明に係る液滴吐出ヘッドは、個別電極、リード部及び端子部をＩＴＯで形成したことを特徴とする。したがって、たとえば陽極接合後において、放電したかどうかの確認を容易に行う可能となっている。また、スパッタ法を使用して凹部及び凹面に個別電極、リード部及び端子部を一体化して形成することもでき、複雑な製造工程を要する手間を省略できる。

本発明に係る液滴吐出ヘッドは、ＩＴＯをスパッタによって成膜したことを特徴とする。したがって、凹部及び凹面に個別電極、リード部及び端子部を一体化して形成することもでき、複雑な製造工程を要する手間を省略できる。本発明に係る液滴吐出装置は、上述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、上述の静電アクチュエータの効果及び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、底壁が振動板を形成し液滴を溜めて吐出させる複数の吐出室を含む液体流路が形成されたシリコン基板と、振動板にギャップを隔てて対向し該振動板を駆動する複数の個別電極、個別電極の駆動信号を供給するための発振回路に接続させる複数の端子部及び個別電極と端子部とを接続する複数のリード部が形成されたガラス基板とを接合した後、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、個別電極及びリード部を形成するための複数の凹部と、端子部を形成するための凹面とをガラス基板に形成し、凹部に個別電極及びリード部を形成し、各凹部間のガラス隔壁上に乗り上げるように凹面から凹部にかけて端子部を形成することを特徴とする。

したがって、シリコン基板（キャビティ基板）に形成する電極取り出し口（貫通穴部）のドライエッチング時において、電極部（特に、リード部）の両脇のガラスが剥き出しになることがないので、ガラス基板に形成した凹部の内部のエッチングを防止することが可能になる。これによって、その部分に成膜する封止膜の封止不良を低減することができる。また、所望の位置に封止膜を成膜できるので、液滴吐出ヘッドを小型化することが可能となる。

本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、シリコン基板に、凹面に対応した電極取り出し口を形成し、該シリコン基板の電極取り出し口における端子部が乗り上げたガラス隔壁に対応した位置がザグリとなるようにシリコン基板をエッチングすることを特徴とする。このようにザグリを形成することで、ガラス基板とシリコン基板との陽極接合時に、端子部がシリコン基板を押し上げてしまうことによる接合不良を防止することができる。また、各端子部とシリコン基板とが接触しないので、各端子部とシリコン基板とが電気的に導通することがない。

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。なお、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。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。

図１に示すように、この液滴吐出ヘッド１００は、主にシリコン製のキャビティ基板１、ガラス基板２、及びシリコン製のノズル基板３が順に積層されるように接合された３層構造として構成されている。つまり、キャビティ基板１をガラス基板２とノズル基板３とが上下から挟む構造となっている。ここでは、液滴吐出ヘッド１００が３層構造である場合を例に説明するが、これに限定するものではない。たとえば、液滴吐出ヘッド１００がガラス基板、キャビティ基板、リザーバ基板及びノズル基板からなる４層構造であってもよい。

［キャビティ基板１］
キャビティ基板１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称する）で構成されている。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、キャビティ基板１の各部材である、液滴が保持されて吐出圧が加えられる複数の吐出室（圧力室）５、各ノズル共通に吐出する液滴を貯めておくためのリザーバ７等の流路が形成される。なお、吐出室５の底面を構成する底壁は可撓性を有し、変形可能な振動板４として作用する。また、吐出室５は、図１の紙面手前側から紙面奥側にかけて平行に並んで形成されているものとする。

また、キャビティ基板１の下面（ガラス基板２と対向する面）には、プラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）によってＴＥＯＳ（ＴｅｔｒａＥｔｈｙｌ Ｏｒｔｈｏｓｉｌｉｃａｔｅ Ｔｅｔｒａｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ：テトラエトキシシラン、珪酸エチル）からなる厚さ０．１μｍの絶縁膜（シリコン酸化膜）１４を成膜する（図２（ａ）参照）。なお、ここでは、絶縁膜１４がＴＥＯＳからなる場合を例に示しているが、これに限定するものではない。

この絶縁膜１４は、液滴吐出ヘッド１００を駆動させたときにおける絶縁破壊や短絡を防止するためのものである。また、キャビティ基板１の上面（ノズル基板３と対向する面）にも、図示省略の液体保護膜となるＳｉＯ₂ 膜（ＴＥＯＳ膜を含む）を、プラズマＣＶＤ法又はスパッタ法により成膜するとよい。液体保護膜を成膜することによって、インク等の液体で流路が腐食されるのを防止できるからである。この液体保護膜の応力とキャビティ基板１の下面に成膜した絶縁膜１４の応力とを相殺させ、振動板４の反りを小さくできるという効果もある。

キャビティ基板１には、さらにキャビティ基板１の外部電極端子としての共通電極１９が形成されているほか、ガラス基板２の外部機器との接続部に対応した部分が電極取り出し口２５として開口され形成されている。この共通電極１９は、発振回路２２（図２参照）から振動板４に個別電極８と反対の極性の電荷を供給する際の端子となるものである。また、キャビティ基板１に形成される吐出室５及びリザーバ７は、（１１０）面方位のシリコン基板に異方性ウエットエッチングを行って形成するため、鋸歯形状をしている。さらに、キャビティ基板１のリザーバ７には、ガラス基板２に設けられたインク供給口１３と連通するようにインク供給口１３が設けられている。

［ガラス基板２］
ガラス基板２は、厚さ約１ｍｍであり、キャビティ基板１の振動板４側に接合されるようになっている。このガラス基板２となるガラスには、たとえばホウ珪酸系の耐熱硬質ガラスを用いるとよい。ガラス基板２には、キャビティ基板１に形成される各吐出室５に対応させて、深さ約０．２μｍの凹部９がエッチングにより複数形成されている。この凹部９のパターン形状は、その内部に個別電極（電極）８及びリード部１０を設けるので、それらの形状よりも少し大きめに作製するとよい。なお、個別電極８、リード部１０及び端子部１１を合わせて電極部４５と称する。また、リード部１０及び端子部１１の形状については、図３で詳細に説明する。

ガラス基板２中央域より外側のガラス基板２端部（つまり、端子部１１）には、深さ約０．２μｍの凹面２６をエッチングにより形成する。この凹面２６は、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｉｎｇ Ｃｉｒｃｕｉｔ）２７を実装するためのＦＰＣ実装部としての役目を果たす。ここでは、凹部９及び凹面２６の深さが約０．２μｍである場合を例に示しているが、電極部４５やＦＰＣ２７の厚さに応じて、変更可能になっている。つまり、電極部４５やＦＰＣ２７を所望の厚さにすることを可能にしているので、それに併せて凹部９及び凹面２６の深さを調整するとよい。

この実施の形態では、凹部９及び凹面２６内部に設ける電極部４５の材料として、酸化錫を不純物としてドープした透明のＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ：インジウム錫酸化物）を用い、たとえば０．１μｍの厚さにスパッタ法を用いて成膜するものとする。このとき、等電位接点２４となるＩＴＯパターンも同時に成膜しておくようにする。このようにＩＴＯで電極部４５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く、また等電位接点２４も同時に成膜できるという利点がある。なお、この実施の形態では、電極部４５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。

キャビティ基板１とガラス基板２とを接合すると、振動板４と個別電極８との間に振動板４の動作空間となるギャップ（空隙）１６が形成される。このギャップ１６は、凹部９の深さ、及び個別電極８の厚さにより決まることになる。このギャップ１６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、この実施の形態では、凹部９の深さが０．２μｍであり、個別電極８の厚さが０．１μｍであるので、ギャップ１６は０．１μｍである。

このギャップ１６は、各振動板４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１６は、ガラス基板２に凹部９を形成する他に、キャビティ基板１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８は、一定の間隔の隙間をもって振動板４に対向しており、ギャップ１６の底面に沿ってガラス基板２の末端（リード部１０及び端子部１１）まで伸びている。そして、この端子部１１で発振回路２２と接続されるようになっている（図２参照）。さらに、ガラス基板２には、リザーバ７と連通するインク供給口１３が設けられている。

［ノズル基板３］
ノズル基板３は、たとえば厚さ約１８０μｍのシリコン基板を主要な材料として構成されている。そして、ガラス基板２とは反対の面でキャビティ基板１と接合している。ノズル基板３の上面には、吐出室５と連通するノズル孔１２が複数形成されている。下面にはオリフィス６を設け、吐出室５とリザーバ７とを連通させる。各ノズル孔１２は、吐出室５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１２を複数段（たとえば、２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（図２参照）。

ここでは、ノズル孔１２を有するノズル基板３を上面とし、ガラス基板２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３の方がガラス基板２よりも下面となることが多い。なお、実施の形態では、ノズル基板３にオリフィス６が形成されている場合を例に示しているが、キャビティ基板１にオリフィス６を形成するようにしてもよい。また、ノズル基板３には、振動板４によりリザーバ７側の液体に加わる圧力を緩衝するためのダイアフラム１８が形成されている。

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。図２（ａ）は、吐出室５を長手方向に割断した部分を示す断面図であり、図２（ｂ）は、等電位接点部分を拡大した状態を示す断面図である。吐出室５は、ノズル孔１２から吐出させるインク等の吐出液体を溜めておくものであり、吐出室５の底壁を構成する振動板４の変形を利用し、吐出室５内の圧力を高めて、ノズル孔１２から液滴２０を吐出させる作用を果たす。この実施の形態では、振動板４は、高濃度のボロンをシリコン基板に拡散したボロンドープ層で構成され、その表面にＴＥＯＳからなる絶縁膜１４を被覆している。

所望の厚さの振動板４を形成するためには、同じだけの厚さのボロンドープ層をキャビティ基板１となるシリコン基板に形成すればよい。これは、アルカリ性水溶液でシリコンの異方性ウエットエッチングを行った場合、ボロンをドーパントとしたときには高濃度（５×１０¹⁹ａｔｏｍｓ／ｃｍ³ 以上）の領域で極端にエッチングレートが小さくなるという性質を利用したものである。つまり、吐出室５、リザーバ７を異方性ウエットエッチングで形成する場合に、ボロンドープ層が露出するとエッチングレートが極端に小さくなることを利用した、いわゆるエッチングストップ技術を用いて、振動板４の厚さ、吐出室５の容積を高精度で形成することができる。

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、実際のウエ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ことである。また、リザーバ７は、図示省略のインクタンクからインク供給口１３を介して供給されるインク等の液滴２０を貯めておくものである。ノズル基板３の下面にはオリフィス６が形成されており、吐出室５とリザーバ７とが連通するようになっている。

図２（ａ）には、液滴吐出ヘッド１００の振動板４を動作させる機器（発振回路２２）も示されている。ここでは、キャビティ基板１の共通電極１９とガラス基板２の端子部１１とが、接続ケーブルを介して発振回路２２に接続されている場合を例に示している。この接続ケーブルには、ＦＰＣ２７を利用することができる。ＦＰＣ２７の端子は、ガラス基板２の凹面２６に装着され、キャビティ基板１の共通電極１９とガラス基板２の端子部１１とを電気的に接続するようになっている。

発振回路２２は、ＦＰＣ２７を介して端子部１１と接続され、個別電極８に電荷の供給及び停止を制御する役目を果たすものである。この発振回路２２は、たとえば２４ｋＨｚで発振し、個別電極８に０Ｖと３０Ｖのパルス電位を印加して電荷供給を行うようになっている。なお、この発振回路２２は、ドライバＩＣ等の集積回路で構成するのが好ましい。また、この発振回路２２が、液滴吐出ヘッド１００の内部に備えられていてもよく、外部に備えられていてもよい。

つまり、この発振回路２２が発振駆動し、個別電極８に電荷を供給して正に帯電させると、振動板４は負に帯電し、静電気力により個別電極８に引き寄せられて撓む。これにより吐出室５の容積は広がる。そして、個別電極８への電荷供給を止めると振動板４は元に戻るが、そのときの吐出室５の容積も元に戻るから、その圧力により差分のインク等の液滴２０が吐出し、たとえば記録対象となる記録紙２１に着弾することによって記録（印字）が行われる。

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２０を吐出する押し打ちと呼ばれる方法もある。また、キャビティ基板１と発振回路２２とについてもＦＰＣ２７で接続されるが、ドライエッチングにより基板の一部に開けた酸化膜の窓（図示せず）にワイヤを差し込んで接続するとよい。さらに、端子部１１とＦＰＣ２７とは電極取り出し口２５で接続されるようになっている。

個別電極８と振動板４との間に形成されるギャップ１６は、脱水処理及び疎水処理を施した後、無機材料の封止膜４０を端部に堆積させることによって密閉されている。これにより、静電アクチュエータを駆動させた際の個別電極８と振動板４との貼り付きや、異物、水分（水蒸気）等の浸入を防止している。また、キャビティ基板１の封止膜４０を成膜する部分には、ザグリ５０が形成されている。この図２（ａ）で示すＡ部分（封止膜４０及びザグリ５０）については、図３及び図４で詳細に説明する。

図２（ｂ）は、等電位接点部分を拡大した状態を示す断面図である。この実施の形態では、図１に示したように、等電位接点２４を各ヘッドチップに独立して設け、それを利用して陽極接合時に、キャビティ基板１となるシリコン基板と個別電極８との間を等電位に保つようにしている。等電位接点２４となる部分については、ガラス基板２に凹部９を形成する際、エッチングせず残しておき、個別電極８の成膜時、併せて等電位接点２４となるＩＴＯパターンを形成する（図３参照）。

これにより、等電位接点２４は、ガラス基板２の表面よりもそのＩＴＯパターンの分（０．１μｍ程度程）突出することになる。一方、キャビティ基板１となるシリコン基板においては、等電位接点２４に対応する部分の絶縁膜１４を取り除き、シリコン基板（ボロンがドープされている場合にはボロンドープ層）を露出する窓部２８を形成する。この窓部２８を介してシリコン基板と等電位接点２４とを接触させることで、陽極接合時において、個別電極８とシリコン基板との等電位を確保することができる。なお、等電位接点２４と個別電極８との導通は、後のウエハ裁断処理（ダイシング）により遮断される。

次に、液滴吐出ヘッド１００の動作について簡単に説明する。液滴吐出ヘッド１００のキャビティ基板１と各個別電極８とには、上述したように発振回路２２が接続されている。そして、この発振回路２２によりキャビティ基板１と個別電極８との間にパルス電圧が印加される。そうすると、キャビティ基板１と個別電極８との間に電位差が生じ、静電気力が発生する。そのために、振動板４が個別電極８側に撓み、リザーバ７の内部に溜まっていたインク等の液滴２０が吐出室５に流れ込む。その後、キャビティ基板１と個別電極８との間に印加されていたパルス電圧がなくなると、振動板４が元の状態位置に復元して吐出室５の内部の圧力が高くなり、ノズル孔１２から液滴２０が吐出される。

図３は、キャビティ基板１に接合前のガラス基板２を上方から見た平面図である。図３に基づいて、キャビティ基板１に接合前のガラス基板２の切り離し前の状態について説明する。通常、液滴吐出ヘッド１００はウエハ単位で作られ、最終的に各液滴吐出ヘッド１００（ヘッドチップ）に切り離されるようになっている。図３は、その切断前の状態を示している。貫通穴境界線５１は、ガラス基板２に接合されるキャビティ基板１の電極取り出し口２５の境界を表している。つまり、電極取り出し口２５が貫通穴として形成される境界を表している。また、破線５２は、アクチュエータ側の絶縁膜１４が付着している範囲であることを表している。

この切断前の段階では、各個別電極８と等電位接点２４とはＩＴＯパターンにより接続された状態となっている。この等電位接点２４は、図２（ｂ）で説明したように各ヘッドチップに独立して設けられており、陽極接合時にキャビティ基板１と電極部４５との間を等電位にするものである。すなわち、キャビティ基板１において、この部分の絶縁膜１４（０．１μｍ）を取り除いて窓部２８を形成し、キャビティ基板１の主たる材料であるシリコンと接触させることで電極部４５との等電位を確保するのである。

大気開放穴２９は、この液滴吐出ヘッド１００の外部と凹部９とを連通させ、陽極接合によって形成されるギャップ１６が密閉された状態になるのを防ぐためのものである。たとえば、大気開放穴２９は、陽極接合時等、各基板への加熱等による酸素等の気体発生によってギャップ１６内が加圧されるのを防止するようになっている。この大気開放穴２９は、サンドブラスト法や切削加工等により形成するとよい。また、大気開放穴２９と個々のアクチュエータ（凹部９）とは、ダイシング前の封止により切り離されることになる。なお、大気開放穴２９は、最終的にはダイシングにより液滴吐出ヘッド１００と切り離されるので、完成した液滴吐出ヘッド１００には残らない。

ダイシングライン５３は、ウエハに一体形成された複数の液滴吐出ヘッド１００を切り離す際のラインである。したがって、図３においてダイシングライン５３を含んでそれよりも外側（右側及び上側）にある部分は、完成した液滴吐出ヘッド１００には残らないようになっている。なお、図３の液滴吐出ヘッド１００では、個別電極８を５つしか表していないが、これに限定するものではない。実際には、１つの液滴吐出ヘッド１００には多くのノズル孔１２が存在し、その数に応じた個別電極８が形成されている。

図３に示すように、電極部４５（網掛けで表している）は、凹部９及び凹面２６の内部に形成されている。そして、電極部４５を構成する端子部１１が、凹面２６から貫通穴境界線５１までの各電極部４５間のガラス基板２（以下、ガラス隔壁と称する）の端部に乗り上げるように形成されている。つまり、端子部１１が、各凹部９間のガラス隔壁の少なくとも端部（ガラス隔壁の凹面２６側の両端端部）に乗り上げるように凹面２６から凹部９（貫通穴境界線５１近傍まで）にかけて形成されている。また、この端子部１１が乗り上げたガラス隔壁に対応した位置のキャビティ基板１にザグリ５０を形成するようになっている。

このように、端子部１１を形成するので、貫通穴境界線５１近傍の凹部９が端子部１１で覆われることになり、その部分のガラス基板２が露出しないことになる。端子部１１は、キャビティ基板２の電極取り出し口２５を形成する際のドライエッチングに耐性のある材料、たとえばＩＴＯで構成するとよい。そうすれば、電極取り出し口２５を貫通させる際に、ガラス基板２の表面がエッチングされることがない（図４（ａ）参照）。すなわち、ガラス基板２の表面がエッチングされないために、封止膜４０を高精度で成膜することができるのである。

図４は、図２で示したＡ部分の断面構成を示す断面図である。図４（ａ）は、図３で示した切断前のガラス基板２のＡ−Ａ’断面を示す縦断面図である。また、図４（ｂ）は、従来からある切断前のガラス基板２のＡ−Ａ’断面を示す縦断面図である。図４に基づいて、この実施の形態の特徴部分について説明する。なお、図４（ａ）及び図４（ｂ）の上側の図は、ドライエッチング前の状態を示し、下側の図は、ドライエッチング後の状態をそれぞれ示しているものとする。

上述したように、電極部４５（個別電極８、リード部１０及び端子部１１）は、ガラス基板２に形成される凹部９及び凹面２６の内部にＩＴＯを成膜することにより作製される。通常、電極部４５は、凹部９及び凹面２６の形状よりも少し小さめに作製されており、凹部９及び凹面２６内部に収まるようになっている。つまり、リード部１０は、凹面２６に向かって直線的に作製されており、凹面２６で端子部１１となってＦＰＣ２７が実装されるようになっている。

そうすると、図４（ｂ）の上側に示すように、ガラス隔壁と、凹部９内における端子部１１の両脇とが剥き出しの状態になってしまう。キャビティ基板１の貫通穴部（電極取り出し口２５に対応する部分）をドライエッチングする際に、電極部４５はＩＴＯで構成されているためにエッチングガスに対しての耐性が高く、ドライエッチングされることはない。しかしながら、図４（ｂ）下側に示すように、ガラス基板２の剥き出しになっている部分は、ドライエッチングされてしまう。

つまり、封止膜４０を堆積させようとする部分の表面が荒れてしまうのである。したがって、ＣＶＤ法を用いて封止膜４０を成膜し堆積させてアクチュエータ内（ギャップ１６）を封止しようとする場合には、エッチングされてしまったガラスの表面に均一に封止膜４０を堆積させることが難しく、封止不良となる可能性が大きくなる。この問題を回避するために樹脂で封止することも考えられるが、それでは液滴吐出ヘッド１００の小型化の要求を満たせなくなってしまう。

そこで、この実施の形態では、図３及び図４（ａ）上側に示すように、ガラス隔壁の少なくとも端部に乗り上げるようにＩＴＯを成膜し、電極部４５を作製するようにしている。つまり、電極部４５を構成するリード部１０の幅を貫通穴境界線５１のアクチュエータ側手前から拡大させて端子部１１にし、この端子部１１をガラス隔壁に乗り上げるようにして、ガラス隔壁の両端を被覆するようにしている。このようにすれば、図４（ａ）下側に示すように、ドライエッチング時にエッチングされる場所はガラス隔壁上のみとすることができる。したがって、封止膜４０をエッチングされた量よりも多く堆積すれば、アクチュエータ内（ギャップ１６）を確実に封止することができる。

一方、導電部材であるＩＴＯをガラス隔壁に乗り上げるように成膜するので、その部分のＩＴＯがキャビティ基板１となるシリコン基板とガラス基板２との陽極接合の際にシリコン基板を押し上げてしまうことになる。そうすると、シリコン基板とガラス基板２との接合不良が発生してしまうことになる。また、作製される電極部４５とシリコン基板とが接続され電気的に導通してしまうことになり、各振動板４を駆動させる個別電極８としての機能を果たさなくなってしまう。

したがって、この実施の形態では、そのようなことを回避するために、ＩＴＯがガラス隔壁上に乗り上げている部分に対応するシリコン基板（キャビティ基板１）の接合面にザグリ５０を設けている（図２（ａ）で示したＡ部分）。このザグリ５０は、ＩＴＯがガラス隔壁に乗り上げている部分に対応するように形成すればよい。

図５は、ガラス基板２の製造工程を示す縦断面図である。まず、図５に基づいて、約１ｍｍのガラス基板２ａに対し、電極部４５の形状パターンに合わせて０．２μｍの深さの凹部９を形成するガラス基板２の製造工程について説明する。なお、実際には、シリコンウエハから複数個分の液滴吐出ヘッドの部材を同時形成するのが一般的であるが、図５ではその一部分だけを簡略化して示している。

すなわち、ガラス基板２となる硼珪酸ガラス製の厚さ１ｍｍのガラス基板２ａの上面（キャビティ基板１との接合面）にエッチングマスクとなるＣｒ膜（クロム膜）３１をスパッタ装置により０．１μｍ程度成膜する（ａ）。次に、成膜したＣｒ膜３１の表面にレジスト３２を塗布し、凹部９（端子部）を形成するためのレジストパターニングをフォトリソグラフィー（ステッパーやマスクアライナー等）によって行なう（ｂ）。そして、Ｃｒ膜３１を硝酸セリウムアンモニウム水溶液でエッチングしてパターニングする（ｃ）。

次に、レジスト３２が塗布された状態でガラス基板２ａをフッ化アンモニウム水溶液に浸し、ガラス基板２ａをエッチングして深さ０．２μｍの凹部９を形成する（ｄ）。なお、このとき、等電位接点２４に対応する部分をエッチングで除去されないように残しておくようにする。この等電位接点２４の形状については、電極部４５とシリコン基板とを接触させて等電位にすることができればよく、特に限定するものではない。その後、レジスト３２を剥離し、Ｃｒ膜３１も剥離する（ｅ）。

凹部９の形成後、凹部９が形成されたガラス基板２ａのパターニング面全面に導電部材を成膜する（ｆ）。この導電部材としてはＩＴＯ４５ａが好ましく、それをスパッタ法によって０．１μｍの厚さに成膜するものとする。なお、上述したように、このＩＴＯ４５ａが電極部４５（個別電極８、リード部１０及び端子部１１）を構成することになる。また、ここでは、導電部材としてＩＴＯ４５ａを使用した場合を例に説明するが、これに限定するものではない。たとえば、ＩＴＯ４５ａに代えて他の導電部材を使用しても良い。

ＩＴＯ４５ａの成膜後、ＩＴＯ４５ａ上にレジスト３３を塗布し、電極部４５及び等電位接点２４に対応する部分にＩＴＯ４５ａが残るように、レジストパターニングを施す（ｇ）。この実施の形態では、図３及び図４（ａ）で説明したようにレジストパターニングを施すようになっている。すなわち、ガラス隔壁上にＩＴＯ４５ａが残るようにレジストをパターニングする。そして、ＩＴＯ４５ａを塩酸と硝酸との混合液（エッチャント）を用いてウエットエッチングする（ｈ）。なお、ＩＴＯ４５ａをエッチングできるエッチャントであればよく、特に種類を限定するものではない。

ウエットエッチング後、レジスト３３を剥離する（ｉ）。最後に、インク供給口１３及びここでは図示していない大気開放穴２９をサンドブラスト法または切削加工により形成する（ｊ）。このようにして、ガラス基板２ａを基材としたガラス基板２を作製している。なお、ガラス基板２の作製では、ウエットエッチングでエッチングする場合を例に示しているが、ウエットエッチングに限定するものではなく、ドライエッチングでエッチングをしてもよい。

また、等電位接点２４部分に形成されたＩＴＯ４５ａが厳密に所定の厚さに形成されていなくても、通常、スパッタ法による成膜で起こる程度の厚みの誤差範囲であれば、陽極接合により強電界が発生するため、接触していなくても電極部４５とシリコン基板１ａとの間では電気的な接続が確保され、等電位にすることができるので特に問題は生じない。

次に、図５で製造したガラス基板２を用いた液滴吐出ヘッド１００の製造工程について説明する。図６〜図８は、ガラス基板２を利用した液滴吐出ヘッド１００の製造工程を示す縦断面図である。図６〜図８に基づいて、０．８μｍの振動板４を有する液滴吐出ヘッド１００の製造工程について説明する。なお、実際には、シリコンウエハから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６〜図８では、その一部分だけを示している。

ガラス基板２に接合されてキャビティ基板１となる（１１０）面方位のシリコン基板１ａを準備する。そのシリコン基板１ａは、含有酸素濃度が低く、（１１０）を面方位とするシリコン基板とし、ガラス基板２との接合面側となる面を鏡面研磨し、２２０μｍの厚みとする。このシリコン基板１ａを、酸素及び水蒸気雰囲気中において、１０７５℃の温度条件で４時間酸化することで、シリコン基板１ａの両面に約１．２μｍのＳｉＯ₂ 膜４３を成膜する（図６（ａ））。

シリコン基板１ａの両面に図示省略のレジストを塗布し、貫通穴部となる部分のＳｉＯ₂ 膜４３を除去すべくシリコン基板１ａの鏡面側（ガラス基板２との接合面側）にレジストパターニングを施し、フッ酸水溶液でエッチングして、ＳｉＯ₂ 膜４３をパターニングする。その後、シリコン基板１ａからレジストを剥離する（図６（ｂ））。続いて、ＳｉＯ₂ 膜４３をパターニングした部分をウエットエッチングまたはドライエッチングによりザグリ５０となる部分を１μｍ以上エッチングする（図６（ｃ））。なお、この実施の形態では、２μｍ程度エッチングするようにしている。

次に、パターニングした面と反対面に図示省略のレジストを塗布した後、シリコン基板１ａをフッ酸水溶液に浸し、鏡面側のＳｉＯ₂ 膜４３をエッチングにて除去する。そして、レジストを剥離する（図６（ｄ））。それから、シリコン基板１ａの振動板４となるボロンドープ層４ａ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１ａの片側面に拡散させてボロンドープ層４ａを形成する（図６（ｅ））。

ボロンドープ層４ａの形成工程においては、炉へのシリコン基板１ａ（石英ボート）の投入温度を８００℃とし、シリコン基板１ａの取出し温度も８００℃とする。これにより、シリコン基板１ａ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。なお、この時、シリコン基板１ａの拡散面と反対面にはＳｉＯ₂ 膜４３が残っているため、ボロンが反対面に回り込んでも、ＳｉＯ₂ 膜４３がマスクとなって反対面にボロンが拡散されることが無い。

ボロンドープ層４ａ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１ａをフッ酸水溶液に１０分間浸すと、ボロン拡散部のＢ₂Ｏ₃＋ＳｉＯ₂ 膜及び反対面側のＳｉＯ₂ 膜４３がエッチング除去されることになる（図６（ｆ））。

続いて、ボロンドープ層４ａを形成した面に、プラズマＣＶＤ法により、絶縁膜（ＴＥＯＳ膜）１４を、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、成膜した絶縁膜１４の表面に図示省略のレジストを塗布し、等電位接点２４に対応する接点となる窓部２８の薄膜をシリコン基板１ａに作り込むためのレジストパターニングを施す。そして、フッ酸水溶液でウエットエッチングを行って絶縁膜１４をパターニングし、等電位接点２４に対応した窓部２８を形成する。その後、レジストを剥離する（図６（ｇ））。

それから、シリコン基板１ａとパターン形成済みのガラス基板２とを３６０℃に加熱した後、ガラス基板２に負極、シリコン基板１ａに正極を接続して、８００Ｖの電圧を印加して、シリコン基板１ａとガラス基板２とを陽極接合し、接合基板６０を作製する（図７（ｈ））。シリコン基板１ａとガラス基板２とを陽極接合することによって、シリコン基板１ａとガラス基板２ａとが原子レベルで接合される。なお、ウエハの各ヘッドチップに等電位接点２４が独立して設けられているので、万が一、あるヘッドチップの等電位接点２４に接点不良があり、ヘッドチップが壊れたとしても、他のヘッドチップに影響を与えず、製造不良を最小限に留めることができる。

この陽極接合時に、シリコン基板１ａとガラス基板２の界面において、ガラスが電気化学的に分解され酸素が気体となって発生する場合がある。また、加熱によって表面に吸着していたガス（気体）が発生する場合もある。しかしながら、これらの気体は大気開放穴２９（図３参照）から逃げるため、ギャップ１６内が正圧になってしまうことは回避できる。また、この陽極接合時、各個別電極８とシリコン基板１ａとは、前述した窓部２８を介して等電位接点２４で接触し、各個別電極８とシリコン基板１ａとは等電位となる。したがって、陽極接合中にギャップ１６内で放電が起こることもない。

陽極接合後、シリコン基板１ａの厚みが約６０μｍになるまで接合基板６０のシリコン基板１ａ表面を研削加工する（図７（ｉ））。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１ａを約１０μｍエッチングする。これによりシリコン基板１ａの厚みを約５０μｍにする。なお、この研削工程及び加工変質層除去工程においては、大気開放穴２９から液体がギャップ１６内に入り込まないように、片面保護治具やテープ等を用いて大気開放穴２９を塞ぎ、ギャップ１６を保護するとよい。

次に、ウエットエッチングを行った面（接合基板６０のシリコン基板１ａ表面）に対し、ＴＥＯＳによるエッチングマスク６１をプラズマＣＶＤ法により成膜する（図７（ｊ））。成膜条件としては、たとえば、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）の条件でエッチングマスク６１を１．０μｍ成膜するとよい。

続いて、大気開放穴２９にエポキシ系接着剤を流し込み、大気開放穴２９を封止する。これによりギャップ１６は密閉状態となるため、以後の工程で大気開放穴２９から液体等が入り込むことが無くなる。なお、大気開放穴２９の封止は、エッチングマスク６１を成膜した後に行うのが好ましい。エッチングマスク６１の成膜前に大気開放穴２９の封止を行うと、閉じこめられたギャップ１６内の気圧が、エッチングマスク６１成膜時に膨張し、薄くなったシリコン基板１ａを押し上げて、シリコン基板１ａが割れる可能性があるからである。

このエッチングマスク６１に図示省略のレジストを塗布し、吐出室５となる部分のレジストパターニングを施す。そして、接合基板６０をフッ酸水溶液中に浸して、吐出室５となる部分のエッチングマスク６１が無くなるまで、その部分をエッチングする（図７（ｋ））。つまり、シリコン基板１ａの吐出室５となる部分が露出するのである。その後、レジストを剥離する。

続いて、リザーバ７となる部分及び電極取り出し口２５となる貫通穴部のエッチングマスク６１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、フッ酸水溶液でそれらの部分のエッチングマスク６１を０．７μｍだけエッチングしてパターニングする（図７（ｌ））。これにより、リザーバ７となる部分及び電極取り出し口２５となる貫通穴部に残っているエッチングマスク６１の厚みは０．３μｍとなる。

このようにするのは、リザーバ７となる部分と電極取り出し口２５となる貫通穴部の底面に厚みを持たせ、それらの剛性を高めるためである。その後、レジストを剥離する。なお、特開２００４−３０６４４４号公報にあるように、エッチングした場合に電極取り出し口２５となる貫通穴部の中央部にシリコンの島が残るように、エッチングマスク６１に対してレジストパターニングを施してもよい。

次に、シリコン基板１ａとガラス基板２との接合基板６０を、３５ｗｔ％の濃度の水酸化カリウム水溶液に浸し、吐出室５の底面厚みが約５μｍになるまでウエットエッチングを行う（図８（ｍ））。このとき、リザーバ７となる部分及び電極取り出し口２５となる貫通穴部は、エッチングマスク６１がされており、それらの部分のエッチングがまだ始まらないようにしている。

それから、リザーバ７となる部分及び電極取り出し口２５となる貫通穴部のエッチングマスク６１を除去するために接合基板６０をフッ酸水溶液に浸す（図８（ｎ））。つまり、リザーバ７となる部分及び電極取り出し口２５となる貫通穴部のエッチングマスク６１をウエットエッチングすることによって除去するのである。したがって、シリコン基板１ａにおけるリザーバ７となる部分及び電極取り出し口２５となる貫通穴部が露出することになる。

さらに、接合基板６０を３ｗｔ％の濃度の水酸化カリウム水溶液に２０分程度浸し、ボロンドープ層４ａでのエッチングレート低下によってエッチングストップさせる（図８（ｏ））。このように、２種類の濃度の異なる水酸化カリウム水溶液を用いたエッチングを行うことによって、形成される振動板４の面荒れを抑制し、振動板４の厚みの精度を０．８０±０．０５μｍ以下にすることができる。その結果、液滴吐出ヘッド１００の吐出性能を安定化することができる。

このエッチングにより、リザーバ７及び貫通穴部の深さは約３０μｍとなる。従って、リザーバ７の厚みは約２０μｍとなり、貫通穴部の厚みは約１８μｍとなる。この厚みのため、吐出室５より広い面積を有するこれらの部分でその強度が向上し、製造過程での割れが低減される。また、電極取り出し口２５となる貫通穴部の、ガラス基板２とシリコン基板１ａとのギャップ１６が、他の部分のギャップ１６より拡大されているため、シリコン基板１ａが製造過程で割れることも低減される。その結果、歩留まりを向上させることができる。

ウエットエッチングを終了すると、接合基板６０をフッ酸水溶液に浸し、シリコン基板１ａの表面に形成したエッチングマスク６１を剥離する（図８（ｐ））。そして、貫通穴部に残っているシリコン薄膜を除去するために、図示省略のシリコンマスクを接合基板６０のシリコン基板１ａの表面に取り付け、ＲＦパワー２００Ｗ、圧力４０Ｐａ（０．３Ｔｏｒｒ）、ＣＦ₄ 流量３０ｃｍ³ ／ｍｉｎ（３０ｓｃｃｍ）の条件で、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）を１時間行い、貫通穴部のみにプラズマを当てて開口する（図８（ｑ））。

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貫通穴部のみにプラズマを６０分間程度当てて開口するとよい。これにより、シリコン基板１ａは、図１に示したキャビティ基板１の状態になる。また、個別電極８とシリコン基板１ａとの間に形成されるギャップ１６も大気開放されるようになる。

次に、アクチュエータ（ギャップ１６）内を封止するために、封止膜４０を堆積させる（図８（ｒ））。封止膜４０の堆積は、堆積させたい部分だけを開口した図示省略のシリコンマスクを接合基板６０のシリコン基板１ａの表面に取り付けて行なう。つまり、シリコンマスクを取り付けて、プラズマＣＶＤを用いることによって３．０μｍの封止膜４０を成膜する。

この封止膜４０の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）の条件で行なうとよい。こうすることによって、ギャップ１６は再び密閉状態になる。また、大気開放穴２９へ連通する溝とアクチュエータ部分（各ギャップ１６）は封止膜４０によって分離、遮断されることとなる。

その後、ノズル孔１２があらかじめ形成されたノズル基板３を、たとえばエポキシ系接着剤により、接合基板６０のキャビティ基板１側に接着する（図８（ｓ））。そして、最後に、ダイシングライン５３に沿ってダイシングを行い、個々の液滴吐出ヘッド１００に裁断し、液滴吐出ヘッド１００が完成する（図８（ｔ））。

また、このとき、陽極接合時には短絡していた各個別電極８はそれぞれ分断され、ノズル孔１２毎に独立する。また、大気開放穴２９及びそこに連通していたガラス溝も切断されて除去される。このような工程によれば、ガラス基板２とシリコン基板１ａを接合し、接合基板６０を作製した後に、そのシリコン基板１ａに対して吐出室５等の各流路を形成するため、取り扱いが容易となり、シリコン基板１ａの割れも低減することができる。また、ウエハの大口径化が可能となる。大口径化が可能となれば、一枚のシリコン基板から多くの液滴吐出ヘッド１００を取出すことができるため、生産性を向上できる。

また、アクチュエータ（ギャップ１６）を封止膜４０で封止するために、エポキシ系樹脂等で封止する場合に比べて、液滴吐出ヘッド１００を更に小型化ができるようになる。したがって、一枚のシリコン基板から更に多くの液滴吐出ヘッド１００を取出すことができるため、生産性を大きく向上することが可能になる。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、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９は、上述の液滴吐出ヘッド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９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を表しているものである。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、上述の液滴吐出ヘッド１００は、図３及び図４（ａ）に示したように、電極部となるＩＴＯをガラス基板２のガラス隔壁に乗り上げるように成膜し、その部分に対応するシリコン基板１ａにザグリ５０を形成することに特徴を有するものである。

なお、実施の形態で得られた液滴吐出ヘッド１００は、図９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。また、実施の形態で得られた液滴吐出ヘッド１００は、圧電駆動方式の液滴吐出装置や、バブルジェット（登録商標）方式の液滴吐出装置にも使用できる。

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。また、実施の形態に係る液滴吐出ヘッド１００がガラス基板２、キャビティ基板１及びノズル基板３からなる３層構造である場合を例に説明したが、これに限定するものではない。たとえば、液滴吐出ヘッド１００がガラス基板、キャビティ基板、リザーバ基板及びノズル基板からなる４層構造として構成してもよい。

実施の形態に係る液滴吐出ヘッドを分解した状態を示す分解斜視図である。 液滴吐出ヘッドの断面構成を示す縦断面図である。 キャビティ基板に接合前のガラス基板を上方から見た平面図である。 実施の形態の特徴部分を示す説明図である。 ガラス基板の製造工程を示す縦断面図である。 ガラス基板を利用した液滴吐出ヘッドの製造工程を示す縦断面図である。 ガラス基板を利用した液滴吐出ヘッドの製造工程を示す縦断面図である。 ガラス基板を利用した液滴吐出ヘッドの製造工程を示す縦断面図である。 液滴吐出ヘッドを搭載した液滴吐出装置の一例を示した斜視図である。

符号の説明

１ キャビティ基板、１ａ シリコン基板、２ ガラス基板、２ａ ガラス基板、３ ノズル基板、４ 振動板、４ａ ボロンドープ層、５ 吐出室（圧力室）、６ オリフィス、８ 個別電極、９ 凹部、１０ リード部、１１ 端子部、１２ ノズル孔、１３ インク供給口、１４ 絶縁膜（ＴＥＯＳ膜）、１６ ギャップ、１８ ダイアフラム、１９ 共通電極、２０ 液滴、２１ 記録紙、２２ 発振回路、２４ 等電位接点、２５ 電極取り出し口、２６ 凹面、２７ ＦＰＣ、２８ 窓部、２９ 大気開放穴、３１ Ｃｒ膜（クロム膜）、３２ レジスト、３３ レジスト、４０ 封止膜、４３ ＳｉＯ₂ 膜、４５ 電極部、４５ａ ＩＴＯ、５０ ザグリ、５１ 貫通穴境界線、５２ 波線、５３ ダイシングライン、６０ 接合基板、６１ エッチングマスク、１００ 液滴吐出ヘッド、１５０ 液滴吐出装置。

Claims (11)

1. 底壁が振動板を形成し液滴を溜めて吐出させる複数の吐出室が形成されたキャビティ基板と、
   前記振動板にギャップを隔てて対向し該振動板を駆動する複数の個別電極、前記個別電極へ駆動信号を供給するための発振回路に接続させる複数の端子部及び前記個別電極と前記端子部とを接続する複数のリード部が形成されたガラス基板と、
   前記吐出室から移送される液滴を吐出するノズル孔が形成されたノズル基板とを備えた液滴吐出ヘッドであって、
   前記ガラス基板には、
   前記個別電極及び前記リード部を形成するための複数の凹部と、
   前記端子部を形成するための凹面とを形成し、
   前記端子部を、
   各凹部間のガラス隔壁上に乗り上げるように前記凹面から前記凹部にかけて形成した
   ことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
2. 前記端子部は、少なくとも前記ガラス隔壁の前記凹面側の両端端部に乗り上げている
   ことを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出ヘッド。
3. 前記キャビティ基板には、
   前記端子部が乗り上げた前記ガラス隔壁に対応した位置にザグリを形成した
   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。
4. 前記端子部が乗り上げた前記ガラス隔壁に対応した位置に、前記ギャップを密閉するための封止膜を形成した
   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。
5. 前記封止膜をプラズマＣＶＤで所望の箇所に堆積させることによって形成した
   ことを特徴とする請求項４に記載の液滴吐出ヘッド。
6. 前記個別電極、前記リード部及び前記端子部をＩＴＯで形成した
   ことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の液滴吐出ヘッド。
7. 前記ＩＴＯをスパッタによって成膜した
   ことを特徴とする請求項６に記載の液滴吐出ヘッド。
8. 前記請求項１〜７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。
9. 底壁が振動板を形成し液滴を溜めて吐出させる複数の吐出室を含む液体流路が形成されたシリコン基板と、前記振動板にギャップを隔てて対向し該振動板を駆動する複数の個別電極、前記個別電極へ駆動信号を供給するための発振回路に接続させる複数の端子部及び前記個別電極と前記端子部とを接続する複数のリード部が形成されたガラス基板とを接合した後、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、
   前記個別電極及び前記リード部を形成するための複数の凹部と、前記端子部を形成するための凹面とを前記ガラス基板に形成し、
   前記凹部に前記個別電極及び前記リード部を形成し、
   各凹部間のガラス隔壁上に乗り上げるように前記凹面から前記凹部にかけて前記端子部を形成する
   ことを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
10. 前記シリコン基板に、前記凹面に対応した電極取り出し口を形成し、
    該シリコン基板の前記電極取り出し口における前記端子部が乗り上げた前記ガラス隔壁に対応した位置がザグリとなるように前記シリコン基板をエッチングする
    ことを特徴とする請求項９に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
11. 前記請求項８または９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。
    

Images