シリコンノズル基板及びその製造方法
【課題】インク保護膜が剥離しにくく、接着不良を起こしにくいシリコンノズル基板を得る。
【解決手段】シリコン基板４４を貫通させて形成したノズル孔２１を有し、吐出面１５側からノズル孔２１を介してインクの液滴を吐出するシリコンノズル基板１であって、吐出面１５は平面視でノズル孔２１を含み表面に撥水膜４３が形成されている撥水領域１１と撥水領域１１を囲む環状の領域である非撥水領域１２とに区画されており、撥水領域１１には撥水膜４３とシリコン基板４４との間にインク保護膜４１が形成されており、非撥水領域１２にはインク保護膜４１が薄く形成されているか又は全く形成されておらず、シリコン基板４４の端面１３にはインク保護膜４１が全く形成されていないことを特徴とするシリコンノズル基板１。
【解決手段】シリコン基板４４を貫通させて形成したノズル孔２１を有し、吐出面１５側からノズル孔２１を介してインクの液滴を吐出するシリコンノズル基板１であって、吐出面１５は平面視でノズル孔２１を含み表面に撥水膜４３が形成されている撥水領域１１と撥水領域１１を囲む環状の領域である非撥水領域１２とに区画されており、撥水領域１１には撥水膜４３とシリコン基板４４との間にインク保護膜４１が形成されており、非撥水領域１２にはインク保護膜４１が薄く形成されているか又は全く形成されておらず、シリコン基板４４の端面１３にはインク保護膜４１が全く形成されていないことを特徴とするシリコンノズル基板１。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴を吐出するためのノズル孔を有するシリコンノズル基板及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、紙等の媒体上にインク（液体材料）の液滴を吐出して画像等を形成する装置として、液滴吐出装置が注目されている。一般に液滴吐出装置は、複数のノズルを備える液滴吐出ヘッドと媒体とを相対的に移動させつつ、ノズルから液滴を吐出して画像等を形成する。液滴吐出ヘッドは、一般に、液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基板と、このノズル基板に接着されノズル基板との間で上記ノズル孔に連通する圧力室、リザーバー等のインク流路が形成されたキャビティ基板とを備え、駆動部により圧力室に圧力を加えることによりインクを選択されたノズル孔から、液滴として吐出するように構成されている。
【０００３】
このような液滴吐出ヘッドにおいては、液滴の吐出時に、ノズル基板のノズルが形成されている側の面（以下、「吐出面」と称する。）にインクが残留し、後続する液滴の吐出時に悪影響を及ぼす可能性がある。そのような現象を低減する手法として、吐出面にインク保護膜（下地膜）及び撥水膜（撥インク膜）を形成し、上記のインク残留を抑制する手法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２３８５７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上述のノズル基板がシリコン基板に異方性エッチングを用いてノズル孔を形成したシリコンノズル基板である場合、インク保護膜の密着性が問題となる。シリコンノズル基板の場合、ノズル孔の形成後に薄板化されるため、以降の工程はサポート基板に貼付した状態で実施される。そのため、インク保護膜の形成に熱酸化法を用いることが困難であり、低温で成膜可能なプラズマＣＶＤ法が用いられることが多い。
【０００６】
しかし、プラズマＣＶＤ法で形成された膜は、熱酸化膜に比べて密着性が劣る。そのため、インク保護膜の形成後にシリコンノズル基板をキャビティ基板に接着するまでの間に、該インク保護膜の一部が剥離して異物化する可能性がある。かかる現象はシリコンノズル基板のエッジや端面（側面部）では特に生じやすい。かかる異物は、シリコンノズル基板とキャビティ基板との接着面に付着した場合、接着不良の原因となり得るという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００８】
［適用例１］本適用例にかかるシリコンノズル基板は、シリコン基板を貫通させて形成したノズル孔を有し、吐出面側から該ノズル孔を介してインクの液滴を吐出するシリコンノズル基板であって、上記吐出面は平面視で上記ノズル孔を含み表面に撥水膜が形成されている撥水領域と上記撥水領域を囲む環状の領域である非撥水領域とに区画されており、上記撥水領域には上記撥水膜と上記シリコン基板との間にインク保護膜が形成されており、上記非撥水領域にはインク保護膜が薄く形成されているか又は全く形成されておらず、上記シリコン基板の端面にはインク保護膜が全く形成されていないことを特徴とする。
【０００９】
このような構成のシリコンノズル基板であれば、シリコンノズル基板端面のインク保護膜の一部が剥離して異物化する現象を低減できる。そのため、シリコンノズル基板をキャビティ基板に接着するまでの間の検査及び異物除去工程を合理化できる。そして、液滴吐出ヘッドの不良率を低減でき、製造コストを低減できる。
【００１０】
［適用例２］上述のシリコンノズル基板であって、上記インク保護膜はシロキサンを原料とするプラズマＣＶＤ法で形成された膜であることを特徴とするシリコンノズル基板。
【００１１】
プラズマＣＶＤ法によれば、シリコン基板の端面における成膜速度を吐出面における成膜速度の６割から８割の範囲に制御できる。したがって、インク保護膜の一部を除去する工程において端面のみにシリコン基板を露出させることも可能になる。
【００１２】
［適用例３］上述のシリコンノズル基板であって、上記撥水領域における上記インク保護膜の膜厚は０．５μｍから１．５μｍの範囲であり、上記非撥水領域における上記インク保護膜の膜厚は上記撥水領域における該膜厚の３割以下であることを特徴とするシリコンノズル基板。
【００１３】
上述の液滴吐出ヘッドは、シリコンノズル基板とキャビティ基板とを接着した後に、該シリコンノズル基板を覆うカバーヘッドをさらに装着する場合がある。かかる装着は非撥水領域に配置した接着剤で行われる。しかし、シリコン基板は接着剤の密着性が悪いため、非撥水領域にシリコン基板が露出していると上述の装着がうまくいかない可能性がある。かかる場合において、上述の構成のシリコンノズル基板であれば、シリコンノズル基板上に表面が酸化シリコンからなるインク保護膜を介してカバーヘッドを接着できるため、より強固な接着が可能となる。したがって、信頼性等が向上した液滴吐出ヘッドを得ることができる。
【００１４】
［適用例４］上述のシリコンノズル基板を備えることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【００１５】
このような液滴吐出ヘッドであれば、異物、すなわちインク保護膜の剥離による影響を低減できるため、低コストで信頼性が高い液滴吐出ヘッドを提供できる。
【００１６】
［適用例５］上述の液滴吐出ヘッドを備えることを特徴とする液滴吐出装置。
【００１７】
このような液滴吐出装置であれば、異物、すなわちインク保護膜の剥離による影響を低減できるため、低コストで信頼性が高い液滴吐出装置を提供できる。
【００１８】
［適用例６］本適用例にかかるシリコンノズル基板の製造方法は、シリコン基板を貫通させてノズル孔を形成する第１の工程と、上記シリコン基板の一方の面である吐出面及び上記シリコン基板の端面にインク保護膜を形成する第２の工程と、上記インク保護膜の表面に撥水膜を形成する第３の工程と、上記吐出面を、平面視で上記ノズル孔を含む領域である撥水領域と上記撥水領域を囲む環状の領域である非撥水領域とに区画して、上記撥水領域にマスク部材を被せる第４の工程と、上記シリコン基板にエッチングを施して、上記マスク部材で覆われていない領域の上記撥水膜を除去し、さらに上記インク保護膜を、上記端面では完全に除去し、上記非撥水領域では除去するか又は元の膜厚よりも薄くする第５の工程と、を記載の順に実施することを特徴とする。
【００１９】
このような製造方法であれば、必要な領域に充分な厚さのインク保護膜を形成できるとともに、インク保護膜が剥離しやすい領域である端面において、インク保護膜を完全に除去することができる。したがって、異物が生じにくいシリコンノズル基板を得ることができる。
【００２０】
［適用例７］上述のシリコンノズル基板の製造方法であって、上記第２の工程は、シロキサンを原料とするプラズマＣＶＤ法により上記インク保護膜を形成する工程であることを特徴とするシリコンノズル基板の製造方法。
【００２１】
プラズマＣＶＤ法は低温で成膜可能であるため、このような製造方法であれば薄板化されたシリコン基板を支持体で保持しつつ成膜する場合において、該支持体の変質や変形等を抑制できる。
【００２２】
［適用例８］上述のシリコンノズル基板の製造方法であって、上記第２の工程は、上記吐出面に膜厚が０．５μｍから１．５μｍの範囲の上記インク保護膜を形成する工程であり、上記第５の工程は、上記インク保護膜を膜厚が３割以下となるまでエッチングする工程であることを特徴とするシリコンノズル基板の製造方法。
【００２３】
このような製造方法であれば、非撥水領域に、上述のカバーヘッドを装着する場合において接着剤の密着性を充分に向上できる厚さのインク保護膜を残すことができる。したがって、このような製造方法であれば、より一層品質の向上した発塵性の低いシリコンノズル基板、及び該シリコンノズル基板を構成要素とする組み立て信頼性の高い液滴吐出ヘッドを得ることができる。
【００２４】
［適用例９］上述のシリコンノズル基板の製造方法であって、上記第５の工程は、ＣＦ系ガスを用いてドライエッチングする工程であることを特徴とするシリコンノズル基板の製造方法。
【００２５】
このような製造方法であれば、第５の工程を第２の工程で用いるプラズマＣＶＤ装置のエッチバック機構を用いて実施できる。したがって、製造コストを低減しつつ品質の向上したシリコンノズル基板、及び該シリコンノズル基板を構成要素とする液滴吐出ヘッドを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】液滴吐出ヘッドの斜視展開図。
【図２】液滴吐出ヘッドの要部の縦断面図。
【図３】第１の実施形態のシリコンノズル基板の要部の拡大断面図。
【図４】シリコンノズル基板の吐出面側の平面図。
【図５】第２の実施形態のシリコンノズル基板の要部の拡大断面図。
【図６】ヘッドユニットの概略構成を示す図。
【図７】第３の実施形態のシリコンノズル基板の製造方法を示す工程断面図。
【図８】第３の実施形態のシリコンノズル基板の製造方法を示す工程断面図。
【図９】第３の実施形態のシリコンノズル基板の製造方法を示す工程断面図。
【図１０】第４の実施形態のシリコンノズル基板の製造方法を示す工程断面図。
【図１１】液滴吐出装置としてのインクジェットプリンターを示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施形態にかかるシリコンノズル基板及びその製造方法について、図面を参照しつつ述べる。上述したようにシリコンノズル基板は液滴吐出ヘッド（インクジェットヘッド）を構成する要素であるため、該液滴吐出ヘッドの構成当も含めて説明する。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い。また、以下の各図においては、各層や各部位を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部位の縮尺を実際とは異ならせてある。また、特に断りのない限り、以下の記載においては図の上側を上とし、下側を下として説明する。
【００２８】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態にかかるシリコンノズル基板１を構成要素とする液滴吐出ヘッド８の斜視展開図である。図２は、液滴吐出ヘッド８の要部の縦断面図である。図１及び後述する図４に示すように、ノズル孔２１は吐出面１５において長手方向に２列に並ぶように形成されている。図２は、該長手方向に直交する線における断面図であり、図１の右半分の概略構成を示す断面図である。
【００２９】
本実施の形態に係る液滴吐出ヘッド８は、図１に示すように、所定のピッチで形成された複数のノズル孔２１が形成されたシリコンノズル基板１と、各ノズル孔２１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３と、キャビティ基板３の振動板２２に対応する個別電極３１が形成された電極基板４とを接着して構成されている。なお後述するように、液滴吐出ヘッド８は、複数個がまとめられてヘッドユニット７（図６参照）を構成している。
【００３０】
シリコンノズル基板１は、単結晶シリコン基板４４（図３参照）に所定の加工を施して形成された板状部材であり、インク等の液滴を吐出するためのノズル孔２１が２列に形成されている。ノズル孔２１は単結晶シリコン基板４４を貫通する孔であり、液滴を吐出する第１のノズル孔２１ａと、液滴を導入する第２のノズル孔２１ｂとから構成されている。なお、シリコンノズル基板１の構成材料は単結晶シリコン基板に限定されず、多結晶シリコン（ポリシリコン）基板を用いることもできる。
【００３１】
シリコンノズル基板１の表裏の２面のうち、液滴吐出ヘッド８の外側を向く面すなわち液滴を吐出する側の面が吐出面１５である。一方、キャビティ基板３と接着される側の面が接着面１６である。吐出面１５には、一部の領域を除きインク保護膜４１が形成されている。一般的にインクはアルカリ性であり、単結晶シリコン基板４４を侵食（エッチング）等する可能性がある。そのため、酸化シリコン等からなるインク保護膜４１を形成して、シリコンノズル基板１の表面を保護している。そして、本実施形態のシリコンノズル基板１は、インク保護膜４１が撥水領域１１にのみ形成され、該撥水領域を平面視で囲む環状の領域（図４参照）である非撥水領域１２と吐出面１５に直交する面（厚さ方向の面）である端面１３とには形成されていない点に特徴がある。かかる特徴とその効果については後述する。
【００３２】
キャビティ基板３も、シリコンノズル基板１と同様に単結晶シリコン基板からなり、接着領域６１、６２において、シリコンノズル基板１と接着されている。そして、キャビティ基板３には、シリコンノズル基板１のノズル孔２１の各々に連通するインク流路が異方性ウェットエッチングにより形成されている。インク流路は、底壁を振動板２２とし吐出室２５となる吐出凹部２５０と、共通のインク室であるリザーバー２３となるリザーバー凹部２３０と、リザーバー凹部２３０と各吐出凹部２５０とを連通するオリフィス２４となるオリフィス凹部２４０と、で構成されている。リザーバー２３は各吐出室２５に共通の共通インク室を構成し、それぞれオリフィス２４を介してそれぞれの吐出室２５に連通している。
【００３３】
キャビティ基板３の全面若しくは少なくとも電極基板４との対向する領域には、絶縁性材料である酸化シリコンからなる絶縁膜２９が形成されている。かかる絶縁膜２９は、液滴吐出ヘッド８を駆動させたときに、絶縁破壊やショートの発生を防止する機能を果たしている。
【００３４】
電極基板４はガラス基材からからなり、キャビティ基板３の各振動板２２に対向する位置には、夫々凹部３１０が形成されている。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。
【００３５】
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３の末端部が開口された電極取出し部３６内に露出している。そして、ＩＣドライバー等の駆動回路５を介して、各個別電極３１の端子部３１ｂとキャビティ基板３上の共通電極２７とが接続されている。また、電極基板４には、インクを供給するためにリザーバー２３と連通するインク供給口３５が形成されている。そして、該インク供給口は図示しないインクタンクに接続されている。振動板２２と個別電極３１との間に形成されるギャップ３４の開放端部は、内部に水分や塵埃などが入らないようにエポキシ等の樹脂による封止材３３により封止されている。
【００３６】
電極基板４と上述のキャビティ基板３とは、個別電極３１と振動板２２とが所定（例えば、０．１μｍ）のギャップ３４を介して対向配置するように陽極接合されている。これにより、ギャップ３４を介して対峙する個別電極３１と絶縁膜２９を有する振動板２２とで、吐出室２５に所要の圧力を加えることができる静電アクチュエーターが構成される。
【００３７】
液滴吐出ヘッド８は、以下に記載する動作により、インクを液滴として吐出する。まず、駆動回路５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２５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２５の容積が急激に減少して、そのときの圧力により吐出室２５内のインクの一部がインクの液滴としてノズル孔２１から吐出面１５側に吐出される。そして、かかるインクによる単結晶シリコンの侵食を防ぐために、撥水領域１１にはインク保護膜４１が形成されている。
【００３８】
図３は、シリコンノズル基板１の、図２に示すノズル孔２１の近傍の部分６３と端面１３の近傍の部分６４とを継ぎ合わせて示す、要部の拡大断面図である。なお、本図及び後述する同様の図においては、上記２つの部分を継いだ部分の破断線を省略している。図４は、シリコンノズル基板１の吐出面１５側の平面図である。
【００３９】
図４に示すように、シリコンノズル基板１の吐出面１５は、中央部の撥水領域１１と非撥水領域１２とに区画されている。図示するように、撥水領域１１はノズル孔２１が形成されている領域である。そして非撥水領域１２は、該撥水領域を囲む環状の領域である。
【００４０】
図３に示すように、シリコンノズル基板１は、単結晶シリコン基板４４と、該単結晶シリコン基板の表面に形成された薄膜等で構成されている。まず、吐出面１５以外の面、すなわち接着面１６、端面１３及びノズル孔２１の内壁面には単結晶シリコン基板４４を酸素含有雰囲気中で加熱して形成された熱酸化シリコン膜４２が連続して形成されている。膜厚は略０．１μｍである。
【００４１】
そして吐出面１５の撥水領域１１及びノズル孔２１の内壁面には、インク保護膜４１が形成されている。インク保護膜４１は、シリコン重合膜をシロキサン原料のプラズマＣＶＤ法で形成した後、該シリコン重合膜にＵＶ（紫外線）を照射して脱水縮合させ、表面をＳｉＯ2化して得られた膜である。膜厚は、撥水領域１１においては略１．５μｍ、ノズル孔２１の内壁面においては略１．０μｍである。
上述の２層の薄膜は、熱酸化シリコン膜４２の方が先に形成されている。したがって、ノズル孔２１の内壁面には、下層の熱酸化シリコン膜４２と上層のインク保護膜４１との２層の薄膜が積層されている。
【００４２】
インク保護膜４１及び熱酸化シリコン膜４２は、シリコンノズル基板１の基材である単結晶シリコン基板４４をインクから保護する機能を果たしている。上述したようにインクは一般的にアルカリ性であり、単結晶シリコン基板４４を侵食し得る。そのためシリコンノズル基板１においては、単結晶シリコン基板４４の非撥水領域１２を除く表面、すなわちインク流路に面する接着面１６、ノズル孔２１の内壁面、及び撥水領域１１に、インク保護膜４１と熱酸化シリコン膜４２の少なくとも一方を形成して、該表面が露出することを防いでいる。
【００４３】
撥水領域１１におけるインク保護膜４１の上層には撥水膜４３が形成されている。撥水膜４３は撥水性を有するシランカップリング剤をディップコートして形成された膜であり、ノズル孔２１から吐出されたインク（の液滴）が吐出面１５に滞留することを抑制して吐出性を向上させている。また、接着面１６及びノズル孔２１の内壁面には親水膜４５が形成されている。親水膜４５は親水性を有するシランカップリング剤をディップコートして形成された膜であり、シリコンノズル基板１とキャビティ基板３とを接着する際に供給される接着剤の密着性を向上させている。
【００４４】
上述したように、本実施形態のシリコンノズル基板１は、インク保護膜４１が吐出面１５の全域ではなく撥水領域１１にのみ形成されており、該撥水領域を囲む非撥水領域１２には形成されていない。また、端面１３にもインク保護膜４１は形成されていない。インク保護膜４１の前身であるシリコン重合膜はプラズマＣＶＤ法で形成されるため、成膜された時点では撥水領域１１以外の領域、すなわち非撥水領域１２及び端面１３にも形成されている。かかる膜を後述するようにパターニングして、撥水領域１１のみにインク保護膜４１を形成している。
【００４５】
段落（０００６）で述べたように、プラズマＣＶＤ法で形成された膜は熱酸化膜に比べて密着性が劣るため、剥離等が生じやすい。かかる現象は、シリコンノズル基板１の端部、すなわち吐出面１５の外縁部である非撥水領域１２及び端面１３において特に顕著である。本実施形態のシリコンノズル基板１は、かかる領域にはインク保護膜４１が形成されていないため、搬送時等において上述の剥離が発生しにくい。したがって、シリコンノズル基板１をキャビティ基板３に接着するまでの間の検査及び異物除去工程を合理化でき、製造コストを低減できる。
【００４６】
また、剥離して異物となったインク保護膜４１の断片が接着領域（６１、６２）に入り込むことによる接着不良、すなわち組み立て不良の発生も低減されている。そのため、シリコンノズル基板１とキャビティ基板３との接着時における不良の発生が低減されている。すなわち液滴吐出ヘッド８の組み立て工程における歩留まりが向上している。したがって、本実施形態のシリコンノズル基板１を構成要素として用いた場合、信頼性が向上した液滴吐出ヘッド８及びヘッドユニット７（後述する図６参照）を低コストで得ることができる。
【００４７】
なお、インク保護膜４１が形成されていない領域に対するインクの影響は殆んど問題とはならない。端面１３には熱酸化シリコン膜４２が形成されているため、インク保護膜４１が形成されていなくてもインクの侵食を抑制できる。また、吐出面１５においては撥水領域１１に撥水膜４３が形成されているため、吐出性が向上している。したがって、吐出されたインク（の液滴）が吐出面１５に滞留することが抑制されており非撥水領域１２における侵食も問題にはならない。
【００４８】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図５は本発明の第２の実施形態にかわるシリコンノズル基板２を示す図であり、上記の図３に相当する要部断面図である。本実施形態のシリコンノズル基板２は、上述の第１の実施形態にかかるシリコンノズル基板１と同様に、キャビティ基板３及び電極基板４と組み合されて液滴吐出ヘッド８を構成するものである。構成はシリコンノズル基板１と類似しており、相違点はインク保護膜４１の形成領域のみである。そこで、上述の図１、図２、及び図４に相当する図面は省略する。また、シリコンノズル基板１と共通する点については説明の記載を省略する。
【００４９】
本実施形態のシリコンノズル基板２は、非撥水領域１２にもインク保護膜４１が形成されている点で、シリコンノズル基板１と異なっている。ただし、非撥水領域１２のインク保護膜４１の厚さは、撥水領域１１の該厚さ（すなわち略１．５μｍ）に比べて薄く、本実施形態のシリコンノズル基板２においては、０．１５μｍないし０．３μｍの厚さで形成されている。ただし、非撥水領域１２のインク保護膜４１の厚さは上述の範囲に限定されるものではない。撥水領域１１における厚さより薄く形成されていればよい。端面１３には、（シリコンノズル基板１と同様に）インク保護膜４１は形成されていない。また、撥水膜４３は、シリコンノズル基板１と同様に、撥水領域１１にのみ形成されている。
【００５０】
上述のインク保護膜４１の剥離は、特に端面１３において発生しやすい。理由としては、上述の剥離は主として該シリコンノズル基板の搬送時、取り扱い時等において該シリコンノズル基板とそれを収納するトレー等とが衝突する際に生じる物であり、その場合、衝突する箇所は端面１３が多いからである。本実施形態のシリコンノズル基板２は、インク保護膜４１が端面１３からは完全に除去されているため、キャビティ基板３との接着時における不良の発生が、上述の第１の実施形態にかかるシリコンノズル基板１と殆んど変わりないレベルまで低減されている。
【００５１】
本実施形態のシリコンノズル基板２が、非撥水領域１２にもインク保護膜４１が形成されている理由は、該非撥水領域における接着剤の密着性を向上させるためである。上述のシリコンノズル基板（１、２）を構成要素とする液滴吐出ヘッド８は、一般的に該液滴吐出ヘッドを複数個まとめて構成されたヘッドユニット７として用いられる。図６に、かかるヘッドユニット７の概略構成を示す。
【００５２】
図示するように、ヘッドユニット７は複数個の液滴吐出ヘッド８をカバーヘッド１０でカートリッジケース９に固定して形成される。カバーヘッド１０は、固定の対象となる液滴吐出ヘッド８の撥水領域１１に対応する領域が開口された薄板状の部材である。そして、カバーヘッド１０は、液滴吐出ヘッド８の非撥水領域１２に配置された接着剤により、該液滴吐出ヘッドと固定される。
【００５３】
そして単結晶シリコン、すなわちシリコンノズル基板の基材である単結晶シリコン基板４４は、接着剤との密着性が悪いことが判明している。本実施形態のシリコンノズル基板２は、膜厚は若干薄いものの、非撥水領域１２にもインク保護膜４１が形成されており、単結晶シリコン基板４４が露出していない。したがって、非撥水領域１２における接着剤の密着性が強化されている。そのため、本実施形態のシリコンノズル基板２を用いた場合、より一層強固に接着され、より一層信頼性等の向上したヘッドユニット７を得ることができる。
【００５４】
（第３の実施形態）
次に本発明の第３の実施形態として、上述のシリコンノズル基板１の製造方法について、図７（ａ）〜図９（ｍ）の工程断面図を用いて説明する。上記各図は、図３及び図５と同様の、図２に示すノズル孔２１の近傍の部分と端面１３の近傍の部分とを継ぎ合わせて示す部分を示す要部の拡大断面図である。したがって、図３等と同様に破断線を省略している。以下、工程順に説明する。
【００５５】
まず、図７（ａ）に示すように、単結晶シリコン基板４４を酸素含有雰囲気中で加熱して、全面に第２の熱酸化シリコン膜４６を形成する。そして、将来的に接着面１６となる側の面において、第２の熱酸化シリコン膜４６をフォトリソグラフィー法でパターニングして、将来的に第２のノズル孔２１ｂが形成される領域から第２の熱酸化シリコン膜４６を除去する。なお、本実施形態で用いる単結晶シリコン基板４４は厚さが略７２５μｍの物を用いているが、基板厚はかかる数値に限定されるものではない。
【００５６】
次に、図７（ｂ）に示すように、将来的に接着面１６となる側の面にレジスト膜４７を形成する。そして該レジスト膜を露光現像工程によりパターニングして、将来的に第１のノズル孔２１ａが形成される領域から該レジスト膜を除去する。
【００５７】
次に、図７（ｃ）に示すように、レジスト膜４７をマスクとして、将来的に第１のノズル孔２１ａが形成される領域における単結晶シリコン基板４４を、接着面１６側から略４０μｍの深さまでエッチングする。
【００５８】
次に、レジスト膜４７を硫酸系の剥離液により除去する。そして、図７（ｄ）に示すように、第２の熱酸化シリコン膜４６をマスクとして、将来的に第２のノズル孔２１ｂが形成される領域における単結晶シリコン基板４４を、接着面１６側から略４０μｍの深さまでエッチングする。このエッチング時に、先に形成されていた穴（図７（ｃ）に示す穴）がさらに略４０μｍ深くなるようにエッチングされて、深さが略８０μｍの穴となる。そのため、図７（ｄ）に示すように、断面が凸型の凹部（穴）が形成される。
【００５９】
次に、単結晶シリコン基板４４をフッ酸系のエッチング液により全面的にエッチングして第２の熱酸化シリコン膜４６を除去する。そして、図７（ｅ）に示すように、単結晶シリコン基板４４を、酸素含有雰囲気中で加熱して、上述の凸型の凹部内を含む単結晶シリコン基板４４の全面に、膜厚略０．１μｍの熱酸化シリコン膜４２を形成する。
【００６０】
次に、単結晶シリコン基板４４の接着面１６に、第１の支持基板５１を接着剤等の有機物を介して貼り合わせる。そして、図８（ｆ）に示すように、単結晶シリコン基板４４を、接着面１６の反対側からバックグラインダー等により研削加工して、基板厚が６５μｍになるまで薄板化する。かかる研削加工により接着面１６の反対側に形成された面が吐出面１５である。
【００６１】
そして、かかる研削加工により深さが略８０μｍまでエッチングされていた上述の凹部の先端が開口する。かかる開口した部分が、第１のノズル孔２１ａである。そして、接着面１６側から深さが略４０μｍまでエッチングされていた部分が、第２のノズル孔２１ｂとなる。第１のノズル孔２１ａと第２のノズル孔２１ｂとで、ノズル孔２１が形成される。ここまでのノズル孔２１を形成するまでの工程が、第１の工程である。なお、上述の薄板化は、ポリッシャー、ＣＭＰ装置等による研磨加工により行ってもよいし、研削加工と研磨加工とを組み合せても良い。
【００６２】
次に、図８（ｇ）に示すように、単結晶シリコン基板４４の接着面１６を除く表面に、シロキサン原料の低温プラズマＣＶＤ法によりシリコン重合膜（プラズマ重合膜）を形成する。そして、該シリコン重合膜に対して空気中でＵＶ（紫外線）を照射して水縮合させて、表面をＳｉＯ2化する。すなわち、表面に酸化シリコン膜（不図示）を形成する。かかる表面が酸化されたシリコン重合膜が、インク保護膜４１である。そしてインク保護膜４１を形成する工程が、第２の工程である。プラズマＣＶＤ法によれば、１００℃以下の温度でシリコン重合膜を形成できる。したがって、基板厚が６５μｍになるまで薄板化された単結晶シリコン基板４４及び第１の支持基板５１と接着剤等を変質等させることなく、インク保護膜４１を形成できる。シリコン重合膜（すなわちインク保護膜４１）は、吐出面１５における厚さが略１．５μｍとなるような条件（設定）で成膜する。その場合、端面１３及びノズル孔２１の内壁面等のプラズマの影響が弱まる領域には、略１．０μｍの厚さのシリコン重合膜が形成される。
【００６３】
次に、図８（ｈ）に示すように、単結晶シリコン基板４４の接着面１６を除く全面にシランカップリング剤をディップコートして、インク保護膜４１の表面に撥水膜４３を形成する。この処理で、端面１３及びノズル孔２１の内壁面にも、撥水膜４３が形成される。撥水膜４３を形成する工程が第３の工程である。
【００６４】
次に、図８（ｉ）に示すように、吐出面１５の撥水領域１１に、マスク部材としてのマスキングテープ４８を貼付する。かかる工程が第４の工程である。
【００６５】
次に、図９（ｊ）に示すように、単結晶シリコン基板４４の接着面１６を除く全面にＣＦ4ガスを用いたプラズマエッチング処理を行い、マスキングテープ４８で覆われていない領域、すなわち端面１３及び非撥水領域１２におけるインク保護膜４１を、上面の撥水膜４３と共に除去する。かかる、インク保護膜４１をパターニングする工程が第５の工程である。
【００６６】
次に、図９（ｋ）に示すように、マスキングテープ４８の上面に第２の支持基板５２を貼付する。そして次に、第１の支持基板５１を取り外して接着面１６を開放する。そして、接着面１６側から酸素若しくはアルゴンガスのプラズマ処理を行い、ノズル孔２１の内壁面に形成されていた撥水膜４３を除去する。
【００６７】
次に、図９（ｌ）に示すように、親水性を有するシランカップリング剤をディップコートして、マスキングテープ４８で覆われていない領域、すなわち接着面１６、端面１３、ノズル孔２１の内壁面、及び非撥水領域１２に、親水膜４５を形成する。
【００６８】
次に、図９（ｍ）に示すように、第２の支持基板５２及びマスキングテープ４８を取り除く。そして、単結晶シリコン基板４４に洗浄等の処理を施してシリコンノズル基板１を完成させる。以上の工程により、インク保護膜４１が端面１３及び非撥水領域１２には形成されておらず、撥水領域１１にのみ形成されているシリコンノズル基板１を得ることができる。
【００６９】
（第４の実施形態）
次に本発明の第４の実施形態として、上述のシリコンノズル基板２の製造方法について、図１０（ａ）〜図１０（ｅ）の工程断面図を用いて説明する。なお、上記各図は、図７等と同様のノズル孔２１の近傍の部分と端面１３の近傍の部分とを継ぎ合わせて示す要部の拡大断面図であり、破断線を省略している。
【００７０】
本実施形態のシリコンノズル基板２の製造方法は、上述の第３の実施形態にかかる製造方法と類似している。具体的には第３の工程すなわち撥水膜４３を形成した後、マスキングテープ４８を貼付する工程までは共通している。そこで本実施形態の説明は、撥水膜４３を形成する工程（第３の工程）までは省略して、撥水膜４３を形成後にマスキングテープ４８を貼付する工程から開始する。以下、工程順に説明する。
【００７１】
まず、図１０（ａ）に示すように、吐出面１５の撥水領域１１にインク保護膜４１及び撥水膜４３を介してマスク部材としてのマスキングテープ４８を貼付する。かかる工程が第４の工程である。なお、図１０（ａ）〜図１０（ｄ）においては、マスキングテープ４８とインク保護膜４１との界面の撥水膜４３の図示を省略している。
【００７２】
次に、図１０（ｂ）に示すように、単結晶シリコン基板４４の接着面１６を除く全面にＣＦ4ガスを用いたプラズマエッチング処理を行い、マスキングテープ４８で覆われていない領域のインク保護膜４１（及び撥水膜４３）をエッチングする。かかる工程が、第５の工程である。
【００７３】
本実施形態の製造方法は、このエッチングを、端面１３におけるインク保護膜４１が完全に除去され、かつ、非撥水領域１２には若干の厚さのインク保護膜４１が残るように行う点に特徴がある。具体的には非撥水領域１２に０．１５μｍないし０．３μｍの厚さのインク保護膜４１が残るようにエッチングを行う。上述したように、第２の工程においてインク保護膜４１は非撥水領域１２を含む吐出面１５における厚さが略１．５μｍ、かつ、端面１３（及びノズル孔２１の内壁面）における厚さが略１．０μｍとなるように成膜されている。したがって、端面１３上のインク保護膜４１が完全に除去（エッチング）された時点でエッチングを停止させれば、非撥水領域１２には厚さが０．５μｍのインク保護膜４１が残ることとなる。そして、端面１３から完全にインク保護膜４１を除去するために若干のオーバーエッチングを行うことにより、上述の範囲の厚さのインク保護膜４１を非撥水領域１２に残すことができる。なお本工程により、端面１３には熱酸化シリコン膜４２が露出する。
【００７４】
次に、図１０（ｃ）に示すように、マスキングテープ４８の上面に第２の支持基板５２を貼付する。そして第１の支持基板５１を取り外して、接着面１６を開放する。そして、接着面１６側から酸素若しくはアルゴンガスのプラズマ処理を行い、ノズル孔２１の内壁面に形成されていた撥水膜４３を除去する。
【００７５】
次に、図１０（ｄ）に示すように、単結晶シリコン基板４４に親水性を有するシランカップリング剤をディップコートして、マスキングテープ４８で覆われていない領域、すなわち接着面１６、端面１３、ノズル孔２１の内壁面、及び非撥水領域１２に、親水膜４５を形成する。上述したように非撥水領域１２にはインク保護膜４１が薄く形成されている。したがって、非撥水領域１２においてはインク保護膜４１の表面にシランカップリング剤をディップコートされることとなる。インク保護膜４１は単結晶シリコン材料に比べて親水性が強いため、かかる処理により非撥水領域１２は密着性が非常に強化された領域となる。
【００７６】
次に、図１０（ｅ）に示すように、単結晶シリコン基板４４から第２の支持基板５２及びマスキングテープ４８を取り除く。そして、該単結晶シリコン基板に洗浄等の処理を施してシリコンノズル基板２を完成させる。以上の工程により、インク保護膜４１が端面１３に形成されておらず、かつ、非撥水領域１２には薄いインク保護膜４１と親水膜４５との積層体が形成されているシリコンノズル基板２を得ることができる。
【００７７】
（第５の実施形態）
次に第５の実施形態として、上述の各実施形態にかかるシリコンノズル基板（１、２）を構成要素とするヘッドユニット７を搭載した液滴吐出装置について説明する。図１１は、上述の液滴吐出装置としてのインクジェットプリンターを示す斜視図である。上述したように、シリコンノズル基板（１、２）はインク保護膜４１の剥離が生じにくいため、かかるシリコンノズル基板（１、２）を用いる液滴吐出ヘッド８及びヘッドユニット７は製造コストが低減されている。また、キャビティ基板３との接着領域に異物すなわち剥離したインク保護膜４１等が浸入している可能性が低減されているため、信頼性も向上している。したがって、本実施形態のインクジェットプリンターは信頼性が高く、かつ製造コストも低減されている。
【符号の説明】
【００７８】
１…第１の実施形態のシリコンノズル基板、２…第２の実施形態のシリコンノズル基板、３…キャビティ基板、４…電極基板、５…駆動回路、７…ヘッドユニット、８…液滴吐出ヘッド、９…カートリッジケース、１０…カバーヘッド、１１…撥水領域、１２…非撥水領域、１３…端面、１５…吐出面、１６…接着面、２１…ノズル孔、２１ａ…第１のノズル孔、２１ｂ…第２のノズル孔、２２…振動板、２３…リザーバー、２４…オリフィス、２５…吐出室、２７…共通電極、２９…絶縁膜、３１…個別電極、３１ａ…リード部、３１ｂ…端子部、３３…封止材、３４…ギャップ、３５…インク供給口、３６…電極取出し部、４１…インク保護膜、４２…熱酸化シリコン膜、４３…撥水膜、４４…単結晶シリコン基板、４５…親水膜、４６…第２の熱酸化シリコン膜、４７…レジスト膜、４８…マスク部材としてのマスキングテープ、５１…第１の支持基板、５２…第２の支持基板、６１…接着領域、６２…接着領域、６３…ノズル孔の近傍の部分、６４…端面の近傍の部分、２３０…リザーバー凹部、２４０…オリフィス凹部、２５０…吐出凹部、３１０…凹部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴を吐出するためのノズル孔を有するシリコンノズル基板及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、紙等の媒体上にインク（液体材料）の液滴を吐出して画像等を形成する装置として、液滴吐出装置が注目されている。一般に液滴吐出装置は、複数のノズルを備える液滴吐出ヘッドと媒体とを相対的に移動させつつ、ノズルから液滴を吐出して画像等を形成する。液滴吐出ヘッドは、一般に、液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基板と、このノズル基板に接着されノズル基板との間で上記ノズル孔に連通する圧力室、リザーバー等のインク流路が形成されたキャビティ基板とを備え、駆動部により圧力室に圧力を加えることによりインクを選択されたノズル孔から、液滴として吐出するように構成されている。
【０００３】
このような液滴吐出ヘッドにおいては、液滴の吐出時に、ノズル基板のノズルが形成されている側の面（以下、「吐出面」と称する。）にインクが残留し、後続する液滴の吐出時に悪影響を及ぼす可能性がある。そのような現象を低減する手法として、吐出面にインク保護膜（下地膜）及び撥水膜（撥インク膜）を形成し、上記のインク残留を抑制する手法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２３８５７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上述のノズル基板がシリコン基板に異方性エッチングを用いてノズル孔を形成したシリコンノズル基板である場合、インク保護膜の密着性が問題となる。シリコンノズル基板の場合、ノズル孔の形成後に薄板化されるため、以降の工程はサポート基板に貼付した状態で実施される。そのため、インク保護膜の形成に熱酸化法を用いることが困難であり、低温で成膜可能なプラズマＣＶＤ法が用いられることが多い。
【０００６】
しかし、プラズマＣＶＤ法で形成された膜は、熱酸化膜に比べて密着性が劣る。そのため、インク保護膜の形成後にシリコンノズル基板をキャビティ基板に接着するまでの間に、該インク保護膜の一部が剥離して異物化する可能性がある。かかる現象はシリコンノズル基板のエッジや端面（側面部）では特に生じやすい。かかる異物は、シリコンノズル基板とキャビティ基板との接着面に付着した場合、接着不良の原因となり得るという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００８】
［適用例１］本適用例にかかるシリコンノズル基板は、シリコン基板を貫通させて形成したノズル孔を有し、吐出面側から該ノズル孔を介してインクの液滴を吐出するシリコンノズル基板であって、上記吐出面は平面視で上記ノズル孔を含み表面に撥水膜が形成されている撥水領域と上記撥水領域を囲む環状の領域である非撥水領域とに区画されており、上記撥水領域には上記撥水膜と上記シリコン基板との間にインク保護膜が形成されており、上記非撥水領域にはインク保護膜が薄く形成されているか又は全く形成されておらず、上記シリコン基板の端面にはインク保護膜が全く形成されていないことを特徴とする。
【０００９】
このような構成のシリコンノズル基板であれば、シリコンノズル基板端面のインク保護膜の一部が剥離して異物化する現象を低減できる。そのため、シリコンノズル基板をキャビティ基板に接着するまでの間の検査及び異物除去工程を合理化できる。そして、液滴吐出ヘッドの不良率を低減でき、製造コストを低減できる。
【００１０】
［適用例２］上述のシリコンノズル基板であって、上記インク保護膜はシロキサンを原料とするプラズマＣＶＤ法で形成された膜であることを特徴とするシリコンノズル基板。
【００１１】
プラズマＣＶＤ法によれば、シリコン基板の端面における成膜速度を吐出面における成膜速度の６割から８割の範囲に制御できる。したがって、インク保護膜の一部を除去する工程において端面のみにシリコン基板を露出させることも可能になる。
【００１２】
［適用例３］上述のシリコンノズル基板であって、上記撥水領域における上記インク保護膜の膜厚は０．５μｍから１．５μｍの範囲であり、上記非撥水領域における上記インク保護膜の膜厚は上記撥水領域における該膜厚の３割以下であることを特徴とするシリコンノズル基板。
【００１３】
上述の液滴吐出ヘッドは、シリコンノズル基板とキャビティ基板とを接着した後に、該シリコンノズル基板を覆うカバーヘッドをさらに装着する場合がある。かかる装着は非撥水領域に配置した接着剤で行われる。しかし、シリコン基板は接着剤の密着性が悪いため、非撥水領域にシリコン基板が露出していると上述の装着がうまくいかない可能性がある。かかる場合において、上述の構成のシリコンノズル基板であれば、シリコンノズル基板上に表面が酸化シリコンからなるインク保護膜を介してカバーヘッドを接着できるため、より強固な接着が可能となる。したがって、信頼性等が向上した液滴吐出ヘッドを得ることができる。
【００１４】
［適用例４］上述のシリコンノズル基板を備えることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【００１５】
このような液滴吐出ヘッドであれば、異物、すなわちインク保護膜の剥離による影響を低減できるため、低コストで信頼性が高い液滴吐出ヘッドを提供できる。
【００１６】
［適用例５］上述の液滴吐出ヘッドを備えることを特徴とする液滴吐出装置。
【００１７】
このような液滴吐出装置であれば、異物、すなわちインク保護膜の剥離による影響を低減できるため、低コストで信頼性が高い液滴吐出装置を提供できる。
【００１８】
［適用例６］本適用例にかかるシリコンノズル基板の製造方法は、シリコン基板を貫通させてノズル孔を形成する第１の工程と、上記シリコン基板の一方の面である吐出面及び上記シリコン基板の端面にインク保護膜を形成する第２の工程と、上記インク保護膜の表面に撥水膜を形成する第３の工程と、上記吐出面を、平面視で上記ノズル孔を含む領域である撥水領域と上記撥水領域を囲む環状の領域である非撥水領域とに区画して、上記撥水領域にマスク部材を被せる第４の工程と、上記シリコン基板にエッチングを施して、上記マスク部材で覆われていない領域の上記撥水膜を除去し、さらに上記インク保護膜を、上記端面では完全に除去し、上記非撥水領域では除去するか又は元の膜厚よりも薄くする第５の工程と、を記載の順に実施することを特徴とする。
【００１９】
このような製造方法であれば、必要な領域に充分な厚さのインク保護膜を形成できるとともに、インク保護膜が剥離しやすい領域である端面において、インク保護膜を完全に除去することができる。したがって、異物が生じにくいシリコンノズル基板を得ることができる。
【００２０】
［適用例７］上述のシリコンノズル基板の製造方法であって、上記第２の工程は、シロキサンを原料とするプラズマＣＶＤ法により上記インク保護膜を形成する工程であることを特徴とするシリコンノズル基板の製造方法。
【００２１】
プラズマＣＶＤ法は低温で成膜可能であるため、このような製造方法であれば薄板化されたシリコン基板を支持体で保持しつつ成膜する場合において、該支持体の変質や変形等を抑制できる。
【００２２】
［適用例８］上述のシリコンノズル基板の製造方法であって、上記第２の工程は、上記吐出面に膜厚が０．５μｍから１．５μｍの範囲の上記インク保護膜を形成する工程であり、上記第５の工程は、上記インク保護膜を膜厚が３割以下となるまでエッチングする工程であることを特徴とするシリコンノズル基板の製造方法。
【００２３】
このような製造方法であれば、非撥水領域に、上述のカバーヘッドを装着する場合において接着剤の密着性を充分に向上できる厚さのインク保護膜を残すことができる。したがって、このような製造方法であれば、より一層品質の向上した発塵性の低いシリコンノズル基板、及び該シリコンノズル基板を構成要素とする組み立て信頼性の高い液滴吐出ヘッドを得ることができる。
【００２４】
［適用例９］上述のシリコンノズル基板の製造方法であって、上記第５の工程は、ＣＦ系ガスを用いてドライエッチングする工程であることを特徴とするシリコンノズル基板の製造方法。
【００２５】
このような製造方法であれば、第５の工程を第２の工程で用いるプラズマＣＶＤ装置のエッチバック機構を用いて実施できる。したがって、製造コストを低減しつつ品質の向上したシリコンノズル基板、及び該シリコンノズル基板を構成要素とする液滴吐出ヘッドを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】液滴吐出ヘッドの斜視展開図。
【図２】液滴吐出ヘッドの要部の縦断面図。
【図３】第１の実施形態のシリコンノズル基板の要部の拡大断面図。
【図４】シリコンノズル基板の吐出面側の平面図。
【図５】第２の実施形態のシリコンノズル基板の要部の拡大断面図。
【図６】ヘッドユニットの概略構成を示す図。
【図７】第３の実施形態のシリコンノズル基板の製造方法を示す工程断面図。
【図８】第３の実施形態のシリコンノズル基板の製造方法を示す工程断面図。
【図９】第３の実施形態のシリコンノズル基板の製造方法を示す工程断面図。
【図１０】第４の実施形態のシリコンノズル基板の製造方法を示す工程断面図。
【図１１】液滴吐出装置としてのインクジェットプリンターを示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施形態にかかるシリコンノズル基板及びその製造方法について、図面を参照しつつ述べる。上述したようにシリコンノズル基板は液滴吐出ヘッド（インクジェットヘッド）を構成する要素であるため、該液滴吐出ヘッドの構成当も含めて説明する。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い。また、以下の各図においては、各層や各部位を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部位の縮尺を実際とは異ならせてある。また、特に断りのない限り、以下の記載においては図の上側を上とし、下側を下として説明する。
【００２８】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態にかかるシリコンノズル基板１を構成要素とする液滴吐出ヘッド８の斜視展開図である。図２は、液滴吐出ヘッド８の要部の縦断面図である。図１及び後述する図４に示すように、ノズル孔２１は吐出面１５において長手方向に２列に並ぶように形成されている。図２は、該長手方向に直交する線における断面図であり、図１の右半分の概略構成を示す断面図である。
【００２９】
本実施の形態に係る液滴吐出ヘッド８は、図１に示すように、所定のピッチで形成された複数のノズル孔２１が形成されたシリコンノズル基板１と、各ノズル孔２１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３と、キャビティ基板３の振動板２２に対応する個別電極３１が形成された電極基板４とを接着して構成されている。なお後述するように、液滴吐出ヘッド８は、複数個がまとめられてヘッドユニット７（図６参照）を構成している。
【００３０】
シリコンノズル基板１は、単結晶シリコン基板４４（図３参照）に所定の加工を施して形成された板状部材であり、インク等の液滴を吐出するためのノズル孔２１が２列に形成されている。ノズル孔２１は単結晶シリコン基板４４を貫通する孔であり、液滴を吐出する第１のノズル孔２１ａと、液滴を導入する第２のノズル孔２１ｂとから構成されている。なお、シリコンノズル基板１の構成材料は単結晶シリコン基板に限定されず、多結晶シリコン（ポリシリコン）基板を用いることもできる。
【００３１】
シリコンノズル基板１の表裏の２面のうち、液滴吐出ヘッド８の外側を向く面すなわち液滴を吐出する側の面が吐出面１５である。一方、キャビティ基板３と接着される側の面が接着面１６である。吐出面１５には、一部の領域を除きインク保護膜４１が形成されている。一般的にインクはアルカリ性であり、単結晶シリコン基板４４を侵食（エッチング）等する可能性がある。そのため、酸化シリコン等からなるインク保護膜４１を形成して、シリコンノズル基板１の表面を保護している。そして、本実施形態のシリコンノズル基板１は、インク保護膜４１が撥水領域１１にのみ形成され、該撥水領域を平面視で囲む環状の領域（図４参照）である非撥水領域１２と吐出面１５に直交する面（厚さ方向の面）である端面１３とには形成されていない点に特徴がある。かかる特徴とその効果については後述する。
【００３２】
キャビティ基板３も、シリコンノズル基板１と同様に単結晶シリコン基板からなり、接着領域６１、６２において、シリコンノズル基板１と接着されている。そして、キャビティ基板３には、シリコンノズル基板１のノズル孔２１の各々に連通するインク流路が異方性ウェットエッチングにより形成されている。インク流路は、底壁を振動板２２とし吐出室２５となる吐出凹部２５０と、共通のインク室であるリザーバー２３となるリザーバー凹部２３０と、リザーバー凹部２３０と各吐出凹部２５０とを連通するオリフィス２４となるオリフィス凹部２４０と、で構成されている。リザーバー２３は各吐出室２５に共通の共通インク室を構成し、それぞれオリフィス２４を介してそれぞれの吐出室２５に連通している。
【００３３】
キャビティ基板３の全面若しくは少なくとも電極基板４との対向する領域には、絶縁性材料である酸化シリコンからなる絶縁膜２９が形成されている。かかる絶縁膜２９は、液滴吐出ヘッド８を駆動させたときに、絶縁破壊やショートの発生を防止する機能を果たしている。
【００３４】
電極基板４はガラス基材からからなり、キャビティ基板３の各振動板２２に対向する位置には、夫々凹部３１０が形成されている。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。
【００３５】
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３の末端部が開口された電極取出し部３６内に露出している。そして、ＩＣドライバー等の駆動回路５を介して、各個別電極３１の端子部３１ｂとキャビティ基板３上の共通電極２７とが接続されている。また、電極基板４には、インクを供給するためにリザーバー２３と連通するインク供給口３５が形成されている。そして、該インク供給口は図示しないインクタンクに接続されている。振動板２２と個別電極３１との間に形成されるギャップ３４の開放端部は、内部に水分や塵埃などが入らないようにエポキシ等の樹脂による封止材３３により封止されている。
【００３６】
電極基板４と上述のキャビティ基板３とは、個別電極３１と振動板２２とが所定（例えば、０．１μｍ）のギャップ３４を介して対向配置するように陽極接合されている。これにより、ギャップ３４を介して対峙する個別電極３１と絶縁膜２９を有する振動板２２とで、吐出室２５に所要の圧力を加えることができる静電アクチュエーターが構成される。
【００３７】
液滴吐出ヘッド８は、以下に記載する動作により、インクを液滴として吐出する。まず、駆動回路５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２５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２５の容積が急激に減少して、そのときの圧力により吐出室２５内のインクの一部がインクの液滴としてノズル孔２１から吐出面１５側に吐出される。そして、かかるインクによる単結晶シリコンの侵食を防ぐために、撥水領域１１にはインク保護膜４１が形成されている。
【００３８】
図３は、シリコンノズル基板１の、図２に示すノズル孔２１の近傍の部分６３と端面１３の近傍の部分６４とを継ぎ合わせて示す、要部の拡大断面図である。なお、本図及び後述する同様の図においては、上記２つの部分を継いだ部分の破断線を省略している。図４は、シリコンノズル基板１の吐出面１５側の平面図である。
【００３９】
図４に示すように、シリコンノズル基板１の吐出面１５は、中央部の撥水領域１１と非撥水領域１２とに区画されている。図示するように、撥水領域１１はノズル孔２１が形成されている領域である。そして非撥水領域１２は、該撥水領域を囲む環状の領域である。
【００４０】
図３に示すように、シリコンノズル基板１は、単結晶シリコン基板４４と、該単結晶シリコン基板の表面に形成された薄膜等で構成されている。まず、吐出面１５以外の面、すなわち接着面１６、端面１３及びノズル孔２１の内壁面には単結晶シリコン基板４４を酸素含有雰囲気中で加熱して形成された熱酸化シリコン膜４２が連続して形成されている。膜厚は略０．１μｍである。
【００４１】
そして吐出面１５の撥水領域１１及びノズル孔２１の内壁面には、インク保護膜４１が形成されている。インク保護膜４１は、シリコン重合膜をシロキサン原料のプラズマＣＶＤ法で形成した後、該シリコン重合膜にＵＶ（紫外線）を照射して脱水縮合させ、表面をＳｉＯ2化して得られた膜である。膜厚は、撥水領域１１においては略１．５μｍ、ノズル孔２１の内壁面においては略１．０μｍである。
上述の２層の薄膜は、熱酸化シリコン膜４２の方が先に形成されている。したがって、ノズル孔２１の内壁面には、下層の熱酸化シリコン膜４２と上層のインク保護膜４１との２層の薄膜が積層されている。
【００４２】
インク保護膜４１及び熱酸化シリコン膜４２は、シリコンノズル基板１の基材である単結晶シリコン基板４４をインクから保護する機能を果たしている。上述したようにインクは一般的にアルカリ性であり、単結晶シリコン基板４４を侵食し得る。そのためシリコンノズル基板１においては、単結晶シリコン基板４４の非撥水領域１２を除く表面、すなわちインク流路に面する接着面１６、ノズル孔２１の内壁面、及び撥水領域１１に、インク保護膜４１と熱酸化シリコン膜４２の少なくとも一方を形成して、該表面が露出することを防いでいる。
【００４３】
撥水領域１１におけるインク保護膜４１の上層には撥水膜４３が形成されている。撥水膜４３は撥水性を有するシランカップリング剤をディップコートして形成された膜であり、ノズル孔２１から吐出されたインク（の液滴）が吐出面１５に滞留することを抑制して吐出性を向上させている。また、接着面１６及びノズル孔２１の内壁面には親水膜４５が形成されている。親水膜４５は親水性を有するシランカップリング剤をディップコートして形成された膜であり、シリコンノズル基板１とキャビティ基板３とを接着する際に供給される接着剤の密着性を向上させている。
【００４４】
上述したように、本実施形態のシリコンノズル基板１は、インク保護膜４１が吐出面１５の全域ではなく撥水領域１１にのみ形成されており、該撥水領域を囲む非撥水領域１２には形成されていない。また、端面１３にもインク保護膜４１は形成されていない。インク保護膜４１の前身であるシリコン重合膜はプラズマＣＶＤ法で形成されるため、成膜された時点では撥水領域１１以外の領域、すなわち非撥水領域１２及び端面１３にも形成されている。かかる膜を後述するようにパターニングして、撥水領域１１のみにインク保護膜４１を形成している。
【００４５】
段落（０００６）で述べたように、プラズマＣＶＤ法で形成された膜は熱酸化膜に比べて密着性が劣るため、剥離等が生じやすい。かかる現象は、シリコンノズル基板１の端部、すなわち吐出面１５の外縁部である非撥水領域１２及び端面１３において特に顕著である。本実施形態のシリコンノズル基板１は、かかる領域にはインク保護膜４１が形成されていないため、搬送時等において上述の剥離が発生しにくい。したがって、シリコンノズル基板１をキャビティ基板３に接着するまでの間の検査及び異物除去工程を合理化でき、製造コストを低減できる。
【００４６】
また、剥離して異物となったインク保護膜４１の断片が接着領域（６１、６２）に入り込むことによる接着不良、すなわち組み立て不良の発生も低減されている。そのため、シリコンノズル基板１とキャビティ基板３との接着時における不良の発生が低減されている。すなわち液滴吐出ヘッド８の組み立て工程における歩留まりが向上している。したがって、本実施形態のシリコンノズル基板１を構成要素として用いた場合、信頼性が向上した液滴吐出ヘッド８及びヘッドユニット７（後述する図６参照）を低コストで得ることができる。
【００４７】
なお、インク保護膜４１が形成されていない領域に対するインクの影響は殆んど問題とはならない。端面１３には熱酸化シリコン膜４２が形成されているため、インク保護膜４１が形成されていなくてもインクの侵食を抑制できる。また、吐出面１５においては撥水領域１１に撥水膜４３が形成されているため、吐出性が向上している。したがって、吐出されたインク（の液滴）が吐出面１５に滞留することが抑制されており非撥水領域１２における侵食も問題にはならない。
【００４８】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図５は本発明の第２の実施形態にかわるシリコンノズル基板２を示す図であり、上記の図３に相当する要部断面図である。本実施形態のシリコンノズル基板２は、上述の第１の実施形態にかかるシリコンノズル基板１と同様に、キャビティ基板３及び電極基板４と組み合されて液滴吐出ヘッド８を構成するものである。構成はシリコンノズル基板１と類似しており、相違点はインク保護膜４１の形成領域のみである。そこで、上述の図１、図２、及び図４に相当する図面は省略する。また、シリコンノズル基板１と共通する点については説明の記載を省略する。
【００４９】
本実施形態のシリコンノズル基板２は、非撥水領域１２にもインク保護膜４１が形成されている点で、シリコンノズル基板１と異なっている。ただし、非撥水領域１２のインク保護膜４１の厚さは、撥水領域１１の該厚さ（すなわち略１．５μｍ）に比べて薄く、本実施形態のシリコンノズル基板２においては、０．１５μｍないし０．３μｍの厚さで形成されている。ただし、非撥水領域１２のインク保護膜４１の厚さは上述の範囲に限定されるものではない。撥水領域１１における厚さより薄く形成されていればよい。端面１３には、（シリコンノズル基板１と同様に）インク保護膜４１は形成されていない。また、撥水膜４３は、シリコンノズル基板１と同様に、撥水領域１１にのみ形成されている。
【００５０】
上述のインク保護膜４１の剥離は、特に端面１３において発生しやすい。理由としては、上述の剥離は主として該シリコンノズル基板の搬送時、取り扱い時等において該シリコンノズル基板とそれを収納するトレー等とが衝突する際に生じる物であり、その場合、衝突する箇所は端面１３が多いからである。本実施形態のシリコンノズル基板２は、インク保護膜４１が端面１３からは完全に除去されているため、キャビティ基板３との接着時における不良の発生が、上述の第１の実施形態にかかるシリコンノズル基板１と殆んど変わりないレベルまで低減されている。
【００５１】
本実施形態のシリコンノズル基板２が、非撥水領域１２にもインク保護膜４１が形成されている理由は、該非撥水領域における接着剤の密着性を向上させるためである。上述のシリコンノズル基板（１、２）を構成要素とする液滴吐出ヘッド８は、一般的に該液滴吐出ヘッドを複数個まとめて構成されたヘッドユニット７として用いられる。図６に、かかるヘッドユニット７の概略構成を示す。
【００５２】
図示するように、ヘッドユニット７は複数個の液滴吐出ヘッド８をカバーヘッド１０でカートリッジケース９に固定して形成される。カバーヘッド１０は、固定の対象となる液滴吐出ヘッド８の撥水領域１１に対応する領域が開口された薄板状の部材である。そして、カバーヘッド１０は、液滴吐出ヘッド８の非撥水領域１２に配置された接着剤により、該液滴吐出ヘッドと固定される。
【００５３】
そして単結晶シリコン、すなわちシリコンノズル基板の基材である単結晶シリコン基板４４は、接着剤との密着性が悪いことが判明している。本実施形態のシリコンノズル基板２は、膜厚は若干薄いものの、非撥水領域１２にもインク保護膜４１が形成されており、単結晶シリコン基板４４が露出していない。したがって、非撥水領域１２における接着剤の密着性が強化されている。そのため、本実施形態のシリコンノズル基板２を用いた場合、より一層強固に接着され、より一層信頼性等の向上したヘッドユニット７を得ることができる。
【００５４】
（第３の実施形態）
次に本発明の第３の実施形態として、上述のシリコンノズル基板１の製造方法について、図７（ａ）〜図９（ｍ）の工程断面図を用いて説明する。上記各図は、図３及び図５と同様の、図２に示すノズル孔２１の近傍の部分と端面１３の近傍の部分とを継ぎ合わせて示す部分を示す要部の拡大断面図である。したがって、図３等と同様に破断線を省略している。以下、工程順に説明する。
【００５５】
まず、図７（ａ）に示すように、単結晶シリコン基板４４を酸素含有雰囲気中で加熱して、全面に第２の熱酸化シリコン膜４６を形成する。そして、将来的に接着面１６となる側の面において、第２の熱酸化シリコン膜４６をフォトリソグラフィー法でパターニングして、将来的に第２のノズル孔２１ｂが形成される領域から第２の熱酸化シリコン膜４６を除去する。なお、本実施形態で用いる単結晶シリコン基板４４は厚さが略７２５μｍの物を用いているが、基板厚はかかる数値に限定されるものではない。
【００５６】
次に、図７（ｂ）に示すように、将来的に接着面１６となる側の面にレジスト膜４７を形成する。そして該レジスト膜を露光現像工程によりパターニングして、将来的に第１のノズル孔２１ａが形成される領域から該レジスト膜を除去する。
【００５７】
次に、図７（ｃ）に示すように、レジスト膜４７をマスクとして、将来的に第１のノズル孔２１ａが形成される領域における単結晶シリコン基板４４を、接着面１６側から略４０μｍの深さまでエッチングする。
【００５８】
次に、レジスト膜４７を硫酸系の剥離液により除去する。そして、図７（ｄ）に示すように、第２の熱酸化シリコン膜４６をマスクとして、将来的に第２のノズル孔２１ｂが形成される領域における単結晶シリコン基板４４を、接着面１６側から略４０μｍの深さまでエッチングする。このエッチング時に、先に形成されていた穴（図７（ｃ）に示す穴）がさらに略４０μｍ深くなるようにエッチングされて、深さが略８０μｍの穴となる。そのため、図７（ｄ）に示すように、断面が凸型の凹部（穴）が形成される。
【００５９】
次に、単結晶シリコン基板４４をフッ酸系のエッチング液により全面的にエッチングして第２の熱酸化シリコン膜４６を除去する。そして、図７（ｅ）に示すように、単結晶シリコン基板４４を、酸素含有雰囲気中で加熱して、上述の凸型の凹部内を含む単結晶シリコン基板４４の全面に、膜厚略０．１μｍの熱酸化シリコン膜４２を形成する。
【００６０】
次に、単結晶シリコン基板４４の接着面１６に、第１の支持基板５１を接着剤等の有機物を介して貼り合わせる。そして、図８（ｆ）に示すように、単結晶シリコン基板４４を、接着面１６の反対側からバックグラインダー等により研削加工して、基板厚が６５μｍになるまで薄板化する。かかる研削加工により接着面１６の反対側に形成された面が吐出面１５である。
【００６１】
そして、かかる研削加工により深さが略８０μｍまでエッチングされていた上述の凹部の先端が開口する。かかる開口した部分が、第１のノズル孔２１ａである。そして、接着面１６側から深さが略４０μｍまでエッチングされていた部分が、第２のノズル孔２１ｂとなる。第１のノズル孔２１ａと第２のノズル孔２１ｂとで、ノズル孔２１が形成される。ここまでのノズル孔２１を形成するまでの工程が、第１の工程である。なお、上述の薄板化は、ポリッシャー、ＣＭＰ装置等による研磨加工により行ってもよいし、研削加工と研磨加工とを組み合せても良い。
【００６２】
次に、図８（ｇ）に示すように、単結晶シリコン基板４４の接着面１６を除く表面に、シロキサン原料の低温プラズマＣＶＤ法によりシリコン重合膜（プラズマ重合膜）を形成する。そして、該シリコン重合膜に対して空気中でＵＶ（紫外線）を照射して水縮合させて、表面をＳｉＯ2化する。すなわち、表面に酸化シリコン膜（不図示）を形成する。かかる表面が酸化されたシリコン重合膜が、インク保護膜４１である。そしてインク保護膜４１を形成する工程が、第２の工程である。プラズマＣＶＤ法によれば、１００℃以下の温度でシリコン重合膜を形成できる。したがって、基板厚が６５μｍになるまで薄板化された単結晶シリコン基板４４及び第１の支持基板５１と接着剤等を変質等させることなく、インク保護膜４１を形成できる。シリコン重合膜（すなわちインク保護膜４１）は、吐出面１５における厚さが略１．５μｍとなるような条件（設定）で成膜する。その場合、端面１３及びノズル孔２１の内壁面等のプラズマの影響が弱まる領域には、略１．０μｍの厚さのシリコン重合膜が形成される。
【００６３】
次に、図８（ｈ）に示すように、単結晶シリコン基板４４の接着面１６を除く全面にシランカップリング剤をディップコートして、インク保護膜４１の表面に撥水膜４３を形成する。この処理で、端面１３及びノズル孔２１の内壁面にも、撥水膜４３が形成される。撥水膜４３を形成する工程が第３の工程である。
【００６４】
次に、図８（ｉ）に示すように、吐出面１５の撥水領域１１に、マスク部材としてのマスキングテープ４８を貼付する。かかる工程が第４の工程である。
【００６５】
次に、図９（ｊ）に示すように、単結晶シリコン基板４４の接着面１６を除く全面にＣＦ4ガスを用いたプラズマエッチング処理を行い、マスキングテープ４８で覆われていない領域、すなわち端面１３及び非撥水領域１２におけるインク保護膜４１を、上面の撥水膜４３と共に除去する。かかる、インク保護膜４１をパターニングする工程が第５の工程である。
【００６６】
次に、図９（ｋ）に示すように、マスキングテープ４８の上面に第２の支持基板５２を貼付する。そして次に、第１の支持基板５１を取り外して接着面１６を開放する。そして、接着面１６側から酸素若しくはアルゴンガスのプラズマ処理を行い、ノズル孔２１の内壁面に形成されていた撥水膜４３を除去する。
【００６７】
次に、図９（ｌ）に示すように、親水性を有するシランカップリング剤をディップコートして、マスキングテープ４８で覆われていない領域、すなわち接着面１６、端面１３、ノズル孔２１の内壁面、及び非撥水領域１２に、親水膜４５を形成する。
【００６８】
次に、図９（ｍ）に示すように、第２の支持基板５２及びマスキングテープ４８を取り除く。そして、単結晶シリコン基板４４に洗浄等の処理を施してシリコンノズル基板１を完成させる。以上の工程により、インク保護膜４１が端面１３及び非撥水領域１２には形成されておらず、撥水領域１１にのみ形成されているシリコンノズル基板１を得ることができる。
【００６９】
（第４の実施形態）
次に本発明の第４の実施形態として、上述のシリコンノズル基板２の製造方法について、図１０（ａ）〜図１０（ｅ）の工程断面図を用いて説明する。なお、上記各図は、図７等と同様のノズル孔２１の近傍の部分と端面１３の近傍の部分とを継ぎ合わせて示す要部の拡大断面図であり、破断線を省略している。
【００７０】
本実施形態のシリコンノズル基板２の製造方法は、上述の第３の実施形態にかかる製造方法と類似している。具体的には第３の工程すなわち撥水膜４３を形成した後、マスキングテープ４８を貼付する工程までは共通している。そこで本実施形態の説明は、撥水膜４３を形成する工程（第３の工程）までは省略して、撥水膜４３を形成後にマスキングテープ４８を貼付する工程から開始する。以下、工程順に説明する。
【００７１】
まず、図１０（ａ）に示すように、吐出面１５の撥水領域１１にインク保護膜４１及び撥水膜４３を介してマスク部材としてのマスキングテープ４８を貼付する。かかる工程が第４の工程である。なお、図１０（ａ）〜図１０（ｄ）においては、マスキングテープ４８とインク保護膜４１との界面の撥水膜４３の図示を省略している。
【００７２】
次に、図１０（ｂ）に示すように、単結晶シリコン基板４４の接着面１６を除く全面にＣＦ4ガスを用いたプラズマエッチング処理を行い、マスキングテープ４８で覆われていない領域のインク保護膜４１（及び撥水膜４３）をエッチングする。かかる工程が、第５の工程である。
【００７３】
本実施形態の製造方法は、このエッチングを、端面１３におけるインク保護膜４１が完全に除去され、かつ、非撥水領域１２には若干の厚さのインク保護膜４１が残るように行う点に特徴がある。具体的には非撥水領域１２に０．１５μｍないし０．３μｍの厚さのインク保護膜４１が残るようにエッチングを行う。上述したように、第２の工程においてインク保護膜４１は非撥水領域１２を含む吐出面１５における厚さが略１．５μｍ、かつ、端面１３（及びノズル孔２１の内壁面）における厚さが略１．０μｍとなるように成膜されている。したがって、端面１３上のインク保護膜４１が完全に除去（エッチング）された時点でエッチングを停止させれば、非撥水領域１２には厚さが０．５μｍのインク保護膜４１が残ることとなる。そして、端面１３から完全にインク保護膜４１を除去するために若干のオーバーエッチングを行うことにより、上述の範囲の厚さのインク保護膜４１を非撥水領域１２に残すことができる。なお本工程により、端面１３には熱酸化シリコン膜４２が露出する。
【００７４】
次に、図１０（ｃ）に示すように、マスキングテープ４８の上面に第２の支持基板５２を貼付する。そして第１の支持基板５１を取り外して、接着面１６を開放する。そして、接着面１６側から酸素若しくはアルゴンガスのプラズマ処理を行い、ノズル孔２１の内壁面に形成されていた撥水膜４３を除去する。
【００７５】
次に、図１０（ｄ）に示すように、単結晶シリコン基板４４に親水性を有するシランカップリング剤をディップコートして、マスキングテープ４８で覆われていない領域、すなわち接着面１６、端面１３、ノズル孔２１の内壁面、及び非撥水領域１２に、親水膜４５を形成する。上述したように非撥水領域１２にはインク保護膜４１が薄く形成されている。したがって、非撥水領域１２においてはインク保護膜４１の表面にシランカップリング剤をディップコートされることとなる。インク保護膜４１は単結晶シリコン材料に比べて親水性が強いため、かかる処理により非撥水領域１２は密着性が非常に強化された領域となる。
【００７６】
次に、図１０（ｅ）に示すように、単結晶シリコン基板４４から第２の支持基板５２及びマスキングテープ４８を取り除く。そして、該単結晶シリコン基板に洗浄等の処理を施してシリコンノズル基板２を完成させる。以上の工程により、インク保護膜４１が端面１３に形成されておらず、かつ、非撥水領域１２には薄いインク保護膜４１と親水膜４５との積層体が形成されているシリコンノズル基板２を得ることができる。
【００７７】
（第５の実施形態）
次に第５の実施形態として、上述の各実施形態にかかるシリコンノズル基板（１、２）を構成要素とするヘッドユニット７を搭載した液滴吐出装置について説明する。図１１は、上述の液滴吐出装置としてのインクジェットプリンターを示す斜視図である。上述したように、シリコンノズル基板（１、２）はインク保護膜４１の剥離が生じにくいため、かかるシリコンノズル基板（１、２）を用いる液滴吐出ヘッド８及びヘッドユニット７は製造コストが低減されている。また、キャビティ基板３との接着領域に異物すなわち剥離したインク保護膜４１等が浸入している可能性が低減されているため、信頼性も向上している。したがって、本実施形態のインクジェットプリンターは信頼性が高く、かつ製造コストも低減されている。
【符号の説明】
【００７８】
１…第１の実施形態のシリコンノズル基板、２…第２の実施形態のシリコンノズル基板、３…キャビティ基板、４…電極基板、５…駆動回路、７…ヘッドユニット、８…液滴吐出ヘッド、９…カートリッジケース、１０…カバーヘッド、１１…撥水領域、１２…非撥水領域、１３…端面、１５…吐出面、１６…接着面、２１…ノズル孔、２１ａ…第１のノズル孔、２１ｂ…第２のノズル孔、２２…振動板、２３…リザーバー、２４…オリフィス、２５…吐出室、２７…共通電極、２９…絶縁膜、３１…個別電極、３１ａ…リード部、３１ｂ…端子部、３３…封止材、３４…ギャップ、３５…インク供給口、３６…電極取出し部、４１…インク保護膜、４２…熱酸化シリコン膜、４３…撥水膜、４４…単結晶シリコン基板、４５…親水膜、４６…第２の熱酸化シリコン膜、４７…レジスト膜、４８…マスク部材としてのマスキングテープ、５１…第１の支持基板、５２…第２の支持基板、６１…接着領域、６２…接着領域、６３…ノズル孔の近傍の部分、６４…端面の近傍の部分、２３０…リザーバー凹部、２４０…オリフィス凹部、２５０…吐出凹部、３１０…凹部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコン基板を貫通させて形成したノズル孔を有し、吐出面側から該ノズル孔を介してインクの液滴を吐出するシリコンノズル基板であって、
前記吐出面は平面視で前記ノズル孔を含み表面に撥水膜が形成されている撥水領域と前記撥水領域を囲む環状の領域である非撥水領域とに区画されており、
前記撥水領域には前記撥水膜と前記シリコン基板との間にインク保護膜が形成されており、前記非撥水領域にはインク保護膜が薄く形成されているか又は全く形成されておらず、前記シリコン基板の端面にはインク保護膜が全く形成されていないことを特徴とするシリコンノズル基板。
【請求項２】
請求項１に記載のシリコンノズル基板であって、
前記インク保護膜はシロキサンを原料とするプラズマＣＶＤ法で形成された膜であることを特徴とするシリコンノズル基板。
【請求項３】
請求項２に記載のシリコンノズル基板であって、
前記撥水領域における前記インク保護膜の膜厚は０．５μｍから１．５μｍの範囲であり、
前記非撥水領域における前記インク保護膜の膜厚は前記撥水領域における該膜厚の３割以下であることを特徴とするシリコンノズル基板。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載のシリコンノズル基板を備えることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項５】
請求項４に記載の液滴吐出ヘッドを備えることを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項６】
シリコン基板を貫通させてノズル孔を形成する第１の工程と、
前記シリコン基板の一方の面である吐出面及び前記シリコン基板の端面にインク保護膜を形成する第２の工程と、
前記インク保護膜の表面に撥水膜を形成する第３の工程と、
前記吐出面を、平面視で前記ノズル孔を含む領域である撥水領域と前記撥水領域を囲む環状の領域である非撥水領域とに区画して、前記撥水領域にマスク部材を被せる第４の工程と、
前記シリコン基板にエッチングを施して、前記マスク部材で覆われていない領域の前記撥水膜を除去し、さらに前記インク保護膜を、前記端面では完全に除去し、前記非撥水領域では除去するか又は元の膜厚よりも薄くする第５の工程と、
を記載の順に実施することを特徴とするシリコンノズル基板の製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載のシリコンノズル基板の製造方法であって、
前記第２の工程は、シロキサンを原料とするプラズマＣＶＤ法により前記インク保護膜を形成する工程であることを特徴とするシリコンノズル基板の製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載のシリコンノズル基板の製造方法であって、
前記第２の工程は、前記吐出面に膜厚が０．５μｍから１．５μｍの範囲の前記インク保護膜を形成する工程であり、
前記第５の工程は、前記インク保護膜を膜厚が３割以下となるまでエッチングする工程であることを特徴とするシリコンノズル基板の製造方法。
【請求項９】
請求項８に記載のシリコンノズル基板の製造方法であって、
前記第５の工程は、ＣＦ系ガスを用いてドライエッチングする工程であることを特徴とするシリコンノズル基板の製造方法。
【請求項１】
シリコン基板を貫通させて形成したノズル孔を有し、吐出面側から該ノズル孔を介してインクの液滴を吐出するシリコンノズル基板であって、
前記吐出面は平面視で前記ノズル孔を含み表面に撥水膜が形成されている撥水領域と前記撥水領域を囲む環状の領域である非撥水領域とに区画されており、
前記撥水領域には前記撥水膜と前記シリコン基板との間にインク保護膜が形成されており、前記非撥水領域にはインク保護膜が薄く形成されているか又は全く形成されておらず、前記シリコン基板の端面にはインク保護膜が全く形成されていないことを特徴とするシリコンノズル基板。
【請求項２】
請求項１に記載のシリコンノズル基板であって、
前記インク保護膜はシロキサンを原料とするプラズマＣＶＤ法で形成された膜であることを特徴とするシリコンノズル基板。
【請求項３】
請求項２に記載のシリコンノズル基板であって、
前記撥水領域における前記インク保護膜の膜厚は０．５μｍから１．５μｍの範囲であり、
前記非撥水領域における前記インク保護膜の膜厚は前記撥水領域における該膜厚の３割以下であることを特徴とするシリコンノズル基板。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載のシリコンノズル基板を備えることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項５】
請求項４に記載の液滴吐出ヘッドを備えることを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項６】
シリコン基板を貫通させてノズル孔を形成する第１の工程と、
前記シリコン基板の一方の面である吐出面及び前記シリコン基板の端面にインク保護膜を形成する第２の工程と、
前記インク保護膜の表面に撥水膜を形成する第３の工程と、
前記吐出面を、平面視で前記ノズル孔を含む領域である撥水領域と前記撥水領域を囲む環状の領域である非撥水領域とに区画して、前記撥水領域にマスク部材を被せる第４の工程と、
前記シリコン基板にエッチングを施して、前記マスク部材で覆われていない領域の前記撥水膜を除去し、さらに前記インク保護膜を、前記端面では完全に除去し、前記非撥水領域では除去するか又は元の膜厚よりも薄くする第５の工程と、
を記載の順に実施することを特徴とするシリコンノズル基板の製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載のシリコンノズル基板の製造方法であって、
前記第２の工程は、シロキサンを原料とするプラズマＣＶＤ法により前記インク保護膜を形成する工程であることを特徴とするシリコンノズル基板の製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載のシリコンノズル基板の製造方法であって、
前記第２の工程は、前記吐出面に膜厚が０．５μｍから１．５μｍの範囲の前記インク保護膜を形成する工程であり、
前記第５の工程は、前記インク保護膜を膜厚が３割以下となるまでエッチングする工程であることを特徴とするシリコンノズル基板の製造方法。
【請求項９】
請求項８に記載のシリコンノズル基板の製造方法であって、
前記第５の工程は、ＣＦ系ガスを用いてドライエッチングする工程であることを特徴とするシリコンノズル基板の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−１０６３６４（Ｐ２０１２−１０６３６４Ａ）
【公開日】平成２４年６月７日（２０１２．６．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２５５５８６（Ｐ２０１０−２５５５８６）
【出願日】平成２２年１１月１６日（２０１０．１１．１６）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月７日（２０１２．６．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月１６日（２０１０．１１．１６）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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