CN102152633A - 喷嘴板、喷出头及其制造方法以及喷出装置 - Google Patents

喷嘴板、喷出头及其制造方法以及喷出装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种头的可靠性提高的喷嘴板、喷出头及其制造方法以及喷出装置。喷嘴板具有金属制的喷嘴板主体(38a),该喷嘴板主体(38a)具有由在厚度方向上贯通的并列的喷嘴(36)构成的喷嘴列,喷嘴板主体(38a)的液滴喷出面(78)的喷嘴(36)的周缘部设有疏水膜(48),除了疏水膜(48)以外的喷嘴板主体(38a)的液滴喷出面(78)的外周部的至少一部分被底涂处理。

Description

喷嘴板、喷出头及其制造方法以及喷出装置
技术领域
本发明涉及喷嘴板、喷出头及其制造方法以及喷出装置。
背景技术
作为用于喷出液滴的液滴喷出头已知有例如搭载在喷墨头记录装置上的喷墨头。通常,喷墨头具备:形成有用于喷出墨滴的多个喷嘴孔的喷嘴板、与该喷嘴板接合且在与喷嘴板之间形成有与上述喷嘴孔连通的喷出室和储液室等墨流路的腔体板,并且,该喷墨头利用驱动部向喷出室施加压力,由此使墨滴从被选择的喷嘴孔喷出。作为驱动机构有利用静电力的方式或利用压电元件的压电方式、利用发热元件的喷泡(注册商标)方式等。
近年来,对于喷墨头更进一步要求印字、画质等高品位化,因此强烈要求高密度化以及喷出性能的提高。在这样的背景下,对于喷墨头的喷嘴部,比以往进一步进行了各种研究、提案。
在喷墨头中,为了改善墨喷出特性,期望调整基板的厚度以调整喷嘴部的流路阻力,形成最佳的喷嘴长度。在制作此种喷嘴板时,例如如专利文献1所示,采用如下方法:从硅基板的一面实施使用了ICP(Inductively Coupled Plasma)放电的各向异性干式蚀刻,由此用于构成喷嘴部的内径不同的第一凹部(构成喷嘴孔的喷出口部分的凹部)与第二凹部(构成喷嘴孔的导入口部分的凹部)形成为2级之后,利用各向异性湿式蚀刻从相反侧的面去除一部分,从而调整喷嘴的长度(例如,参照专利文献1)。
另一方面,例如如专利文献2所示,有如下方法:预先将硅基板磨削到期望的厚度之后,分别对硅基板的两面实施干式蚀刻,由此形成喷嘴孔的喷出口部分和导入口部分(例如,参照专利文献2)。
【专利文献1】特开平11-28820号公报
【专利文献2】特开平9-57981号公报
【专利文献3】特开2006-159661号公报
但是,如专利文献1所述,若喷嘴孔开口的喷出面为从基板表面较深地下陷一级的凹部的底面,则产生如下的问题:墨滴的飞行弯折,或者在纸粉、墨等附着在作为喷出面的凹部底面而导致喷嘴孔的堵塞的情况下,为了排除上述纸粉、墨等而以橡胶片或者毛毡片等擦拭凹部底面的擦拭操作变难。
此外,在专利文献2的制造方法中,若喷墨头高密度化,则硅喷嘴板基板的厚度必须进一步变薄,但此种硅基板在制造工序中容易破碎,从而存在成本高的问题。进而,在干式蚀刻加工时,为了使加工形状稳定,从基板背面以He气体等进行冷却,但有时存在喷嘴孔的贯通时He气体泄漏而导致无法进行蚀刻的情况。因此,如专利文献3所述采用如下的喷嘴板制造方法:预先在硅基板上形成作为喷嘴孔的凹部,例如在粘接层的单面上使用带有通过紫外线或热等刺激容易使粘接力降低的剥离层的两面粘接片而贴合,然后利用磨削或CMP加工等对硅基板进行薄板化加工,从而将喷嘴孔(凹部)开口。进而,为了向喷出面形成疏墨膜和强化与腔体的粘接强度,向粘接面实施底涂处理。
但是,在该喷嘴板的制造方法中,喷出面整面被疏墨膜覆盖,因此存在在喷出面上粘接保护喷墨头的外周部的头形成部件(罩头)时的粘接强度降低,头的可靠性降低的问题。
发明内容
本发明是为了解决上述问题的至少一部分而提出的,可以由以下的方式或适用例来实现。
[适用例1]一种喷嘴板,其特征在于,具有金属制的喷嘴板主体,该喷嘴板主体具有由在厚度方向上贯通的并列的喷嘴构成的喷嘴列,所述喷嘴板主体的液滴喷出面的所述喷嘴的周缘部设有疏水膜,除了所述疏水膜以外的所述喷嘴板主体的所述液滴喷出面的外周部的至少一部分被底涂处理。
由此,墨喷出面的片外周部的疏墨膜被带掩模局部地去除,进而被底涂处理。通过对喷嘴板的喷出面的片外周部实施底涂处理,装配罩头时的粘接强度变高,头的可靠性提高。
[适用例2]在上述喷嘴板中,所述底涂处理后的区域为所述喷嘴列的两端部侧。
由此,能够更高精度地进行其他板与多个喷嘴列的定位。
[适用例3]在上述喷嘴板中,所述底涂处理后的区域为所述液滴喷出面上的与将所述喷嘴板主体和其他板粘接时的粘接面中的粘接部分对应的区域。
由此,接合时能够可靠地按压粘接部分,能够更可靠地形成与其他板的良好的粘接接合。
[适用例4]一种喷嘴板的制造方法,其特征在于,包括:在被加工基板的一面上形成作为用于喷出液滴的喷嘴的喷出口部分的第一凹部和作为导入口部分的第二凹部的工序;在所述被加工基板的一面上贴合支承基板的工序;将所述被加工基板从另一面薄板化为所需厚度的工序;在所述被加工基板的另一面以及所述第一和第二凹部内形成疏水膜之后,将岛状带贴附于所述被加工基板的另一面上的工序;去除所述被加工基板的另一面的外周部的疏水膜的工序;从所述被加工基板剥离所述支承基板的工序;对所述被加工基板的另一面的外周部进行底涂处理即粘接剂紧贴性强化的工序;剥离所述岛状带的工序。
由此,使用加工成岛状的保护膜,保护喷出面,由此能够以等离子处理仅去除片外周部的疏墨膜,同时对接合面实施底涂处理。
[适用例5]在上述喷嘴板的制造方法中,在将所述被加工基板薄板化的工序中,利用背面研磨器、抛光器或者CMP装置来对所述被加工基板进行磨削加工。
由此,能够高精度地精加工被加工基板的表面(喷出面)。
[适用例6]在上述喷嘴板的制造方法中,使用透光性材料制成所述支承基板。
由此,能够从支承基板的背面向剥离层照射激光等光,容易从被加工基板剥离支承基板。
[适用例7]在上述喷嘴板的制造方法中,利用基于ICP放电的各向异性干式蚀刻来形成所述第一及第二凹部。
由此,能够高精度地加工第一及第二凹部。
[适用例8]在上述喷嘴板的制造方法中,使用C4F8及SF6作为蚀刻气体来进行所述各向异性干式蚀刻。
由此,C4F8使蚀刻不在第一、第二凹部的侧面方向进行,起到保护上述凹部的侧面的作用,SF6起到促进上述凹部的垂直方向的蚀刻的作用,因此能够相对于基板面垂直地高精度加工上述凹部。
[适用例9]一种喷出头,其特征在于,包括:多个头主体,该头主体具有权利要求1~3中任一项所述的喷嘴板,且该喷嘴板设有由并列设置的喷嘴构成的喷嘴列;头壳体,其固定于所述头主体的供给口侧;罩头,其具有接合部,并覆盖所述头主体,所述接合部划分出使所述喷嘴露出的露出开口部并且与所述喷嘴板的喷出面的至少所述喷嘴列的两端部侧接合。
由此,喷出头具备上述任一项记载的喷嘴板,能够提高头的可靠性。
[适用例10]在上述喷出头中,在所述头主体与所述罩头之间具备固定板,该固定板具有划分出使所述喷嘴露出的露出开口部并且与所述喷出面的至少所述喷嘴列的两端部侧接合的接合部,通过将所述头主体的所述喷出面与所述固定板接合,所述多个头主体被定位固定在共同的所述固定板上。
由此,利用固定板容易且高精度地进行多个喷嘴列的相对的定位,能够将固定板与多个头主体定位接合。
[适用例11]一种喷出头的制造方法,其特征在于,应用上述任一项记载的喷嘴板的制造方法来制造喷出头。
由此,喷出头的制造方法应用上述任一项记载的喷嘴板的制造方法来制造喷出头,能够制造可提高头的可靠性的喷出头。
[适用例12]一种喷出装置,其特征在于,搭载有上述记载的喷出头。
由此,喷出装置搭载有上述记载的喷出头,能够得到可提高头的可靠性的喷出装置。
附图说明
图1是作为本实施方式涉及的喷出装置的液体喷出装置的一例即喷墨式记录装置的概略立体图。
图2是本实施方式涉及的液体喷出头的一例即喷墨头的分解立体图。
图3是将本实施方式涉及的喷墨头的概略结构分解表示的分解立体图。
图4是表示图3的右半部分的概略结构的喷墨头的剖面图。
图5是图4的喷墨头的俯视图。
图6是从墨喷出面侧观察本实施方式涉及的喷嘴基板的俯视图。
图7是表示本实施方式涉及的喷嘴基板的制造方法的工序图。
图8是表示本实施方式涉及的喷嘴基板的制造方法的工序图。
图9是表示本实施方式涉及的喷嘴基板的制造方法的工序图。
图10是表示本实施方式涉及的喷嘴基板的制造方法的工序图。
图11是表示本实施方式涉及的喷嘴基板的制造方法的工序图。
符号说明
2...喷墨式记录装置(喷出装置) 10...喷墨头(液滴喷出头)(喷出头) 12...滑架 14...墨盒 16...装置主体 18...滑架轴 20...驱动马达 22...同步带 24...压板 26...盖部件 28...压盖装置 30...供给部件 32...头主体 34...罩头 36...喷嘴孔(喷嘴) 36a...第一喷嘴孔(第一喷嘴部) 36b...第二喷嘴孔(第二喷嘴部) 37a...第一凹部 37b...第二凹部 37c...部分 37d...部分 38...喷嘴基板(喷嘴板) 38a...喷嘴板主体 40...腔体基板 42...振动板 44...单独电极 44a...引线部44b...端子部 46...电极基板 48...疏墨膜(疏水膜) 50...耐墨保护膜52...喷出室 54...凹部 56...节流孔 58...凹部 60...储液室 62...凹部 64...墨供给孔 66、67...SiO2膜(绝缘膜) 68...凹部 70...电极取出部 72...密封材料 74...驱动控制电路 76...共同电极 78...墨喷出面(液滴喷出面) 78a...底涂处理区域 82...接合面 96...硅基板 98...抗蚀剂 100...支承基板 102...自身剥离层 104...双面带 108...保护膜。
具体实施方式
以下根据本实施方式进行详细的说明。但是,本实施方式并不限定于以下图示的构造、形状,而且,对于驱动方式也可由其他不同的驱动方式来应用于喷出液滴的喷出头及喷出装置。
图1是作为本实施方式涉及的喷出装置的液体喷出装置的一例即喷墨式记录装置的概略立体图。如图1所示,在本实施方式涉及的喷墨式记录装置2中,作为喷出头的喷出墨滴的液体喷出头的一例即喷墨头(以下,也称为液滴喷出头)10固定于滑架12,该液滴喷出头10上分别可装卸地固定有作为液体贮存机构的多个墨盒14,该多个墨盒14贮存有黑色(B)、浅黑色(LB)、青色(C)、洋红色(M)、黄色(Y)等多个不同颜色的墨液。
搭载有液滴喷出头10的滑架12在轴向上移动自如地设置在安装于装置主体16的滑架轴18上。而且,驱动马达20的驱动力经由未图示的多个齿轮及同步带22传递到滑架12,由此滑架12沿滑架轴18移动。另一方面,在装置主体16上沿滑架轴18设有压板24,由未图示的供纸装置等供给的纸等被记录介质S在压板24上输送。
此外,与滑架12的原位对应的位置、即滑架轴18的一端部附近设有压盖装置28,该压盖装置28具有用于密封液滴喷出头10的喷嘴形成面的盖部件26。利用该盖部件26来密封形成有喷嘴的喷嘴形成面,从而防止墨的干燥。此外,该盖部件26也可作为冲洗动作时的承墨件来发挥作用。
在此,对于本实施方式涉及的液滴喷出头10进行说明。而且,图2是本实施方式涉及的液体喷出头的一例即喷墨头的分解立体图。
如图2所示,液滴喷出头10具备:作为固定液体贮存机构即墨盒14的盒筐等头壳体的供给部件30、固定在供给部件30的与墨盒14相反侧的面上的头主体32、设置于头主体32的液体喷出面侧的罩头34。
而且,头主体32与罩头34之间也可具备固定板(未图示),该固定板具有划分出使喷嘴孔36开口露出的露出开口部并且与墨喷出面78的至少喷嘴孔36列的两端部侧接合的接合部,通过将头主体32的墨喷出面78与固定板接合,由此将多个头主体32定位固定在共同的固定板上。
以下,根据附图对具备本实施方式涉及的喷嘴板(喷嘴基板)的头主体32的实施方式进行说明。
图3是分解表示本实施方式涉及的喷墨头的概略结构的分解立体图,以剖面表示一部分。图4是表示图3的右半部分的概略结构的喷墨头的剖面图,图5是图4的喷墨头的俯视图。而且,在图3及图4中,与通常使用的状态上下颠倒地进行表示。
如图3及图4所示,本实施方式的头主体32通过贴合喷嘴基板38、腔体基板40和电极基板46来构成,所述喷嘴基板38具有喷嘴板主体38a,在该喷嘴板主体38a上以规定的间距设有多个作为喷嘴的喷嘴孔36,在所述腔体基板40上相对于各喷嘴孔36独立地设有墨供给路,在所述电极基板46上与腔体基板40的振动板42对置地配设有单独电极44。
利用后述的制造方法,由减薄至所需厚度(例如厚度从280μm至60μm左右)的硅单结晶基板(以下,也简称为硅基板)来制作喷嘴基板38。此外,在喷嘴基板38的表面整面或者其一部分,即包括全部的喷嘴孔36在内的喷出面区域上作为疏液膜的一例而形成有作为疏水膜的疏墨膜48。该疏墨膜48形成在例如由硅氧化膜(SiO2膜)构成的耐墨保护膜50之上。而且,如上所述,“喷出面区域”是指覆盖喷墨头的擦拭动作的范围。进而,作为喷嘴基板38的液滴喷出面的墨喷出面78的外周部被底涂处理(未图示)。
用于喷出墨滴的喷嘴孔36例如由形成为中心轴线相同而直径不同的2级圆筒状的喷嘴孔部分、即作为直径小的第一喷嘴部的第一喷嘴孔36a和作为直径比其大的第二喷嘴部的第二喷嘴孔36b来构成。第一喷嘴孔36a及第二喷嘴孔36b设置为相对于基板面垂直且在同轴上,第一喷嘴孔36a的前端向喷嘴基板38的墨喷出面78(与腔体基板40接合的接合面82的相反侧)开口,第二喷嘴孔36b向喷嘴基板38的接合面82(与腔体基板40接合的接合侧的面)开口。
如上所述,通过由第一喷嘴孔36a和直径比其大的第二喷嘴孔36b来2级构成喷嘴孔36,能够使墨滴的喷出方向与喷嘴孔36的中心轴方向一致,能够发挥稳定的墨喷出特性。即,不会出现墨滴的飞出方向的不均,也不会有墨滴的飞散,并能够抑制墨滴的喷出量的不均。此外,能够将喷嘴密度高密度化。
腔体基板40例如由厚度为525μm的(110)面方位的硅单结晶基板(以下也简称该基板为“硅基板”)来制作。对硅基板实施各向异性湿式蚀刻,形成构成墨流路的喷出室52的凹部54、构成节流孔56的凹部58及构成储液室60的凹部62。在与上述喷嘴孔36对应的位置独立地形成多个凹部54。因此,在将喷嘴基板38与腔体基板40接合时,各凹部54构成喷出室52,并分别与喷嘴孔36连通,另外也与作为墨供给口的上述节流孔56分别连通。而且,喷出室52(凹部54)的底壁构成振动板42。
凹部58构成细槽状的节流孔56,并且经由该凹部58使凹部54(喷出室52)与凹部62(储液室60)连通。
凹部62用于贮存墨等液状材料,构成各喷出室52共用的储液室(共同墨室)60。而且,储液室60(凹部62)分别经由节流孔56与全部喷出室52连通。而且,节流孔56(凹部58)也能够设置在上述喷嘴基板38的背面(与腔体基板40接合的接合侧的面)。另外,在储液室60的底部设置将后述的电极基板46贯通的孔,并从未图示的墨盒通过该孔的墨供给孔64来供给墨。
此外,如上所述,腔体基板40使用(110)面方位的硅单结晶基板是由于通过对该硅基板进行各向异性湿式蚀刻,能够相对于硅基板的上表面或下表面对凹部或槽的侧面垂直地进行蚀刻,由此能够实现喷墨头的高密度化。
此外,利用热氧化或等离子CVD(Chemical Vapor Deposition:化学气相沉积)而在腔体基板40的整面或者至少与电极基板46相对的相对面上设置由SiO2或TEOS(Tetraethylorthosilicate Tetraethoxysilane:四乙氧基硅烷、硅酸乙酯)膜等构成的膜厚为0.1μm的绝缘膜66。设置该绝缘膜66的目的在于防止驱动喷墨头时的绝缘破坏或短路。
电极基板46例如由厚度约1mm的玻璃基板来制作。尤其是适于使用热膨胀系数与腔体基板40的硅基板相近的硼硅酸系的耐热硬质玻璃。这是由于将电极基板46与腔体基板40进行阳极接合时,两基板的热膨胀系数相近,因此能够降低在电极基板46与腔体基板40之间产生的应力,其结果,不会产生剥离等问题,能够牢固地使电极基板46与腔体基板40接合。而且,基于同样的理由,上述喷嘴基板38也能够使用硼硅酸系的玻璃基板。
在电极基板46上,在与腔体基板40的各振动板42相对的面的位置分别设有凹部68。凹部68由蚀刻形成为深度约0.3μm。而且,各凹部68内通常利用溅射来形成例如0.1μm厚度的由ITO(Indium Tin Oxide:铟锡氧化物)构成的单独电极44。因此,在振动板42与单独电极44之间形成的间隙(空隙)由该凹部68的深度、单独电极44及覆盖振动板42的绝缘膜66的厚度来确定。该间隙对于喷墨头的喷出特性具有重大影响。在此,单独电极44的材料并不限定于ITO,也可以使用铬等金属等,但由于ITO是透明的,容易进行确认是否已经进行了放电等方面的原因,因此通常使用ITO。
单独电极44具有引线部44a和与挠性配线基板(未图示)连接的端子部44b。如图3至图5所示,上述端子部44b为了配线方便而在腔体基板40的末端部开口而形成的电极取出部70内露出。
如上所述,通过如图4所示使喷嘴基板38、腔体基板40及电极基板46贴合,由此制作喷墨头10的头主体32。即,通过阳极接合来使腔体基板40与电极基板46接合,在该腔体基板40的上表面(图4中上表面)利用粘接等来接合喷嘴基板38。进而,在振动板42与单独电极44之间形成的电极间间隙的开放端部利用环氧树脂等树脂形成的密封材料72来密封。由此,能够防止湿气或尘埃等侵入电极间间隙,并能够较高地保持喷墨头10的可靠性。
最后,如图4、图5简略化表示所示,IC驱动器等驱动控制电路74经由上述挠性配线基板(未图示)而与各单独电极44的端子部44b和设置在腔体基板40上的共同电极76连接。
由此,完成喷墨头10的头主体32。
图6是从墨喷出面78侧观察本实施方式涉及的喷嘴基板38的俯视图。如图6所示,第一喷嘴孔36a在喷嘴基板38的墨喷出面78侧开口有多个。而且第二喷嘴孔36b形成在图6的各个第一喷嘴孔36a的纸面里侧。此外,对于每个第一喷嘴孔36a(喷嘴孔36)分别形成腔体基板40的喷出室52,各个喷出室52为图6的A-A线方向上细长的喷出室。
在喷嘴基板38中,墨喷出面78的外周部的底涂处理区域78a被底涂处理。底涂处理区域78a也可为墨喷出面78的外周部的表面整面或者一部分。底涂处理区域78a也可以是除了疏墨膜48以外的喷嘴基板38的墨喷出面78侧的至少喷嘴孔36列的两端部侧的外周部。底涂处理区域78a也可以是与将喷嘴基板38和其他的板粘接时的粘接面中的粘接部分对应的墨喷出面78侧上的部位。
接下来,对如上构成的喷墨头10的动作进行说明。利用驱动控制电路74对腔体基板40和电极基板46的电极施加脉冲来进行喷墨头10的驱动。驱动控制电路74为向单独电极44供给及停止电荷的振荡电路。该振荡电路例如以24kHz振荡,向单独电极44施加例如0V和30V的脉冲电位而进行电荷供给。若振荡电路驱动,向单独电极44供给电荷而使单独电极44带正电,则振动板42带负电,在单独电极44与振动板42间产生静电力(库伦力)。因此,利用该静电力,振动板42被单独电极44吸引而挠曲(变位)。由此喷出室52的容积增大。此外,当停止向单独电极44供给电荷时,振动板42利用其弹性力来恢复原样,此时,喷出室52的容积急剧减少,因此利用此时的压力,喷出室52内的墨的一部分作为墨滴由喷嘴孔36喷出。当振动板42接着同样地变位时,墨从储液室60通过节流孔56向喷出室52内补给。
如上所述,本实施方式的喷墨头10中,喷嘴孔36包括相对于喷嘴基板38的表面(墨喷出面78)垂直的筒状的第一喷嘴孔36a和与该第一喷嘴孔36a设置在同轴上且直径比第一喷嘴孔36a大的第二喷嘴孔36b,因此能够将墨滴沿喷嘴孔36的中心轴方向笔直地喷出,具有极为稳定的喷出特性。
进而,由于能够将第二喷嘴孔36b的横截面形状形成为圆形或四边形等,因此能够实现喷墨头10的高密度化。
而且,喷嘴孔36的第一喷嘴孔36a及第二喷嘴孔36b的横截面形状并未特别限定,可形成为角形或圆形等。但是,形成为圆形在喷出特性或加工性方面有利,故而优选。
以下,根据图7~图11,对形成喷嘴基板38为止的工序进行详细叙述。图7~11是表示本实施方式涉及的喷嘴基板的制造方法的工序图。
首先,如图7(A)所示,准备基板厚度280μm的作为被加工基板的硅基板96,并设置于热氧化装置中,在氧化温度1075℃、氧化时间4小时、氧与水蒸气的混合气氛的条件下进行热氧化处理,在Si基板表面上均匀地形成膜厚1μm的SiO2膜66。
接下来,如图7(B)所示,在硅基板96的接合面82上涂敷抗蚀剂98,在接合面82上将作为第二喷嘴孔36b的部分37d图案化。
接下来,如图7(C)所示,使SiO2膜66变薄。例如以缓冲氟酸水溶液(氟酸水溶液∶氟化铵水溶液=1∶6)进行半蚀刻,使SiO2膜66减薄。此时,背面的SiO2膜66也被蚀刻,厚度变薄。
接下来,如图7(D)所示,利用硫酸冲洗等来剥离抗蚀剂。
接下来,如图7(E)所示,再次在硅基板96的接合面82上涂敷抗蚀剂98,并在接合面82上将作为第一喷嘴孔36a的部分37c图案化。
接下来,如图8(A)所示,使SiO2膜66开口。例如,以缓冲氟酸水溶液(氟酸水溶液∶氟化铵水溶液=1∶6)进行蚀刻,使SiO2膜66开口。此时,背面的SiO2膜66被蚀刻,并被完全除去。
接下来,如图8(B)所示,利用硫酸冲洗等来剥离抗蚀剂。
接下来,如图8(C)所示,利用ICP干式蚀刻装置,例如以深度25μm对SiO2膜的开口部垂直地进行各向异性干式蚀刻,形成作为第一喷嘴孔36a的第一凹部37a。作为此时的蚀刻气体例如只要使用C4F8、SF6,并交替使用上述的蚀刻气体即可。在此,使用C4F8是为了保护槽侧面,不使蚀刻在形成的槽的侧面进行,使用SF6是为了促进Si基板的垂直方向的蚀刻。
接下来,如图8(D)所示,以缓冲氟酸水溶液进行半蚀刻,仅使作为第二喷嘴孔36b的部分37d的SiO2膜消失。
接下来,如图8(E)所示,再次利用ICP干式蚀刻装置,例如以深度40μm对SiO2膜的开口部垂直地进行各向异性干式蚀刻,形成作为第二喷嘴孔36b的第二凹部37b。
接下来,如图9(A)所示,以氟酸水溶液去除硅基板96的表面上残留的SiO2膜之后,将硅基板96放置在热氧化装置中,在氧化温度1000℃、氧化时间2小时、氧气氛的条件下进行热氧化,使在ICP干式蚀刻装置中加工后的第一凹部37a及第二凹部37b的侧面、底面均匀地形成膜厚0.1μm的SiO2膜66。
接下来,如图9(B)所示,在透明材料(玻璃等)的支承基板100上贴合带有自身剥离层102的双面带104,该自身剥离层102在紫外线或热等刺激下粘接力容易降低。使在支承基板100上贴合的双面带104的自身剥离层102的面与硅基板96的接合面82相对,并在真空中贴合,由此能够形成在粘接界面不留有气泡的整洁粘接。在此,若粘接界面残留有气泡,则导致在磨削加工中薄板化的硅基板的板压不均。双面带例如使用商品名:SELFA-BG(住友化学工业制)。
接下来,如图9(C)所示,以背面研磨器从硅基板96的墨喷出面78侧进行磨削加工,将硅基板96减薄至希望的板厚附近例如71μm,使第一凹部37a的前端开口,形成第一喷嘴孔36a及第二喷嘴孔36b。进而,利用抛光器、CMP装置对喷嘴面进行磨削,形成规定的板厚例如65μm。由此,形成喷嘴板主体38a。
接下来,如图9(D)所示,在喷嘴板主体38a的墨喷出面78上,利用溅射装置以0.1μm的厚度形成作为耐墨保护膜且疏墨膜的基底的氧化物系金属膜、例如SiO2膜67。在此,氧化物系金属膜的成膜只要在自身剥离层102不劣化的温度(100℃左右)以下实施即可,并不限定于溅射法。作为氧化物系金属膜也可使用氧化铪膜、氧化钽、氧化钛、氧化铟锡、氧化锆。只要能够以不影响自身剥离层的温度来成膜且能够确保向喷嘴板主体38a的紧贴性,则成膜方法不限于溅射等,也可是CVD等方法。
接下来,如图9(E)所示,在喷嘴板主体38a的墨喷出面78的表面上实施疏墨处理。以蒸镀或浸渍(dipping)将包含F原子且具有疏墨性的材料成膜,形成疏墨膜48。此时,第一喷嘴孔36a及第二喷嘴孔36b的内壁也被疏墨处理。
接下来,如图10(A)所示,在墨喷出面78上贴合作为切成岛状的岛状带的保护膜108,以能够掩蔽保护喷嘴孔列周边的规定的区域。此处使用例如商品名:E-MASK(日东电工制)。
接下来,如图10(B)所示,利用Ar等离子或O2等离子处理,除去形成在墨喷出面78的表面上的疏墨膜48。
接下来,如图10(C)所示,(图是使喷嘴板主体38a的上下反转)从支持基板100侧照射UV光,并如图10(D)所示,从双面带104的自身剥离层102与支承基板100一同剥离喷嘴板主体38a的接合面82。
接下来,如图11(A)所示,利用Ar等离子或者O2等离子处理,除去在接合面82的表面及第一喷嘴孔36a、第二喷嘴孔36b的内壁上多余形成的疏墨膜48。然后,为了提高喷嘴基板的粘接强度,在底涂处理液中浸渍70min之后,以纯水冲洗,并以80℃烘焙1小时。此时,接合面82及喷嘴内壁及未由保护膜掩蔽的墨喷出面78被底涂处理(未图示底涂处理层)。
此时,作为底涂处理液,例如使用硅烷偶联剂(型号:SH6020、东レダウ制)。调整浓度在0.2vol%(在纯水中溶解规定容量的SH6020而进行调整)的条件下进行。
接下来,如图11(B)所示,从喷嘴板主体38a剥离保护膜108。
利用以上的方法,如图11(C)所示,形成墨喷出面78的外周部被底涂处理的喷嘴基板38。
然后,如图2所示,将具有喷嘴基板38的多个头主体32、供给部件30和罩头34组合而形成液滴喷出头10。
在上述实施方式中,对于静电驱动方式的喷墨头及其制造方法进行了叙述,但并不限于本实施方式,也可适用于例如由静电驱动方式以外的驱动方式驱动的喷墨头。在压电方式的情况下,只要代替电极基板而设置压电元件即可。此外,除了图1所示的喷墨打印机以外,通过改变各种喷出液体的材料,上述实施方式涉及的喷墨头10也可适用于液晶显示器的滤色器的制造、有机EL显示装置的发光部分的形成、由印刷配线基板制造装置制造的配线基板的配线部分的形成、生物体液体的喷出(蛋白质芯片或DNA芯片的制造)等各种用途的液滴喷出装置。

Claims (12)

1.一种喷嘴板,其特征在于,
具有金属制的喷嘴板主体,该喷嘴板主体具有由在厚度方向上贯通的并列的喷嘴构成的喷嘴列,
所述喷嘴板主体的液滴喷出面的所述喷嘴的周缘部设有疏水膜,
除了所述疏水膜以外的所述喷嘴板主体的所述液滴喷出面的外周部的至少一部分被底涂处理。
2.根据权利要求1所述的喷嘴板,其特征在于,
所述底涂处理后的区域为所述喷嘴列的两端部侧。
3.根据权利要求1或2所述的喷嘴板,其特征在于,
所述底涂处理后的区域为所述液滴喷出面上的与将所述喷嘴板主体和其他板粘接时的粘接面中的粘接部分对应的区域。
4.一种喷嘴板的制造方法,其特征在于,包括:
在被加工基板的一面上形成作为用于喷出液滴的喷嘴的喷出口部分的第一凹部和作为导入口部分的第二凹部的工序;
在所述被加工基板的一面上贴合支承基板的工序;
将所述被加工基板从另一面薄板化为所需厚度的工序;
在所述被加工基板的另一面以及所述第一和第二凹部内形成疏水膜之后,将岛状带贴附于所述被加工基板的另一面上的工序;
去除所述被加工基板的另一面的外周部的疏水膜的工序;
从所述被加工基板剥离所述支承基板的工序;
对所述被加工基板的另一面的外周部进行底涂处理即粘接剂紧贴性强化的工序;
剥离所述岛状带的工序。
5.根据权利要求4所述的喷嘴板的制造方法,其特征在于,
在将所述被加工基板薄板化的工序中,利用背面研磨器、抛光器或者CMP装置来对所述被加工基板进行磨削加工。
6.根据权利要求4或5所述的喷嘴板的制造方法,其特征在于,
使用透光性材料制成所述支承基板。
7.根据权利要求4~6中任一项所述的喷嘴板的制造方法,其特征在于,
利用基于ICP放电的各向异性干式蚀刻来形成所述第一及第二凹部。
8.根据权利要求4~7中任一项所述的喷嘴板的制造方法,其特征在于,
使用C4F8及SF6作为蚀刻气体来进行所述各向异性干式蚀刻。
9.一种喷出头,其特征在于,包括:
多个头主体,该头主体具有权利要求1~3中任一项所述的喷嘴板,且该喷嘴板设有由并列设置的喷嘴构成的喷嘴列;
头壳体,其固定于所述头主体的供给口侧;
罩头,其具有接合部,并覆盖所述头主体,所述接合部划分出使所述喷嘴露出的露出开口部并且与所述喷嘴板的喷出面的至少所述喷嘴列的两端部侧接合。
10.根据权利要求9所述的喷出头,其特征在于,
在所述头主体与所述罩头之间具备固定板,该固定板具有划分出使所述喷嘴露出的露出开口部并且与所述喷出面的至少所述喷嘴列的两端部侧接合的接合部,通过将所述头主体的所述喷出面与所述固定板接合,所述多个头主体被定位固定在共同的所述固定板上。
11.一种喷出头的制造方法,其特征在于,
应用权利要求4~8中任一项所述的喷嘴板的制造方法来制造喷出头。
12.一种喷出装置,其特征在于,
搭载有权利要求9或10所述的喷出头。
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