JP2008194915A - 液滴吐出ヘッドの製造方法及び液滴吐出ヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】接合不良による信頼性低下を防ぐことが可能な液滴吐出ヘッドの製造方法及び液滴吐出ヘッドを提供することを目的とする。
【解決手段】ノズル基板とキャビティ基板とを単結晶シリコン基板で構成し、リザーバ基板と電極基板とをガラス基板で構成し、これらの基板を陽極接合により接合するようにしたものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、インクジェットヘッド等の液滴吐出ヘッドの製造方法及び液滴吐出ヘッドに関する。

液滴を吐出するための液滴吐出ヘッドとして、従来より、液滴を吐出する複数のノズル孔が形成されたノズル基板と、底面に振動板を形成し、液滴を溜めておく吐出室となる凹部が形成されたキャビティ基板と、振動板に対向し、振動板を駆動する個別電極が形成された電極基板と、吐出室に液滴を供給する共通液滴室となる凹部と、共通液滴室から吐出室へ液滴を移送するための貫通孔と、吐出室からノズル孔へ液滴を移送するノズル連通孔とを有するリザーバ基板の４枚の基板を備え、ノズル基板、リザーバ基板、キャビティ基板及び電極基板がこの順で重ねて接合された構造のものがある（例えば、特許文献１参照）。

この液滴吐出ヘッドでは、ノズル基板、リザーバ基板及びキャビティ基板がシリコン基板で構成され、電極基板がガラス基板で構成されており、シリコン基板同士の接合には直接接合又は接着剤が用いられ、シリコン基板とガラス基板との接合には陽極接合が用いられていた。

特開２００６−１０３１６７号公報（第７頁、図１）

上記従来の液滴吐出ヘッドでは、ノズル基板、リザーバ基板及びキャビティ基板がシリコン基板で構成されているため、これらの接合には、上述したように直接接合又は接着剤が用いられている。しかしながら、直接接合は１０００℃近くの高温加熱環境下で行われるため、リザーバ基板やキャビティ基板に形成されたインク保護膜や撥水膜が損傷してしまい、信頼性低下を招く恐れがあった。また、接着剤による接合は、接着剤の硬化収縮などによる接合界面の剥がれが発生する場合があり、同様に信頼性の面で問題があった。

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、接合不良による信頼性低下を防ぐことが可能な液滴吐出ヘッドの製造方法及び液滴吐出ヘッドを提供することを目的とする。

本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、液滴を吐出する複数のノズル孔が形成されたノズル基板と、底面に振動板を形成し、液滴を溜めておく吐出室となる凹部が各ノズル孔それぞれに対応して形成されたキャビティ基板と、振動板に対向し、振動板を駆動する個別電極が形成された電極基板と、各吐出室に液滴を供給する共通のリザーバとなる凹部、リザーバと吐出室とを連通する供給口、及び吐出室からノズル孔へ液滴を移送するノズル連通孔を有するリザーバ基板とを備え、ノズル基板、リザーバ基板、キャビティ基板及び電極基板がこの順に重ねて接合される液滴吐出ヘッドの製造方法であって、ノズル基板とキャビティ基板とを単結晶シリコン基板で構成し、リザーバ基板と電極基板とをガラス基板で構成し、これらの基板を陽極接合により接合するようにしたものである。
このように、各基板同士の接合に陽極接合を用いることにより、従来、これらの基板を直接接合や接着剤によって接合することにより生じていた信頼性低下の問題を回避することが可能となる。

また、本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、リザーバ基板となるガラス基板に、リザーバとなる凹部と、凹部の底面からリザーバ基板を貫通する空間部とを形成した後、リザーバとなる凹部の底面部分と空間部との段差部分に樹脂薄膜を貼り付ることにより、リザーバとなる凹部の底面に、圧力変動を緩衝するダイアフラム部を形成する工程を有するものである。
これにより、ガラス基板で構成したリザーバ基板に対して簡単にダイアフラム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、樹脂薄膜がＰＰＳフィルムであるものである。
このように、樹脂薄膜としてＰＰＳフィルムを採用することができる。

また、本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、リザーバ基板にリザーバとなる凹部を形成する際には、サンドブラストを用いるものである。
これにより、比較的大きな凹部であるリザーバの形成を短時間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、リザーバ基板にノズル連通孔を形成する際には、リザーバ基板のノズル連通孔の形成部分にフェムト秒レーザーを照射して先穴を形成した後、沸酸エッチングを行うことにより形成するものである。
これにより、エッチングだけでは長時間化するガラス基板への貫通孔（ノズル連通孔）の形成を短時間で行うことができる。

また、本発明に係る液滴吐出ヘッドは、上記何れかの液滴吐出ヘッドの製造方法で製造されたものである。
これにより、信頼性の高い液滴吐出ヘッドを得ることができる。

以下、本発明を適用した液滴吐出ヘッドの実施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、ノズル基板の表面に設けられたノズル孔からインク滴を吐出するフェイス吐出型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、基板の端部に設けられたノズル孔からインク滴を吐出するエッジ吐出型の液滴吐出ヘッドにも同様に適用することができるものである。

実施形態１．
図１は本発明の実施形態１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であり、図２は組立状態を示すインクジェットヘッドの断面図である。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。

図１、図２に示す本実施形態に係るインクジェットヘッド（液滴吐出ヘッドの一例）１０は、ノズル基板１、リザーバ基板２、キャビティ基板３、電極基板４の４つの基板をこの順に重ねて接合された４層構造で構成されている。以下、各基板の構成について詳述する。

ノズル基板１は、例えば厚さ約５０μｍの単結晶シリコン基板から作製されている。ノズル基板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。ただし、図１には簡明のため１列５つのノズル孔１１で示してある。また、ノズル列は複数列とすることもある。
各ノズル孔１１は、基板面に対し垂直にかつ同軸上に小さい穴の噴射口部分１１ａと噴射口部分１１ａよりも径の大きい導入口部分１１ｂとから構成されている。

リザーバ基板２は、例えば厚さ約１８０μｍのガラス基板から作製されている。本例は、従来、シリコン基板で作製されていたリザーバ基板２をガラス基板で作製するようにしたことに特徴を有しており、このようにガラス基板を用いることにより、ノズル基板１又はキャビティ基板３との接合に際し、陽極接合を用いて強固に接合することを可能としている。ここで、ガラス基板としては、ノズル基板１又はキャビティ基板３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。硼珪酸系の耐熱硬質ガラスを用いることにより、ノズル基板１又はキャビティ基板３を陽極接合する際、両基板の熱膨張係数が近いため、ノズル基板１又はキャビティ基板３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ノズル基板１又はキャビティ基板３と強固に接合することができる。

このリザーバ基板２には、リザーバ基板２を垂直に貫通し、各ノズル孔１１に独立して連通する少し大きい径（導入口部分１１ｂの径と同等もしくはそれよりも大きい径）のノズル連通孔２１が設けられている。また、リザーバ基板２のキャビティ基板３との接合面（以下、Ｃ面ともいう）には、後述の各吐出室３１に液滴を供給する共通のリザーバ２３となる凹部２４と、リザーバ２３と吐出室３１とを連通する供給口２２とが形成されており、リザーバ２３内の液滴が供給口２２を介して吐出室３１に供給されるようになっている。

リザーバ基板２のＣ面には更に、キャビティ基板３の吐出室３１の一部を構成する第２の凹部２８が形成されている。第２の凹部２８は、キャビティ基板３を薄くすることによる吐出室３１での流路抵抗の増加を防ぐために設けられているが、第２の凹部２８は省略することも可能である。
なお、図示は省略するが、リザーバ基板２の全面にはインクによるシリコンの腐食を防ぐために例えば熱酸化膜（ＳｉＯ₂膜）からなるインク保護膜が形成されている。

また、リザーバ基板２のノズル基板１との接合面（以下、Ｎ面ともいう）において凹部２４と対応する位置には、後述のダイアフラム部２７のたわみを許容する空間部２５が凹部２４の底部と連通してリザーバ基板２を貫通するように形成されている。この空間部２５は、本例では図２に示すようにリザーバ基板２のＣ面に、凹部２４の底面に連通するように形成された凹部で構成されている。そして、凹部２４の底面に樹脂フィルム２６が位置するように、空間部（凹部）２５の底面と凹部２４の底面との段差部分に樹脂フィルム２６が貼り付けられている。この樹脂フィルム２６により、リザーバ２３の圧力変動を緩衝させるためのダイアフラム部２７がリザーバ２３の底部に構成されている。なお、樹脂フィルム２６は、本例ではＰＰＳフィルムを用いている。

また、リザーバ基板２を貫通するノズル連通孔２１は、ノズル基板１のノズル孔１１と同軸上に設けられているので、インク滴の吐出の直進性が得られ、そのため吐出特性が格段に向上するものとなる。特に、微小なインク滴を狙い通りに着弾させることができるため、色ずれ等を生じることなく微妙な階調変化を忠実に再現することができ、より鮮明で高品位の画質を実現することができる。

キャビティ基板３は、例えば厚さ約３０μｍの単結晶シリコン基板から作製されている。このキャビティ基板３にはノズル連通孔２１のそれぞれに独立して連通する吐出室３１となる第１の凹部３３が設けられている。そして、この第１の凹部３３と上記の第２の凹部２８とで各吐出室３１が区画形成されている。また、吐出室３１（第１の凹部３３）の底壁が振動板３２を構成している。振動板３２は、シリコンに高濃度のボロンを拡散することにより形成されるボロン拡散層により構成することができる。ボロン拡散層とすることにより、エッチングストップを十分に働かせることができるので振動板３２の厚さや面荒れを精度よく調整することができる。

キャビティ基板３の少なくとも下面には、例えばＴＥＯＳ（Tetraethylorthosilicate Tetraethoxysilane：テトラエトキシシラン、珪酸エチル）を原料としたプラズマＣＶＤ(Chemical Vapor Deposition ：化学気相成長法)によるＳｉＯ₂膜からなる絶縁膜３４が例えば０．１μｍの厚さで形成されている。この絶縁膜３４は、インクジェットヘッド１０の駆動時における絶縁破壊や短絡を防止するために設けられている。キャビティ基板３の上面にはリザーバ基板２と同様のインク保護膜（図示せず）が形成されている。また、キャビティ基板３にはリザーバ基板２のリザーバ２３に連通するインク供給孔３５が設けられている。

電極基板４は、例えば厚さ約１ｍｍのガラス基板から作製されている。中でも、キャビティ基板３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、リザーバ基板２の場合と同様に、硼珪酸系の耐熱硬質ガラスを用いることにより、電極基板４とキャビティ基板３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４とキャビティ基板３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４とキャビティ基板３を強固に接合することが可能となるためである。

電極基板４には、キャビティ基板３の各振動板３２に対向する表面の位置にそれぞれ凹部４２が設けられている。各凹部４２は、エッチングにより約０．３μｍの深さで形成されている。そして、各凹部４２の底面には、一般に、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide：インジウム錫酸化物）からなる個別電極４１が、例えば０．１μｍの厚さでスパッタにより形成されている。したがって、振動板３２と個別電極４１との間に形成されるギャップＧ（空隙）は、この凹部４２の深さ、個別電極４１および振動板３２を覆う絶縁膜３４の厚さにより決まることになる。このギャップ（電極間ギャップ）Ｇはインクジェットヘッドの吐出特性に大きく影響する。本実施形態の場合、電極間ギャップＧは０．２μｍとなっている。この電極間ギャップＧの開放端部はエポキシ接着剤等からなる封止材４３により気密に封止される。これにより異物や湿気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。
なお、個別電極４１の材料はＩＴＯに限定するものではなく、ＩＺＯ（Indium Zinc Oxide ）あるいは金、銅等の金属を用いてもよい。ただ、ＩＴＯは透明であるので振動板の当接具合の確認が行いやすいことなどの理由から、一般にはＩＴＯが用いられている。

また、個別電極４１の端子部４１ａは、リザーバ基板２およびキャビティ基板３の端部が開口された電極取り出し部４４に露出しており、電極取り出し部４４において例えばドライバＩＣ等の駆動制御回路５が搭載されたフレキシブル配線基板（図示せず）が各個別電極４１の端子部４１ａとキャビティ基板３の端部に設けられた共通電極３６とに接続されている。

電極基板４にはインクカートリッジ（図示せず）に接続されるインク供給孔４５が設けられている。インク供給孔４５は、キャビティ基板３に設けられたインク供給孔３５を通じてリザーバ２３に連通している。

ここで、上記のように構成されたインクジェットヘッド１０の動作について概要を説明する。
インクジェットヘッド１０には、外部のインクカートリッジ（図示せず）内のインクがインク供給孔４５、３５を通じてリザーバ２３内に供給され、さらにインクは個々の供給口２２からそれぞれの吐出室３１、ノズル連通孔２１を経てノズル孔１１の先端まで満たされている。また、このインクジェットヘッド１０の動作を制御するためのドライバＩＣ等の駆動制御回路５が各個別電極４１とキャビティ基板３に設けられた共通電極３６との間に接続されている。したがって、この駆動制御回路５により個別電極４１に駆動信号（パルス電圧）を供給すると、個別電極４１には駆動制御回路５からパルス電圧が印加され、個別電極４１をプラスに帯電させ、一方これに対応する振動板３２はマイナスに帯電する。このとき、個別電極４１と振動板３２間に静電気力（クーロン力）が発生するため、この静電気力により振動板３２は個別電極４１側に引き寄せられて撓む。これによって吐出室３１の容積が増大する。次に、パルス電圧をオフにすると、上記静電気力がなくなり振動板３２はその弾性力により元に戻り、その際、吐出室３１の容積が急激に減少するため、そのときの圧力により、吐出室３１内のインクの一部がノズル連通孔２１を通過しインク滴となってノズル孔１１から吐出される。そして、再びパルス電圧が印加され、振動板３２が個別電極４１側に撓むことにより、インクがリザーバ２３から供給口２２を通って吐出室３１内に補給される。

この実施形態に係るインクジェットヘッド１０の構成によれば、上記のようなインクジェットヘッド１０の駆動時において、吐出室３１の圧力はリザーバ２３にも伝達される。このとき、リザーバ２３の底部にはダイアフラム部２７が設けられているので、リザーバ２３が正圧になるとダイアフラム部２７は空間部２５内で上方へ撓み、逆にリザーバ２３が負圧になるとダイアフラム部２７は下方へ撓むため、リザーバ２３内の圧力変動を緩衝することができ、ノズル間の圧力干渉を防止することができる。そのため、駆動ノズル以外の非駆動ノズルからインクが漏れ出たり、駆動ノズルから吐出に必要な吐出量が減少するといったような不具合をなくすことができる。
また、ダイアフラム部２７はリザーバ２３の底部に設けられているため、ダイアフラム部２７の面積を大きくすることができ、圧力緩衝効果を大きくすることができる。
さらに、ダイアフラム部２７はノズル基板１によって蓋がされ外部に露出していないので、樹脂フィルム２６からなるダイアフラム部２７を外力から確実に保護することができ、かつ保護カバー等特別な保護部材を全く必要としない。そのため、インクジェットヘッド１０の小型化およびコスト低減が可能となる。

なお、ダイアフラム部２７は上記のように広い面積を有するので、密閉された空間部２５内でも確実に変位（振動）させることができる。

次に、本実施形態に係るインクジェットヘッド１０の製造方法について図３乃至図７を参照して説明する。なお、以下において示す基板の厚さやエッチング深さ、温度、圧力等の値はあくまでも一例を示すものであり、本発明はこれらの値によって限定されるものではない。

初めに、リザーバ基板２の製造方法を図３及び図４の工程断面図により説明する。

まず、厚さ１８０μｍのガラス基板２００を用意し、このガラス基板２００の全面にフォトレジスト２０１を塗布し、Ｃ面側の供給口２２に対応する部分２２ａをフォトリソグラフィー法で開口する（図３（ａ））。

次に、ガラス基板２００全体を沸酸に浸漬して所定量エッチングし、供給口２２を形成する（図３（ｂ））。そして、一旦フォトレジスト２０１を剥離した後、再度フォトレジスト２０２を塗布し、第２の凹部２８に対応する部分２８ａをフォトリソグラフィー法で開口し、再度、ガラス基板２００全体を沸酸に浸漬して所定量エッチングし、第２の凹部２８を形成する（図３（ｃ））。

次に、フォトレジスト２０２を剥離し、再度フォトレジスト２０３を塗布し、ガラス基板２００の両面においてノズル連通孔２１に対応する部分２１ａをフォトリソグラフィー法で開口する。そして、Ｃ面（Ｎ面でもよい）のノズル連通孔２１に対応する部分２１ａにフェムト秒レーザーを照射し、ノズル連通孔２１の形成部分に、先穴２１ｂを開ける（図３（ｄ））。そして、沸酸を用いてノズル連通孔２１の形成部分を垂直にエッチングし、ノズル連通孔２１を形成する（図３（ｅ））。

ここで、フェムト秒レーザーを照射して先穴２１ｂを開けた後、エッチングするようにしているのは、ガラス基板２００にエッチングだけで貫通穴を開けようとすると時間を要するためであり、先にフェムト秒レーザーで先穴２１ｂを開けておくことにより、エッチング液に接触する面積が増えて結果的にエッチング速度が速まり、貫通穴の形成時間を短くすることが可能となる。

なお、フェムト秒レーザーの照射によりガラス基板に形成される貫通孔（先穴２１ｂ）は、フェムト秒レーザーの照射部分に改質層が形成されることによって形成されるものであり、その先穴２１ｂの表面は、エッチングで形成されるエッチング面に比べて荒い面となっている。しかしながら、先穴２１ｂを形成後にエッチングを行うため、その表面は滑らかな面に仕上がる。ここで、このように先穴２１ｂの表面は荒く形成される都合上、先穴２１ｂを、目標とするノズル連通孔２１の径に対して大きく形成しすぎるのは好ましくなく、先穴２１ｂの最大径はノズル連通孔２１の径の１０％以上５０％以下とすることが好ましい。

以上のようにしてノズル連通孔２１を形成した後、フォトレジスト２０３を剥離し、その後、ガラス基板２００の両面に感光性フィルム（ドライフィルム）２０４を貼る。そして、フォトリソグラフィー法を用いてＣ面側のドライフィルム２０４にリザーバ２３に対応する部分２３ａの開口を形成し、Ｎ面側のドライフィルム２０４に空間部（凹部）２５に対応する部分２５ａの開口を形成する（図４（ｆ））。そして、リザーバ２３に対応する部分２３ａをサンドブラストを用いて掘り下げ、リザーバ２３を形成する（図４（ｇ））。

その後、Ｎ面側のドライフィルム２０４に形成された凹部２５に対応する部分２５ａをサンドブラストを用いてリザーバ２３と連通するまで掘り下げる（図４（ｈ））。そして、両面のドライフィルム２０４を除去し、凹部２５の底面に樹脂フィルム２６をアライメントして貼り付け、ダイアフラム部２７を形成する（図４（ｉ））。
以上によりリザーバ基板２が作製される。

次に、インクジェットヘッドの完成までの製造方法を図５乃至図７により説明する。
電極基板４は以下のようにして製造される。
まず、硼珪酸ガラス等からなる厚さ約１ｍｍのガラス基板４００に、例えば金・クロムのエッチングマスクを使用してフッ酸によってエッチングすることにより凹部４２を形成する。なお、この凹部４２は個別電極４１の形状より少し大きめの溝状のものであり、個別電極４１ごとに複数形成される。
そして、凹部４２の内部に、例えばスパッタによりＩＴＯ（Indium Tin Oxide）からなる個別電極４１を形成する。
その後、ブラスト等によってインク供給孔４５となる孔部４５ａを形成することにより、電極基板４が作製される（図５（ａ））。

次に、例えば厚さ約２２０μｍに表面加工および表面の加工変質層の除去処理（前処理）がなされたシリコン基板３００を用意し、このシリコン基板３００の片面に例えばＴＥＯＳを原料としたプラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition ）によって厚さ０．１μｍの熱酸化膜からなる絶縁膜３４を成膜する（図５（ｂ））。絶縁膜３４の成膜は、例えば、温度３６０℃、高周波出力２５０Ｗ、圧力６６．７Ｐａ（０．５Ｔｏｒｒ）、ガス流量はＴＥＯＳ流量１００ｃｍ₃／ｍｉｎ（１００ｓｃｃｍ）、酸素流量１０００ｃｍ₃／ｍｉｎ（１０００ｓｃｃｍ）の条件で行う。また、シリコン基板３００は所要の厚さのボロンドープ層（図示せず）を有するものを用いるのが望ましい。

次に、このシリコン基板３００と、図５（ａ）のように個別電極４１が作製された電極基板４とを、絶縁膜３４を介して陽極接合する（図５（ｃ））。陽極接合は、シリコン基板３００と電極基板４を３６０℃に加熱した後、電極基板４に負極、シリコン基板３００に正極を接続して、８００Ｖの電圧を印加して陽極接合する。

次に、陽極接合された上記シリコン基板３００の表面を、例えばバックグラインダーや、ポリッシャーによって研削加工し、さらに例えば水酸化カリウム水溶液で表面を１０〜２０μｍエッチングして加工変質層を除去し、厚さが例えば３０μｍになるまで薄くする（図５（ｄ））。

次に、この薄板化されたシリコン基板３００の表面に、エッチングマスクとなるＴＥＯＳ酸化膜３０１を、例えばプラズマＣＶＤによって厚さ約１．０μｍで成膜する（図５（ｅ））。
そして、そのＴＥＯＳ酸化膜３０１の表面上にレジスト（図示せず）をコーティングし、フォトリソグラフイーによってレジストをパターニングし、ＴＥＯＳ酸化膜３０１をエッチングすることにより、吐出室３１、インク供給孔３５、および電極取り出し部４４に対応する部分３１ａ、３５ａ、４４ａを開口する（図５（ｆ））。そして、開口後にレジストを剥離する。

次に、この陽極接合済みの基板を水酸化カリウム水溶液でエッチングすることにより、薄板化されたシリコン基板３００に、吐出室３１となる第１の凹部３３とインク供給孔３５となる貫通孔を形成する（図６（ｇ））。このとき、電極取り出し部４４となる部分４４ａは未だ貫通させず基板厚さが薄くなる程度にとどめておく。また、ＴＥＯＳエッチングマスク３０１の厚さも薄くなる。なおこのエッチング工程では、最初は、濃度３５ｗｔ％の水酸化カリウム水溶液を用いて、シリコン基板３００の残りの厚さが例えば５μｍになるまでエッチングを行い、ついで濃度３ｗｔ％の水酸化カリウム水溶液に切り替えてエッチングを行う。これにより、エッチングストップが十分に働くため、振動板３２の面荒れを防ぎ、かつその厚さを０．８０±０．０５μｍと高精度の厚さに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、実際のウェ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。
そして、エッチング後、レジストを剥離する。

シリコン基板３００のエッチングが終了した後に、フッ酸水溶液でエッチングすることによりシリコン基板３００の上面に形成されているＴＥＯＳ酸化膜３０１を除去する（図６（ｈ））。
次に、シリコン基板３００の吐出室３１となる第１の凹部３３が形成された表面に、プラズマＣＶＤによりＴＥＯＳ膜からなるインク保護膜３７を例えば厚さ０．１μｍで形成する（図６（ｉ））。

その後、ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）等によって電極取り出し部４４を開口する。また、振動板３２と個別電極４１の間の電極間ギャップの開放端部をエポキシ樹脂等の封止材４３で気密に封止する（図６（ｊ））。また、Ｐｔ（白金）等の金属電極からなる共通電極３６がスパッタによりシリコン基板３００の表面の端部に形成される。

以上により、電極基板４に接合されたシリコン基板３００からキャビティ基板３が作製される。
そして、このキャビティ基板３に、前述のようにノズル連通孔２１、供給口２２、リザーバ２３、ダイアフラム部２７等が作製されたリザーバ基板２を接合する（図７（ｋ））。ここで、キャビティ基板３は単結晶シリコンで形成され、リザーバ基板２はガラスで形成されているため、この両基板の接合には陽極接合を用いる。ここでの陽極接合の場合も、上記と同様の条件で実施される。

最後に、予めノズル孔１１が形成されたノズル基板１をリザーバ基板２上に接合する（図７（ｌ））。このノズル基板１とリザーバ基板２との接合に際しても、単結晶シリコンとガラスとの接合であるため、上記と同様に陽極接合を用いる。
そして、ダイシングにより個々のヘッドに分離すれば、図２に示したインクジェットヘッド１０の本体部が作製される（図７（ｍ））。

以上のように、本実施形態のインクジェットヘッドによれば、リザーバ基板２をガラス基板で構成したので、リザーバ基板（ガラス）２と、ノズル基板（単結晶シリコン）１又はキャビティ基板（単結晶シリコン）４との接合に陽極接合を用いることが可能となり、従来、これらの基板を直接接合や接着剤によって接合することにより生じていた信頼性低下の問題を回避することが可能となる。

また、ダイアフラム部２７を樹脂フィルム２６により形成しているため、圧力緩衝の効果が高いダイアフラム部２７を得ることができる。また、単に樹脂フィルム２６を貼り付けただけであるため、ダイアフラム部２７を簡単に形成することができる。

また、リザーバ基板２にリザーバ２３となる凹部２４を形成する際には、サンドブラストを用いているので、短時間に形成することが可能である。

また、ノズル連通孔２１を形成するに際し、フェムト秒レーザーで先穴２１ｂを開けてから沸酸エッチングで形成するようにしたので、一般に長時間化するガラス基板への貫通穴形成時間を短時間化することが可能となる。

上記の実施形態では、静電駆動方式のインクジェットヘッドおよびその製造方法について述べたが、本発明は上記の実施形態に限定されるものでなく、本発明の思想の範囲内で種々変更することができる。また、ノズル孔より吐出される液状材料を変更することにより、インクジェットプリンタのほか、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、プリント配線基板製造装置にて製造する配線基板の配線部分の形成、生体液体の吐出（プロテインチップやＤＮＡチップの製造）など、様々な用途の液滴吐出装置に適用することができる。

実施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の組立状態を示すインクジェットヘッドの断面図。 図１のリザーバ基板の製造工程の断面図。 図３に続くリザーバ基板の製造工程の断面図。 実施形態１に係るインクジェットヘッドの製造工程の断面図。 図５に続く製造工程の断面図。 図６に続く製造工程の断面図。

符号の説明

１ ノズル基板、２ リザーバ基板、３ キャビティ基板、４ 電極基板、１０ インクジェットヘッド、１１ ノズル孔、２１ ノズル連通孔、２１ｂ 先穴、２２ 供給口、２３ リザーバ、２４ 凹部、２５ 凹部（空間部）、２６ 樹脂フィルム、２７ ダイアフラム部、３１ 吐出室、３２ 振動板、４１ 個別電極、４２ 凹部。

Claims (6)

1. 液滴を吐出する複数のノズル孔が形成されたノズル基板と、底面に振動板を形成し、前記液滴を溜めておく吐出室となる凹部が前記各ノズル孔それぞれに対応して形成されたキャビティ基板と、前記振動板に対向し、前記振動板を駆動する個別電極が形成された電極基板と、前記各吐出室に液滴を供給する共通のリザーバとなる凹部、前記リザーバと前記吐出室とを連通する供給口、及び前記吐出室から前記ノズル孔へ液滴を移送するノズル連通孔を有するリザーバ基板とを備え、ノズル基板、リザーバ基板、キャビティ基板及び電極基板がこの順に重ねて接合される液滴吐出ヘッドの製造方法であって、
   前記ノズル基板とキャビティ基板とを単結晶シリコン基板で構成し、前記リザーバ基板と前記電極基板とをガラス基板で構成し、これらの基板を陽極接合により接合するようにしたことを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
2. 前記リザーバ基板となるガラス基板に、前記リザーバとなる凹部と、該凹部の底面から前記リザーバ基板を貫通する空間部とを形成した後、前記リザーバとなる凹部の底面部分と前記空間部との段差部分に樹脂薄膜を貼り付ることにより、前記リザーバとなる凹部の底面に、圧力変動を緩衝するダイアフラム部を形成する工程を有することを特徴とする請求項１記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
3. 前記樹脂薄膜はＰＰＳフィルムであることを特徴とする請求項２記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
4. 前記リザーバ基板に前記リザーバとなる凹部を形成する際には、サンドブラストを用いることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
5. 前記リザーバ基板に前記ノズル連通孔を形成する際には、前記リザーバ基板の前記ノズル連通孔の形成部分にフェムト秒レーザーを照射して先穴を形成した後、沸酸エッチングを行うことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
6. 請求項１乃至請求項５の何れかに記載の液滴吐出ヘッドの製造方法で製造された液滴吐出ヘッド。

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