液滴吐出ヘッドの製造方法及び液滴吐出装置の製造方法
【課題】振動板材料によって実装工程を変更することなく、厚みや平面精度のバラツキを低減した振動板を形成することができる液滴吐出ヘッドの製造方法及び液滴吐出装置の製造方法を得ることを目的とする。
【解決手段】キャビティ基板２０となるシリコン基板６０の一方の面にエッチングストップ膜６１を形成する工程と、シリコン基板６０を他方の面側からエッチングストップ膜６１までエッチングして、吐出室２１となる凹部を形成する工程と、少なくとも凹部の底面に、他方の面側から振動板２２となる導電性材料を成膜する工程と、エッチングストップ膜６１を除去する工程と、エッチングストップ膜６１を除去した後に、シリコン基板６０の一方の面に絶縁膜２３を形成する工程とを有する。
【解決手段】キャビティ基板２０となるシリコン基板６０の一方の面にエッチングストップ膜６１を形成する工程と、シリコン基板６０を他方の面側からエッチングストップ膜６１までエッチングして、吐出室２１となる凹部を形成する工程と、少なくとも凹部の底面に、他方の面側から振動板２２となる導電性材料を成膜する工程と、エッチングストップ膜６１を除去する工程と、エッチングストップ膜６１を除去した後に、シリコン基板６０の一方の面に絶縁膜２３を形成する工程とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液滴吐出ヘッドの製造方法及び液滴吐出装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えばシリコン等を加工して微小な素子等を形成する微細加工技術（ＭＥＭＳ：Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）が急激な進歩を遂げている。微細加工技術により形成される微細加工素子の例としては、例えば液滴吐出方式のプリンタのような記録（印刷）装置で用いられている液滴吐出ヘッド（インクジェットヘッド）、マイクロポンプ、波長可変光フィルタ、モータに利用される静電アクチュエータ、圧力センサ等がある。
【０００３】
ここで、微細加工素子の一例として液滴吐出ヘッドについて説明する。液滴吐出方式の記録（印刷）装置は、家庭用、工業用を問わず、あらゆる分野の印刷に利用されている。液滴吐出方式とは、例えば複数のノズルを有する液滴吐出ヘッドを対象物（紙等）との間で相対移動させ、液滴吐出ヘッドから吐出した液滴を対象物の所定の位置に付着させて印刷等をするものである。この方式は、液晶（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）を用いた表示装置を作製する際のカラーフィルタ、有機化合物等の電界発光（ＥｌｅｃｔｒｏＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子を用いた表示パネル（ＯＬＥＤ）、ＤＮＡ、タンパク質等、生体分子のマイクロアレイ等の製造にも利用されている。
【０００４】
そして液滴吐出ヘッドには、液体をためておく吐出室を流路の一部に備え、吐出室の少なくとも一面の壁（ここでは、底部の壁とし、以下、この壁のことを振動板ということにする）を撓ませて（駆動させて）形状変化（変位）させることにより吐出室内の圧力を高め、連通するノズルから液滴を吐出させる方法を利用したヘッドがある。振動板を変位させ、撓ませる力としては、例えば、電圧を印加したときの圧電素子の変形を利用するもの、振動板を可動電極とし、振動板と距離を隔てて対向するもう一方の電極（固定電極）との間に電圧（以下、駆動電圧という）を印加し、それにより発生する静電気力（特に静電引力）を利用するもの等がある。
【０００５】
近年、高精細な印刷等が要求されており、高精細な印刷等を可能にするためには、各ノズルごとの液滴の吐出バラツキを低減する必要がある。各ノズルごとの液滴の吐出バラツキを低減するためには、振動板の厚みや平面精度のバラツキを低減する必要がある。
一般に、静電方式による液滴吐出ヘッドは、ノズルが形成されたノズル基板、底壁が振動板となる吐出室が形成されたキャビティ基板、及び振動板と対向し、振動板を駆動する電極が形成された電極基板を順に積層して構成されている。このような従来の液滴吐出ヘッドで振動板の厚みや平面精度のバラツキを低減したものとして、例えば、キャビティ基板の電極基板側接合面に引張り応力性を有する導電性膜、又は引張り応力性を有する膜と圧縮応力性を有する膜との積層膜を形成し、この膜で振動板を形成するというものが提案されている（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−２７０１０５号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の液滴吐出ヘッド（例えば特許文献１参照）では、振動板を形成する積層膜の一部に絶縁膜を用いた場合、積層膜中の導電性膜と導通をとるためにスルーホールを作製する必要があり、実装工程が増加するという問題点があった。
【０００７】
振動板を導電性膜で形成した場合であっても、導電性膜の材質によってキャビティ基板と電極基板との接合方法を変更しなければならない、又は導電性膜の材質が限定されるという問題点があった。例えば、キャビティ基板がシリコンで電極基板が耐熱硬質ガラスからなる場合、キャビティ基板と電極基板との接合には陽極接合が用いられる。従来の液滴吐出ヘッドでは、キャビティ基板と電極基板との間に振動板を形成する導電性膜が設けられることとなるため、振動板に例えば窒化チタン膜を用いるとキャビティ基板と電極基板との接合方法に陽極接合を用いることができなくなる。キャビティ基板と電極基板との接合に陽極接合を用いる場合には、導電性膜の材質が陽極接合可能な材質に限定されてしまう。
【０００８】
本発明はこのような問題点を解決するためになされたものであり、振動板材料によって実装工程を変更することなく、厚みや平面精度のバラツキを低減した振動板を形成することができる液滴吐出ヘッドの製造方法及び液滴吐出装置の製造方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、液滴を吐出するノズル孔が形成されたノズル基板と、ノズル孔と連通し、底壁が振動板となる吐出室が形成されたキャビティ基板と、振動板に対向し、振動板を駆動する個別電極が形成された電極基板とを備えた液滴吐出ヘッドの製造方法であって、キャビティ基板となるシリコン基板の一方の面にエッチングストップ膜を形成する工程と、シリコン基板を他方の面側からエッチングストップ膜までエッチングして、吐出室となる凹部を形成する工程と、少なくとも凹部の底面に、他方の面側から振動板となる導電性材料を成膜する工程と、エッチングストップ膜を除去する工程と、エッチングストップ膜を除去した後に、シリコン基板の一方の面に絶縁膜を形成する工程とを有する。
【００１０】
したがって、導電性材料を成膜して振動板を形成するので、厚みや平面精度のバラツキを低減した振動板を有する液滴吐出ヘッドを製造することができる。また、絶縁膜を形成する面（キャビティ基板の電極基板との接合面）とは反対の面（キャビティ基板のノズル基板との接合面）側から振動板となる導電性材料を成膜するので、キャビティ基板と電極基板の接合面に導電性材料が存在せず、振動板材料によって実装（接合）工程を変更する必要のない液滴吐出ヘッドを製造することができる。このため、振動板材料として液滴材料に応じた種々の材料が選択可能となる。また、振動板形成後に絶縁膜を形成するので、キャビティ基板の電極基板との接合面に、エッチング液の耐性にかかわらず、絶縁膜として任意の材料を任意の位置に成膜することが可能となる。
【００１１】
また、本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、振動板となる導電性材料として、シリコン、チタン又は窒化チタンを用いている。成膜技術として実績のある材料を用いているので、厚みや平面精度のバラツキを低減した振動板を有する液滴吐出ヘッドを製造することができる。
【００１２】
また、本発明に係る液滴吐出装置の製造方法は、上記の液滴吐出ヘッドの製造方法を適用して、液滴吐出装置の液滴吐出ヘッドを製造する。
したがって、高精細な印刷等が可能な液滴吐出装置を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
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を分解して表した図である。図１では液滴吐出ヘッドの一部を示している。本実施の形態では、例えば静電方式で駆動する静電アクチュエータを用いたデバイスの代表として、フェイスイジェクト型の液滴吐出ヘッドについて説明する。なお、構成部材を図示し、見やすくするため、図１を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものと異なる場合がある。また、図の上側を上とし、下側を下とする。さらに、ノズル３１が並んでいる方向を短手方向、短手方向に直交する方向を長手方向として説明する。
【００１４】
図１に示すように本実施の形態に係る液滴吐出ヘッドは、電極基板１０、キャビティ基板２０及びノズル基板３０の３つの基板を下から順に積層して構成する。ここで本実施の形態では、電極基板１０とキャビティ基板２０とは陽極接合により接合する。また、キャビティ基板２０とノズル基板３０とはエポキシ樹脂等の接着剤を用いて接合する。
【００１５】
電極基板１０は、例えばホウ珪酸系の耐熱硬質ガラス等の基板を主要な材料としている。本実施の形態ではガラス基板とするが、例えば単結晶シリコンを基板とすることもできる。電極基板１０の表面には、後述するキャビティ基板２０の吐出室２１となる凹部に合わせて複数の凹部１１を形成している。凹部１１は、後述するキャビティ基板２０の振動板２２が撓む（変位する）ことができる空間（以下、この空間をギャップという）を有している。また、凹部１１の内側（特に底部）には、キャビティ基板２０の各吐出室２１（振動板２２）と対向するように、固定電極となる個別電極１２Ａを設け、さらにリード部１２Ｂ及び端子部１２Ｃを個別電極１２Ａと一体として設けている（以下、特に区別する必要がなければこれらを合わせて電極部１２とする）。電極部１２は、例えばスパッタ法により、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ：インジウム錫酸化物）を約０．１μｍ（１００ｎｍ）の厚さで凹部１１の内側に形成する。また、電極基板１０には、他にも外部のタンク（図示せず）から供給された液体を取り入れる流路となる液体供給口１３となる貫通穴を設けている。
【００１６】
キャビティ基板２０は、例えば表面が（１００）面方位、（１１０）面方位等のシリコン単結晶基板（以下、シリコン基板という）を主要な材料としている。キャビティ基板２０には、吐出させる液体を一時的に溜めるために流路上に設ける吐出室２１となる凹部（底壁が可動電極となる振動板２２となっている）を形成している。そして、キャビティ基板２０の下面（電極基板１０と対向する面）には、振動板２２と個別電極１２Ａとの間を電気的に絶縁するための酸化シリコン（ＳｉＯ2 ）膜である絶縁膜２３を形成している。ここでは絶縁膜２３を酸化シリコン（ＳｉＯ2 ）としているが、例えばアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ2 ）、またはＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ Ｌｉｋｅ Ｃａｒｂｏｎ）等を用いてもよい。また、各吐出室２１に液体を供給するリザーバ（共通液室）２４となる凹部を形成している。さらに、外部の発振回路から基板（振動板２２）に電荷を供給するための端子となる共通電極端子２８も設けている。
【００１７】
ノズル基板３０についても、例えばシリコン基板を主要な材料とする。ノズル基板３０には、複数のノズル３１を形成している。各ノズル３１は、振動板２２の駆動（変位）により加圧された液体を液滴として外部に吐出する。ノズル３１を複数段で形成すると、液滴を吐出する際の直進性向上が期待できるため、本実施の形態ではノズル３１を２段で形成している。また、実施の形態１の液滴吐出ヘッドでは、振動板２２が変位することでリザーバ２４方向に加わる圧力を緩衝するダイヤフラム３２がさらに設けられている。さらに、吐出室２１とリザーバ２４とを連通させるためのオリフィス３３を下面に有している。
【００１８】
図２は液滴吐出ヘッドの長手方向における断面図である。吐出室２１の側壁及び底壁に、例えばチタン（Ｔｉ）からなる導電膜２７を形成している。つまり、振動板２２は、この導電膜２７と絶縁膜２３とで構成している。なお、本実施の形態では、導電膜２７の導電性をより確実にするために吐出室２１の側壁にも導電膜２７を形成したが、少なくとも振動板２２となる部分（吐出室２１の底壁部分）に形成していればよい。また、本実施の形態では、導電膜２７にチタン（Ｔｉ）を用いたが、例えば、窒化チタン（ＴｉＮ）を用いてもよい。単結晶シリコンや多結晶シリコンなど金属材料以外の導電性材料であってもよい。スパッタ法、ＣＶＤ法又は蒸着法などで成膜が行える材料であればよく、振動板材料として液滴材料に応じた種々の材料が選択可能である。
【００１９】
発振回路４１は、ワイヤ、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔ Ｃｉｒｃｕｉｔ）等の配線４２を介して、電気的に共通電極端子２８及び電極取出し口２６から露出した端子部１２Ｃと接続し、個別電極１２Ａ、キャビティ基板２０（振動板２２）への電荷（電力）の供給及び停止を制御する。例えば、発振回路４１が発振駆動して、例えば０Ｖと４０Ｖのパルス電圧を印加し、個別電極１２Ａに電荷を供給して正に帯電させ、振動板２２を相対的に負に帯電させると、振動板２２は静電気力により個別電極１２Ａに引き寄せられて撓む。これにより吐出室２１の容積は排除体積分広がる。そして電荷供給を止めると振動板２２は元の形に戻る（復元する）が、そのときの吐出室２１の容積も元に戻り、その圧力により差分の液滴が吐出する。この液滴が例えば記録対象となる記録紙に着弾することによって印刷等の記録が行われることとなる。なお、導電膜２７をキャビティ基板２０の上面の一部に形成した場合には、これを利用して共通電極端子２８を形成してもよい。
【００２０】
封止材２５は、異物、水分（水蒸気）等がギャップに浸入しないように、ギャップと外の空間とを遮断し、密閉するために電極取出し口２６に設ける。電極取出し口２６は端子部１２Ｃを外部に露出させるために設けている。
【００２１】
図３は電極基板１０の製造工程を表す図である。図３に基づいて電極基板１０の製造について説明する。実際には電極基板１０は、ウェハ状のガラス基板で複数個分を同時形成する。そして、他の基板と接合等をした後、個々に切り離して液滴吐出ヘッドを製造するが、図３では１つの液滴吐出ヘッドの電極基板１０の一部分だけを示している。
【００２２】
ガラス基板５１の一方の面に対し、例えば、マスクとなるクロム（Ｃｒ）等の膜５２（以下、マスク膜５２という）を形成する（図３（ａ））。マスク膜５２の形成は、例えばＰＶＤ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法で行う。例えば、ＰＶＤ法としては、スパッタ、真空蒸着、イオンプレーティング等の方法がある。さらに、マスク膜５２上の全面にフォトレジスト５３を塗布する。そして、フォトリソグラフィー（Ｐｈｏｔｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）法を用い、クロム膜５２上の全面に塗布したフォトレジスト用の感光性樹脂をマスクアライナ等で露光し、現像液で現像することで、ガラス基板５１に、電極基板１０の凹部１１の中央部分（最もギャップ長が長い）となる形状（長方形）に対応させてフォトレジスト５３によるパターンを形成する。
【００２３】
フォトレジストパターンを形成した後、例えば硝酸セリウムアンモニウム水溶液によりウェットエッチングを行い、クロム膜５２の不要な部分を除去する（図３（ｂ））。これにより、マスク膜５２による凹部１１のガラス基板５１が露出したエッチングパターンが形成される。そして、例えばフッ化アンモニウム水溶液によりガラス基板５１のウェットエッチングを行って、凹部１１を形成する（図３（ｃ））。その後、マスク膜５２を剥離する。
【００２４】
その後、例えばスパッタによってＩＴＯ膜５４をガラス基板５１の凹部１１を形成した側の面全体に形成する（図３（ｄ））。そしてフォトリソグラフィーによってレジスト（図示せず）をパターニングし、電極部１２として残す部分だけを保護した上でＩＴＯ膜５４をエッチングする。また、液体供給口１３となる貫通穴をサンドブラスト法または切削加工により形成する（図３（ｅ））。以上の工程により電極基板１０を作製する。
【００２５】
図４及び図５は液滴吐出ヘッドの製造工程を示す図である。これら図４及び図５に基づいてキャビティ基板２０の製造工程及び液滴吐出ヘッドの製造工程について説明する。
【００２６】
（１）エッチングストップ膜形成工程
まず、キャビティ基板２０の元になる被加工基板として、シリコン基板６０を用意し、このシリコン基板６０の一方の面（電極基板１０との接合面側）に、例えばスパッタ法により、エッチングストップ膜６１を例えば０．１μｍで形成する（図４（ａ））。なお、エッチングストップ膜６１の材料は、後述のシリコンエッチング工程で用いる水酸化カリウム水溶液に耐性を有するものであればよい。
【００２７】
（２）ハードマスクのレジストパターニング工程
シリコン基板６０の他方の面（ノズル基板３０との接合面側）に、例えば酸化シリコンからなるハードマスク６２を形成し（図４（ｂ））、吐出室２１及びリザーバ２４となる部分のハードマスク６２をエッチングするため、レジストパターニングを施す。そして、例えばフッ酸水溶液を用いてハードマスク６２がなくなるまで、その部分についてエッチングを行い、パターニングしてシリコンを露出させる（図４（ｃ））。
【００２８】
（３）シリコンエッチング工程
次に、シリコン基板６０を例えば３５ｗｔ％の高濃度の水酸化カリウム水溶液に浸し、ウェットエッチングを行う。そして、さらに、吐出室２１等の寸法精度を高めるため、例えば３ｗｔ％の低濃度の水酸化カリウム水溶液に浸し、シリコン基板６０のエッチングを続け、吐出室２１となる部分のシリコンをエッチングストップ膜６１まで除去する。この工程により、吐出室２１及びリザーバ２４が形成される。このとき、エッチングストップ膜６１は水酸化カリウム水溶液に対して耐性を有しているので、吐出室２１の底壁となっているエッチングストップ膜６１の表面は面荒れがなく良好な平面度を保っている。なお、この工程は、途中までウェットエッチングを行い、最後はドライエッチングとする工程としてもよいし、ドライエッチングのみで加工する工程としてもよい。また、リザーバ２４はエッチングの開始を遅らせることで、底部に所要の厚さのシリコンを残す。その後、シリコン基板６０の表面に残ったハードマスク６２を除去する（図４（ｄ））。
【００２９】
（４）振動板形成工程
シリコン基板６０のウェットエッチングをおこなった後、ノズル基板３０との接合面側から吐出室２１以外の範囲にマスクをし、吐出室２１の側壁及び底壁にスパッタ法等により例えばチタンを厚さ０．４μｍで成膜して導電膜２７を形成する（図４（ｅ））。続いて、例えばフッ酸水溶液を用いてエッチングストップ膜６１を除去する（図４（ｆ））。その後、スパッタ法等により、例えば酸化シリコンを例えば厚さ０．２μｍで成膜し絶縁膜２３を形成する（図４（ｇ））。これにより、キャビティ基板２０が作製される。また、振動板２２は絶縁膜２３と導電膜２７の合計厚さが例えば０．６μｍとなる。したがって、振動板２２を高精度の厚み精度で形成することができる。なお、本実施の形態では、エッチングストップ膜６１を除去した後に絶縁膜２３を形成したが、エッチングストップ膜６１を絶縁膜２３として用いることにより、エッチングストップ膜６１を除去する工程を省略してもよい。
【００３０】
（５）接合工程
このキャビティ基板２０を予め凹部１１内に電極部１２が形成された電極基板１０の上面に絶縁膜２３を介して陽極接合する。次に、サンドブラスト法等により、リザーバ２４の底部を貫通させてインク液体供給口１３を形成する。その後、上記により形成されたキャビティ基板２０の上面に、予めノズル３１等が形成されたノズル基板３０をエポキシ樹脂等の接着剤により接合する（図５（ｈ））。
【００３１】
（６）ダイシング工程
そして、振動板２２と電極部１２間のギャップ開放端部をエポキシ接着剤等の封止材２５で封止した後、ダイシングにより個々のヘッドチップに切断すれば、液滴吐出ヘッドが完成する（図５（ｉ））。
【００３２】
このように構成された液滴吐出ヘッドにおいては、導電性材料を成膜して振動板２２を形成するので、厚みや平面精度のバラツキを低減した振動板２２を有する液滴吐出ヘッドを得ることができる。また、絶縁膜２３を形成する面（キャビティ基板２０の電極基板１０との接合面）とは反対の面（キャビティ基板２０のノズル基板３０との接合面）側から振動板２２となる導電膜２７を形成するので、キャビティ基板２０と電極基板１０との接合面に導電膜２７が存在せず、振動板材料によって基板接合などの実装工程を変更する必要のない液滴吐出ヘッドを得ることができる。このため、振動板材料として液滴材料に応じた種々の材料が選択可能となる。また、振動板２２を形成した後に絶縁膜２３を形成するので、エッチング液の耐性にかかわらず、絶縁膜２３として任意の材料を任意の位置で形成することが可能となる。
【００３３】
また、導電膜２７をチタン又は窒化チタンで構成することにより、成膜技術として実績のある材料を用いているので、厚みや平面精度のバラツキを低減した振動板２２を有する液滴吐出ヘッドを得ることができる。また、耐薬品性の高い液滴吐出ヘッドを得ることができる。
【００３４】
実施の形態２．
図６は上述の実施の形態１で製造した液滴吐出ヘッドを用いた液滴吐出装置の外観図である。また、図７は液滴吐出装置の主要な構成手段の一例を表す図である。図６及び図７の液滴吐出装置は液滴吐出方式（インクジェット方式）による印刷を目的とする。また、いわゆるシリアル型の装置である。図７において、被印刷物であるプリント紙１１０が支持されるドラム１０１と、プリント紙１１０にインクを吐出し、記録を行う液滴吐出ヘッド１０２とで主に構成される。また、図示していないが、液滴吐出ヘッド１０２にインクを供給するためのインク供給手段がある。プリント紙１１０は、ドラム１０１の軸方向に平行に設けられた紙圧着ローラ１０３により、ドラム１０１に圧着して保持される。そして、送りネジ１０４がドラム１０１の軸方向に平行に設けられ、液滴吐出ヘッド１０２が保持されている。送りネジ１０４が回転することによって液滴吐出ヘッド１０２がドラム１０１の軸方向に移動するようになっている。
【００３５】
一方、ドラム１０１は、ベルト１０５等を介してモータ１０６により回転駆動される。また、プリント制御手段１０７は、印画データ及び制御信号に基づいて送りネジ１０４、モータ１０６を駆動させ、また、ここでは図示していないが、発振回路を駆動させて振動板２２を振動させ、制御をしながらプリント紙１１０に印刷を行わせる。
【００３６】
ここでは液体をインクとしてプリント紙１１０に吐出するようにしているが、液滴吐出ヘッドから吐出する液体はインクに限定されない。例えば、カラーフィルタとなる基板に吐出させる用途においては、カラーフィルタ用の顔料を含む液体、ＯＬＥＤ等の表示基板に吐出させる用途においては、発光素子となる化合物を含む液体、基板上に配線する用途においては、例えば導電性金属を含む液体を、それぞれの装置において設けられた液滴吐出ヘッドから吐出させるようにしてもよい。また、液滴吐出ヘッドをディスペンサとし、生体分子のマイクロアレイとなる基板に吐出する用途に用いる場合では、ＤＮＡ（Ｄｅｏｘｙｒｉｂｏ Ｎｕｃｌｅｉｃ Ａｃｉｄｓ：デオキシリボ核酸）、他の核酸（例えば、Ｒｉｂｏ Ｎｕｃｌｅｉｃ Ａｃｉｄ：リボ核酸、Ｐｅｐｔｉｄｅ Ｎｕｃｌｅｉｃ Ａｃｉｄｓ：ペプチド核酸等）タンパク質等のプローブを含む液体を吐出させるようにしてもよい。その他、布等の染料の吐出等にも利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】実施の形態１に係る液滴吐出ヘッドを分解して表した図である。
【図２】液滴吐出ヘッドの長手方向における断面図である。
【図３】電極基板１０の作製工程例を表す図である。
【図４】液滴吐出ヘッドの製造工程を示す図である。
【図５】液滴吐出ヘッドの製造工程を示す図である。
【図６】液滴吐出ヘッドを用いた液滴吐出装置の外観図である。
【図７】液滴吐出装置の主要な構成手段の一例を表す図である。
【符号の説明】
【００３８】
１０ 電極基板、１１ 凹部、１２ 電極部、１２Ａ 個別電極、１２Ｂ リード部、１２Ｃ 端子部、１３ 液体供給口、２０ キャビティ基板、２１ 吐出室、２２ 振動板、２３ 絶縁膜、２４ リザーバ、２５ 封止材、２６ 電極取出し口、２７ 導電膜、２８ 共通電極端子、３０ ノズル基板、３１ ノズル、３２ ダイヤフラム、３３ オリフィス、４１ 発振回路、４２ 配線、５１ ガラス基板、５２ マスク膜、５３ フォトレジスト、５４ ＩＴＯ膜、６０ シリコン基板、６１ エッチングストップ膜、６２ ハードマスク、１００ プリンタ、１０１ ドラム、１０２ 液滴吐出ヘッド、１０３ 紙圧着ローラ、１０４ 送りネジ、１０５ ベルト、１０６ モータ、１０７ プリント制御手段、１１０ プリント紙。
【技術分野】
【０００１】
本発明は液滴吐出ヘッドの製造方法及び液滴吐出装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えばシリコン等を加工して微小な素子等を形成する微細加工技術（ＭＥＭＳ：Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）が急激な進歩を遂げている。微細加工技術により形成される微細加工素子の例としては、例えば液滴吐出方式のプリンタのような記録（印刷）装置で用いられている液滴吐出ヘッド（インクジェットヘッド）、マイクロポンプ、波長可変光フィルタ、モータに利用される静電アクチュエータ、圧力センサ等がある。
【０００３】
ここで、微細加工素子の一例として液滴吐出ヘッドについて説明する。液滴吐出方式の記録（印刷）装置は、家庭用、工業用を問わず、あらゆる分野の印刷に利用されている。液滴吐出方式とは、例えば複数のノズルを有する液滴吐出ヘッドを対象物（紙等）との間で相対移動させ、液滴吐出ヘッドから吐出した液滴を対象物の所定の位置に付着させて印刷等をするものである。この方式は、液晶（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）を用いた表示装置を作製する際のカラーフィルタ、有機化合物等の電界発光（ＥｌｅｃｔｒｏＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子を用いた表示パネル（ＯＬＥＤ）、ＤＮＡ、タンパク質等、生体分子のマイクロアレイ等の製造にも利用されている。
【０００４】
そして液滴吐出ヘッドには、液体をためておく吐出室を流路の一部に備え、吐出室の少なくとも一面の壁（ここでは、底部の壁とし、以下、この壁のことを振動板ということにする）を撓ませて（駆動させて）形状変化（変位）させることにより吐出室内の圧力を高め、連通するノズルから液滴を吐出させる方法を利用したヘッドがある。振動板を変位させ、撓ませる力としては、例えば、電圧を印加したときの圧電素子の変形を利用するもの、振動板を可動電極とし、振動板と距離を隔てて対向するもう一方の電極（固定電極）との間に電圧（以下、駆動電圧という）を印加し、それにより発生する静電気力（特に静電引力）を利用するもの等がある。
【０００５】
近年、高精細な印刷等が要求されており、高精細な印刷等を可能にするためには、各ノズルごとの液滴の吐出バラツキを低減する必要がある。各ノズルごとの液滴の吐出バラツキを低減するためには、振動板の厚みや平面精度のバラツキを低減する必要がある。
一般に、静電方式による液滴吐出ヘッドは、ノズルが形成されたノズル基板、底壁が振動板となる吐出室が形成されたキャビティ基板、及び振動板と対向し、振動板を駆動する電極が形成された電極基板を順に積層して構成されている。このような従来の液滴吐出ヘッドで振動板の厚みや平面精度のバラツキを低減したものとして、例えば、キャビティ基板の電極基板側接合面に引張り応力性を有する導電性膜、又は引張り応力性を有する膜と圧縮応力性を有する膜との積層膜を形成し、この膜で振動板を形成するというものが提案されている（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−２７０１０５号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の液滴吐出ヘッド（例えば特許文献１参照）では、振動板を形成する積層膜の一部に絶縁膜を用いた場合、積層膜中の導電性膜と導通をとるためにスルーホールを作製する必要があり、実装工程が増加するという問題点があった。
【０００７】
振動板を導電性膜で形成した場合であっても、導電性膜の材質によってキャビティ基板と電極基板との接合方法を変更しなければならない、又は導電性膜の材質が限定されるという問題点があった。例えば、キャビティ基板がシリコンで電極基板が耐熱硬質ガラスからなる場合、キャビティ基板と電極基板との接合には陽極接合が用いられる。従来の液滴吐出ヘッドでは、キャビティ基板と電極基板との間に振動板を形成する導電性膜が設けられることとなるため、振動板に例えば窒化チタン膜を用いるとキャビティ基板と電極基板との接合方法に陽極接合を用いることができなくなる。キャビティ基板と電極基板との接合に陽極接合を用いる場合には、導電性膜の材質が陽極接合可能な材質に限定されてしまう。
【０００８】
本発明はこのような問題点を解決するためになされたものであり、振動板材料によって実装工程を変更することなく、厚みや平面精度のバラツキを低減した振動板を形成することができる液滴吐出ヘッドの製造方法及び液滴吐出装置の製造方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、液滴を吐出するノズル孔が形成されたノズル基板と、ノズル孔と連通し、底壁が振動板となる吐出室が形成されたキャビティ基板と、振動板に対向し、振動板を駆動する個別電極が形成された電極基板とを備えた液滴吐出ヘッドの製造方法であって、キャビティ基板となるシリコン基板の一方の面にエッチングストップ膜を形成する工程と、シリコン基板を他方の面側からエッチングストップ膜までエッチングして、吐出室となる凹部を形成する工程と、少なくとも凹部の底面に、他方の面側から振動板となる導電性材料を成膜する工程と、エッチングストップ膜を除去する工程と、エッチングストップ膜を除去した後に、シリコン基板の一方の面に絶縁膜を形成する工程とを有する。
【００１０】
したがって、導電性材料を成膜して振動板を形成するので、厚みや平面精度のバラツキを低減した振動板を有する液滴吐出ヘッドを製造することができる。また、絶縁膜を形成する面（キャビティ基板の電極基板との接合面）とは反対の面（キャビティ基板のノズル基板との接合面）側から振動板となる導電性材料を成膜するので、キャビティ基板と電極基板の接合面に導電性材料が存在せず、振動板材料によって実装（接合）工程を変更する必要のない液滴吐出ヘッドを製造することができる。このため、振動板材料として液滴材料に応じた種々の材料が選択可能となる。また、振動板形成後に絶縁膜を形成するので、キャビティ基板の電極基板との接合面に、エッチング液の耐性にかかわらず、絶縁膜として任意の材料を任意の位置に成膜することが可能となる。
【００１１】
また、本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、振動板となる導電性材料として、シリコン、チタン又は窒化チタンを用いている。成膜技術として実績のある材料を用いているので、厚みや平面精度のバラツキを低減した振動板を有する液滴吐出ヘッドを製造することができる。
【００１２】
また、本発明に係る液滴吐出装置の製造方法は、上記の液滴吐出ヘッドの製造方法を適用して、液滴吐出装置の液滴吐出ヘッドを製造する。
したがって、高精細な印刷等が可能な液滴吐出装置を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
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を分解して表した図である。図１では液滴吐出ヘッドの一部を示している。本実施の形態では、例えば静電方式で駆動する静電アクチュエータを用いたデバイスの代表として、フェイスイジェクト型の液滴吐出ヘッドについて説明する。なお、構成部材を図示し、見やすくするため、図１を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものと異なる場合がある。また、図の上側を上とし、下側を下とする。さらに、ノズル３１が並んでいる方向を短手方向、短手方向に直交する方向を長手方向として説明する。
【００１４】
図１に示すように本実施の形態に係る液滴吐出ヘッドは、電極基板１０、キャビティ基板２０及びノズル基板３０の３つの基板を下から順に積層して構成する。ここで本実施の形態では、電極基板１０とキャビティ基板２０とは陽極接合により接合する。また、キャビティ基板２０とノズル基板３０とはエポキシ樹脂等の接着剤を用いて接合する。
【００１５】
電極基板１０は、例えばホウ珪酸系の耐熱硬質ガラス等の基板を主要な材料としている。本実施の形態ではガラス基板とするが、例えば単結晶シリコンを基板とすることもできる。電極基板１０の表面には、後述するキャビティ基板２０の吐出室２１となる凹部に合わせて複数の凹部１１を形成している。凹部１１は、後述するキャビティ基板２０の振動板２２が撓む（変位する）ことができる空間（以下、この空間をギャップという）を有している。また、凹部１１の内側（特に底部）には、キャビティ基板２０の各吐出室２１（振動板２２）と対向するように、固定電極となる個別電極１２Ａを設け、さらにリード部１２Ｂ及び端子部１２Ｃを個別電極１２Ａと一体として設けている（以下、特に区別する必要がなければこれらを合わせて電極部１２とする）。電極部１２は、例えばスパッタ法により、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ：インジウム錫酸化物）を約０．１μｍ（１００ｎｍ）の厚さで凹部１１の内側に形成する。また、電極基板１０には、他にも外部のタンク（図示せず）から供給された液体を取り入れる流路となる液体供給口１３となる貫通穴を設けている。
【００１６】
キャビティ基板２０は、例えば表面が（１００）面方位、（１１０）面方位等のシリコン単結晶基板（以下、シリコン基板という）を主要な材料としている。キャビティ基板２０には、吐出させる液体を一時的に溜めるために流路上に設ける吐出室２１となる凹部（底壁が可動電極となる振動板２２となっている）を形成している。そして、キャビティ基板２０の下面（電極基板１０と対向する面）には、振動板２２と個別電極１２Ａとの間を電気的に絶縁するための酸化シリコン（ＳｉＯ2 ）膜である絶縁膜２３を形成している。ここでは絶縁膜２３を酸化シリコン（ＳｉＯ2 ）としているが、例えばアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ2 ）、またはＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ Ｌｉｋｅ Ｃａｒｂｏｎ）等を用いてもよい。また、各吐出室２１に液体を供給するリザーバ（共通液室）２４となる凹部を形成している。さらに、外部の発振回路から基板（振動板２２）に電荷を供給するための端子となる共通電極端子２８も設けている。
【００１７】
ノズル基板３０についても、例えばシリコン基板を主要な材料とする。ノズル基板３０には、複数のノズル３１を形成している。各ノズル３１は、振動板２２の駆動（変位）により加圧された液体を液滴として外部に吐出する。ノズル３１を複数段で形成すると、液滴を吐出する際の直進性向上が期待できるため、本実施の形態ではノズル３１を２段で形成している。また、実施の形態１の液滴吐出ヘッドでは、振動板２２が変位することでリザーバ２４方向に加わる圧力を緩衝するダイヤフラム３２がさらに設けられている。さらに、吐出室２１とリザーバ２４とを連通させるためのオリフィス３３を下面に有している。
【００１８】
図２は液滴吐出ヘッドの長手方向における断面図である。吐出室２１の側壁及び底壁に、例えばチタン（Ｔｉ）からなる導電膜２７を形成している。つまり、振動板２２は、この導電膜２７と絶縁膜２３とで構成している。なお、本実施の形態では、導電膜２７の導電性をより確実にするために吐出室２１の側壁にも導電膜２７を形成したが、少なくとも振動板２２となる部分（吐出室２１の底壁部分）に形成していればよい。また、本実施の形態では、導電膜２７にチタン（Ｔｉ）を用いたが、例えば、窒化チタン（ＴｉＮ）を用いてもよい。単結晶シリコンや多結晶シリコンなど金属材料以外の導電性材料であってもよい。スパッタ法、ＣＶＤ法又は蒸着法などで成膜が行える材料であればよく、振動板材料として液滴材料に応じた種々の材料が選択可能である。
【００１９】
発振回路４１は、ワイヤ、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔ Ｃｉｒｃｕｉｔ）等の配線４２を介して、電気的に共通電極端子２８及び電極取出し口２６から露出した端子部１２Ｃと接続し、個別電極１２Ａ、キャビティ基板２０（振動板２２）への電荷（電力）の供給及び停止を制御する。例えば、発振回路４１が発振駆動して、例えば０Ｖと４０Ｖのパルス電圧を印加し、個別電極１２Ａに電荷を供給して正に帯電させ、振動板２２を相対的に負に帯電させると、振動板２２は静電気力により個別電極１２Ａに引き寄せられて撓む。これにより吐出室２１の容積は排除体積分広がる。そして電荷供給を止めると振動板２２は元の形に戻る（復元する）が、そのときの吐出室２１の容積も元に戻り、その圧力により差分の液滴が吐出する。この液滴が例えば記録対象となる記録紙に着弾することによって印刷等の記録が行われることとなる。なお、導電膜２７をキャビティ基板２０の上面の一部に形成した場合には、これを利用して共通電極端子２８を形成してもよい。
【００２０】
封止材２５は、異物、水分（水蒸気）等がギャップに浸入しないように、ギャップと外の空間とを遮断し、密閉するために電極取出し口２６に設ける。電極取出し口２６は端子部１２Ｃを外部に露出させるために設けている。
【００２１】
図３は電極基板１０の製造工程を表す図である。図３に基づいて電極基板１０の製造について説明する。実際には電極基板１０は、ウェハ状のガラス基板で複数個分を同時形成する。そして、他の基板と接合等をした後、個々に切り離して液滴吐出ヘッドを製造するが、図３では１つの液滴吐出ヘッドの電極基板１０の一部分だけを示している。
【００２２】
ガラス基板５１の一方の面に対し、例えば、マスクとなるクロム（Ｃｒ）等の膜５２（以下、マスク膜５２という）を形成する（図３（ａ））。マスク膜５２の形成は、例えばＰＶＤ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法で行う。例えば、ＰＶＤ法としては、スパッタ、真空蒸着、イオンプレーティング等の方法がある。さらに、マスク膜５２上の全面にフォトレジスト５３を塗布する。そして、フォトリソグラフィー（Ｐｈｏｔｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）法を用い、クロム膜５２上の全面に塗布したフォトレジスト用の感光性樹脂をマスクアライナ等で露光し、現像液で現像することで、ガラス基板５１に、電極基板１０の凹部１１の中央部分（最もギャップ長が長い）となる形状（長方形）に対応させてフォトレジスト５３によるパターンを形成する。
【００２３】
フォトレジストパターンを形成した後、例えば硝酸セリウムアンモニウム水溶液によりウェットエッチングを行い、クロム膜５２の不要な部分を除去する（図３（ｂ））。これにより、マスク膜５２による凹部１１のガラス基板５１が露出したエッチングパターンが形成される。そして、例えばフッ化アンモニウム水溶液によりガラス基板５１のウェットエッチングを行って、凹部１１を形成する（図３（ｃ））。その後、マスク膜５２を剥離する。
【００２４】
その後、例えばスパッタによってＩＴＯ膜５４をガラス基板５１の凹部１１を形成した側の面全体に形成する（図３（ｄ））。そしてフォトリソグラフィーによってレジスト（図示せず）をパターニングし、電極部１２として残す部分だけを保護した上でＩＴＯ膜５４をエッチングする。また、液体供給口１３となる貫通穴をサンドブラスト法または切削加工により形成する（図３（ｅ））。以上の工程により電極基板１０を作製する。
【００２５】
図４及び図５は液滴吐出ヘッドの製造工程を示す図である。これら図４及び図５に基づいてキャビティ基板２０の製造工程及び液滴吐出ヘッドの製造工程について説明する。
【００２６】
（１）エッチングストップ膜形成工程
まず、キャビティ基板２０の元になる被加工基板として、シリコン基板６０を用意し、このシリコン基板６０の一方の面（電極基板１０との接合面側）に、例えばスパッタ法により、エッチングストップ膜６１を例えば０．１μｍで形成する（図４（ａ））。なお、エッチングストップ膜６１の材料は、後述のシリコンエッチング工程で用いる水酸化カリウム水溶液に耐性を有するものであればよい。
【００２７】
（２）ハードマスクのレジストパターニング工程
シリコン基板６０の他方の面（ノズル基板３０との接合面側）に、例えば酸化シリコンからなるハードマスク６２を形成し（図４（ｂ））、吐出室２１及びリザーバ２４となる部分のハードマスク６２をエッチングするため、レジストパターニングを施す。そして、例えばフッ酸水溶液を用いてハードマスク６２がなくなるまで、その部分についてエッチングを行い、パターニングしてシリコンを露出させる（図４（ｃ））。
【００２８】
（３）シリコンエッチング工程
次に、シリコン基板６０を例えば３５ｗｔ％の高濃度の水酸化カリウム水溶液に浸し、ウェットエッチングを行う。そして、さらに、吐出室２１等の寸法精度を高めるため、例えば３ｗｔ％の低濃度の水酸化カリウム水溶液に浸し、シリコン基板６０のエッチングを続け、吐出室２１となる部分のシリコンをエッチングストップ膜６１まで除去する。この工程により、吐出室２１及びリザーバ２４が形成される。このとき、エッチングストップ膜６１は水酸化カリウム水溶液に対して耐性を有しているので、吐出室２１の底壁となっているエッチングストップ膜６１の表面は面荒れがなく良好な平面度を保っている。なお、この工程は、途中までウェットエッチングを行い、最後はドライエッチングとする工程としてもよいし、ドライエッチングのみで加工する工程としてもよい。また、リザーバ２４はエッチングの開始を遅らせることで、底部に所要の厚さのシリコンを残す。その後、シリコン基板６０の表面に残ったハードマスク６２を除去する（図４（ｄ））。
【００２９】
（４）振動板形成工程
シリコン基板６０のウェットエッチングをおこなった後、ノズル基板３０との接合面側から吐出室２１以外の範囲にマスクをし、吐出室２１の側壁及び底壁にスパッタ法等により例えばチタンを厚さ０．４μｍで成膜して導電膜２７を形成する（図４（ｅ））。続いて、例えばフッ酸水溶液を用いてエッチングストップ膜６１を除去する（図４（ｆ））。その後、スパッタ法等により、例えば酸化シリコンを例えば厚さ０．２μｍで成膜し絶縁膜２３を形成する（図４（ｇ））。これにより、キャビティ基板２０が作製される。また、振動板２２は絶縁膜２３と導電膜２７の合計厚さが例えば０．６μｍとなる。したがって、振動板２２を高精度の厚み精度で形成することができる。なお、本実施の形態では、エッチングストップ膜６１を除去した後に絶縁膜２３を形成したが、エッチングストップ膜６１を絶縁膜２３として用いることにより、エッチングストップ膜６１を除去する工程を省略してもよい。
【００３０】
（５）接合工程
このキャビティ基板２０を予め凹部１１内に電極部１２が形成された電極基板１０の上面に絶縁膜２３を介して陽極接合する。次に、サンドブラスト法等により、リザーバ２４の底部を貫通させてインク液体供給口１３を形成する。その後、上記により形成されたキャビティ基板２０の上面に、予めノズル３１等が形成されたノズル基板３０をエポキシ樹脂等の接着剤により接合する（図５（ｈ））。
【００３１】
（６）ダイシング工程
そして、振動板２２と電極部１２間のギャップ開放端部をエポキシ接着剤等の封止材２５で封止した後、ダイシングにより個々のヘッドチップに切断すれば、液滴吐出ヘッドが完成する（図５（ｉ））。
【００３２】
このように構成された液滴吐出ヘッドにおいては、導電性材料を成膜して振動板２２を形成するので、厚みや平面精度のバラツキを低減した振動板２２を有する液滴吐出ヘッドを得ることができる。また、絶縁膜２３を形成する面（キャビティ基板２０の電極基板１０との接合面）とは反対の面（キャビティ基板２０のノズル基板３０との接合面）側から振動板２２となる導電膜２７を形成するので、キャビティ基板２０と電極基板１０との接合面に導電膜２７が存在せず、振動板材料によって基板接合などの実装工程を変更する必要のない液滴吐出ヘッドを得ることができる。このため、振動板材料として液滴材料に応じた種々の材料が選択可能となる。また、振動板２２を形成した後に絶縁膜２３を形成するので、エッチング液の耐性にかかわらず、絶縁膜２３として任意の材料を任意の位置で形成することが可能となる。
【００３３】
また、導電膜２７をチタン又は窒化チタンで構成することにより、成膜技術として実績のある材料を用いているので、厚みや平面精度のバラツキを低減した振動板２２を有する液滴吐出ヘッドを得ることができる。また、耐薬品性の高い液滴吐出ヘッドを得ることができる。
【００３４】
実施の形態２．
図６は上述の実施の形態１で製造した液滴吐出ヘッドを用いた液滴吐出装置の外観図である。また、図７は液滴吐出装置の主要な構成手段の一例を表す図である。図６及び図７の液滴吐出装置は液滴吐出方式（インクジェット方式）による印刷を目的とする。また、いわゆるシリアル型の装置である。図７において、被印刷物であるプリント紙１１０が支持されるドラム１０１と、プリント紙１１０にインクを吐出し、記録を行う液滴吐出ヘッド１０２とで主に構成される。また、図示していないが、液滴吐出ヘッド１０２にインクを供給するためのインク供給手段がある。プリント紙１１０は、ドラム１０１の軸方向に平行に設けられた紙圧着ローラ１０３により、ドラム１０１に圧着して保持される。そして、送りネジ１０４がドラム１０１の軸方向に平行に設けられ、液滴吐出ヘッド１０２が保持されている。送りネジ１０４が回転することによって液滴吐出ヘッド１０２がドラム１０１の軸方向に移動するようになっている。
【００３５】
一方、ドラム１０１は、ベルト１０５等を介してモータ１０６により回転駆動される。また、プリント制御手段１０７は、印画データ及び制御信号に基づいて送りネジ１０４、モータ１０６を駆動させ、また、ここでは図示していないが、発振回路を駆動させて振動板２２を振動させ、制御をしながらプリント紙１１０に印刷を行わせる。
【００３６】
ここでは液体をインクとしてプリント紙１１０に吐出するようにしているが、液滴吐出ヘッドから吐出する液体はインクに限定されない。例えば、カラーフィルタとなる基板に吐出させる用途においては、カラーフィルタ用の顔料を含む液体、ＯＬＥＤ等の表示基板に吐出させる用途においては、発光素子となる化合物を含む液体、基板上に配線する用途においては、例えば導電性金属を含む液体を、それぞれの装置において設けられた液滴吐出ヘッドから吐出させるようにしてもよい。また、液滴吐出ヘッドをディスペンサとし、生体分子のマイクロアレイとなる基板に吐出する用途に用いる場合では、ＤＮＡ（Ｄｅｏｘｙｒｉｂｏ Ｎｕｃｌｅｉｃ Ａｃｉｄｓ：デオキシリボ核酸）、他の核酸（例えば、Ｒｉｂｏ Ｎｕｃｌｅｉｃ Ａｃｉｄ：リボ核酸、Ｐｅｐｔｉｄｅ Ｎｕｃｌｅｉｃ Ａｃｉｄｓ：ペプチド核酸等）タンパク質等のプローブを含む液体を吐出させるようにしてもよい。その他、布等の染料の吐出等にも利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】実施の形態１に係る液滴吐出ヘッドを分解して表した図である。
【図２】液滴吐出ヘッドの長手方向における断面図である。
【図３】電極基板１０の作製工程例を表す図である。
【図４】液滴吐出ヘッドの製造工程を示す図である。
【図５】液滴吐出ヘッドの製造工程を示す図である。
【図６】液滴吐出ヘッドを用いた液滴吐出装置の外観図である。
【図７】液滴吐出装置の主要な構成手段の一例を表す図である。
【符号の説明】
【００３８】
１０ 電極基板、１１ 凹部、１２ 電極部、１２Ａ 個別電極、１２Ｂ リード部、１２Ｃ 端子部、１３ 液体供給口、２０ キャビティ基板、２１ 吐出室、２２ 振動板、２３ 絶縁膜、２４ リザーバ、２５ 封止材、２６ 電極取出し口、２７ 導電膜、２８ 共通電極端子、３０ ノズル基板、３１ ノズル、３２ ダイヤフラム、３３ オリフィス、４１ 発振回路、４２ 配線、５１ ガラス基板、５２ マスク膜、５３ フォトレジスト、５４ ＩＴＯ膜、６０ シリコン基板、６１ エッチングストップ膜、６２ ハードマスク、１００ プリンタ、１０１ ドラム、１０２ 液滴吐出ヘッド、１０３ 紙圧着ローラ、１０４ 送りネジ、１０５ ベルト、１０６ モータ、１０７ プリント制御手段、１１０ プリント紙。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を吐出するノズル孔が形成されたノズル基板と、前記ノズル孔と連通し、底壁が振動板となる吐出室が形成されたキャビティ基板と、前記振動板に対向し、前記振動板を駆動する個別電極が形成された電極基板とを備えた液滴吐出ヘッドの製造方法であって、
前記キャビティ基板となるシリコン基板の一方の面にエッチングストップ膜を形成する工程と、
前記シリコン基板を他方の面側から前記エッチングストップ膜までエッチングして、前記吐出室となる凹部を形成する工程と、
少なくとも前記凹部の底面に、前記他方の面側から前記振動板となる導電性材料を成膜する工程と、
前記エッチングストップ膜を除去する工程と、
前記エッチングストップ膜を除去した後に、前記シリコン基板の前記一方の面に絶縁膜を形成する工程と、
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２】
前記導電性材料は、シリコン、チタン又は窒化チタンであることを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法を適用して、液滴吐出装置の液滴吐出ヘッドを製造することを特徴とする液滴吐出装置の製造方法。
【請求項１】
液滴を吐出するノズル孔が形成されたノズル基板と、前記ノズル孔と連通し、底壁が振動板となる吐出室が形成されたキャビティ基板と、前記振動板に対向し、前記振動板を駆動する個別電極が形成された電極基板とを備えた液滴吐出ヘッドの製造方法であって、
前記キャビティ基板となるシリコン基板の一方の面にエッチングストップ膜を形成する工程と、
前記シリコン基板を他方の面側から前記エッチングストップ膜までエッチングして、前記吐出室となる凹部を形成する工程と、
少なくとも前記凹部の底面に、前記他方の面側から前記振動板となる導電性材料を成膜する工程と、
前記エッチングストップ膜を除去する工程と、
前記エッチングストップ膜を除去した後に、前記シリコン基板の前記一方の面に絶縁膜を形成する工程と、
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２】
前記導電性材料は、シリコン、チタン又は窒化チタンであることを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法を適用して、液滴吐出装置の液滴吐出ヘッドを製造することを特徴とする液滴吐出装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−７８５１５（Ｐ２００９−７８５１５Ａ）
【公開日】平成２１年４月１６日（２００９．４．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２５１３３７（Ｐ２００７−２５１３３７）
【出願日】平成１９年９月２７日（２００７．９．２７）
【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２１年４月１６日（２００９．４．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月２７日（２００７．９．２７）
【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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