CN111169171B - 头芯片的制造方法和液体喷射头的制造方法 - Google Patents

头芯片的制造方法和液体喷射头的制造方法 Download PDF

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Abstract

提供能够抑制形成促动器板的工序中的故障的发生并使成品率提高的头芯片的制造方法、以及使用其的液体喷射头的制造方法。形成前述促动器板的工序包括:在具有一端和另一端的压电基板的表面,形成从一端侧向另一端侧延伸的多个槽的工序;在形成有前述多个槽的前述压电基板的表面形成导电膜的工序;从前述压电基板的一端侧的起点直到另一端侧的终点进行激光加工,在相邻的前述槽之间的前述导电膜形成激光加工区域的工序;以及,沿与进行前述激光加工的方向交叉的方向进行表面去除加工,在前述压电基板的前述表面之中至少包括前述起点和前述终点的部分,形成表面去除区域的工序。

Description

头芯片的制造方法和液体喷射头的制造方法
技术领域
本公开涉及头芯片的制造方法和液体喷射头的制造方法。
背景技术
作为在被记录介质记录图像的记录装置,已知具备液体喷射头的液体喷射记录装置,该液体喷射头包括喷射液体的头芯片。在该液体喷射记录装置中,从头芯片对被记录介质喷射液体,故图像被记录于该被记录介质。
该头芯片包括为了使液体喷射而被电气地驱动的促动器板。在促动器板,例如设有多个槽,在该槽内的侧壁设有电极(例如,参照专利文献1)。在促动器板的表面,设有用于将该电极与外部布线连接的焊盘。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平11-78001号公报。
发明内容
发明要解决的问题
在此种头芯片的制造方法中,例如存在因形成促动器板的工序中的故障导致成品率降低的风险。因而,希望提供能够抑制形成促动器板的工序中的故障的发生并使成品率提高的头芯片的制造方法、以及使用其的液体喷射头的制造方法。
用于解决问题的方案
本公开的一个实施方式所涉及的第一头芯片的制造方法是具备对液体施加压力的促动器板并喷射液体的头芯片的制造方法,其中,形成促动器板的工序包括:在具有一端和另一端的压电基板的表面,形成从一端侧向另一端侧延伸的多个槽的工序;在形成有多个槽的压电基板的表面形成导电膜的工序;从压电基板的一端侧的起点直到另一端侧的终点进行激光加工,在相邻的槽之间的导电膜形成激光加工区域的工序;以及,沿与进行激光加工的方向交叉的方向进行表面去除加工,在压电基板的表面之中至少包括起点和终点的部分,形成表面去除区域的工序。
本发明的一个实施方式所涉及的第二头芯片的制造方法是具备对液体施加压力的促动器板并喷射液体的头芯片的制造方法,其中,形成促动器板的工序包括:在具有一端和另一端的压电基板的表面,形成从一端侧向另一端侧延伸的多个第一槽、以及配置在相邻的第一槽之间且比第一槽短的第二槽的工序;在形成有多个第一槽和第二槽的压电基板的表面形成导电膜的工序;以及,以从第二槽周围的起点通过第一槽与第二槽之间并且包围第二槽的方式进行第一激光加工,然后进行第二激光加工直到在与起点不同的位置设定的终点,在第二槽周围的导电膜形成激光加工区域的工序。
本公开的一个实施方式所涉及的液体喷射头的制造方法使用上述本公开的一个实施方式所涉及的第一或第二头芯片的制造方法。
发明效果
根据本公开的一个实施方式所涉及的第一、第二头芯片的制造方法和液体喷射头的制造方法,能够抑制形成促动器板的工序中的故障的发生,使成品率提高。
附图说明
图1是表示本公开的一个实施方式所涉及的液体喷射记录装置的概要结构例的示意立体图。
图2是表示图1中所示的液体喷射头的概要结构的立体图。
图3是表示图2中所示的液体喷射头芯片的概要结构的立体图。
图4是表示图2中所示的液体喷射头芯片的概要结构的另一立体图。
图5是表示图4中所示的盖板和促动器板的结构的截面示意图。
图6是表示图3等中所示的液体喷射头的制造方法的一例的流程图。
图7是用于对图6中所示的步骤S2的工序进行说明的一例的俯视示意图。
图8是用于对图6中所示的步骤S3的工序进行说明的一例的俯视示意图。
图9是用于对图6中所示的步骤S4的工序进行说明的一例的俯视示意图。
图10是用于对图6中所示的步骤S5的工序进行说明的一例的俯视示意图。
图11A是用于对图6中所示的步骤S3的工序的另一例进行说明的俯视示意图。
图11B是表示继图11A之后的工序的俯视示意图。
图11C是表示继图11B之后的工序的俯视示意图。
图12是表示继图11A之后的工序的另一例的俯视示意图。
图13是表示代替图6中所示的步骤S3、S4而使用光刻法的情况下的液体喷射头的制造方法的一例的流程图。
图14是表示变形例所涉及的液体喷射头的制造方法的一例的流程图。
图15是用于对图14中所示的步骤S3的工序的一例进行说明的俯视示意图。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的实施方式详细地进行说明。此外,说明按照以下顺序进行。
1. 实施方式(使用激光加工和表面去除加工的液体喷射头的制造方法)
2. 变形例(使用激光加工的液体喷射头的制造方法的例子)
3. 其他变形例。
<1. 液体喷射记录装置(头芯片和液体喷射头)>
关于本发明的一个实施方式的液体喷射记录装置进行说明。
此外,本公开的一个实施方式的头芯片和液体喷射头中的各个是在此说明的液体喷射记录装置之中的一部分。因此,关于头芯片和液体喷射头中的各个,以下一并进行说明。
在此说明的液体喷射记录装置例如是在被记录介质形成图像的打印机。被记录介质的种类不特别受到限定,例如是纸、膜、布以及瓷砖等等。
<1-1. 整体结构>
首先,关于液体喷射记录装置的整体结构进行说明。
图1表示为液体喷射记录装置(喷墨打印机)的一个具体例的打印机1的立体结构。在图1中,用虚线示出框体10的外缘(轮廓)。
该打印机1例如是使用记录用液体(墨水9)的喷墨打印机。具体而言,打印机1例如如图1所示,在框体10的内部具备一对搬送机构2a、2b、墨水罐3、喷墨头4、供给管50以及扫描机构6。
[搬送机构和墨水罐]
搬送机构2a、2b是使被投入打印机1的记录纸P沿着搬送方向D(X轴方向)搬送的机构,例如都包括栅格辊(grid roller)21和夹送辊22。墨水罐3是储藏墨水9的容器。在此,打印机例如具备容纳互不相同颜色的墨水9的四个墨水罐3(3Y、3M、3C、3K),墨水罐3Y、3M、3C、3K分别容纳黄色(Y)的墨水9、品红色(M)的墨水9、青色(C)的墨水9、以及黑色(K)的墨水9中的各种。
[喷墨头和供给管]
喷墨头4是将从供给管50供给的液滴状的墨水9喷射到记录纸P的液体喷射头,例如是边射类型的喷墨头。在边射类型的喷墨头4中,例如如后所述,多个通道C1中的每一个沿既定方向(例如,Z轴方向)延伸,从多个喷嘴孔H2中的每一个沿与多个通道C1各自的延伸方向同样的方向(Z轴方向)喷射墨水9(参照图3)。即,各通道C1的延伸方向与从各喷嘴孔H2喷射墨水9的方向相互一致。
在此,打印机1例如如图1所示,具备喷射互不相同颜色的墨水9的四个喷墨头4(4Y、4M、4C、4K)。此外,关于喷墨头4的详细结构,之后进行说明(参照图2)。
[扫描机构]
扫描机构6是在与搬送方向D交叉的方向上使喷墨头4扫描的机构,例如包括一对导轨61a、61b、滑架62、以及驱动机构63。例如,滑架62例如包括基座62a和壁部62b,能够支撑喷墨头4,同时沿着导轨61a、61b沿与搬送方向D交叉的方向移动。驱动机构63例如包括一对滑轮631a、631b、环状的带632、以及驱动马达633,该带632例如联接至滑架62。
<1-2. 液体喷射头的结构>
图2将图1中示出的喷墨头4(4Y、4M、4C、4K)的立体结构放大表示。
该喷墨头4例如如图2所示,具备固定板40、喷墨头芯片41、供给机构42、控制机构43、以及底板44。在固定板40的一面,例如固定有喷墨头芯片41、供给机构42(后述的流路部件42a)以及底板44。在此,喷墨头芯片41是本公开的“头芯片”的一个实施方式。
[喷墨头芯片]
喷墨头芯片41是喷射墨水9的喷墨头4的主要部分。此外,关于喷墨头芯片41的详细结构,之后进行说明(参照图3至图5)。
[供给机构]
供给机构42将经由供给管50供给的墨水9供给到喷墨头芯片41(后述的墨水导入孔410a:参照图3和图4)。该供给机构42例如包括经由墨水联接管42c相互联接的流路部件42a和压力缓冲器42b。流路部件42a是供墨水9流动的流路,在具有该墨水9的贮存室的压力缓冲器42b例如安装有供给管50。
[控制机构]
控制机构43例如包括电路基板43a、驱动电路43b、以及柔性基板43c。电路基板43a例如包括使喷墨头芯片41驱动的驱动电路43b,该驱动电路43b例如包括集成电路(IC:Integrated Circuit)等。柔性基板43c使驱动电路43b与喷墨头芯片41(后述的驱动电极Ed:参照图5)相互电连接。虽然在此未图示,但柔性基板43c例如包括与驱动电路43b和多个驱动电极Ed中的各个连接的多个端子。
<1-3. 头芯片的结构>
图3示出将喷墨头芯片41的一系列结构要素相互组合的状态。另一方面,在图4中,为了使喷墨头芯片41的一系列结构要素容易观察,示出该一系列结构要素彼此分开的状态。在图5中,示出喷墨头芯片41的XY截面的结构。在该图5中,用虚线示出多个喷嘴孔H2。在图3中,用虚线示出柔性基板43c的仅仅一部分的轮廓。
该喷墨头芯片41例如如图3和图4所示,包括盖板410、促动器板411、喷嘴板(喷射孔板)412、以及支撑板413。盖板410和促动器板411相互重叠。喷嘴板412例如在将盖板410和促动器板411嵌入到在支撑板413设置的嵌合孔413a的状态下,抵接于该支撑板413。
盖板410例如经由粘接剂粘贴于促动器板411。喷嘴板412经由粘接剂安装于Z轴方向上的盖板410和促动器板411的一端部。
[促动器板]
促动器板411是为了使墨水9从多个喷嘴孔H2喷射而被电气地驱动的部件。
促动器板411包括将多个通道C1划界的多个驱动壁Wd。在此,该“通道C1”与本公开的“槽”的一个具体例对应。
促动器板411是由例如PZT(锆钛酸铅)等压电材料构成的板。该促动器板411例如具有四边形的俯视形状。在该四边形的一边,设有促动器板411的端部411E1,在与设有端部411E1的边相对的边上,设有端部411E3(图4)。例如,在端部411E1附近,连接有柔性基板43c,端部411E3粘接于喷嘴板412。在此,端部411E1与本公开的“一端”的一个具体例对应,端部411E3与本公开的“另一端”的一个具体例对应。
该促动器板411如图4所示,是将极化方向互不相同的两个压电基板沿着厚度方向(Z轴方向)层叠而构成的(所谓的人字纹类型)。不过,作为促动器板411的结构,不限于该人字纹类型。即,例如还可以由极化方向沿着厚度方向(Z轴方向)单向地设定的一个(单个)压电基板构成促动器板411(所谓的悬臂类型或单极类型)。各通道C1是非贯通槽,多个吐出通道(喷射通道)C1e和多个虚设通道(非喷射通道)C1d例如在X轴方向上交替地排列。各吐出通道C1e连通于各喷嘴孔H2,作为对墨水9赋予压力的压力室而起作用。换言之,在吐出通道C1e中填充墨水9,另一方面,在虚设通道C1d中不填充墨水9。另外,如图5所示,各吐出通道C1e与后述的喷嘴板412中的喷嘴孔H2连通,另一方面,各虚设通道C1d与喷嘴孔H2不连通,被后述的盖板410从上方覆盖。
多个通道C1中的各个在Z轴方向上从促动器板411的端部411E3朝向端部411E1延伸。不过,多个虚设通道C1d中的各个例如向促动器板411的端部411E1延伸,并在端部411E1处终止。相对于此,多个吐出通道C1e中的各个例如向促动器板411的端部411E1延伸,并在中途(端部411E3与端部411E1之间的位置)终止。即,各吐出通道C1e的Z轴方向的长度比各虚设通道C1d的Z轴方向的长度更短。在此,虚设通道C1d与本公开中的“第一槽”的一个具体例对应,吐出通道C1e与本公开中的“第二槽”的一个具体例对应。另外,虚设通道C1d和吐出通道C1e与本公开中的“槽”的一个具体例对应。
此外,例如如图3和图4所示,将各吐出通道C1e划界的内壁面C1m在远离喷嘴板412的一侧的各吐出通道C1e的端部附近截止。
促动器板411例如包括位于端部411E3侧并且设有多个吐出通道C1e和多个虚设通道C1d双方的第一通道形成部分411a、以及位于端部411E1侧并且未设置多个吐出通道C1e而仅设有多个虚设通道C1d的第二通道形成部分411b。上述的多个驱动壁Wd将多个通道C1(多个吐出通道C1e和多个虚设通道C1d)划界,故而设于上述的第一通道形成部分411a。
在多个驱动壁Wd各自的侧面,设有沿Z轴方向延伸的驱动电极Ed。驱动电极Ed为了使多个吐出通道C1e作为压力室起作用,是使驱动壁Wd电气地驱动(变形)的电极。
该驱动电极Ed包括设于将吐出通道C1e划界的驱动壁Wd的侧面的一对公共电极Edc、以及设于将虚设通道C1d划界的驱动壁Wd的侧面的一对主动电极Eda。主动电极Eda和公共电极Edc中的各个例如从盖板410与促动器板411的界面延伸直到各内壁面的中途(图5)。主动电极Eda和公共电极Edc例如延伸直到比极化方向不同的两个压电基板的边界(接合面)更深的位置(例如,图5的正Y方向的位置)。在图3和图4中的各个,省略多个驱动电极Ed的图示。
在促动器板411的与盖板410相对的面(以下,称为促动器板411的表面),与公共电极Edc电连接的公共电极焊盘Pc、以及与主动电极Eda电连接的主动电极焊盘Pa各自设有多个。此外,多个公共电极焊盘Pc和多个主动电极焊盘Pa图示于后述的图9。在图3和图4中的各个,省略多个公共电极焊盘Pc和多个主动电极焊盘Pa的图示。
公共电极焊盘Pc是用于将在同一吐出通道C1e内相对的一对公共电极Edc彼此电连接的部件,设于吐出通道C1e的周围。
在同一虚设通道C1d内相对的一对主动电极Eda彼此相互电分离。主动电极焊盘Pa将经由吐出通道C1e相对的一对主动电极Eda彼此电连接。主动电极焊盘Pa配置在以吐出通道C1e为间隔相邻的虚设通道C1d之间。该主动电极焊盘Pa与公共电极焊盘Pc电分离地设置,例如配置在比公共电极焊盘Pc更靠近端部411E1的位置。
公共电极焊盘Pc和主动电极焊盘Pa从盖板410露出。柔性基板43c安装于该公共电极焊盘Pc和主动电极焊盘Pa。例如,在柔性基板43c形成的布线图案(未图示)与上述的公共电极焊盘Pc和主动电极焊盘Pa各自电连接。由此,经由柔性基板43c从驱动电路43b对各驱动电极Ed施加驱动电压。
例如,在公共电极Edc和主动电极Eda中的各个,施加极性互不相同的驱动电压。公共电极Edc例如连接至接地电位(GND电位),主动电极Eda连接至既定的电位。公共电极Edc例如还可以连接至负的电位。
[盖板]
盖板410是覆盖促动器板411的部件。与促动器板411相对地设置盖板410。
具体而言,盖板410例如如图3至图5所示,具有设有多个狭缝410b的凹陷状的墨水导入孔410a。各狭缝410b例如是沿与各通道C1的延伸方向(Z轴方向)同样的方向延伸的贯通槽。
各狭缝410b的位置与各吐出通道C1e的位置对应,故而墨水导入孔410a经由各狭缝410b与各吐出通道C1e连通。由此,经由各狭缝410b对各吐出通道C1e供给墨水9,故而在该多个吐出通道C1e填充墨水9。
[喷嘴板]
喷嘴板412具有为贯通口的多个喷嘴孔H2,与促动器板411相对。多个喷嘴孔H2例如沿X轴方向隔开间隔同时排列,喷嘴孔H2的开口形状,即从Z轴方向看的喷嘴孔H2的形状,例如为圆形。喷嘴孔H2的内径例如在喷射墨水9的方向上逐渐变小。这是因为,墨水9的喷射速度和直线前进性由此提高。喷嘴板412例如包括聚酰亚胺等绝缘性材料之中的任一种或两种以上。喷嘴板412例如还可以包括不锈钢(SUS)等导电性材料之中的任一种或两种以上。
[支撑板]
支撑板413例如如图4所示,具有沿X轴方向延伸的嵌合孔413a,在该嵌合孔413a中,例如,盖板410和促动器板411以彼此层叠的状态嵌入。
<1-4. 喷墨头4(喷墨头芯片41)的制造方法>
接下来,使用图6至图10,对喷墨头4的制造方法进行说明。图6是按工序顺序表示喷墨头4的制造方法的一例的图。图7、图8、图9、图10是用于对图6中所示的步骤S2、S3、S4、S5各自进行说明的俯视示意图。在此,主要说明促动器板411的制造工序。
首先,准备由PZT等压电材料构成的压电基板(后述的图6至图8的压电基板411Z)。该压电基板411Z例如由极化方向不同的两个压电基板的层叠体构成,具有四边形的俯视形状。压电基板411Z的一边构成促动器板411的端部411E1。在与设有端部411E1的边相对的边上,设有端部411E2。如后所述,在端部411E1与端部411E2之间,形成促动器板411的端部411E3(参照图4)。
接着,在该压电基板411Z的表面形成通道C1(吐出通道C1e和虚设通道C1d)。该通道C1是例如使用切割器对压电基板411Z进行槽加工而形成的。多个槽(通道C1)各自以从端部411E1侧向端部411E2侧延伸的方式形成。多个通道C1各自在压电基板411Z的表面开口而形成。
在将通道C1形成于压电基板411Z之后,例如使用倾斜蒸镀法,在压电基板411Z的表面和通道C1的侧面,将例如金(Au)等导电材料成膜。由此,形成通道C1内的侧面的驱动电极Ed、以及压电基板411Z的表面的导电膜F(步骤S2)。导电膜F是用于形成公共电极焊盘Pc和主动电极焊盘Pa的膜。如图7所示,导电膜F遍布包括相邻的吐出通道C1e与虚设通道C1d之间在内的压电基板411Z的表面整个面形成。导电膜F和通道C1内的驱动电极Ed连续地形成。
接着,在形成了该导电膜F的压电基板411Z的表面实施激光加工(步骤S3)。如图8所示,通过该激光加工,在相邻的吐出通道C1e与虚设通道C1d之间的导电膜F上形成激光加工区域LA。该激光加工在所有的吐出通道C1e与虚设通道C1d之间实施。例如,从端部411E1侧的起点Ps直到在去往端部411E2的中途设定的终点Pe,直线状地照射激光。即,在导电膜F,形成多个与通道C1的延伸方向(Z轴方向)大致平行的直线状的激光加工区域LA。在照射了激光的区域(激光加工区域LA)中,导电膜F被去除。激光加工区域LA的长度(Z轴方向的大小)比吐出通道C1e的长度更长。例如,将起点Ps在Z轴方向上设定在与吐出通道C1e的一端相比靠端部411E1侧,将终点Pe在Z轴方向上设定在与吐出通道C1e的另一端相比靠端部411E2侧。
优选地,在该激光加工工序中,照射紫外(Ultraviolet)光。例如,将波长266nm的紫外光照射于导电膜F。通过使用紫外光,与使用更长波长的光(例如,波长532nm的光)的情况相比,构成导电膜F的金(Au)等容易蒸发,故能够减少因激光照射而堆积的碎片的高度。如果碎片的高度高,那么存在着在促动器板411和盖板410的贴合时产生间隙并发生墨水9的泄漏的风险。该墨水9的泄漏导致成品率降低。通过在激光加工工序中使用紫外光,能够减小碎片的高度,抑制此种墨水9的泄漏的发生。因此,能够使成品率提高。
在将多个激光加工区域LA形成于导电膜F之后,对压电基板411Z的表面进行表面去除加工(步骤S4)。如图9所示,由此在压电基板411Z的表面形成表面去除区域RA。在该表面去除加工中,例如,使用切割器将压电基板411Z的表面沿与激光加工区域LA交叉的方向切削成槽状。具体而言,形成包括激光加工的多个起点Ps且沿通道C1的排列方向(X轴方向)延伸的表面去除区域RA、以及包括激光加工的多个终点Pe且沿通道C1的排列方向延伸的表面去除区域RA。在实施了表面去除加工的区域(表面去除区域RA)中,导电膜F被去除。表面去除加工除了使用上述切割器的压电基板411Z的表面的磨削之外,还可以是压电基板411Z的表面的研磨或铣刀加工等。
在本实施方式中,如此在压电基板411Z的表面之中至少包括激光加工的多个起点Ps和多个终点Pe的部分形成表面去除区域RA,故而去除了起点Ps和终点Pe附近的压电基板411Z的表面。在激光加工的起点Ps和终点Pe,与其他激光加工区域LA相比,碎片容易堆积。如上所述,由于碎片的堆积,存在着产生墨水9的泄漏的风险。另外,在激光加工的起点Ps和终点Pe,容易呈现例如曲线形状等与其他激光加工区域LA不同的形状。通过以包括激光加工的多个起点Ps和多个终点Pe的方式形成表面去除区域RA,去除了此种激光加工的起点Ps和终点Pe,故而能够使成品率提高。
通过如此在压电基板411Z的表面形成激光加工区域LA和表面去除区域RA,由以吐出通道C1e为间隔相邻的激光加工区域LA和两个表面去除区域RA包围的区域内的导电膜F、与该区域外侧的导电膜F电分离。换言之,由激光加工区域LA和表面去除区域RA包围的区域内的导电膜F、与表面去除区域RA和端部411E1之间的导电膜F电分离。由激光加工区域LA和表面去除区域RA包围的区域内的导电膜F电连接于公共电极Edc,表面去除区域RA与端部411E1之间的导电膜F电连接于主动电极Eda。即,通过由激光加工区域LA和表面去除区域RA包围的区域内的导电膜F、即吐出通道C1e周围的导电膜F,来形成公共电极焊盘Pc,通过表面去除区域RA与端部411E1之间的导电膜F来形成主动电极焊盘Pa。
细节之后说明,如此,通过使用激光加工和表面去除加工来形成公共电极焊盘Pc和主动电极焊盘Pa,在形成公共电极焊盘Pc和主动电极焊盘Pa时不需要光刻法。因而,能够消除因使用光刻法引起的问题。之后说明因使用光刻法引起的问题。
图11A至图11C表示步骤S3的激光加工工序的另一例。如图11A至图11C所示,还可以在相邻的吐出通道C1e与虚设通道C1d之间形成多个激光加工区域(激光加工区域LA1、LA2、LA3)。由此,更有效地去除相邻的吐出通道C1e与虚设通道C1d之间的不需要的导电膜F。因此,能够抑制因不需要的导电膜F引起的电流量的增加,降低消耗电力。另外,能够确保驱动所需的电流量,进行稳定的吐出。
首先,如图11A所示,在相邻的吐出通道C1e与虚设通道C1d之间的压电基板411Z的表面,从端部411E1侧的起点Ps1直到在去往端部411E2的中途设定的终点Pe1,沿着通道C1的延伸方向(Z轴方向)进行激光加工。由此,在相邻的吐出通道C1e与虚设通道C1d之间的导电膜F,形成直线状的激光加工区域LA1。该激光加工区域LA1的长度与激光加工区域LA(图8)同样,形成为比吐出通道C1e的Z轴方向的长度更长。激光加工区域LA例如在吐出通道C1e与虚设通道C1d之间中的、X轴方向上虚设通道C1d旁边形成。
接着,如图11B所示,在激光加工区域LA1与吐出通道C1e之间的压电基板411Z的表面,从端部411E1侧的起点Ps2直到在去往端部411E2的中途设定的终点Pe2,沿着通道C1的延伸方向(Z轴方向)进行激光加工。由此,在激光加工区域LA1与吐出通道C1e之间的导电膜F,形成直线状的激光加工区域LA2。该激光加工区域LA2的长度比吐出通道C1e的Z轴方向的长度更短。通过使激光加工区域LA2的长度比吐出通道C1e的Z轴方向的长度更短,与形成和激光加工区域LA1相同程度的长度的激光加工区域LA2的情况(后述的图12)相比,所形成的公共电极焊盘Pc的面积变大。因此,容易将公共电极焊盘Pc与柔性基板43c可靠地连接。
如图12所示,还可以使激光加工区域LA2的长度比吐出通道C1e的Z轴方向的长度更长。例如,还可以使激光加工区域LA2的长度与激光加工区域LA1的长度为相同程度。由此,在之后的表面去除工序(步骤S4)中,包括激光加工区域LA2的起点Ps2附近和终点Pe2附近的压电基板411Z的表面被去除,故而能够有效地抑制碎片的堆积。
接着,如图11C所示,在激光加工区域LA1与激光加工区域LA2之间的压电基板411Z的表面,从端部411E1侧的起点Ps3直到在去往端部411E2的中途设定的终点Pe3,沿着通道C1的延伸方向(Z轴方向)进行激光加工。由此,在激光加工区域LA1与激光加工区域LA2之间的导电膜F,形成直线状的激光加工区域LA3。该激光加工区域LA3的长度与激光加工区域LA(图8)同样,形成为比吐出通道C1e的Z轴方向的长度更长。
如此,最好在形成了激光加工区域LA1和激光加工区域LA2之后,在这些激光加工区域LA1和激光加工区域LA2之间形成激光加工区域LA3。由此,容易去除激光加工区域LA1、激光加工区域LA2各自周围的碎片。因而,在激光加工区域LA1、激光加工区域LA2各自的周围产生的碎片难以联接,能够抑制经由碎片的短路的发生。
在形成了激光加工区域LA3之后,例如,以包括激光加工区域LA1、LA3的起点Ps1、Ps3和终点Pe1、Pe3的方式,在压电基板411Z的表面进行表面去除加工(步骤S4)。也可以以包括激光加工区域LA1、LA2、LA3的起点Ps1、Ps2、Ps3和终点Pe1、Pe2、Pe3的方式,在压电基板411Z的表面进行表面去除加工(参照图12)。
如此,在形成了公共电极焊盘Pc和主动电极焊盘Pa之后,将压电基板411Z在端部411E1与端部411E2之间切断(步骤S5)。如图10所示,该切断线构成端部411E3,例如形成两个促动器板411。在完成促动器板411之后,进行促动器板411和其他板(例如盖板410和喷嘴板412等)的组装(步骤S6)。由此,图2至图5等中所示的喷墨头4(喷墨头芯片41)完成。
<1-5. 动作>
[打印机的动作]
在打印机1中,沿搬送方向D搬送记录纸P,并且在与搬送方向D交叉的方向上,喷墨头4往复移动同时对记录纸P喷射墨水9。由此,在记录纸P记录图像。
[喷墨头的动作]
在该喷墨头4中,例如通过以下的顺序,使用剪断(剪切)模式对记录纸P喷射墨水9。
在喷墨头4中,在驱动电路43b对促动器板411(多个主动电极Eda)施加驱动电压时,该驱动电路43b对喷嘴板412施加对应电压。在该情况下,利用压电厚度切变效应,各驱动壁Wd在Y轴方向上弯曲变形。由此,各吐出通道C1e的容积增大,故而墨水9被诱导到各吐出通道C1e。此后,若驱动电压变为零(0V),并且对应电压也变为零(0V),则各驱动壁Wd以恢复至原来状态的方式变形。由此,因各吐出通道C1e的容积减少导致被诱导至各吐出通道C1e的墨水9被加压,故而从各喷嘴孔H2对记录纸P喷射墨水9。
<1-6. 作用和效果>
接下来,对本实施方式的喷墨头芯片41、喷墨头4和打印机1的作用和效果进行说明。
在本实施方式的喷墨头4(喷墨头芯片41)中,如上所述,使用激光加工工序(图6的步骤S3)和表面去除工序(图6的步骤S4)来形成公共电极焊盘Pc和主动电极焊盘Pa,故而在形成这些公共电极焊盘Pc和主动电极焊盘Pa时不需要光刻法。因而,能够消除因使用光刻法引起的问题。
图13表示使用光刻法形成公共电极焊盘Pc和主动电极焊盘Pa时的制造工序的一例。在该制造工序中,首先,在压电基板411Z的表面,形成抗蚀膜的图案(步骤S101)。接着,在形成了该抗蚀膜的压电基板411Z形成多个槽(通道C1)。接着,例如使用倾斜蒸镀法在压电基板411Z的表面和通道C1内形成导电膜F(步骤S103)。之后,去除抗蚀膜(步骤S104)。由此,在抗蚀膜上形成的导电膜F被去除(剥离法)。通过该剥离法,公共电极Edc和公共电极焊盘Pc与主动电极Eda和主动电极焊盘Pa电分离。此后,与在图6中说明的同样地,进行压电基板411Z的切断(步骤S105)和板的组装(步骤S106)。
若如此使用光刻法形成公共电极焊盘Pc和主动电极焊盘Pa,那么因抗蚀膜的图案形成工序(步骤S101)和抗蚀膜的去除工序(步骤S104)导致工序数量增加。
另外,在去除抗蚀膜的工序(步骤S104)中,容易在导电膜F产生毛刺。由于该毛刺,存在着在促动器板411和盖板410的贴合时产生间隙并发生墨水9的泄漏的风险。由于形成此种促动器板41时的故障,存在成品率降低的风险。
而且,如果抗蚀膜的图案变得微细,那么抗蚀膜和压电基板411Z的紧贴性变低,故而难以形成与微细的驱动电极Ed对应的公共电极焊盘Pc和主动电极焊盘Pa。
相对于此,本实施方式的喷墨头芯片41使用激光加工(步骤S3)和表面去除加工(步骤S4)进行导电膜F的图案形成,故而不需要如上所述的光刻法。因而,与使用光刻法的情况相比,能够以更少的工序数量形成公共电极焊盘Pc和主动电极焊盘Pa。另外,也能够抑制因毛刺引起的墨水9的泄漏的发生。因此,与使用光刻法的情况相比,能够抑制形成促动器板411时的故障的发生,使喷墨头芯片41、喷墨头4以及打印机1的成品率提高。
进一步,在激光加工工序中,通过激光输出调整和焦点位置的调整等,容易控制激光加工区域LA的大小。因而,也能够容易地形成与微细的驱动电极Ed的图案对应的公共电极焊盘Pc和主动电极焊盘Pa。即,通过使用激光加工工序,与使用光刻法的情况相比,能够容易地调整导电膜F的图案,能够提高喷墨头芯片41、喷墨头4以及打印机1的设计自由度。
另外,在此,在压电基板411Z的表面之中包括激光加工的起点Ps和终点Pe的部分实施表面去除加工,故而激光加工的起点Ps和终点Pe附近的压电基板411Z的表面被去除。因而,在激光加工的起点Ps和终点Pe堆积的碎片与压电基板411Z的表面一同被去除,能够抑制因碎片的堆积引起的墨水9的泄漏的发生。另外,能够减小可能在激光加工的起点Ps和终点Pe产生的曲线形等激光加工形状的影响。因此,能够更有效地抑制形成促动器板411时的故障的发生,使喷墨头芯片41、喷墨头4以及打印机1的成品率提高。
如后所述,虽然也能够不使用表面去除工序(步骤S4)而形成公共电极焊盘Pc和主动电极焊盘Pa(后述的图14),但通过例如使用切割器等实施表面去除工序,从而与激光加工相比,能够简便地去除更宽区域的导电膜F。与喷墨头芯片41的设计相应地,能够选择更简便地形成公共电极焊盘Pc和主动电极焊盘Pa的方法。
如上所述,在本实施方式的喷墨头芯片41、喷墨头4以及打印机1中,使用激光加工和表面去除加工来形成公共电极焊盘Pc和主动电极焊盘Pa,故而能够抑制形成促动器板411时的故障的发生,使喷墨头芯片41、喷墨头4以及打印机1的成品率提高。
<2. 变形例>
接下来,对上述实施方式的变形例进行说明。此外,对与实施方式中的构成要素实质上相同的构成要素标注相同的符号,并适当省略说明。
图14是表示变形例所涉及的喷墨头4的制造方法的工序图。在上述实施方式中,对使用激光加工和表面去除加工形成公共电极焊盘Pc和主动电极焊盘Pa的方法进行了说明。相对于此,在图14所示的喷墨头4的制造方法中,不使用表面去除加工而形成公共电极焊盘Pc和主动电极焊盘Pa。除了这一点,变形例所涉及的喷墨头4的制造方法与在上述实施方式中说明的喷墨头4的制造方法相同,能够获得与在上述实施方式中说明的喷墨头4的制造方法同样的效果。
该变形例所涉及的喷墨头4的制造方法首先与上述实施方式中说明的同样,依次进行步骤S1和步骤S2。之后,在形成有导电膜F的压电基板411Z的表面进行激光加工(步骤S3)。在该激光加工中,与在上述实施方式中说明的同样,例如在压电基板411Z的表面照射紫外光。
图15是示出通过该激光加工在导电膜F形成的激光加工区域LA的结构的一例的俯视图。在该激光加工工序中,包围各个吐出通道C1e而形成激光加工区域LA。通过形成包围各个吐出通道C1e的激光加工区域LA,激光加工区域LA内侧的导电膜F与激光加工区域LA外侧的导电膜F电分离。激光加工区域LA内侧的导电膜F电连接于公共电极Edc,激光加工区域LA外侧的导电膜F电连接于主动电极Eda。即,由激光加工区域LA内侧的导电膜F形成公共电极焊盘Pc,由激光加工区域LA外侧的导电膜F的导电膜F形成主动电极焊盘Pa。激光加工区域LA的平面(图12的XZ平面)形状例如为大致矩形或大致椭圆等,但也可以是其他形状。
在此,激光加工的起点Ps和终点Pe设定于互不相同的位置。由此,能够抑制碎片的堆积,使成品率提高。以下,对该作用效果进行说明。
例如,通过从吐出通道C1e周围的起点Ps,绕吐出通道C1e的周围一圈并再次直到起点Ps,在压电基板411Z的表面实施激光加工,从而也能够形成包围吐出通道C1e的激光加工区域LA。此时,激光加工的起点Ps和终点Pe配置在压电基板411Z的表面的相同位置。如上所述,在激光加工的起点Ps和终点Pe,碎片容易堆积。因而,如果此种起点Ps和终点Pe配置在相同位置,那么容易产生因碎片的堆积引起的墨水9的泄漏。
相对于此,在本变形例中,例如如下地形成包围吐出通道C1e的激光加工区域LA。从吐出通道C1e周围的起点Ps,通过吐出通道C1e和虚设通道C1d之间,绕吐出通道C1e周围一圈并再次返回起点Ps,进一步从该起点Ps开始,跟踪进行了暂时激光加工的区域(激光加工区域LA)的一部分,直到设定为与起点Ps不同的位置的终点Pe,进行激光加工。通过如此实施激光加工,形成包围吐出通道C1e的激光加工区域LA,并且在压电基板411Z的表面偏移地配置起点Ps的位置和终点Pe的位置。因而,与将激光加工的起点Ps和终点Pe配置在相同位置的情况相比,能够抑制碎片的堆积,使成品率提高。
在此,上述的“从吐出通道C1e周围的起点Ps,通过吐出通道C1e和虚设通道C1d之间,绕吐出通道C1e周围一圈并再次返回起点Ps”的激光加工与本公开的“第一激光加工”的一个具体例对应,“进一步从该起点Ps开始,跟踪进行了暂时激光加工(第一激光加工)的区域(激光加工区域LA)的一部分,直到设定为与起点Ps不同的位置的终点Pe”与本公开的“第二激光加工”的一个具体例对应。第一激光加工也可以以从起点Ps开始,包围吐出通道C1e并返回起点Ps以外的点的方式进行。第二激光加工也可以在以包围吐出通道C1e的方式实施了第一激光加工之后进行,直到在未实施第一激光加工的部分设定的终点Pe。
另外,还可以将包围各个吐出通道C1e的激光加工区域LA形成多个。由此,与在上述实施方式中说明的同样(参照图11A至图11C),相邻的吐出通道C1e与虚设通道C1d之间的不需要的导电膜F被更有效地去除。因此,能够抑制因不需要的导电膜F引起的电流量的增加,降低消耗电力。另外,能够确保驱动所需的电流量,进行稳定的吐出。
如此,在形成了公共电极焊盘Pc和主动电极焊盘Pa之后,将压电基板411Z切断(步骤S5),完成促动器板411。之后,进行促动器板411和其他板(例如盖板410和喷嘴板412等)的组装(步骤S6)。由此,喷墨头4完成。
如上所述,也能够不使用表面去除加工而形成公共电极焊盘Pc和主动电极焊盘Pa。在该情况下,与在上述实施方式中说明的同样,也能够抑制形成促动器板411时的故障的发生,使喷墨头芯片41、喷墨头4以及打印机1的成品率提高。
另外,在本变形例中,不需要例如切割器等的表面去除工序(图6的步骤S4),能够仅通过激光加工工序(图14的步骤S3)形成公共电极焊盘Pc和主动电极焊盘Pa。即,不需要用于表面去除工序的装置,能够抑制装置成本。
<3. 其他的变形例>
以上,列举实施方式和变形例说明了本公开,但本公开不限定于该实施方式等,各种变形是可能的。
例如,在上述实施方式等中,具体地举例说明了打印机1和喷墨头4中的各部件的结构例(形状、配置、个数等),但并不限定于在上述实施方式等中说明的,也可以是其他的形状和配置、个数等。另外,关于在上述实施方式等中说明的各种参数的值和范围、大小关系等,也不限定于在上述实施方式等中说明的,也可以是其他的值和范围、大小关系等。
例如,液体喷射头不限定于上述边射类型的液体喷射头,还可以是侧射类型的液体喷射头。在该侧射类型的喷墨头中,在设于促动器板的各通道沿着特定方向延伸的情况下,从设于喷嘴板的各喷嘴孔沿与各通道的延伸方向交叉的方向喷射墨水。
另外,例如,液体喷射头可以是通过喷墨头4与墨水罐3之间的循环机构使墨水9循环的循环式的液体喷射头,还可以是非循环式的液体喷射头。
另外,在上述实施方式等中,对通道C1在截面视图中为凹状槽部的情况进行了说明,但通道C1也可以将促动器板411沿厚度方向贯通地设置。
另外,在上述实施方式等中,对同时形成通道C1内的驱动电极Ed、以及压电基板411Z表面的导电膜F的情况进行了说明,但也可以在互不相同的工序中形成它们。例如,还可以在使用倾斜蒸镀法形成了驱动电极Ed之后,进一步进行倾斜蒸镀法来形成导电膜F。
另外,例如,还可以在打印机1内进一步设置擦拭机构,该擦拭机构具有将在喷嘴孔H2的喷嘴面附着的墨水9移除的功能。
进一步,虽然在上述实施方式中,说明了将本公开的头芯片和液体喷射头适用于打印机1(喷墨打印机)的情况,但不限于该例子,也能够将本公开适用于喷墨打印机以外的其他装置。换言之,也可以将本发明的“头芯片”(喷墨头芯片41)和“液体喷射头”(喷墨头4)适用于喷墨打印机以外的其他装置。具体地,例如也可以将本公开的“头芯片”和“液体喷射头”适用于传真机或按需式印刷机等装置。
进一步,也可以将目前为止说明的各种例子以任意的组合适用。
此外,本说明书中记载的效果仅为示例,并非受限定的,也可以具有其他的效果。
另外,本发明也能够采用以下这样的结构。
(1)一种具备对液体施加压力的促动器板并喷射前述液体的头芯片的制造方法,其中,形成前述促动器板的工序包括:在具有一端和另一端的压电基板的表面,形成从一端侧向另一端侧延伸的多个槽的工序;在形成有前述多个槽的前述压电基板的表面形成导电膜的工序;从前述压电基板的一端侧的起点直到另一端侧的终点进行激光加工,在相邻的前述槽之间的前述导电膜形成激光加工区域的工序;以及,沿与进行前述激光加工的方向交叉的方向进行表面去除加工,在前述压电基板的前述表面之中至少包括前述起点和前述终点的部分,形成表面去除区域的工序。
(2)根据前述(1)记载的头芯片的制造方法,在形成前述激光加工区域的工序中,在相邻的前述槽之间的前述导电膜,形成多个前述激光加工区域。
(3)根据前述(2)记载的头芯片的制造方法,前述多个前述激光加工区域包括:在相邻的前述槽之间形成的第一激光加工区域;在形成前述第一激光加工区域之后,在前述第一激光加工区域与相邻的前述槽之中的一个前述槽之间形成的第二激光加工区域;以及,在形成前述第二激光加工区域之后,在前述第二激光加工区域与前述第一激光加工区域之间形成的第三激光加工区域。
(4)根据前述(1)至前述(3)中的任一项记载的头芯片的制造方法,前述激光加工使用紫外光进行。
(5)根据前述(1)至前述(4)中的任一项记载的头芯片的制造方法,前述表面去除加工使用切割器进行。
(6)根据前述(1)至前述(5)中的任一项记载的头芯片的制造方法,还包括将设有与前述多个槽中的至少一部分连通的喷嘴孔的喷嘴板贴合于前述促动器板的工序。
(7)一种具备对液体施加压力的促动器板并喷射前述液体的头芯片的制造方法,其中,形成前述促动器板的工序包括:在具有一端和另一端的压电基板的表面,形成从一端侧向另一端侧延伸的多个第一槽、以及配置在相邻的前述第一槽之间且比前述第一槽短的第二槽的工序;在形成有前述多个第一槽和前述第二槽的前述压电基板的表面形成导电膜的工序;以及,以从前述第二槽周围的起点通过前述第一槽与前述第二槽之间并且包围前述第二槽的方式进行第一激光加工,然后进行第二激光加工直到在与前述起点不同的位置设定的终点,在前述第二槽周围的前述导电膜形成激光加工区域的工序。
(8)根据前述(7)记载的头芯片的制造方法,在形成前述激光加工区域的工序中,在前述第二槽周围的前述导电膜,形成多个前述激光加工区域。
(9)根据前述(7)或者前述(8)记载的头芯片的制造方法,前述第一激光加工和前述第二激光加工使用紫外光进行。
(10)根据前述(7)至前述(9)中的任一项记载的头芯片的制造方法,还包括将设有与前述第二槽连通的喷嘴孔的喷嘴板贴合于前述促动器板的工序。
(11)一种液体喷射头的制造方法,其使用前述(1)至前述(10)中的任一项所记载的头芯片的制造方法。
符号说明
1 打印机
3 墨水罐
4 喷墨头
9 墨水
41 喷墨头芯片
42 供给机构
410 盖板
410W 布线
411 促动器板
411P 压电体粒子
411E 焊盘电极
412 喷嘴板
413 支撑板
C1 通道
C1d 虚设通道
C1e 吐出通道
P 记录纸
d 搬送方向
H2 喷嘴孔
Wd 驱动壁
Ed 驱动电极
Edc 公共电极
Eda 主动电极
F 导电膜
LA、LA1、LA2、LA3 激光加工区域
RA 表面去除区域
Pa 主动电极焊盘
Pc 公共电极焊盘
Ps、Ps1、Ps2、Ps3 起点
Pe、Pe1、Pe2、Pe3 终点。

Claims (11)

1.一种头芯片的制造方法,所述头芯片具备对液体施加压力的促动器板,并喷射所述液体,其中,
形成所述促动器板的工序包括:
在具有一端和另一端的压电基板的表面,形成从一端侧向另一端侧延伸的多个槽的工序;
在形成有所述多个槽的所述压电基板的表面形成导电膜的工序;
从所述压电基板的一端侧的起点直到另一端侧的终点进行激光加工,在相邻的所述槽之间的所述导电膜形成激光加工区域的工序;以及
沿与进行所述激光加工的方向交叉的方向进行表面去除加工,在所述压电基板的所述表面之中至少包括所述起点和所述终点的部分,形成表面去除区域的工序。
2.根据权利要求1所述的头芯片的制造方法,其特征在于,
在形成所述激光加工区域的工序中,在相邻的所述槽之间的所述导电膜,形成多个所述激光加工区域。
3.根据权利要求2所述的头芯片的制造方法,其特征在于,
所述多个所述激光加工区域包括:
在相邻的所述槽之间形成的第一激光加工区域;
在形成所述第一激光加工区域之后,在所述第一激光加工区域与相邻的所述槽之中的一个所述槽之间形成的第二激光加工区域;以及
在形成所述第二激光加工区域之后,在所述第二激光加工区域与所述第一激光加工区域之间形成的第三激光加工区域。
4.根据权利要求1至权利要求3中的任一项所述的头芯片的制造方法,其特征在于,
所述激光加工使用紫外光进行。
5.根据权利要求1至权利要求3中的任一项所述的头芯片的制造方法,其特征在于,
所述表面去除加工使用切割器进行。
6.根据权利要求1至权利要求3中的任一项所述的头芯片的制造方法,其特征在于,
还包括将设有与所述多个槽的至少一部分连通的喷嘴孔的喷嘴板贴合于所述促动器板的工序。
7.一种头芯片的制造方法,所述头芯片具备对液体施加压力的促动器板,并喷射所述液体,其中,
形成所述促动器板的工序包括:
在具有一端和另一端的压电基板的表面,形成从一端侧向另一端侧延伸的多个第一槽、以及配置在相邻的所述第一槽之间且比所述第一槽短的第二槽的工序;
在形成有所述多个第一槽和所述第二槽的所述压电基板的表面形成导电膜的工序;以及
以从所述第二槽周围的起点通过所述第一槽与所述第二槽之间并且包围所述第二槽的方式进行第一激光加工,然后进行第二激光加工直到在与所述起点不同的位置设定的终点,在所述第二槽周围的所述导电膜形成激光加工区域的工序。
8.根据权利要求7所述的头芯片的制造方法,其特征在于,
在形成所述激光加工区域的工序中,在所述第二槽周围的所述导电膜,形成多个所述激光加工区域。
9.根据权利要求7或者权利要求8所述的头芯片的制造方法,其特征在于,
所述第一激光加工和所述第二激光加工使用紫外光进行。
10.根据权利要求7或权利要求8所述的头芯片的制造方法,其特征在于,
还包括将设有与所述第二槽连通的喷嘴孔的喷嘴板贴合于所述促动器板的工序。
11.一种液体喷射头的制造方法,其使用权利要求1或权利要求7所述的头芯片的制造方法。
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