JP2010158840A

JP2010158840A - Nozzle substrate formed of silicon, liquid droplet discharge head equipped with the nozzle substrate formed of silicon, liquid droplet discharge apparatus carrying the liquid droplet discharge head, and manufacturing method for the nozzle substrate formed of silicon

Info

Publication number: JP2010158840A
Application number: JP2009002606A
Authority: JP
Inventors: Kazufumi Otani; 和史大谷; Masahiro Fujii; 正寛藤井
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2009-01-08
Filing date: 2009-01-08
Publication date: 2010-07-22

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a nozzle substrate formed of silicon etc. which can improve an alkali resistance by managing the composition of a discharge liquid-resisting protective film. <P>SOLUTION: The nozzle substrate formed of silicon 1 has a nozzle hole 11, with the discharge liquid-resisting protective film 13 formed on a surface. An infrared reflecting film 15 is prepared at a part between the surface 100a of a silicon base material 100 on the liquid droplet discharge side and the discharge liquid-resisting protective film 13. In this case, the discharge liquid-resisting protective film 13 is formed continuously from the surface 100a on the liquid droplet discharge side of the silicon base material 100 to the inner wall 11c of the nozzle hole 11. The infrared reflecting film 15 is formed in a region not subject to nozzle cleaning, having aluminum or titanium oxide as the main component. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、シリコン製ノズル基板、シリコン製ノズル基板を備えた液滴吐出ヘッド、液滴吐出ヘッドを搭載した液滴吐出装置、及びシリコン製ノズル基板の製造方法に関する。 The present invention relates to a silicon nozzle substrate, a droplet discharge head provided with a silicon nozzle substrate, a droplet discharge apparatus equipped with the droplet discharge head, and a method for manufacturing a silicon nozzle substrate.

インクジェットヘッドは、印刷速度の高速化及びカラー化を目的として、ノズル列を複数有する構造が求められている。更に、近年、ノズル密度は高密度化するとともに、１列当りのノズル数が増加して長尺化しており、ノズル部材の高精度加工と高耐久性が求められている。このため、インクジェットヘッドのノズル基板に関して、様々な工夫、提案がなされている。 Ink jet heads are required to have a structure having a plurality of nozzle arrays for the purpose of increasing the printing speed and colorization. Further, in recent years, the nozzle density has been increased, and the number of nozzles per row has been increased to increase the length, and high precision processing and high durability of the nozzle member are required. For this reason, various devices and proposals have been made regarding the nozzle substrate of the inkjet head.

従来は、高密度ノズル基板をシリコン材料で実現し、表面処理により耐久性を向上させるために、シリコン基材の一方の面にノズル孔となる凹部を形成し、反対側の面から薄板化して開口し、開口したノズル孔の液滴吐出側の面に耐吐出液保護膜を形成し、撥水処理を施していた（例えば、特許文献１参照）。 Conventionally, in order to realize a high-density nozzle substrate with a silicon material and improve durability by surface treatment, a concave portion that becomes a nozzle hole is formed on one surface of a silicon base material, and thinned from the opposite surface. An opening was formed, and a discharge-resistant liquid protective film was formed on the surface of the opened nozzle hole on the droplet discharge side, and water repellent treatment was performed (for example, see Patent Document 1).

また、従来は、シリコン基材にプラズマ重合で耐吐出液保護膜を形成し、露点と紫外線光量を制御することで膜表面の水酸基を管理し、撥水膜との密着性を向上させるようにしていた（例えば、特許文献２参照）。 In addition, conventionally, a discharge-resistant protective film is formed on a silicon substrate by plasma polymerization, and the dew point and the amount of ultraviolet light are controlled to manage the hydroxyl group on the film surface and improve the adhesion to the water-repellent film. (For example, refer to Patent Document 2).

特開２００６−１５９６６１号公報（第８頁−第１１頁、図３−図７）Japanese Patent Laying-Open No. 2006-159661 (pages 8 to 11, FIG. 3 to FIG. 7) 特開２００８−１０５２３１号公報（第１０頁−第１６頁、図６）JP 2008-105231 A (page 10 to page 16, FIG. 6)

特許文献１記載の技術では、シリコン製ノズル基板の製造時に、耐吐出液保護膜の組成を管理して、ノズル基板の耐アルカリ性を強化することはしていない。 In the technique described in Patent Document 1, the composition of the ejection-resistant protective film is not managed to enhance the alkali resistance of the nozzle substrate during the manufacture of the silicon nozzle substrate.

また、特許文献２記載の技術でも、シリコン製ノズル基板の製造時に、耐吐出液保護膜の組成を管理して、ノズル基板の耐アルカリ性を強化することはしていない。 In the technique described in Patent Document 2, the composition of the anti-discharge liquid protective film is not managed to enhance the alkali resistance of the nozzle substrate at the time of manufacturing the silicon nozzle substrate.

本発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、シリコン基材の表面処理の際に、耐吐出液保護膜の組成を管理してアルカリ耐性を向上させることができるシリコン製ノズル基板、シリコン製ノズル基板を備えた液滴吐出ヘッド、液滴吐出ヘッドを搭載した液滴吐出装置、及びシリコン製ノズル基板の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and a silicon nozzle capable of improving the alkali resistance by managing the composition of a discharge-resistant protective film during the surface treatment of a silicon substrate. It is an object of the present invention to provide a substrate, a droplet discharge head provided with a silicon nozzle substrate, a droplet discharge device equipped with the droplet discharge head, and a method for manufacturing a silicon nozzle substrate.

本発明に係るシリコン製ノズル基板は、ノズル孔を有し、耐吐出液保護膜を表面に形成したシリコン製ノズル基板であって、シリコン基材の液滴吐出側の面と前記耐吐出液保護膜との間の一部に赤外線反射膜を設けたものである。
シリコン基材の液滴吐出側の面と耐吐出液保護膜との間の一部に赤外線反射膜を設けたので、赤外線反射膜に赤外線を当てて反射させることにより耐吐出液保護膜の組成を検出し、膜質の管理と品質保証を低コストで行うことができる。 The silicon nozzle substrate according to the present invention is a silicon nozzle substrate having nozzle holes and having a discharge-resistant liquid protective film formed on the surface, the surface of the silicon substrate on the droplet discharge side and the discharge-resistant liquid protection. An infrared reflecting film is provided in a part between the film.
Since the infrared reflective film is provided in part between the surface on the droplet discharge side of the silicon substrate and the anti-discharge liquid protective film, the composition of the anti-discharge liquid protective film is reflected by applying infrared rays to the infrared reflective film and reflecting it. Can be detected, and the quality and quality assurance of the film can be performed at low cost.

また、本発明に係るシリコン製ノズル基板は、耐吐出液保護膜が、シリコン基材の液滴吐出側の面からノズル孔の内壁まで連続して形成されたものである。
シリコン基材の液滴吐出側の面からノズル孔の内壁まで連続して形成された耐吐出液保護膜の組成を、赤外線反射膜に赤外線を当てて反射させることにより検出し、ノズル孔の内壁も含めた膜質の管理と品質保証を低コストで行うことができる。 In the silicon nozzle substrate according to the present invention, the discharge-resistant protective film is continuously formed from the surface of the silicon substrate on the droplet discharge side to the inner wall of the nozzle hole.
The composition of the anti-discharge liquid protective film formed continuously from the surface on the droplet discharge side of the silicon substrate to the inner wall of the nozzle hole is detected by applying infrared rays to the infrared reflecting film and reflected, and the inner wall of the nozzle hole Management and quality assurance can be performed at low cost.

また、本発明に係るシリコン製ノズル基板は、赤外線反射膜がノズルクリーニングの影響を受けない領域に形成されたものである。
赤外線反射膜を形成した部分は耐吐出液保護膜の密着性が低下しており、ノズルクリーニングにより剥離するおそれがあるため、赤外線反射膜をノズルクリーニングの影響を受けない領域、例えばノズル基板の外縁に形成することで、耐吐出液保護膜が剥離するのを防止することができる。 The silicon nozzle substrate according to the present invention is formed in a region where the infrared reflective film is not affected by nozzle cleaning.
The area where the infrared reflective film is formed has reduced adhesion to the discharge-resistant protective film and may be peeled off by nozzle cleaning, so the area where the infrared reflective film is not affected by nozzle cleaning, for example, the outer edge of the nozzle substrate By forming the protective film, the anti-discharge liquid protective film can be prevented from peeling off.

また、本発明に係るシリコン製ノズル基板は、赤外線反射膜がアルミニウムを主成分とするものである。
赤外線反射膜がアルミニウムを主成分とするので、赤外線反射膜を安価に形成することができる。 In the silicon nozzle substrate according to the present invention, the infrared reflecting film is mainly composed of aluminum.
Since the infrared reflecting film is mainly composed of aluminum, the infrared reflecting film can be formed at a low cost.

また、本発明に係るシリコン製ノズル基板は、赤外線反射膜が酸化チタンを主成分とするものである。
赤外線反射膜が酸化チタンを主成分とするので、シリコン基材の表面と耐吐出液保護膜との密着性が良好な赤外線反射膜を形成することができる。 In the silicon nozzle substrate according to the present invention, the infrared reflecting film is mainly composed of titanium oxide.
Since the infrared reflective film contains titanium oxide as a main component, an infrared reflective film having good adhesion between the surface of the silicon substrate and the discharge-resistant protective film can be formed.

また、本発明に係るシリコン製ノズル基板は、赤外線反射膜を形成した領域を保護材で覆うようにしたものである。
外力に弱い赤外線反射膜形成領域を保護材で保護することにより、外力に対する耐久性を向上することができる。 Moreover, the silicon nozzle substrate according to the present invention is such that the region where the infrared reflective film is formed is covered with a protective material.
By protecting the infrared reflective film forming region that is weak against external force with a protective material, durability against external force can be improved.

本発明に係る液滴吐出ヘッドは、上記のシリコン製ノズル基板を備えたものである。
ノズル基板の耐吐出液保護膜の組成を管理して品質を高めたので、耐アルカリ性が向上した液滴吐出ヘッドを提供することができる。 A droplet discharge head according to the present invention includes the above-described silicon nozzle substrate.
Since the quality is improved by managing the composition of the discharge-resistant protective film on the nozzle substrate, it is possible to provide a droplet discharge head with improved alkali resistance.

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。
アルカリ耐性の高い耐吐出液保護膜を備えた液滴吐出ヘッドを搭載したので、吐出液の選択自由度が高い液滴吐出装置を提供することができる。 A droplet discharge apparatus according to the present invention is equipped with the above-described droplet discharge head.
Since the droplet discharge head including the discharge-resistant protective film having high alkali resistance is mounted, it is possible to provide a droplet discharge device with a high degree of freedom in selecting the discharge solution.

本発明に係るシリコン製ノズル基板の製造方法は、シリコン基材に凹部を形成する工程と、シリコン基材の表面に保護膜を形成する工程と、凹部を形成した側の面に支持基板を貼り合わせる工程と、凹部を形成した側と反対側の面を薄板化し凹部を開口してノズル孔とする工程と、薄板化した面にマスク部材を接触させ、マスク部材の開口部にスパッタで赤外線反射膜を形成し、マスク部材を除去する工程と、薄板化した面側からシリコン基材の表面に耐吐出液保護膜を形成する工程と、耐吐出液保護膜の上に撥水膜を形成する工程と、薄板化した面をサポート部材により保護して支持基板を剥離し、支持基板を剥離した側より親水化処理する工程と、サポート部材を剥離する工程とを有するものである。
これにより、工程を追加するだけで凹凸のあるシリコン基材に選択的に赤外線反射膜を形成することができる。 The method of manufacturing a silicon nozzle substrate according to the present invention includes a step of forming a recess in a silicon base, a step of forming a protective film on the surface of the silicon base, and attaching a support substrate to the surface on which the recess is formed. The step of matching, the step of thinning the surface opposite to the side where the concave portion is formed and opening the concave portion to form a nozzle hole, the mask member is brought into contact with the thinned surface, and the infrared reflection is reflected by the sputter to the opening portion of the mask member Forming a film, removing the mask member, forming a discharge-resistant protective film on the surface of the silicon substrate from the thinned surface side, and forming a water-repellent film on the discharge-resistant protective film The method includes a step, a step of protecting the thinned surface with a support member, peeling the support substrate, performing a hydrophilic treatment from the side where the support substrate is peeled, and a step of peeling the support member.
Thereby, an infrared reflective film can be selectively formed on an uneven silicon substrate only by adding a process.

本発明に係るシリコン製ノズル基板の製造方法は、シリコン基材に凹部を形成する工程と、シリコン基材の表面に保護膜を形成する工程と、凹部を形成した側の面に支持基板を貼り合わせる工程と、凹部を形成した側と反対側の面を薄板化し前記凹部を開口してノズル孔とする工程と、薄板化した面にマスク部材を接触させ、マスク部材の開口部にスパッタで赤外線反射膜を形成し、マスク部材を除去する工程と、薄板化した面側からシリコン基材の表面に耐吐出液保護膜を形成する工程と、赤外線反射膜に赤外線を照射して赤外線反射膜形成部の耐吐出液保護膜の組成を分析する工程と、耐吐出液保護膜の上に撥水膜を形成する工程と、薄板化した面をサポート部材により保護して支持基板を剥離し、支持基板を剥離した側より親水化処理する工程と、サポート部材を剥離する工程とを有するものである。
これにより、工程を追加するだけで凹凸のあるシリコン基材に選択的に赤外線反射膜を形成し、この反射膜によってシリコン基材上の薄膜を赤外線分析し、アルカリ耐性に優れた耐吐出液保護膜を形成することができる。 The method of manufacturing a silicon nozzle substrate according to the present invention includes a step of forming a recess in a silicon base, a step of forming a protective film on the surface of the silicon base, and attaching a support substrate to the surface on which the recess is formed. A step of aligning, a step of thinning a surface opposite to the side where the concave portion is formed and opening the concave portion to form a nozzle hole, a mask member being brought into contact with the thinned surface, and an infrared ray by sputtering on the opening portion of the mask member Forming the reflective film and removing the mask member, forming the anti-discharge liquid protective film on the surface of the silicon substrate from the thinned surface side, and forming the infrared reflective film by irradiating the infrared reflective film with infrared rays The step of analyzing the composition of the discharge-resistant protective film of the part, the step of forming a water-repellent film on the discharge-resistant protective film, and the support substrate is peeled off by supporting the thinned surface with a support member Hydrophilization treatment from the side where the substrate is peeled off And that step, and a step of separating the support member.
In this way, an infrared reflective film is selectively formed on an uneven silicon substrate simply by adding a process, and the thin film on the silicon substrate is infrared-analyzed by this reflective film to protect the discharge liquid with excellent alkali resistance. A film can be formed.

本発明に係るシリコン製ノズル基板の製造方法は、耐吐出液保護膜を成膜温度が１５０℃以下の低温プラズマＣＶＤで形成するものである。
耐吐出液保護膜の成膜温度を低温にしたので、シリコン基材を薄板化した後に、支持基板の接着剤に影響を及ぼすことなく耐吐出液保護膜を形成することができる。 In the method for manufacturing a silicon nozzle substrate according to the present invention, a discharge-resistant protective film is formed by low-temperature plasma CVD at a film forming temperature of 150 ° C. or lower.
Since the deposition temperature of the discharge-resistant protective film is lowered, the discharge-resistant protective film can be formed without affecting the adhesive on the support substrate after the silicon substrate is thinned.

本発明に係るシリコン製ノズル基板の製造方法は、赤外線反射膜形成部の耐吐出液保護膜の組成を、フーリエ変換赤外分光光度計で分析するものである。
フーリエ変換赤外分光分析に用いる赤外線は、耐吐出液保護膜を成膜したシリコン基材を透過してしまうが、赤外線反射膜を設けたので、シリコン基材上の薄膜をフーリエ変換赤外分光分析することができる。 In the method for producing a silicon nozzle substrate according to the present invention, the composition of the discharge-resistant protective film in the infrared reflective film forming portion is analyzed by a Fourier transform infrared spectrophotometer.
Infrared light used for Fourier transform infrared spectroscopic analysis is transmitted through the silicon substrate on which the ejection-resistant liquid protective film is formed, but since an infrared reflective film is provided, the thin film on the silicon substrate is subjected to Fourier transform infrared spectroscopy. Can be analyzed.

本発明の実施の形態１にかかる液滴吐出ヘッドの分解斜視図。1 is an exploded perspective view of a droplet discharge head according to a first embodiment of the present invention. 図１の要部の縦断面図。The longitudinal cross-sectional view of the principal part of FIG. 図２の要部を拡大した断面図。Sectional drawing which expanded the principal part of FIG. 図１のノズル基板の上面図。The top view of the nozzle substrate of FIG. 図１のノズル基板の製造工程を示す断面図。Sectional drawing which shows the manufacturing process of the nozzle substrate of FIG. 図５に続くノズル基板の製造工程を示す断面図。Sectional drawing which shows the manufacturing process of the nozzle substrate following FIG. 図６に続くノズル基板の製造工程を示す断面図。Sectional drawing which shows the manufacturing process of the nozzle substrate following FIG. 図７に続くノズル基板の製造工程を示す断面図。Sectional drawing which shows the manufacturing process of the nozzle substrate following FIG. 図８に続くノズル基板の製造工程を示す断面図。Sectional drawing which shows the manufacturing process of the nozzle substrate following FIG. キャビティ基板及び電極基板を接合した接合基板の製造工程を示す断面図。Sectional drawing which shows the manufacturing process of the joining board | substrate which joined the cavity board | substrate and the electrode substrate. 図１０に続く接合基板の製造工程を示す断面図。FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a bonded substrate subsequent to FIG. 10. キャビティ基板及び電極基板の接合基板をノズル基板に接合する製造工程を示す断面図。Sectional drawing which shows the manufacturing process which joins the bonding substrate of a cavity substrate and an electrode substrate to a nozzle substrate. 本発明の実施の形態２にかかるインクジェットプリンタの斜視図。FIG. 6 is a perspective view of an ink jet printer according to a second embodiment of the present invention.

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（インクジェットヘッド）の分解斜視図、図２は図１を組立てた状態の要部の縦断面図、図３は図２の要部を拡大した断面図、図４は図１のノズル基板の上面図である。
図において、インクジェットヘッド１０は、複数のノズル孔１１が所定の間隔で設けられたノズル基板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基板２と、キャビティ基板２の振動板２２に対峙して個別電極３１が設けられた電極基板３とを貼り合わせて構成したものである。 Embodiment 1 FIG.
1 is an exploded perspective view of a droplet discharge head (inkjet head) according to Embodiment 1 of the present invention, FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a main part in a state where FIG. 1 is assembled, and FIG. 3 is a main part of FIG. FIG. 4 is a top view of the nozzle substrate of FIG.
In the figure, an inkjet head 10 includes a nozzle substrate 1 in which a plurality of nozzle holes 11 are provided at predetermined intervals, a cavity substrate 2 in which an ink supply path is provided independently for each nozzle hole 11, and a cavity substrate 2. The electrode substrate 3 provided with the individual electrodes 31 is bonded to the diaphragm 22 and is configured to be bonded.

ノズル基板１はシリコン基材１００から作製されている。インク滴を吐出するためのノズル孔１１は、径の異なる２段の円筒状に形成されたノズル孔部分、すなわち液滴吐出面１ａ側に位置して先端が液滴吐出面１ａに開口する径の小さい第１のノズル孔１１ａと、キャビティ基板２と接合する接合面１ｂ側に位置して接合面１ｂに開口する径の大きい第２のノズル孔１１ｂとから構成され、基板面に対して垂直にかつ同軸上に設けられている。 The nozzle substrate 1 is made from a silicon base material 100. The nozzle hole 11 for ejecting ink droplets is a nozzle hole portion formed in a two-stage cylindrical shape having different diameters, that is, a diameter that is located on the droplet ejection surface 1a side and the tip opens to the droplet ejection surface 1a. The first nozzle hole 11a having a small diameter and the second nozzle hole 11b having a large diameter which is located on the side of the bonding surface 1b bonded to the cavity substrate 2 and opens to the bonding surface 1b are perpendicular to the substrate surface. And provided on the same axis.

シリコン基材１００の接合側の面１００ｂからノズル孔１１の内壁１１ｃにかけて、ドライ熱酸化により形成された保護膜であるＳｉＯ₂膜（シリコン酸化膜）１２が連続して形成されている。
また、ノズル孔１１の内壁１１ｃ（ＳｉＯ₂膜１２の上）から、シリコン基材１００の液滴吐出側の面１００ａにかけて、ケイ素の酸化物を主成分としアルカリ耐性の高い耐吐出液保護膜１３が連続して形成されている。耐吐出液保護膜１３は、シリコン重合膜をシロキサン原料のプラズマＣＶＤで形成し、ＵＶ（紫外線）を照射して脱水縮合させ、保護膜表面をＳｉＯ₂化したもので、安価な原料で形成できるためコストを低減することができる。なお、耐吐出液保護膜１３は、タンタルの酸化物を主成分とするものであってもよく、あるいはニオブの酸化物を主成分とするものであってもよい。タンタルの酸化物を主成分とする場合は、ケイ素の酸化物よりもアルカリ耐性の高い耐吐出液保護膜を形成できるので、吐出液の選択自由度が向上する。また、ニオブの酸化物を主成分とする場合は、タンタルの酸化物よりも安価で、ケイ素の酸化物よりもアルカリ耐性の高い耐吐出液保護膜を形成することができる。 A SiO ₂ film (silicon oxide film) 12 that is a protective film formed by dry thermal oxidation is continuously formed from the bonding-side surface 100b of the silicon substrate 100 to the inner wall 11c of the nozzle hole 11.
Further, from the inner wall 11c (on the SiO ₂ film 12) of the nozzle hole 11 to the surface 100a on the droplet discharge side of the silicon substrate 100, a discharge resistant protective film 13 having a silicon oxide as a main component and having a high alkali resistance. Are formed continuously. The discharge-resistant protective film 13 is a silicon polymer film formed by plasma CVD of a siloxane raw material, dehydrated and condensed by irradiating UV (ultraviolet rays), and the protective film surface is converted to SiO ₂ and can be formed of an inexpensive raw material. Therefore, the cost can be reduced. The discharge-resistant protective film 13 may be composed mainly of tantalum oxide, or may be composed mainly of niobium oxide. When tantalum oxide is the main component, a discharge-resistant protective film having higher alkali resistance than silicon oxide can be formed, so that the degree of freedom in selecting the discharge liquid is improved. Further, when the main component is niobium oxide, a discharge-resistant protective film that is less expensive than tantalum oxide and higher in alkali resistance than silicon oxide can be formed.

耐吐出液保護膜１３の上には液滴吐出面１ａ側に撥水膜１４が形成されている。撥水膜１４は、耐吐出液保護膜１３表面の水酸基と脱水縮合により強固に結合するので、耐吐出液保護膜１３との密着性に優れる。 A water repellent film 14 is formed on the liquid discharge protective surface 13 on the droplet discharge surface 1a side. Since the water-repellent film 14 is firmly bonded to the hydroxyl group on the surface of the discharge-resistant protective film 13 by dehydration condensation, it has excellent adhesion to the discharge-resistant protective film 13.

液滴吐出側のシリコン基材１００の表面と耐吐出液保護膜１３との間には、主成分をアルミニウム（Ａｌ）とする赤外線反射膜１５が形成されている。フーリエ変換赤外分光（ＦＴ−ＩＲ）分析では、分析対象物の表面と底面における反射光の差分をとって吸収スペクトルを測定するが、耐吐出液保護膜１３を成膜するシリコン基材１００は赤外線を透過してしまうため、そのままでは、耐吐出液保護膜１３の成分をフーリエ変換赤外分光で分析することはできない。このため、上記のように、液滴吐出側のシリコン基材１００の表面と耐吐出液保護膜１３との間の一部に、例えばスパッタにより赤外線反射膜１５を設けて、赤外線を反射させるようにした。こうして、耐吐出液保護膜１３をフーリエ変換赤外分光で分析することが可能となり、膜質管理と品質保証を確実に、かつ低コストでおこなうことができる。 An infrared reflective film 15 whose main component is aluminum (Al) is formed between the surface of the silicon substrate 100 on the droplet discharge side and the discharge-resistant liquid protective film 13. In Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) analysis, an absorption spectrum is measured by taking a difference between reflected light on the surface and bottom surface of an analysis object. Since the infrared rays are transmitted, the components of the ejection-resistant liquid protective film 13 cannot be analyzed by Fourier transform infrared spectroscopy as they are. Therefore, as described above, the infrared reflection film 15 is provided, for example, by sputtering on a part between the surface of the silicon substrate 100 on the droplet discharge side and the discharge-resistant liquid protective film 13 so as to reflect infrared rays. I made it. Thus, it becomes possible to analyze the discharge-resistant protective film 13 by Fourier transform infrared spectroscopy, and film quality control and quality assurance can be performed reliably and at low cost.

赤外線反射膜１５の主成分は上記のようにアルミニウムであり、安価に形成することができる。なお、主成分は酸化チタン（ＴｉＯ）等であってもよく、酸化チタンの場合は、シリコン基材１００の表面及び耐吐出液保護膜１３との密着性がよい。 The main component of the infrared reflecting film 15 is aluminum as described above, and can be formed at low cost. The main component may be titanium oxide (TiO) or the like. In the case of titanium oxide, the adhesion between the surface of the silicon substrate 100 and the discharge-resistant protective film 13 is good.

赤外線反射膜１５はノズルクリーニングの影響を受けないノズル基板１の外縁に形成することが好ましく、例えば、図４に示すように、ノズル基板１の角部に設けることができる。液滴吐出側のシリコン基材１００の表面と耐吐出液保護膜１３との間に赤外線反射膜１５を形成するとこれらの間の密着性が低下することもあるが、赤外線反射膜１５をノズルクリーニングの影響を受けない領域に形成することで、ノズルクリーニングによる外力で耐吐出液保護膜１３が剥離するのを防ぐことができる。他の角部の２箇所には、アライメント穴１６が設けられている。
赤外線反射膜１５を形成した領域は保護材（図示せず）で覆うようにしてもよい。こうすると、外力に弱い領域を保護して、ヘッドの耐久性を向上させることができる。 The infrared reflection film 15 is preferably formed on the outer edge of the nozzle substrate 1 that is not affected by nozzle cleaning. For example, the infrared reflection film 15 can be provided at a corner of the nozzle substrate 1 as shown in FIG. When the infrared reflective film 15 is formed between the surface of the silicon substrate 100 on the droplet discharge side and the discharge-resistant liquid protective film 13, the adhesion between them may be lowered. By forming in a region that is not affected by this, it is possible to prevent the discharge liquid protective film 13 from being peeled off by an external force due to nozzle cleaning. Alignment holes 16 are provided at two other corners.
The region where the infrared reflective film 15 is formed may be covered with a protective material (not shown). If it carries out like this, the area | region weak to an external force can be protected and the durability of a head can be improved.

キャビティ基板２はシリコン基材から作製されており、吐出凹部２１０、オリフィス凹部２３０およびリザーバ凹部２４０が形成されている。そして、オリフィス凹部２３０（オリフィス２３）を介して吐出凹部２１０（吐出室２１）とリザーバ凹部２４０（リザーバ２４）とが連通している。リザーバ２４は各吐出室２１に共通の共通インク室を構成し、それぞれオリフィス２３を介してそれぞれの吐出室２１に連通している。リザーバ２４の底部には後述する電極基板３を貫通するインク供給孔２５が形成され、このインク供給孔２５を通じて、インクカートリッジ（図示せず）からインクが供給される。また、吐出室２１の底壁は振動板２２となっている。なお、キャビティ基板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 ）によりなる絶縁性のＳｉＯ₂膜２６が形成されている。この絶縁膜２６は、インクジェットヘッド１０を駆動させたときに、絶縁破壊やショートを防止する。 The cavity substrate 2 is made of a silicon base material, and a discharge recess 210, an orifice recess 230, and a reservoir recess 240 are formed. The discharge recess 210 (discharge chamber 21) and the reservoir recess 240 (reservoir 24) communicate with each other through the orifice recess 230 (orifice 23). The reservoir 24 constitutes a common ink chamber common to the discharge chambers 21 and communicates with the discharge chambers 21 via the orifices 23. An ink supply hole 25 penetrating an electrode substrate 3 to be described later is formed at the bottom of the reservoir 24, and ink is supplied from an ink cartridge (not shown) through the ink supply hole 25. The bottom wall of the discharge chamber 21 is a diaphragm 22. An insulating SiO ₂ film 26 made of thermal oxidation or plasma CVD (Chemical Vapor Deposition) is formed on the entire surface of the cavity substrate 2 or at least the surface facing the electrode substrate 3. This insulating film 26 prevents dielectric breakdown and short circuit when the inkjet head 10 is driven.

電極基板３はガラス基材から作製されている。電極基板３には、キャビティ基板２の各振動板２２に対向する位置にそれぞれ凹部３１０が設けられている。そして、各凹部３１０内には、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide：インジウム錫酸化物）からなる個別電極３１がスパッタにより形成されている。
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とを備えており、端子部３１ｂは、配線のためにキャビティ基板２の末端部が開口された電極取出し部４１内に露出している。そして、ＩＣドライバ等の駆動制御回路４０を介して、各個別電極３１の端子部３１ｂとキャビティ基板２上の共通電極２７とが接続されている。
振動板２２と個別電極３１との間に形成されるギャップＧの開放端部は、エポキシ等の樹脂による封止剤４２により封止されている。 The electrode substrate 3 is made from a glass base material. The electrode substrate 3 is provided with a recess 310 at a position facing each diaphragm 22 of the cavity substrate 2. In each recess 310, individual electrodes 31 made of ITO (Indium Tin Oxide) are formed by sputtering.
The individual electrode 31 includes a lead portion 31a and a terminal portion 31b connected to a flexible wiring board (not shown). The terminal portion 31b has an end portion of the cavity substrate 2 opened for wiring. It is exposed in the electrode extraction part 41. The terminal portions 31b of the individual electrodes 31 and the common electrode 27 on the cavity substrate 2 are connected via a drive control circuit 40 such as an IC driver.
The open end of the gap G formed between the diaphragm 22 and the individual electrode 31 is sealed with a sealant 42 made of a resin such as epoxy.

次に、上記のように構成したインクジェットヘッド１０の動作を説明する。
駆動制御回路４０が駆動し、個別電極３１に電荷を供給してこれを正に帯電させると、振動板２２は負に帯電し、個別電極３１と振動板２２の間に静電引力が発生する。この静電引力によって、振動板２２は個別電極３１に引き寄せられて撓む。これによって、吐出室２１の容積が増大する。個別電極３１への電荷の供給を止めると静電引力が消滅し、振動板２２はその弾性力により元に戻り、その際、吐出室２１の容積が急激に減少して、そのときの圧力により吐出室２１内のインクの一部がインク滴としてノズル孔１１より吐出する。振動板２２が次に同様に変位すると、インクがリザーバ２４からオリフィス２３を通って吐出室２１内に補給される。 Next, the operation of the inkjet head 10 configured as described above will be described.
When the drive control circuit 40 is driven to supply a charge to the individual electrode 31 and positively charge it, the diaphragm 22 is negatively charged and an electrostatic attractive force is generated between the individual electrode 31 and the diaphragm 22. . Due to the electrostatic attractive force, the diaphragm 22 is attracted to the individual electrode 31 and bent. As a result, the volume of the discharge chamber 21 increases. When the supply of electric charges to the individual electrode 31 is stopped, the electrostatic attractive force disappears, and the vibration plate 22 returns to its original state due to its elastic force. At this time, the volume of the discharge chamber 21 decreases rapidly, and the pressure at that time causes Part of the ink in the discharge chamber 21 is discharged from the nozzle hole 11 as an ink droplet. Next, when the vibration plate 22 is similarly displaced, ink is supplied from the reservoir 24 through the orifice 23 into the discharge chamber 21.

上記のように構成したインクジェットヘッド１０の製造方法について、図５〜図１２を用いて説明する。図５〜図９はノズル基板１の製造工程を示す断面図、図１０〜図１１はキャビティ基板２と電極基板３との接合工程を示す断面図、図１２はキャビティ基板２と電極基板３との接合基板にノズル基板１を接合してインクジェットヘッド１０を製造する製造工程を示す断面図である。
なお、以下の説明で記載した数値はその一例を示すもので、これに限定するものではない。 The manufacturing method of the inkjet head 10 comprised as mentioned above is demonstrated using FIGS. 5 to 9 are cross-sectional views showing the manufacturing process of the nozzle substrate 1, FIGS. 10 to 11 are cross-sectional views showing the bonding process of the cavity substrate 2 and the electrode substrate 3, and FIG. FIG. 6 is a cross-sectional view showing a manufacturing process for manufacturing the inkjet head 10 by bonding the nozzle substrate 1 to the bonded substrate.
In addition, the numerical value described in the following description shows the example, and is not limited to this.

まず、ノズル基板１の製造工程を、図５〜図９を用いて説明する。
（ａ）図５（ａ）に示すように、７２５μｍの厚みの単結晶シリコン基材を用意し、熱酸化処理して、シリコン基材１００の表面に、ＳｉＯ₂膜１０１を０．５μｍ形成する。 First, the manufacturing process of the nozzle substrate 1 will be described with reference to FIGS.
(A) As shown in FIG. 5A, a single crystal silicon substrate having a thickness of 725 μm is prepared and thermally oxidized to form a SiO ₂ film 101 having a thickness of 0.5 μm on the surface of the silicon substrate 100. .

（ｂ）図５（ｂ）に示すように、シリコン基材１００の接合側の面１００ｂにレジスト膜１０２を形成し、フォトリソで第２のノズル孔パターンを開口する。 (B) As shown in FIG. 5B, a resist film 102 is formed on the bonding-side surface 100b of the silicon substrate 100, and a second nozzle hole pattern is opened with photolithography.

（ｃ）図５（ｃ）に示すように、ＳｉＯ₂膜１０１をエッチングして第２のノズル孔パターンを開口する。 (C) As shown in FIG. 5C, the SiO ₂ film 101 is etched to open a second nozzle hole pattern.

（ｄ）図５（ｄ）に示すように、シリコン基材１００のレジスト１０２を硫酸洗浄により除去する。 (D) As shown in FIG. 5D, the resist 102 of the silicon substrate 100 is removed by washing with sulfuric acid.

（ｅ）図６（ｅ）に示すように、シリコン基材１００の接合側の面１００ｂに１．０μｍの厚みのレジスト膜１０３を形成し、フォトリソで第１のノズル孔パターンを開口する。 (E) As shown in FIG. 6 (e), a resist film 103 having a thickness of 1.0 μm is formed on the bonding-side surface 100b of the silicon substrate 100, and the first nozzle hole pattern is opened by photolithography.

（ｆ）ＩＣＰドライエッチング装置（図示せず）により、図６（ｆ）に示すように、レジスト膜１０３の開口部より、深さ４０μｍ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となる凹部１１０ａを形成する。その後、レジスト１０３を硫酸洗浄により除去する。 (F) Using an ICP dry etching apparatus (not shown), anisotropic dry etching is performed vertically up to a depth of 40 μm from the opening of the resist film 103 as shown in FIG. A recess 110a to be 11a is formed. Thereafter, the resist 103 is removed by washing with sulfuric acid.

（ｇ）ＩＣＰドライエッチング装置（図示せず）により、図６（ｇ）に示すように、ＳｉＯ₂膜１０１の開口部より、深さ４０μｍまで垂直に異方性ドライエッチングし、第２のノズル孔１１ｂとなる凹部１１０ｂを形成する。この際、第１のノズル孔１１ａとなる凹部１１０ａも深さが７０〜８０μｍ程度までエッチングされる。その後、シリコン基材１００の表面に残るＳｉＯ₂膜１０１をフッ酸水溶液で除去する。 (G) Using an ICP dry etching apparatus (not shown), as shown in FIG. 6G, anisotropic dry etching is performed vertically up to a depth of 40 μm from the opening of the SiO ₂ film 101, and the second nozzle A recess 110b to be the hole 11b is formed. At this time, the recess 110a to be the first nozzle hole 11a is also etched to a depth of about 70 to 80 μm. Thereafter, the SiO ₂ film 101 remaining on the surface of the silicon substrate 100 is removed with a hydrofluoric acid aqueous solution.

（ｈ）図７（ｈ）に示すように、シリコン基材１００の接合側の面１００ｂ及び液滴吐出側の面１００ａに、ドライ熱酸化によって、０．１μｍの厚みのＳｉＯ₂膜１２を形成する。 (H) As shown in FIG. 7 (h), a SiO ₂ film 12 having a thickness of 0.1 μm is formed on the bonding-side surface 100b and the droplet discharge-side surface 100a of the silicon substrate 100 by dry thermal oxidation. To do.

（ｉ）図７（ｉ）に示すように、支持基板１２０とシリコン基材１００の接合側の面１００ｂとを向かい合わせ、これらを接着剤等の有機物を介して貼り合わせる。 (I) As shown in FIG. 7 (i), the support substrate 120 and the surface 100b on the bonding side of the silicon base material 100 face each other, and these are bonded together via an organic substance such as an adhesive.

（ｊ）図７（ｊ）に示すように、シリコン基材１００の液吐出側の面１００ａをバックグラインダーにより研削加工し、板圧が６５μｍになるまで薄板化して、第１のノズル孔１１ａとなる凹部１１０ａの先端を開口させ、第１、第２のノズル孔１１ａ、１１ｂからなるノズル孔１１を形成する。なお、ポリッシャー、ＣＭＰ装置によって液滴吐出側の面１００ａを研磨してもよい。 (J) As shown in FIG. 7 (j), the surface 100a on the liquid discharge side of the silicon substrate 100 is ground by a back grinder and thinned until the plate pressure reaches 65 μm, and the first nozzle holes 11a and The tip of the concave portion 110a is opened to form the nozzle hole 11 including the first and second nozzle holes 11a and 11b. The surface 100a on the droplet discharge side may be polished by a polisher or a CMP apparatus.

（ｋ）図８（ｋ）に示すように、薄板化した後の液滴吐出側の面１００ａにマスク１１５を接触させ、開口部１１５ａからスパッタにより０．１μｍの厚みのアルミ膜を成膜する。こうして、少ない工程で、凹凸のあるノズル基材１００に選択的に赤外線反射膜１５を形成する。その後、マスク１１５を外す。 (K) As shown in FIG. 8 (k), a mask 115 is brought into contact with the surface 100a on the droplet discharge side after being thinned, and an aluminum film having a thickness of 0.1 μm is formed by sputtering from the opening 115a. . In this way, the infrared reflective film 15 is selectively formed on the uneven nozzle substrate 100 with a small number of steps. Thereafter, the mask 115 is removed.

（ｌ）図８（ｌ）に示すように、０．２μｍの厚みのシリコン重合膜（プラズマ重合膜）を、シロキサン原料の低温プラズマＣＶＤで形成する。シリコン重合膜は、シリコン基材１００の液滴吐出側の面１００ａからノズル孔１１の内壁１１ｃまで連続して形成される。このときの成膜温度は１５０℃以下である。処理温度を低温にしたので、支持基板１２０が貼り合わされた状態であっても、接着剤等の有機物に影響を与えることなく成膜することができる。
次に、空気中でＵＶ（紫外線）を照射して脱水縮合させ、表面をＳｉＯ₂化する。こうして、耐吐出液保護膜１３が形成される。
この後に、赤外線反射膜１５形成部の耐吐出液保護膜１３にフーリエ変換赤外分光（ＦＴ−ＩＲ）分析を実施し、耐吐出液保護膜１３の膜成分を管理する。 (L) As shown in FIG. 8 (l), a silicon polymer film (plasma polymer film) having a thickness of 0.2 μm is formed by low-temperature plasma CVD using a siloxane raw material. The silicon polymer film is continuously formed from the surface 100 a on the droplet discharge side of the silicon substrate 100 to the inner wall 11 c of the nozzle hole 11. The film formation temperature at this time is 150 ° C. or less. Since the processing temperature is low, even when the support substrate 120 is bonded, a film can be formed without affecting organic substances such as an adhesive.
Next, UV (ultraviolet rays) is irradiated in the air for dehydration condensation, and the surface is converted to SiO ₂ . In this way, the discharge liquid protective film 13 is formed.
Thereafter, Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) analysis is performed on the discharge-resistant protective film 13 in the infrared reflective film 15 forming part to manage the film components of the discharge-resistant protective film 13.

（ｍ）図８（ｍ）に示すように、シランカップリング材をディップコートし、耐吐出液保護膜１３の液滴吐出側の面１００ａに撥水膜１４を形成する。この際に、ノズル孔１１の内壁１１ｃ側にも撥水膜１４が形成される。 (M) As shown in FIG. 8 (m), a silane coupling material is dip-coated to form a water repellent film 14 on the surface 100 a on the droplet discharge side of the discharge-resistant protective film 13. At this time, the water repellent film 14 is also formed on the inner wall 11 c side of the nozzle hole 11.

（ｎ）図９（ｎ）に示すように、撥水処理された液滴吐出側の面１００ａにサポートテープ（サポート部材）１３０を貼り付ける。 (N) As shown in FIG. 9 (n), a support tape (support member) 130 is affixed to the water-repellent-treated surface 100a on the droplet discharge side.

（ｏ）図９（ｏ）に示すように、支持基板１２０をシリコン基材１００の接合側の面１００ｂ側から剥離する。 (O) As shown in FIG. 9 (o), the support substrate 120 is peeled from the surface 100 b side on the bonding side of the silicon base material 100.

（ｐ）図９（ｐ）に示すように、接合側の面１００ｂから酸素もしくはアルゴンのプラズマ処理をして、ノズル孔１１の内壁１１ｃの撥水膜１４を破壊して、親水化する。 (P) As shown in FIG. 9 (p), oxygen or argon plasma treatment is performed from the bonding-side surface 100b to break the water-repellent film 14 on the inner wall 11c of the nozzle hole 11 and make it hydrophilic.

（ｑ）図９（ｑ）に示すように、サポートテープ１３０を剥離する。
以上の工程を経ることにより、シリコン基材１００よりノズル基板１を形成する。 (Q) As shown in FIG. 9 (q), the support tape 130 is peeled off.
Through the above steps, the nozzle substrate 1 is formed from the silicon base material 100.

次に、キャビティ基板２及び電極基板３の接合工程を、図１０〜図１１を用いて説明する。
（ａ）図１０（ａ）に示すように、ホウ珪酸ガラス等からなるガラス基材３００を、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し、溝状の凹部３１０を複数形成する。次に、凹部３１０の内部に、ＩＴＯをスパッタしてフォトリソグラフィーでパターニングすることで電極３１を形成する。その後、サンドブラスト加工等によってインク供給孔２５を形成する。 Next, the bonding process of the cavity substrate 2 and the electrode substrate 3 will be described with reference to FIGS.
(A) As shown to Fig.10 (a), the glass base material 300 which consists of borosilicate glass etc. is etched with a hydrofluoric acid using an etching mask, and the several groove-shaped recessed part 310 is formed. Next, the electrode 31 is formed in the recess 310 by sputtering ITO and patterning by photolithography. Thereafter, the ink supply holes 25 are formed by sandblasting or the like.

（ｂ）シリコン基材２００の片面を鏡面研磨した後、図１０（ｂ）に示すように、シリコン基材２００の鏡面にプラズマＣＶＤによってＴＥＯＳ（TetraEthylOrthosilicate ）からなるシリコン酸化膜２０１（絶縁膜２６、図１１（ｈ）参照）を形成する。なお、シリコン酸化膜２０１を形成する前に、エッチングストップのためのボロンドープ層を形成するようにしてもよい。振動板をボロンドープ層から形成することにより、厚み精度の高い振動板を形成することができる。 (B) After mirror-polishing one surface of the silicon substrate 200, as shown in FIG. 10B, the silicon oxide film 201 (insulating film 26, insulating film 26, TEOS (TetraEthylOrthosilicate)) is formed on the mirror surface of the silicon substrate 200 by plasma CVD. 11 (h)) is formed. Note that before the silicon oxide film 201 is formed, a boron doped layer for etching stop may be formed. By forming the diaphragm from the boron-doped layer, a diaphragm with high thickness accuracy can be formed.

（ｃ）図１０（ｃ）に示すように、図１０（ｂ）に示すシリコン基材２００と、図１０（ａ）に示すガラス基材３００とを３６０℃に加熱し、シリコン基材２００に陽極、ガラス基材３００に陰極を接続して、８００Ｖ程度の電圧を印加して陽極接合する。 (C) As shown in FIG. 10 (c), the silicon substrate 200 shown in FIG. 10 (b) and the glass substrate 300 shown in FIG. 10 (a) are heated to 360 ° C. A cathode is connected to the anode and the glass substrate 300, and a voltage of about 800 V is applied to perform anodic bonding.

（ｄ）シリコン基材２００とガラス基材３００を陽極接合した後、水酸化カリウム水溶液等で図１０（ｃ）の工程で得られた接合基板をエッチングし、図１０（ｄ）に示すように、シリコン基材２００の全体を薄板化する。 (D) After anodic bonding of the silicon substrate 200 and the glass substrate 300, the bonded substrate obtained in the step of FIG. 10 (c) is etched with an aqueous potassium hydroxide solution or the like, as shown in FIG. 10 (d). Then, the entire silicon substrate 200 is thinned.

（ｅ）シリコン基材２００の上面（ガラス基材３００が接合されている面と反対側の面）の全面に、プラズマＣＶＤによってＴＥＯＳ膜２０１を形成する。
そして、ＴＥＯＳ膜２０１に、吐出室２１となる凹部２１０、リザーバ２４となる凹部２４０及びオリフィス２３となる凹部２３０となる部分をフォトリソグラフィーによりパターニングする。
その後、図１１（ｅ）に示すように、ＴＥＯＳ膜２０１をマスクにしてシリコン基材２００を水酸化カリウム水溶液等でエッチングし、吐出室２１となる凹部２１０、リザーバ２４となる凹部２４０及びオリフィス２３となる凹部２３０を形成する。このとき、電極取出し部４１（図１１（ｈ）参照）となる部分４１ａもエッチングして薄板化しておく。なお、図１１（ｅ）のウェットエッチング工程では、初めに３５重量％の水酸化カリウム水溶液を使用し、その後、３重量％の水酸化カリウム水溶液を使用する。これにより、振動板２２の面荒れを抑制する。 (E) A TEOS film 201 is formed on the entire upper surface of the silicon substrate 200 (the surface opposite to the surface to which the glass substrate 300 is bonded) by plasma CVD.
Then, the TEOS film 201 is patterned by photolithography in the recess 210 serving as the discharge chamber 21, the recess 240 serving as the reservoir 24, and the recess 230 serving as the orifice 23.
Thereafter, as shown in FIG. 11E, the silicon substrate 200 is etched with a potassium hydroxide aqueous solution or the like using the TEOS film 201 as a mask, so that the recess 210 serving as the discharge chamber 21, the recess 240 serving as the reservoir 24, and the orifice 23 are obtained. A recess 230 is formed. At this time, the portion 41a that becomes the electrode lead-out portion 41 (see FIG. 11H) is also etched and thinned. In the wet etching step of FIG. 11 (e), a 35% by weight potassium hydroxide aqueous solution is first used, and then a 3% by weight potassium hydroxide aqueous solution is used. Thereby, surface roughness of the diaphragm 22 is suppressed.

（ｆ）シリコン基材２００のエッチングを終了した後、接合基板をフッ酸水溶液でエッチングし、シリコン基材２００に形成されたＴＥＯＳ膜２０１を除去する。 (F) After the etching of the silicon substrate 200 is completed, the bonding substrate is etched with a hydrofluoric acid aqueous solution, and the TEOS film 201 formed on the silicon substrate 200 is removed.

（ｇ）シリコン基材２００の吐出室２１となる凹部２１０等が形成された面に、図１１（ｇ）に示すように、ＣＶＤによってＴＥＯＳ等からなる保護膜２０２を形成する。 (G) As shown in FIG. 11G, a protective film 202 made of TEOS or the like is formed by CVD on the surface of the silicon substrate 200 on which the recesses 210 and the like that will become the discharge chambers 21 are formed.

（ｈ）図１１（ｈ）に示すように、ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）等によって電極取出し部４１を開放する。また、シリコン基材２００に機械加工又はレーザー加工を行って、インク供給孔２５をリザーバ２４となる凹部２４０において貫通させる。これによって、キャビティ基板２と電極基板３とが接合された接合基板が完成する。
電極取出し部４１に、振動板２２と個別電極３１との間の空間を封止するための封止剤４２を塗布する。 (H) As shown in FIG. 11 (h), the electrode extraction part 41 is opened by RIE (Reactive Ion Etching) or the like. In addition, the silicon substrate 200 is machined or laser processed to penetrate the ink supply holes 25 through the recesses 240 serving as the reservoirs 24. As a result, a bonded substrate in which the cavity substrate 2 and the electrode substrate 3 are bonded is completed.
A sealant 42 for sealing the space between the diaphragm 22 and the individual electrode 31 is applied to the electrode extraction portion 41.

次に、ノズル基板１、キャビティ基板２及び電極基板３の接合工程を、図１２を用いて以下に説明する。
図１２に示すように、ノズル基板１の接合面１ｂに接着剤層を形成し、電極基板３が接合されたキャビティ基板２と、ノズル基板１とを接合する。
以上の製造工程を経ることにより、ノズル基板１、キャビティ基板２及び電極基板３の接合体が完成される。
最後に、キャビティ基板２、電極基板３、ノズル基板４が接合された接合基板をダイシングにより分離して、インクジェットヘッド１０が完成する。 Next, the bonding process of the nozzle substrate 1, the cavity substrate 2 and the electrode substrate 3 will be described below with reference to FIG.
As shown in FIG. 12, an adhesive layer is formed on the bonding surface 1 b of the nozzle substrate 1, and the cavity substrate 2 to which the electrode substrate 3 is bonded is bonded to the nozzle substrate 1.
By passing through the above manufacturing process, the joined body of the nozzle substrate 1, the cavity substrate 2 and the electrode substrate 3 is completed.
Finally, the bonded substrate to which the cavity substrate 2, the electrode substrate 3 and the nozzle substrate 4 are bonded is separated by dicing, and the inkjet head 10 is completed.

本発明によれば、液滴吐出側のシリコン基材１００の表面と耐吐出液保護膜１３との間の一部に赤外線反射膜１５を設け、耐吐出液保護膜１３の組成をフーリエ変換赤外分光（ＦＴ−ＩＲ）で分析するようにしたので、耐吐出液保護膜１３の膜質管理と品質保証を確実にして、インク（アルカリ）に対する耐久性を向上させることができる。 According to the present invention, the infrared reflection film 15 is provided in a part between the surface of the silicon substrate 100 on the droplet discharge side and the discharge-resistant liquid protective film 13, and the composition of the discharge-resistant liquid protective film 13 is Fourier transformed red. Since the analysis is performed by the external spectroscopy (FT-IR), the film quality management and quality assurance of the ejection-resistant liquid protective film 13 can be ensured, and the durability against ink (alkali) can be improved.

実施の形態２．
図１３は、本発明の実施の形態２に係る液滴吐出装置（インクジェットプリンタ）の斜視図である。実施形態１で得られたインクジェットヘッド１０は、インク（アルカリ）に対する耐久性に優れたノズル基板１を用いて製造することができ、かかるインクジェットヘッド１０を用いて、図１３に示すようなインクジェットプリンタを得ることができる。
なお、実施形態１に係るインクジェットヘッド１０は液滴吐出ヘッドの一例であって、液滴吐出ヘッドはインクジェットヘッド１０に限定されるものではなく、液滴を種々変更することによって、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。 Embodiment 2. FIG.
FIG. 13 is a perspective view of a droplet discharge device (inkjet printer) according to Embodiment 2 of the present invention. The ink jet head 10 obtained in Embodiment 1 can be manufactured using the nozzle substrate 1 having excellent durability against ink (alkali), and the ink jet printer shown in FIG. Can be obtained.
The ink jet head 10 according to the first embodiment is an example of a liquid droplet ejection head, and the liquid droplet ejection head is not limited to the ink jet head 10, and the color of the liquid crystal display can be changed by variously changing the liquid droplets. The present invention can also be applied to the manufacture of filters, the formation of light emitting portions of organic EL display devices, the discharge of biological liquids, and the like.

１ノズル基板、１ａ液滴吐出面、１ｂ接合面、２キャビティ基板、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、１１ｃノズル孔の内壁、１２ＳｉＯ₂膜、１３耐吐出液保護膜、１４撥水膜、１５赤外線反射膜、１００シリコン基材、１００ａ液滴吐出側の面（凹部を形成した側と反対側の面、薄板化した面）、１００ｂ接合側の面（凹部を形成した側の面）、１１０ａ第１のノズル孔となる凹部、１１０ｂ第２のノズル孔となる凹部、１１５マスク部材、１１５ａマスク部材の開口部、１２０支持基板、１３０サポート部材。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Nozzle substrate, 1a Droplet discharge surface, 1b Bonding surface, 2 Cavity substrate, 3 Electrode substrate, 10 Inkjet head, 11 Nozzle hole, 11a 1st nozzle hole, 11b 2nd nozzle hole, 11c Inner wall of nozzle hole, 12 SiO ₂ film, 13 ejection-resistant liquid protective film, 14 water-repellent film, 15 infrared reflective film, 100 silicon base material, 100a surface on the droplet ejection side (surface opposite to the side where the recess is formed, surface thinned) ), 100b Join side surface (surface on which the concave portion is formed), 110a Recessed portion serving as the first nozzle hole, 110b Recessed portion serving as the second nozzle hole, 115 Mask member, 115a Opening portion of the mask member, 120 Support Substrate, 130 Support member.

Claims

A silicon nozzle substrate having nozzle holes and having a discharge-resistant protective film formed on the surface,
A silicon nozzle substrate, wherein an infrared reflecting film is provided in a part between a surface of a silicon substrate on a droplet discharge side and the discharge-resistant liquid protective film.

The silicon nozzle substrate according to claim 1, wherein the discharge-resistant liquid protective film is continuously formed from a liquid discharge side surface of the silicon base material to an inner wall of the nozzle hole.

3. The silicon nozzle substrate according to claim 1, wherein the infrared reflecting film is formed in a region not affected by nozzle cleaning.

The silicon nozzle substrate according to claim 1, wherein the infrared reflecting film contains aluminum as a main component.

The silicon nozzle substrate according to claim 1, wherein the infrared reflecting film contains titanium oxide as a main component.

The silicon nozzle substrate according to claim 1, wherein a region where the infrared reflecting film is formed is covered with a protective material.

A droplet discharge head comprising the silicon nozzle substrate according to claim 1.

A droplet discharge apparatus comprising the droplet discharge head according to claim 7.

Forming a recess in the silicon substrate;
Forming a protective film on the surface of the silicon substrate;
Bonding a support substrate to the surface on which the concave portion is formed;
Thinning the surface opposite to the side where the recess is formed and opening the recess to form a nozzle hole;
A step of bringing a mask member into contact with the thinned surface, forming an infrared reflective film by sputtering in the opening of the mask member, and removing the mask member;
Forming an anti-discharge liquid protective film on the surface of the silicon substrate from the thinned surface side;
Forming a water repellent film on the discharge-resistant protective film;
Protecting the thinned surface with a support member, peeling the support substrate, and hydrophilizing from the side from which the support substrate was peeled;
Peeling the support member;
A method for producing a silicon nozzle substrate, comprising:

Forming a recess in the silicon substrate;
Forming a protective film on the surface of the silicon substrate;
Bonding a support substrate to the surface on which the concave portion is formed;
Thinning the surface opposite to the side where the recess is formed and opening the recess to form a nozzle hole;
A step of bringing a mask member into contact with the thinned surface, forming an infrared reflective film by sputtering in the opening of the mask member, and removing the mask member;
Forming an anti-discharge liquid protective film on the surface of the silicon substrate from the thinned surface side;
Irradiating the region where the infrared reflecting film is formed with infrared rays, and analyzing the composition of the discharge-resistant protective film of the infrared reflecting film forming portion;
Forming a water repellent film on the discharge-resistant protective film;
Protecting the thinned surface with a support member, peeling the support substrate, and hydrophilizing from the side from which the support substrate was peeled;
Peeling the support member;
A method for producing a silicon nozzle substrate, comprising:

11. The method for manufacturing a silicon nozzle substrate according to claim 9, wherein the discharge resistant protective film is formed by low-temperature plasma CVD at a film forming temperature of 150 [deg.] C. or less.

The method of manufacturing a silicon nozzle substrate according to any one of claims 9 to 11, wherein the composition of the anti-discharge liquid protective film of the infrared reflective film forming portion is analyzed with a Fourier transform infrared spectrophotometer.