JP2008094018A - ノズルプレートの製造方法及び液滴吐出ヘッドの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ノズル長のばらつきを低減し、安定した吐出特性を得ることができ、ひいては歩留まりの安定化を図ることが可能な液滴吐出用のノズルプレート製造方法及び液滴吐出ヘッドの製造方法を提供する。
【解決手段】Ｓｉ層から成る活性層４１ａとＳｉ層から成る支持体４１ｂとの間に、ＳｉＯ₂ 層から成る誘電体層４１ｃが接合された構成のＳＯＩ基板４１の活性層４１ａ側の表面にエッチングマスク４２を形成する工程と、活性層１４ａに、エッチングを複数回繰り返すことにより、径が異なる複数の孔１１ａ，１１ｂを同一軸上に有する構成のノズル孔を、活性層４１ａに形成する工程と、ＳＯＩ基板４１の支持体４１ｂを除去する工程と、ＳＯＩ基板４１の誘電体層４１ｃを除去する工程とを有するものである。
【選択図】図４

Description

本発明は、液滴を吐出するためのノズル孔を有するノズルプレートの製造方法及び液滴吐出ヘッドの製造方法に関する。

液滴を吐出するための液滴吐出ヘッドとして、例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。インクジェットヘッドは、一般に、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プレートと、このノズルプレートに接合されノズルプレートとの間で上記ノズル孔に連通する吐出室、リザーバ等のインク流路が形成されたキャビティプレートとを備え、駆動部により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。駆動手段としては、静電気力を利用する方式や、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。
近年、インクジェットヘッドに対して、印字、画質等の高品位化の要求が一段と強まり、そのため高密度化並びに吐出性能の向上が強く要求されている。このような背景から、インクジェットヘッドのノズル部に関して、従来より様々な工夫、提案がなされている。

インク吐出特性を改善するためには、ノズル孔部での流路抵抗を調整し、ノズル長さが最適な長さになるように基板の厚みを調整することが望ましい。また、ノズル形状を、全体として円筒状のノズル孔とするのではなく、径が異なる複数の孔を同一軸上に有する形状（例えば、径を異ならせた第１ノズル孔と第２ノズル孔とからなる２段ノズル形状）とし、ノズルに加わるインク圧力の方向をノズル軸線方向に揃えることで吐出特性を改善する方法もある。

このように、ノズル形状を２段ノズル形状としたり、ノズル長の調整を図るようにしたノズルプレートの製造方法として、Ｓｉ基板の一方の面側からＩＣＰ放電を用いた異方性ドライエッチングを行い、内径の異なる第１ノズル孔と第２ノズル孔とを形成してノズル孔を２段に形成した後、前記一方の面とは反対側の面より一部分を異方性ウェットエッチングして掘下げ、ノズル長を調整するようにした方法（例えば、特許文献１参照）や、予めＳｉ基板を所望の厚みに研磨した後、Ｓｉ基板の両面にそれぞれドライエッチング加工を施して第１ノズル孔及び第２ノズル孔を形成する方法がある（例えば、特許文献２参照）。

また、ノズルプレートをＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板を用いて形成し、第１ノズルをＳＯＩ基板の活性層に第２ノズルを支持層に形成するようにして、ノズル長の高精度化を図るようにした技術もある（例えば、特許文献３）。
特開平１１−２８８２０号公報 特開平９−５７９８１号公報 特開平９−２１６３６８号公報

しかしながら、特許文献１，２のように、上記ノズル長の調整を、研削やエッチングなど基板に薄板化加工を施すことにより行った場合、ウェハ面内厚みばらつきやウェハ間の厚みばらつきが発生するため、すなわちノズル長のばらつきが発生するため、吐出性能にばらつきが生じ、ひいては歩留まりを低下させてしまうという課題があった。

また、特許文献３のように、ノズルプレートをＳＯＩ基板で形成する場合には、活性層の厚みが第１ノズル長となるので、市販のＳＯＩ基板で保証されている活性層厚み精度（±０．０１μｍ）であれば、ばらつきはほとんど発生しないと言ってよい。しかしながら、第１ノズルと第２ノズルを形成する際に両面アライメントが必要となるため、面内でアライメントずれが発生すると、飛行曲がりの原因となり、歩留まりの低下を招くという課題があった。

本発明はこのような点に鑑みなされたもので、ノズル長のばらつきを低減し、安定した吐出特性を得ることができ、ひいては歩留まりの安定化を図ることが可能な液滴吐出用のノズルプレート製造方法及び液滴吐出ヘッドの製造方法を提供することを目的とする。

本発明に係るノズルプレートの製造方法は、Ｓｉ層から成る活性層とＳｉ層から成る支持体との間に、ＳｉＯ₂ 層から成る誘電体層が接合された構成のＳＯＩ基板の活性層側の表面にエッチングマスクを形成する工程と、活性層に、エッチングを複数回繰り返すことにより、径が異なる複数の孔を同一軸上に有する構成のノズル孔を形成する工程と、ＳＯＩ基板の支持体を除去する工程と、ＳＯＩ基板の誘電体層を除去する工程とを有するものである。
このように、ノズルプレートを構成するノズルプレート基材としてＳＯＩ基板を用い、厚み精度の高い活性層にノズル孔を形成するようにしたので、従来、研削やエッチングを用いてノズル長の調整を行う方法に比べて、ノズル長のばらつきを低減することができ、歩留まり良くノズルプレートを製造できる。
また、ノズル孔は、径が異なる複数の孔を同一軸上に有する構成のものであるため、安定した吐出特性を有することができる。

また、支持体の除去は、研削又はエッチングにより行える。

また、ノズル孔の形成を、ドライエッチングで行うことができ、特にＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma）放電によるドライエッチングが好適である。

また、本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、上記の何れかのノズルプレートの製造方法を用いて液滴吐出ヘッドを製造するものである。
これにより、安定した吐出特性を有するノズルプレートを得ることができる。

以下、本発明のノズルプレートを備えた液滴吐出ヘッドの実施の形態を図面に基づいて説明する。ここでは、液滴吐出ヘッドの一例として、静電駆動方式のインクジェットヘッドについて図１及び図２を参照して説明する。なお、本発明は、以下の図に示す構造、形状に限定されるものではなく、また、駆動方式についても他の異なる駆動方式により液滴を吐出する液滴吐出ヘッドおよび液滴吐出装置にも適用できるものである。

図１は、本発明の一実施の形態に係るインクジェットヘッドの概略構成を分解して示す分解斜視図であり、一部を断面で表してある。図２は、図１の右半分の概略構成を示すインクジェットヘッドの断面図であり、ノズル部をさらに拡大して表してある。なお、図１および図２では、通常使用される状態とは上下逆に示されている。

本実施形態のインクジェットヘッド（液滴吐出ヘッドの一例）１０は、図１および図２に示すように、複数のノズル孔１１が所定のピッチで設けられたノズルプレート１と、各ノズル孔１１に対して独立にインク供給路が設けられたキャビティプレート２と、キャビティプレート２の振動板２２に対峙して個別電極３１が配設された電極基板３とを貼り合わせることにより構成されている。

ノズルプレート１は、例えば厚さ５５２μｍのＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板を加工して形成されている。ＳＯＩ基板は、Ｓｉ層の間に誘電体層（ＳｉＯ₂ 層）が形成された構成を有する基板であり、一般的には、数百μｍの厚みの支持体と呼ばれるＳｉ板の上に、誘電体層としてのＳｉＯ₂ 層が形成され、その上に活性層と呼ばれる薄い（０．数〜数μｍ）Ｓｉ層が形成されているものである。活性層の厚みは非常に高い精度で形成される（一般的には厚み精度０．０１μｍ）特徴を有しており、本例のノズルプレート１は、その活性層部分で構成されている。ノズルプレート１の製造方法については後に詳述する。

ノズルプレート１には、多数のノズル孔１１が所定のピッチで設けられている。各ノズル孔１１は、吐出方向の先端側の円筒状の第１のノズル孔１１ａと、第１のノズル孔１１ａよりも径の大きい円筒状の第２のノズル孔１１ｂとから構成され、第１のノズル孔１１ａと第２のノズル孔１１ｂとは同軸上に設けられている。かかる構成により、インク滴の吐出方向をノズル孔１１の中心軸方向に揃えることができ、安定したインク吐出特性を発揮させることができるようになっている。すなわち、インク滴の飛翔方向のばらつきがなくなり、またインク滴の飛び散りがなく、インク滴の吐出量のばらつきを抑制することが可能となっている。

キャビティプレート２は、例えば厚さ約１４０μｍのシリコン単結晶基板（この基板も以下、単にシリコン基板とも称する）から作製されている。シリコン基板に異方性ウェットエッチングを施し、インク流路の吐出室２１およびリザーバ２３を構成するための凹部２４、２５が形成される。凹部２４は前記ノズル孔１１に対応する位置に独立に複数形成される。したがって、図２に示すようにノズルプレート１とキャビティプレート２を接合した際、各凹部２４は吐出室２１を構成し、それぞれノズル孔１１に連通しており、またインク供給口である前記オリフィス１３ともそれぞれ連通している。そして、吐出室２１（凹部２４）の底壁が振動板２２となっている。

他方の凹部２５は、液状材料のインクを貯留するためのものであり、各吐出室２１に共通のリザーバ（共通インク室）２３を構成する。そして、リザーバ２３（凹部２５）はそれぞれオリフィス１３を介して全ての吐出室２１に連通している。また、リザーバ２３の底部には後述する電極基板３を貫通する孔が設けられ、この孔とインク供給孔３４とを通じて図示しないインクカートリッジからインクが供給されるようになっている。

また、キャビティプレート２の全面もしくは少なくとも電極基板３との対向面には熱酸化やプラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）によりＳｉＯ₂ やＴＥＯＳ（Ｔｅｔｒａｅｔｈｙｌｏｒｔｈｏｓｉｌｉｃａｔｅ Ｔｅｔｒａｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ：テトラエトキシシラン、珪酸エチル）膜等からなる絶縁膜２６が膜厚０．１μｍで施されている。この絶縁膜２６は、インクジェットヘッド１０を駆動させた時の絶縁破壊や短絡を防止する目的で設けられる。

電極基板３は、例えば厚さ約１ｍｍのガラス基板から作製される。中でも、キャビティプレート２のシリコン基板と熱膨張係数の近い硼珪酸系の耐熱硬質ガラスを用いるのが適している。これは、電極基板３とキャビティプレート２を陽極接合する際、両基板の熱膨張係数が近いため、電極基板３とキャビティプレート２との間に生じる応力を低減することができ、その結果剥離等の問題を生じることなく電極基板３とキャビティプレート２を強固に接合することができるからである。

電極基板３には、キャビティプレート２の各振動板２２に対向する面の位置にそれぞれ凹部３２が設けられている。凹部３２は、エッチングにより深さ約０．３μｍで形成されている。そして、各凹部３２内には、一般に、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ：インジウム錫酸化物）からなる個別電極３１が、例えば０．１μｍの厚さでスパッタにより形成される。したがって、振動板２２と個別電極３１との間に形成されるギャップ（空隙）は、この凹部３２の深さ、個別電極３１および振動板２２を覆う絶縁膜２６の厚さにより決まることになる。このギャップはインクジェットヘッド１０の吐出特性に大きく影響する。ここで、個別電極３１の材料はＩＴＯに限定するものではなく、クロム等の金属等を用いてもよいが、ＩＴＯは透明であるので放電したかどうかの確認が行いやすい等の理由から、一般にＩＴＯが用いられる。

個別電極３１は、リード部３１ａと、フレキシブル配線基板（図示せず）に接続される端子部３１ｂとを有する。これらの端子部３１ｂは、図２に示すように、配線のためにキャビティプレート２の末端部が開口された電極取り出し部２９内に露出している。

上述したように、ノズルプレート１、キャビティプレート２、および電極基板３は、一般に個別に作製され、これらを図２に示すように貼り合わせることによりインクジェットヘッド１０の本体部が作製される。すなわち、キャビティプレート２と電極基板３は陽極接合により接合され、そのキャビティプレート２の上面（図２において上面）にノズルプレート１が接着等により接合される。さらに、振動板２２と個別電極３１との間に形成される電極間ギャップの開放端部はエポキシ等の樹脂による封止材２７で封止される。これにより、湿気や塵埃等が電極間ギャップへ侵入するのを防止することができ、インクジェットヘッド１０の信頼性を高く保持することができる。

そして最後に、図２に簡略化して示すように、ＩＣドライバ等の駆動制御回路３０が各個別電極３１の端子部３１ｂとキャビティプレート２上に設けられた共通電極２８とに前記フレキシブル配線基板（図示せず）を介して接続される。
以上により、インクジェットヘッド１０が完成する。

このように構成されたインクジェットヘッド１０においては、駆動制御回路３０によりキャビティプレート２と個別電極３１の間にパルス電圧が印加されると、振動板２２と個別電極３１との間に静電気力が発生し、その吸引作用により振動板２２が個別電極３１側に引き寄せられて撓み、吐出室２１の容積が拡大する。これによりリザーバ２３の内部に溜まっていたインクがオリフィス１３を通じて吐出室２１に流れ込む。次に、個別電極３１への電圧の印加を停止すると、静電吸引力が消滅して振動板２２が復元し、吐出室２１の容積が急激に収縮する。これにより、吐出室２１内の圧力が急激に上昇し、吐出室２１に連通しているノズル孔１１からインク液滴が吐出される。

次に、このインクジェットヘッド１０の製造方法について説明する。
まず最初に、本発明の特徴部分であるノズルプレート１の製造方法を説明する。
図３乃至図６は、ノズルプレート１の製造方法を示す製造工程の断面図である。

（１）ノズルプレート１の製造方法
（Ａ）まず、基板厚み５５２μｍのＳＯＩ基板４１を用意する。本例では、ＳＯＩ基板４１として、活性層４１ａの厚みが２５μｍ、支持体４１ｂの厚みが５２５μｍ、誘電体層４１ｃの厚みが２μｍのものを用意する。そして、ＳＯＩ基板４１の表面にＳｉＯ₂ 膜４２を膜厚１μｍで均一に成膜する。
（Ｂ）ＳＯＩ基板４１において活性層４１ａ側の表面（キャビティプレート２と接合される側の接合面）４３ａにレジスト４４をコーティングし、接合面４３ａに第２のノズル孔となる部分４４ａをパターニングする。
（Ｃ）そして、例えば、緩衝フッ酸水溶液（フッ酸水溶液：フッ化アンモニウム水溶液＝１：６）でハーフエッチングし、ＳｉＯ₂ 膜４２を薄くする。このとき、裏面のＳｉＯ₂膜４２もエッチングされ、厚みが薄くなる。

（Ｄ）レジスト４４を濃硫酸・過酸化水素水混合液などにより剥離する。
（Ｅ）再度ＳＯＩ基板４１の接合面４３ａにレジスト４４をコーティングし、接合面４３ａに第１のノズル孔となる部分４４ｂをパターニングする。
（Ｆ）そして、例えば、緩衝フッ酸水溶液（フッ酸水溶液：フッ化アンモニウム水溶液＝１：６）でエッチングし、ＳｉＯ₂ 膜４２に開口４２ａを形成する。このとき、裏面のＳｉＯ₂ 膜４２はエッチングされ、完全に除去される。これにより、第１のノズル孔１１ａ形成用のエッチングマスクがＳｉＯ₂ 膜４２により形成される。
（Ｇ）レジスト４４を濃硫酸・過酸化水素水混合液などにより剥離する。

（Ｈ）ＩＣＰドライエッチング装置によりＳｉＯ₂ 膜４２の開口４２ａを介して活性層４１ａを誘電体層４１ｃに到達するまで垂直に異方性ドライエッチングし、第１のノズル孔１１ａを形成する。この場合のエッチングガスとしては、例えば、Ｃ４Ｆ８、ＳＦ₆を使用し、これらのエッチングガスを交互に使用すればよい。ここで、Ｃ₄Ｆ₈は形成される溝の側面にエッチングが進行しないように溝側面を保護するために使用し、ＳＦ₆は活性層４１ａの垂直方向のエッチングを促進させるために使用する。
（Ｉ）次にＳｉＯ₂ 膜４２を緩衝フッ酸水溶液でハーフエッチングして、ＳｉＯ₂ 膜４２に第２のノズル孔となる部分に対応する開口４２ｂを形成する。これにより、第２のノズル孔１１ｂ形成用のエッチングマスクがＳｉＯ₂ 膜４２により形成される。
（Ｊ）再度ＩＣＰドライエッチング装置によりＳｉＯ₂ 膜４２の開口４２ｂを介して活性層４１ａを例えば、深さ１０μmで垂直に異方性ドライエッチングし、第２のノズル孔１１ｂを形成する。

（Ｋ）ＳＯＩ基板４１の表面に残るＳｉＯ₂ 膜４２をフッ酸水溶液で除去した後、ＳＯＩ基板４１を熱酸化装置にセットし、酸化温度１０００℃、酸化時間２時間、酸素雰囲気中の条件で熱酸化処理を行い、ＩＣＰドライエッチング装置で加工した第１のノズル孔１１ａの側面及び第２のノズル孔１１ｂの側面、底面に膜厚０．１μｍのＳｉＯ₂ 膜４５を均一に成膜する。
（Ｌ）次に透明材料（ガラス等）の第１の支持基板５０に、紫外線または熱などの刺激で容易に接着力が低下する自己剥離層５１を持った両面テープ５２を張り合わせる。そして、第１の支持基板５０に張り合わせた両面テープ５２の自己剥離層５１の面を、ＳＯＩ基板４１の接合面４３ａと向かい合わせ、真空中で貼り合せる。これにより、接着界面に気泡が残らないきれいな接着が可能になる。ここで接着界面に気泡が残ると研磨加工で薄板化されるシリコン基板の板厚がばらつく原因となる。両面テープ５２には、例えば、商品名：ＳＥＬＦＡ−ＢＧ（住友化学工業製）を用いる。

（Ｍ）ＳＯＩ基板４１の支持体４１ｂ側の表面４３ｂ側からバックグラインダーで研削加工を行い、支持体４１ｂを薄くする。更には薄くなった支持体４１ｂをエッチングにより完全に除去する。このときにフッ硝酸などの薬液を用いてウェットエッチングしてもよいし、ＲＩＥドライエッチング装置でＣＦ４、ＳＦ₆ 等のガスを用いてドライエッチングしてもよい。
（Ｎ）次に誘電体層４１ｃをＲＩＥドライエッチング装置により除去する。誘電体層４１ｃのエッチングには例えばＣＨＦ₃等のガスを用いればよい。
（Ｏ）ＳＯＩ基板４１の活性層４１ａのインク吐出面６０にスパッタ装置でＳｉＯ₂ 膜４６を０．１μｍの厚みで成膜する。ここで、ＳｉＯ₂ 膜４６の成膜は、自己剥離層５１が反応しない温度（１００℃程度）以下で実施できれば良く、スパッタリング法に限るものではない。ただし、耐インク性等を考慮すると緻密な膜を形成する必要があり、ＥＣＲスパッタ装置等の常温で緻密な膜を成膜できる装置を使用することが望ましい。

（Ｐ）続いて、ＳＯＩ基板４１の吐出面６０の表面に撥インク処理を施す。
すなわち、Ｆ原子を含む撥インク性を持った材料を蒸着やディッピングで成膜し、撥インク層４７を形成する。このとき、第１のノズル孔１１ａ及び第２のノズル孔１１ｂの内壁も撥インク処理される。
（Ｑ）（図はＳＯＩ基板４１の上下を反転）先ず、吐出面６０に保護フィルム７０を貼り付ける。続いて、上記（Ｌ）と同様に、透明材料（ガラス等）の第２の支持基板８０に、紫外線または熱などの刺激で容易に接着力が低下する自己剥離層７１を持った両面テープ７２を張り合わせる。そして、第２の支持基板８０に貼り合わせた両面テープ７２の自己剥離層７１の面を、ＳＯＩ基板４１の吐出面６０（保護フィルム貼付済み）と向かい合わせ、真空中で貼り合せる。これにより、接着界面に気泡が残らないきれいな接着を行える。
（Ｒ）第１の支持基板５０側からＵＶ光を照射し、両面テープ５２の自己剥離層５１をＳＯＩ基板４１の接合面４３ａから剥離し、第１の支持基板５０をノズルプレート１から取り外す。

（Ｓ）次に、接合面４３ａの表面および第１のノズル孔１１ａ、第２のノズル孔１１ｂの内壁に余分に形成された撥インク層４７をＡｒスパッタもしくは０₂ プラズマ処理によって除去する。その後、ノズルプレートの接着強度を上げるため、プライマー処理液に１時間浸漬した後、純水でリンスし、８０℃で１時間の条件でベーキングする。このとき、プライマー処理液として例えばシランカップリング剤を用いるが、保護フィルム７０を介さず両面テープ７２を直接ノズルプレート（ＳＯＩ基板４１）に貼り付けた場合、ノズル周辺の自己剥離層接着面にプライマー処理液が進入し、ノズル周りの撥インク性が損なわれる不都合があるが、本例では保護フィルム７０を介すようにしているので、このような不都合を防止できるようになっている。
以上の方法により、ＳＯＩ基板４１を用いたノズル長のばらつきが少ないノズルプレート１が形成される。

次に、ノズルプレート１と接合基板４（キャビティプレート２と電極基板３とを接合した接合基板）とを接合する。なお、接合基板４を構成するキャビティプレート２と電極基板３のそれぞれの基板の製造方法、及びキャビティプレート２と電極基板３との接合方法は、それぞれ従来公知の方法を用いることができるため、ここではその説明を省略する。

図７は、ノズルプレート１と接合基板４との接合工程の説明図である。図８（ａ）は、ノズルプレート１のウエハ全体を示す平面図、図８（ｂ）は、第２の支持基板８０の平面図である。
ノズルプレート１のウエハには、図８（ａ）に示すように上記（Ａ）〜（Ｊ）の工程でノズル孔１１を形成すると同時に所定の場所にドライエッチングが施され、位置決め用アライメント孔１ａが形成されている。この位置決め用アライメント孔１ａは、ノズルプレート１を位置決め用アライメント治具９０にセットする際に位置決め用アライメントピン９１が通される位置決め孔で、接合基板４の位置決め用アライメント孔４ａと対向する位置に形成されている。また、第２の支持基板８０には、図８（ｂ）に示すように逃げ孔８０ａが形成されている。この逃げ孔８０ａは、第２の支持基板８０をノズルプレート１と共に位置決め用アライメント治具９０にセットする際に、位置決め用アライメントピン９１と干渉しないように、位置決め用アライメント孔１ａ、２ａよりも大きめに形成されている。

そして、ノズルプレート１のウエハと接合基板４とを接合する際には、まず、接合基板４を、キャビティプレート２が上面にくるように、位置決め用アライメントピン９１と接合基板４の位置決め用アライメント孔４ａとを用いて位置決めし、位置決め用アライメント治具９０にセットする。その後、第２の支持基板８０が貼り付けられた状態のノズルプレート１をキャビティプレート２の上にセットする。なお、このとき、ノズルプレート１のキャビティプレート２との接触面には、接着層１００が１〜２μｍの厚さで塗布された状態となっている。そして、接合治具で接合荷重１〜３ｋｇｆ／ｃｍ² を加えることによりノズルプレート１と接合基板４のキャビティプレート２とが接合される。

図９は、ノズルプレート１と接合基板４との接合後の工程を示した図である。
（Ｔ）（図はＳＯＩ基板４１の上下を反転）ノズルプレート１は、第２の支持基板８０が貼付られた状態で接合基板４のキャビティプレート２と接合されている。
（Ｕ）第２の支持基板８０側からＵＶ光を照射し、両面テープ７２の自己剥離層７１をノズルプレート１の吐出面６０から剥離し、第２の支持基板８０をノズルプレート１から取り外す。
（Ｖ），（Ｗ）ノズルプレート１の吐出面６０に残る保護フィルム７０を引き剥がし、ヘッドサイズに切断する。
以上により、インクジェットヘッド１０が完成する。

このように本実施の形態のノズルプレートの製造方法によれば、ノズルプレート１を構成するノズルプレート基材としてＳＯＩ基板を用い、厚み精度の高い活性層４１ａに第１のノズル孔１１ａと第２のノズル孔１１ｂとを形成するようにしたので、従来、研削やエッチングを用いてノズル長の調整を行う方法に比べて、ノズル長のばらつきを低減することができ、歩留まり良くノズルプレートを製造できる。

また、活性層４１ａ側の表面にエッチングマスクを形成した後、そのエッチングマスクを用いて活性層４１ａにエッチングを行う工程を複数回繰り返すことにより、第１のノズル孔１１ａと第２のノズル孔１１ｂとを形成するようにしたので、すなわち、同一方向からドライエッチングすることにより第１のノズル孔１１ａと第２のノズル孔１１ｂとを形成するようにしたので、両面アライメントにより各ノズル孔を形成する方法に比べ、アライメントズレに起因した飛行曲がりを低減でき、歩留まり良くノズルプレートを製造できる。

なお、本実施の形態では、ノズル孔１１を、円筒状の第１のノズル孔１１ａと、第１のノズル孔１１ａより径の大きい円筒状の第２のノズル孔１１ｂとからなる形状の例を示したが、この形状に限られたものではなく、径が異なる複数の孔を同一軸上に有する形状であればよい。例えば、先端側を円筒形状とし、後側の部分が円錐状に広がった形状としてもよい。この形状の場合も、活性層４１ａ側の表面にエッチングマスクを形成した後、エッチングを行う工程を複数回繰り返すことにより形成することができる。また、このように径が異なる複数の孔を同一軸上に有する形状のノズル孔とすることにより、全体として円筒形状をしたノズル孔とする場合に比べて、インクキャビティの側からノズルに加わるインク圧力の方向をノズル軸線方向に揃えることができ、安定した吐出特性を得ることができる。

また、ノズル孔１１をＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ：誘導結合プラズマ）放電によるドライエッチングで形成することにより、短時間で高精度に形成することができる。

また、本実施の形態のノズルプレートの製造方法は、静電駆動方式のインクジェットヘッドに用いるノズルプレートの場合を例に説明したが、圧電駆動方式やバブルジェット方式など、他方式のインクジェットヘッドのノズルプレートにも適用可能である。

一実施の形態に係るインクジェットヘッドの概略構成を示す分解斜視図。 図１の右半分の概略構成を示すジェットヘッドの断面図。 ノズルプレートの製造方法を示す製造工程の断面図。 図３に続くノズルプレートの製造工程の断面図。 図４に続くノズルプレートの製造工程の断面図。 図５に続くノズルプレートの製造工程の断面図。 ノズルプレートとキャビティプレートとの接合工程の説明図。 図７の接合工程の補足説明図。 インクジェットヘッド完成までの製造工程の断面図。

符号の説明

１ ノズルプレート、２ キャビティプレート、３ 電極基板、１０ インクジェットヘッド、１１ ノズル孔、１１ａ 第１のノズル孔、１１ｂ 第２のノズル孔、４１ ＳＯＩ基板、４１ａ 活性層、４１ｂ 支持体、４１ｃ 誘電体層。

Claims (5)

1. Ｓｉ層から成る活性層とＳｉ層から成る支持体との間に、ＳｉＯ₂層から成る誘電体層が接合された構成のＳＯＩ基板の前記活性層側の表面にエッチングマスクを形成する工程と、
   前記活性層に、エッチングを複数回繰り返すことにより、径が異なる複数の孔を同一軸上に有する構成のノズル孔を形成する工程と、
   前記ＳＯＩ基板の前記支持体を除去する工程と、
   前記ＳＯＩ基板の前記誘電体層を除去する工程と
   を有することを特徴とするノズルプレートの製造方法。
2. 前記支持体の除去を研削又はエッチングで行うことを特徴とする請求項１記載のノズルプレートの製造方法。
3. 前記ノズル孔の形成は、ドライエッチングで行うことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のノズルプレートの製造方法。
4. 前記ドライエッチングは、ＩＣＰ放電によるドライエッチングであることを特徴とする請求項３記載のノズルプレートの製造方法。
5. 請求項１乃至請求項４の何れかに記載のノズルプレートの製造方法を用いて液滴吐出ヘッドを製造することを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。

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