JP2013193394A

JP2013193394A - 液滴吐出ヘッド、液滴吐出ヘッドの製造方法及び画像形成装置

Info

Publication number: JP2013193394A
Application number: JP2012064862A
Authority: JP
Inventors: Koji Onishi; 晃二大西; Kozo Urasaki; 好三浦崎; Manabu Nishimura; 学西村
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2012-03-22
Filing date: 2012-03-22
Publication date: 2013-09-30
Also published as: US9138998B2; US20130250008A1

Abstract

【課題】液室形成基板に影響を与えることなく液室の内壁面に均一な膜厚の保護膜が成膜でき耐接液性に優れている。
【解決手段】アクチュエータ基板２００が配置されている密閉空間内に注入されたエッチングガスによって、アクチュエータ基板２００がドライエッチングされ液室の一部が形成される。このドライエッチングされることで形成されていく液室の内壁面には、エッチングガスの六フッ化硫黄とアクチュエータ基板２００のシリコンとの化学反応によって副生成物のフッ化珪素酸化物の被膜４０１が生成される。この被膜４０１は、均一な膜厚で形成されることがわかっている。そして、保護膜成膜工程で、密閉空間内にフッ化炭素のデポジションガスが注入されると、ドライエッチングによって生成されている被膜４０１にデポジションガスのフッ化炭素が接触して被膜４０１と化学反応して保護膜の接液膜４０２が均一な膜厚で形成される。
【選択図】図６

Description

本発明は、ノズル孔から液体を吐出する液滴吐出ヘッド及びその製造方法、当該液滴吐出ヘッドを搭載して記録液剤を媒体上に吐出して画像を形成する画像形成装置に関するものである。

この種の液滴吐出ヘッドは、例えば、複写機、プリンタ、ファクシミリ、プロッタ等の画像形成装置の記録ヘッドとして用いられる。ここでいう画像形成装置は、記録材上に画像を形成するものであるが、その記録材の材質は紙に限定されるものではなく、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等のあらゆる記録材に液体を吐出して画像形成を行う装置を意味する。そして、画像形成とは、文字や図形等の意味を持つ画像を記録材に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を記録材に付与する（単に液滴を吐出する）ことをも意味する。また、液滴として吐出される液体は、所謂インクに限るものではなく、吐出されるときに液体となるものであれば特に限定されるものではなく、例えばＤＮＡ試料、レジスト、パターン材料なども含まれる。

このような画像形成装置における液滴吐出ヘッドは、主に、ノズル板、流路板、振動板及び圧力発生手段を含んで構成されている。ノズル板には少なくとも１つのノズルが設けられている。流路板はノズルに対応して設けられノズルに連通する個別液室及び該個別液室に連通して液体を個別液室に供給する共通液室を構成する板状の部材である。振動板は後述する圧力発生手段による形状変位に伴う振動を個別液室内に伝達する部材であって個別液室の一部を構成している。圧力発生手段は上位装置からの液滴吐出信号に基づいて形状が変化することで振動板を介して個別液室内の液体に圧力振動を付与するものであり、例えば圧電アクチュエータが用いられる。そして、この液滴吐出ヘッドでは、上位装置からの液滴吐出信号に基づき圧力発生手段による圧力振動が振動板に付与され、付与された振動板の形状が変化し個別液室内の液体に圧力が加わる。加えられた圧力に伴い個別液室内の液体がノズル板のノズルから吐出され媒体上に着弾する。

近年、液滴吐出ヘッドの一例であるインクジェット記録ヘッドにおいては、多種多様なインクが用いられている。中でも、高アルカリ性のインクを用いた場合、インクジェット記録ヘッドを構成する液室形成基板がシリコン系材料であるため、その液室形成基板に形成された液室の内壁面がアルカリ性のインク液材料によって侵食され易いという問題がある。アルカリ性のインク液材料による浸食を防ぐために液室の内壁面に保護膜を成膜した液滴吐出ヘッドが特許文献１に記載のものが知られている。この特許文献１の液滴吐出ヘッドでは、液室形成基板をエッチングして液室を形成した後に、アルカリ性の液状材料が接触する液室の内壁面に、保護膜としての二酸化珪素の酸化物をプラズマ重合法を用いて成膜している。これにより、プラズマ重合膜によってアルカリ性の液状材料に対する耐接液性を得ている。以降、プラズマ重合法を用いて成膜した膜をプラズマ重合膜という。

しかしながら、上記特許文献１の液滴吐出ヘッドでは、液室形成基板をエッチングして液室を形成した後に、形成された液室の側壁面にプラズマ重合法を用いてプラズマ重合膜を成膜しており、液室の側壁面に対してプラズマ重合膜を均一な所定の膜厚に成膜することが難しかった。具体的には、プラズマ重合法は、互いに対向する電極間でイオン化したプラズマ重合膜の成分が電極間に設置された成膜対象物に付着することでプラズマ重合膜が成膜され成膜法である。このため、液室形成基板をエッチングして形成された液室において、電極に対向する面では、プラズマ重合膜が均一に成膜される。しかし、電極に向かう方向に平行な面には、イオン化したプラズマ重合膜の成分が易く付着しにくい。この結果、プラズマ重合膜の膜厚が均一にならず膜厚分布が形成されてしまい、その膜厚分布の中で所定の膜厚に達していない薄い箇所は浸食しやすくなり、耐接液性が劣ってしまう。また、上記プラズマ重合法以外に二酸化珪素の酸化膜を成膜する成膜法として熱酸化法がある。この熱酸化法では、酸化膜を成膜する高温度で成膜するために、液室を形成している液室形成基板が熱によって変形してしまうという問題があった。

本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、液室形成基板に影響を与えることなく液室の内壁面に均一な膜厚の保護膜が成膜でき耐接液性に優れた液滴吐出ヘッド、液滴吐出ヘッドの製造方法及び画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、ノズル孔が設けられたノズル板と、前記ノズル孔に対応して設けられ前記ノズルに連通する液室を少なくとも構成する液室形成基板と、前記液室形成基板の他方の面に接合されて前記液室の一部を構成する振動板と、上位装置からの液滴吐出信号に基づいて前記振動板に圧力振動を付与し前記液室内に圧力を発生する圧力発生手段とを備える液滴吐出ヘッドにおいて、シリコン基板である前記液室形成基板に前記液室を形成するときに前記液室の内壁面に生成された副生成物のフッ化珪素酸化物に、フッ化炭素物を化学反応させて前記液室の内壁面に保護膜が成膜されていることを特徴とするものである。

本発明によれば、シリコン基板である液室形成基板に液室を形成される内壁面には副生成物としてのフッ化珪素酸化物が生成される。このフッ化珪素酸化物は、内壁面において均一な膜厚で生成されていることがわかっている。そして、フッ化珪素酸化物にフッ化炭素物を化学反応させただけであるので成膜された保護膜も均一な膜厚である。また、従来の熱酸化方法とは異なり、加熱していないので、液室形成基板が熱によって変形することもない。これにより、液室形成基板に影響を与えることなく液室の内壁面に均一な膜厚の保護膜が成膜できる。よって、耐接液性に優れた液滴吐出ヘッドを提供できるという特有な効果が得られる。

インクジェット記録装置の機構部の概要を示す側面図である。インクジェット記録装置の機構部の概要を示す要部平面図である。本実施形態に係るインクジェットヘッドの構成を示す分解斜視図である。インクジェットヘッドにおけるアクチュエータ部の構成を示す部分断面図である。実施形態の液滴吐出ヘッドの液室側壁に接液膜の成膜を行う工程を示す工程断面図である。実施形態の液滴吐出ヘッドの液室側壁に接液膜の成膜を行う工程を示す工程断面図である。実施形態の変形例の液滴吐出ヘッドの液室側壁に接液膜及び金属酸化膜の成膜を行う工程を示す工程断面図である。

以下、本実施形態のインクジェット記録装置の機構部について図１及び図２を参照して説明する。なお、図１はインクジェット記録装置の機構部の概要を示す側面図、図２は同じく要部平面図である。

インクジェット記録装置１の機構部において、フレーム１２１を構成する左右の側板１２１Ａ、１２１Ｂに横架したガイド部材であるガイドロッド１３１とステー１３２とでキャリッジ１３３を主走査方向に摺動自在に保持し、図示しない主走査モータによってタイミングベルトを介して図２で矢示方向である双方向のキャリッジ主走査方向に移動走査する。

キャリッジ１３３には、前述したように、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の各色のインク滴を吐出する４個の液滴吐出ヘッド１３４ａ〜１３４ｄとからなる液滴吐出ヘッド１３４が、主走査方向と交叉する方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着されている。なお、各色のインク液滴を吐出するノズル列を有する１又は複数のヘッド構成などを採用することもできる。

ここで、液滴吐出ヘッド１３４を構成するインクジェットヘッドとしては、圧電素子などの圧電アクチュエータ、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いて液体の膜沸騰による相変化を利用するサーマルアクチュエータ、温度変化による金属相変化を用いる形状記憶合金アクチュエータ、静電力を用いる静電アクチュエータなどを、液滴を吐出するための圧力を発生する圧力発生手段として備えたものなどを使用できる。

また、キャリッジ１３３には、各液滴吐出ヘッド１３４ａ〜１３４ｄに各色のインクを供給するためのヘッドタンク１３５ａ〜１３５ｄを搭載している。各ヘッドタンク１３５ａ〜１３５ｄには各色のインクを送液する可撓性のインク供給チューブ１３６を介してカートリッジ装填部１０４に装着された各色のインクカートリッジ１１０ｙ，１１０ｍ，１１０ｃ，１１０ｋから各色のインクが充填供給される。なお、このカートリッジ装填１０４にはインクカートリッジ１１０内のインクを送液するための供給ポンプユニット１２４が設けられ、またインク供給チューブ１３６は這い回しの途中でフレーム１２１を構成する後板１２１Ｃに係止部材１２５にて保持されている。供給ポンプユニット１２４は逆方向に送液（逆転送液）することもできる。

一方、図１の給紙トレイ１０２の用紙積載部（圧板）１４１上に積載した用紙１４２を給紙するための給紙部として、用紙積載部１４１から用紙１４２を１枚ずつ分離給送する半月コロ（給紙コロ）１４３及び給紙コロ１４３に対向し、摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド１４４を備え、この分離パッド１４４は給紙コロ１４３側に付勢されている。

そして、この給紙部から給紙された用紙１４２を液滴吐出ヘッド１３４の下方側に送り込むために、用紙１４２を案内するガイド部材１４５と、カウンタローラ１４６と、搬送ガイド部材１４７と、先端加圧コロ１４９を有する押さえ部材１４８とを備えるとともに、給送された用紙１４２を静電吸着して液滴吐出ヘッド１３４に対向する位置で搬送するための搬送手段である搬送ベルト１５１を備えている。

この搬送ベルト１５１は、無端状ベルトであり、搬送ローラ１５２とテンションローラ１５３との間に掛け渡されて、ベルト搬送方向（副走査方向）に周回するように構成している。また、この搬送ベルト１５１の表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ１５６を備えている。この帯電ローラ１５６は、搬送ベルト１５１の表層に接触し、搬送ベルト１５１の回動に従動して回転するように配置されている。更に、搬送ベルト１５１の裏側には、液滴吐出ヘッド１３４による印写領域に対応してガイド部材１５７が配置されている。

この搬送ベルト１５１は、図示しない副走査モータによってタイミングを介して搬送ローラ１５２が回転駆動されることによって図２のベルト搬送方向に周回移動する。

更に、液滴吐出ヘッド１３４で記録された用紙１４２を排紙するための排紙部として、搬送ベルト１５１から用紙１４２を分離するための分離爪１６１と、排紙ローラ１６２及び排紙コロ１６３とを備え、排紙ローラ１６２の下方に排紙トレイ１０３を備えている。

また、装置本体１０１の背面部には両面ユニット１７１が着脱自在に装着されている。この両面ユニット１７１は搬送ベルト１５１の逆方向回転で戻される用紙１４２を取り込んで反転させて再度カウンタローラ１４６と搬送ベルト１５１との間に給紙する。また、この両面ユニット１７１の上面は手差しトレイ１７２としている。

更に、図２に示すように、キャリッジ１３３の走査方向一方側の非印字領域には、液滴吐出ヘッド１３４のノズルの状態を維持し、回復するための回復手段を含む維持回復機構１８１を配置している。

この維持回復機構１８１には、液滴吐出ヘッド１３４の各ノズル面をキャピングするための各キャップ部材（以下「キャップ」という。）１８２ａ〜１８２ｄ（区別しないときは「キャップ１８２」という。）と、ノズル面をワイピングするためのブレード部材であるワイパーブレード１８３と、増粘した記録液を排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行うときの液滴を受ける空吐出受け１８４などを備えている。ここでは、キャップ１８２ａを吸引及び保湿用キャップとし、他のキャップ１８２ｂ〜１８２ｄは保湿用キャップとしている。

そして、この維持回復機構１８１による維持回復動作で生じる記録液の廃液、キャップ１８２に排出されたインク、あるいはワイパーブレード１８３に付着してワイパークリーナ１８５で除去されたインク、空吐出受け１８４に空吐出されたインクは図示しない廃液タンクに排出されて収容される。

また、図２に示すように、キャリッジ１３３の走査方向他方側の非印字領域には、記録中などに増粘した記録液を排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行うときの液滴を受ける空吐出受け１８８を配置し、この空吐出受け１８８には液滴吐出ヘッド１３４のノズル列方向に沿った開口１８９などを備えている。

このように構成した本実施形態のインクジェット記録装置においては、給紙トレイ１０２から用紙１４２が１枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された用紙１４２はガイド１４５で案内され、搬送ベルト１５１とカウンタローラ１４６との間に挟まれて搬送され、更に先端を搬送ガイド１３７で案内されて先端加圧コロ１４９で搬送ベルト１５１に押し付けられ、略９０°搬送方向を転換される。

このとき、後述する制御部のＡＣバイアス供給部から帯電ローラ１５６に対してプラス出力とマイナス出力とが交互に繰り返すように、つまり交番する電圧が印加され、搬送ベルト１５１が交番する帯電電圧パターン、すなわち周回方向である副走査方向に、プラスとマイナスが所定の幅で帯状に交互に帯電されたものとなる。このプラス、マイナス交互に帯電した搬送ベルト１５１上に用紙１４２が給送されると、用紙１４２が搬送ベルト１５１に吸着され、搬送ベルト１５１の周回移動によって用紙１４２が副走査方向に搬送される。

そこで、リニアエンコーダ１３７による主走査位置情報に基づいてキャリッジ１３３を主走査方向に移動させながら画像信号に応じて液滴吐出ヘッド１３４を駆動することにより、停止している用紙１４２にインク滴を吐出して１行分を記録し、用紙１４２を所定量搬送後、次の行の記録を行う。記録終了信号又は用紙１４２の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了して、用紙１４２を排紙トレイ１０３に排紙する。

また、印字（記録）待機中にはキャリッジ１３３は維持回復機構１８１側に移動されて、キャップ１８２で液滴吐出ヘッド１３４がキャッピングされて、ノズルを湿潤状態に保つことによりインク乾燥による吐出不良を防止する。また、キャップ１８２で液滴吐出ヘッド１３４をキャッピングした状態で図示しない吸引ポンプによってノズルから記録液を吸引（「ノズル吸引」又は「ヘッド吸引」という。）し、増粘した記録液や気泡を排出する回復動作を行う。また、記録開始前、記録途中などに記録と関係しないインクを吐出する空吐出動作を行う。これによって、液滴吐出ヘッド１３４の安定した吐出性能を維持する。

次に、本発明の液滴吐出ヘッドであるインクジェットヘッドに適用した実施形態について説明する。
図３は本実施形態に係るインクジェットヘッドの構成を示す分解斜視図である。図４はインクジェットヘッドにおけるアクチュエータ部の構成を示す部分断面図である。図３に示すように、インクジェットヘッドは、主に、サブフレーム基板１００、アクチュエータ基板２００及びノズル基板３００を接着接合して構成されている。サブフレーム基板１００は、シリコン基板から形成され、外部からインクを供給するためのインク供給用開口１０１とアクチュエータ保護キャビティ１０２とが形成されている。これら以外にも外部への電気配線の取り回し用開口、あるいはアクチュエータ基板２００とのアライメント用マーク等が形成されている。そして、アクチュエータ基板２００はシリコン基板から形成され、一方の面には、上部電極膜２０１ａ、ピエゾ膜２０１ｂ、下部電極膜２０１ｃのサンドイッチ構成で成膜されているアクチュエータ素子２０１が形成されている。アクチュエータ素子２０１上には、絶縁保護膜２０６及び外部駆動回路へ信号を伝達するメタル配線（不図示）、該メタル配線を保護するためのパッシベーション保護膜（不図示）が成膜される。このように構成されたアクチュエータ素子２０１の他方の面には、ダイヤフラム状の振動板２０４を介してインク液室２０２が形成されている。インク液室２０２には個々のビットに形成されたインク供給孔２０３を通じて、外部よりインクがインク液室２０２内に供給される。

このように構成されたアクチュエータ基板２００上に、ノズル基板３００が接合され、個々のビットに応じたノズル孔３０１が形成されている。ノズル基板３００はＳＵＳ材にプレス加工でノズル孔３０１を形成したもの、あるいはＮｉ電鋳工法によって、Ｎｉ基板上にノズル孔３０１を形成したものなどを用いている。

アクチュエータ部分の動作であるが、外部の駆動回路より入力された電気信号（不図示）が個々のビットに伝達され、対応するアクチュエータ素子２０１が変形変位することによって、振動板２０４が変形し、インク液室２０２内のインクに圧力を作用することで、ノズル孔３０１より所望のインク滴を吐出するものである。

次に、インク液室２０２の内側壁に成膜する保護膜である接液膜について説明する。
従来ではインク液室２０２を加工形成した後に所望の接液膜を成膜するものであったが、インク液室２０２の深さがおよそ５０［μｍ］から１００［μｍ］の間で形成されるため、上述したようにインク液室２０２の内側壁に均一な膜厚の接液膜を成膜することが困難である課題を抱えていた。そこで、本実施形態では、誘導結合型のボッシュプロセスを用いて、アクチュエータ部における液室の形成とインク接液膜２０５（図４参照）の成膜とを繰り返しながら行っている。この誘導結合型のボッシュプロセスは、シリコンの深堀りエッチング技術であり、エッチング工程と保護膜成膜工程を繰り返すことで、内壁面に保護膜を成膜しながら行うエッチング手法である。

次に、実施形態として、アクチュエータ部における液室の形成と接液膜の成膜を行う工程について製造工程を示す工程断面図である図５及び図６に従って説明する。

図５（ａ）に示すように、アクチュエータ基板２００上に振動板２０４を形成する。アクチュエータ基板２００では結晶の面方位＜１００＞のシリコン結晶ウェハを用いている。振動板２０４は、熱酸化膜、およびＣＶＤ工法によるシリコン窒化膜、ポリシリコン膜、酸化膜によって、所望の変位特性、強度、剛性が得られる構成に形成されたものである。図５（ｂ）に示すように、振動板２０４上にアクチュエータ素子２０１を形成する。アクチュエータ素子２０１は、上部電極膜２０１ｂ、ピエゾ膜２０１ａ、下部電極膜２０１ｃを有し、下部電極膜２０１ｃはＴｉ層、Ｐｔ層、ＳＲＯ層によって形成されている。そして、圧電素子となるピエゾ膜２０１ａをゾルゲル法によって所望の厚みに形成する。更に、ピエゾ膜２０１ａ上に上部電極膜２０１ｂを構成するＳＲＯ層、Ｐｔ層を形成する。次に，図５（ｃ）に示すように、積層されたアクチュエータ素子２０１を、リソグラフィおよびエッチングによって所望のパターンサイズに、加工形成する。図５（ｄ）に示すように、パターン形成されたアクチュエータ素子２０１上に絶縁保護膜２０６を成膜する。絶縁保護膜２０６は、ＡＬＤ法によって成膜されるＡｌ_２Ｏ_３膜とＣＶＤ法によって成膜される酸化膜との二層構造としている。その後、外部回路へ電気信号を伝達するためのメタル配線工程、およびメタル配線を保護するためのパッシベーション工程を施し、アクチュエータ部分が形成される。そして、図５（ｅ）に示すように、アクチュエータ面と反対側の面にインク液室２０２を形成するためのレジスト２０７を塗布する。

次に、図６（ａ）に示すような、アクチュエータ基板２００にインク液室２０２の形成用のレジスト２０７が形成されたチップ（不図示）を配列したウェハを、チェンバーと呼ばれる、略真空状態の密閉空間内に設置する。そして、エッチングステップとして、図６（ｂ）に示すように、密閉空間内に、六フッ化硫黄（ＳＦ_６）と酸素（Ｏ_２）とを含むエッチングガスを注入する。このエッチングガスによってエッチングを進行させるとともに、エッチングガスの成分とシリコン基板の成分とが化学反応することによってエッチングされた側壁面に副生成物としてのフッ化珪素酸化物のＳｉＦ_ｘＯ_ｙ膜（ｘ，ｙは不特定）４０１が生成される。そして、ある程度エッチングが進行した時点で、接液膜成膜ステップとして、図６（ｃ）に示すように、Ｃ_４Ｆ_８などのデポジションガス（保護膜生成ガス）を密閉空間内に注入する。このとき、先に生成されたＳｉＦ_ｘＯ_ｙ膜に、Ｃ_４Ｆ_８などのデポジションガス（保護膜生成ガス）が接触することで２つの成分が化学反応して、フッ化炭素のＣＦｘ膜（ｘは不特定）の接液膜４０２が成膜される。図６（ｂ）のエッチングステップと、図６（ｃ）の接液膜成膜ステップを交互に繰り返すことによって、つまりエッチングを行いながら接液膜４０２を成膜していくため内壁面方向へのエッチングを抑制して深堀エッチングを進行することができる。これにより、微細構造のインク液室２０２の形成を行うことができる。そして、図６（ｄ）に示すように所定のエッチング量を行われ形成された内壁面の全面に保護膜の接液膜４０２が成膜される。ここで、エッチングステップで注入するエッチングガスと接液膜成膜ステップで注入するデポジションガスとの各注入量は、各ステップを交互に繰り返す中での各量を考慮して規定することで接液膜の所望の膜厚を均一にすることができる。

次に、実施形態の変形例として、保護膜として従来まで使われてきた金属酸化物層を接液膜上に成膜した例について図７を用いて説明する。図７に示すように、接液膜４０２上に更に金属酸化膜５０１としてタンタル酸化物（Ｔａ_２０_５）あるいはジルコニウム酸化物（ＺｒＯ_２）を用いて成膜している。これらの金属酸化膜５０１は、スパッタ法などの蒸着法によって成膜される。この構成においては、金属酸化膜５０１の側壁面の膜厚は薄い傾向にはあるが、接液膜４０２上に成膜して二層化にすることで耐接液性がより強固なものとなり、優れた長期信頼性が得られる。

以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様１）
シリコン基板である液室形成基板に液室を形成するときに液室の内壁面に生成された副生成物のフッ化珪素酸化物に、フッ化炭素物を化学反応させて液室の内壁面に保護膜が成膜されている。これによれば、上記実施形態について説明したように、アクチュエータ基板２００が配置されている密閉空間内に注入されたエッチングガスによって、アクチュエータ基板２００がドライエッチングされ液室の一部が形成される。このドライエッチングされることで形成されていく液室の内壁面には、エッチングガスの六フッ化硫黄とアクチュエータ基板２００のシリコンとの化学反応によって副生成物のフッ化珪素酸化物の被膜４０１が生成される。この被膜４０１は、均一な膜厚で生成されることがわかっている。そして、保護膜生成工程で、密閉空間内にフッ化炭素のデポジションガスが注入されると、ドライエッチングによって生成されている被膜４０１にデポジションガスのフッ化炭素が接触して被膜４０１と化学反応して保護膜の接液膜４０２が均一な膜厚で成膜される。内壁面に保護膜を成膜することで、内壁面方向へのエッチングを抑制して細く深くエッチングできるため微細構造の液室のエッチングを行うことができる。また、従来の熱酸化方法とは異なり、加熱していないので、液室形成基板が熱によって変形することもない。これにより、液室形成基板に影響を与えることなく液室の内壁面に均一な膜厚の保護膜が成膜できる。よって、耐接液性に優れた液滴吐出ヘッドを提供できる。
（態様２）
（態様１）において、保護膜上に遷移金属酸化膜を形成する。これによれば、上記実施形態の変形例について説明したように、接液膜４０２上に金属酸化膜５０１を成膜して二層化にすることで、耐接液性がより強固なものとなり優れた長期信頼性が得られる。
（態様３）
密閉空間内にシリコン基板の液室形成基板を配置し、該密閉空間内に六フッ化イオウのエッチングガスを注入してエッチングガスで所定の液室パターンに液室形成基板をエッチングして液室を形成し、エッチングガスと液室形成基板のシリコンとが化学反応することで液室の内壁面に副生成物のフッ化珪素酸化物を生成するエッチング工程と、密閉空間内にフッ化炭素の保護膜成膜ガスを注入し、エッチング工程で形成される液室の内壁面に生成されているフッ化珪素酸化物とフッ化炭素の保護膜成膜ガスとが化学反応して内壁面に保護膜を成膜する保護膜成膜工程とを有する。これによれば、上記実施形態について説明したように、深堀が可能となり液滴吐出ヘッドの液室を形成できることで、従来のスパッタ法や蒸着方法の高価な成膜整備を用いことなく、均一な膜厚の保護膜を液室の内壁面に形成できる。よって、液室形成基板に影響を与えることなく液室の内壁面に均一な膜厚の保護膜が成膜できる。よって、耐接液性に優れた液滴吐出ヘッドの製造方法を提供できる。
（態様４）
（態様３）において、エッチング工程と保護膜成膜工程とを交互に繰り返す。これによれば、上記実施形態について説明したように、所定の深さの深堀が可能となり、均一な膜厚の保護膜を液室の内壁面に形成できる。よって、耐接液性に優れた液滴吐出ヘッドの製造方法を提供できる。
（態様５）
（態様３）又は（態様４）において、保護膜上に遷移金属酸化膜を成膜する金属膜成膜工程を有する。これによれば、上記実施形態の変形例について説明したように、接液膜４０２上に金属酸化膜５０１を成膜して二層化にすることで、耐接液性がより強固なものとなり優れた長期信頼性が得られる。
（態様６）
（態様１）又は（態様２）の液滴吐出ヘッド、あるいは（態様３）〜（態様５）のいずれかの液滴吐出ヘッドを搭載して該液滴吐出ヘッドで記録液剤を媒体に吐出して画像形成を行う。これによれば、上記実施形態について説明したように、記録液剤に対する耐接液性に優れ、安定した画像形成を行うことができる。

１インクジェット記録装置
１００サブフレーム基板
１０１インク供給用開口
１０２アクチュエータ保護キャビティ
２００アクチュエータ基板
２０１アクチュエータ素子
２０１ａピエゾ膜
２０１ｂ上部電極膜
２０１ｃ下部電極膜
２０２インク液室
２０３インク供給孔
２０４振動板
２０５インク接液膜
２０６絶縁保護膜
３００ノズル基板
３０１ノズル孔
４０１被膜
４０２保護膜
５０１金属酸化膜

特開２００８−１０５３３４号公報

Claims

ノズル孔が設けられたノズル板と、前記ノズル孔に対応して設けられ前記ノズルに連通する液室を少なくとも構成する液室形成基板と、前記液室形成基板の他方の面に接合されて前記液室の一部を構成する振動板と、上位装置からの液滴吐出信号に基づいて前記振動板に圧力振動を付与し前記液室内に圧力を発生する圧力発生手段とを備える液滴吐出ヘッドにおいて、
シリコン基板である前記液室形成基板に前記液室を形成するときに前記液室の内壁面に生成された副生成物のフッ化珪素酸化物に、フッ化炭素物を化学反応させて前記液室の内壁面に保護膜が成膜されていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
請求項１記載の液滴吐出ヘッドにおいて、
前記保護膜上に遷移金属酸化膜を成膜することを特徴とする液滴吐出ヘッド。
ノズル孔が設けられたノズル板と、前記ノズル孔に対応して設けられ前記ノズルに連通する液室を少なくとも構成する液室形成基板と、前記液室形成基板の他方の面に接合されて前記液室の一部を構成する振動板と、上位装置からの液滴吐出信号に基づいて前記振動板に圧力振動を付与し前記液室内に圧力を発生する圧力発生手段とを備える液滴吐出ヘッドの製造方法において、
密閉空間内にシリコン基板の前記液室形成基板を配置し、該密閉空間内に六フッ化イオウのエッチングガスを注入して前記エッチングガスで所定の液室パターンに前記液室形成基板をエッチングして液室を形成し、前記エッチングガスと前記液室形成基板のシリコンとが化学反応することで前記液室の内壁面に副生成物の前記フッ化珪素酸化物を生成するエッチング工程と、
前記密閉空間内にフッ化炭素の保護膜成膜ガスを注入し、前記エッチング工程で形成される前記液室の内壁面に生成されている前記フッ化珪素酸化物とフッ化炭素の前記保護膜成膜ガスとが化学反応して内壁面に保護膜を成膜する保護膜成膜工程と
を有することを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
請求項３記載の液滴吐出ヘッドの製造方法において、
前記エッチング工程と前記保護膜成膜工程とを交互に繰り返すことを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
請求項３又は４に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法において、
前記保護膜上に遷移金属酸化膜を成膜する金属膜成膜工程を有することを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
請求項１又は２に記載の液滴吐出ヘッド、あるいは請求項３又は４に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法により製造された液滴吐出ヘッドを搭載して該液滴吐出ヘッドで記録液剤を媒体に吐出して画像形成を行うことを特徴とする画像形成装置。