CN1241159A - 喷墨式记录头及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本喷墨式记录头的制造方法包括:(A)在有透光性的底座上,形成可通过光照射产生剥离的剥离层(11)的工艺,(B)在剥离层(11)上,形成共用电极膜(3)的工艺,(C)在共用电极膜(3)上,形成多个压电体元件(4)的工艺,(D)形成储料器部件(5)的工艺,储料器部件(5)配有在内部装有一个以上的压电体元件(4)的盖状结构,在其内部形成有墨水储料器(51),(E)通过从底座(10)侧将预定的光照射在剥离层(11)上,在剥离层(11)产生剥离,从而剥离底座(10)的工艺,(F)在底座被剥离的共用电极膜(3)上,粘接设有多个压力室(21)的压力室基板(2),以便密封各压力室(21)的工艺。由于可以按与形成压电体元件不同的工艺制造薄的压力室基板,最后粘接这些压力室基板,所以可以制造与高清晰度相应的记录头。
Description
本发明涉及喷墨式记录头的改进。特别涉及通过提供即使使用比以往产品薄的压力室基板也不会使制造中的成品率恶化的制造方法，提供可对应于高清晰度化的喷墨式记录头。
以往的喷墨式记录头包括压力室基板，粘接在压力室基板一面上的喷嘴板，和设置在压力室基板另一面上的振动板。压力室基板由形成于硅晶片上的多个存储墨水的压力室构成，对应各压力室(空腔)粘接喷嘴板，以便配置喷嘴孔。在振动板的压力室对面形成压电体元件。在该结构中，在压力室中填充墨水，如果在压电体元件上施加电压，那么压电体产生体积变化，在压力室中产生体积变化。利用这种压力变化，从喷嘴孔中喷出墨水。在以往技术中，大致相同地设置硅晶片的厚度和压力室的高度。
但是，近年来，对于喷墨式记录头的高清晰度化的要求日益强烈。为了使喷墨式记录头高清晰度化，必须减小压力室的宽度、高度及隔离压力室间的侧壁厚度。
但是，现在可使用的硅晶片的厚度为200μm左右，该厚度限定着隔开压力室侧壁的高度。如果硅晶片的厚度比该厚度薄，那么硅晶片的机械强度就无法保证，存在在压力室形成处理中导致硅晶片破损等使用问题。
可考虑将这种厚度的薄压力室基板和压电体元件分开形成，在压电体元件的形成中使用另外的底座，最后将压力室基板和压电体元件粘接在一起。这样的话，在用于形成压电体元件的多工序中不必使压力室基板流动，可以消除使用薄压力室基板的缺陷。
但是，由于压电体元件的高度仅有几μm，所以压电体元件形成后，不能对压电体元件产生影响，难以从底座上剥离压电体元件。
鉴于上述问题，本发明的第一课题是通过配备厚度薄的压力室基板，提供与高清晰度化对应的喷墨式记录头。
本发明的第二课题是通过按与压电体元件不同的工艺形成厚度薄的压力室基板，提供可提高制造中的成品率，且可以实现低成本化的喷墨式记录头的制造方法。
本发明的第三课题是通过从底座上确实剥离按与压力室基板不同的工艺形成的压电体元件，提供提高制造上的成品率，并且可以实现低成本化的喷墨式记录头的制造方法。
解决上述第一课题的发明是由这样一种具有通过在压电体元件上施加电压就可喷出墨水的结构的喷墨式记录头构成的，它包括：
(a)压力室基板，形成带有可喷出墨水的喷嘴的压力室结构，使各喷嘴在同一方向开口；
(b)共用电极膜，形成在与设置喷嘴的面不同的压力室基板的一面上，以便密封各压力室；
(c)压电体元件，包括压电体薄膜和上电极，分别形成在与共用电极膜上各压力室对应的位置上；以及
(d)储料器部件，配有在内部装有一个以上压电体元件的盖状结构，其内部形成墨水的储料器。
本发明的喷墨式记录头具有喷嘴和压力室为同一部件一体形成的结构。
解决上述第二课题和第三课题的发明是由这样一种通过在压电体元件上施加电压使体积产生变化，从而从设置于压力室中的喷嘴中喷出墨水的喷墨式记录头的制造方法构成的，该方法包括：
(a)在有透光性的底座上，形成通过光照射可产生剥离的剥离层的剥离层形成工艺；
(b)在剥离层上，形成共用电极膜的共用电极膜形成工艺；
(c)在共用电极膜上，形成多个压电体元件的压电体元件形成工艺；
(d)形成储料器部件的储料器形成工艺，该储料器部件配有在内部装有一个以上压电体元件的盖状结构，在其内部形成有墨水储料器；
(e)通过从底座一侧将预定的光照射在剥离层上，在剥离层产生剥离，剥离该底座的剥离工艺；以及
(f)在底座被剥离的共用电极膜上，粘接设有多个压力室的压力室基板，以便密封各压力室的粘接工艺。
解决上述第二课题和第三课题的发明是由这样一种通过在压电体元件上施加电压使体积产生变化，从而可从设置于压力室中的喷嘴中喷出墨水的喷墨式记录头的制造方法构成的，该方法包括：
(a)在有透光性的第一底座上，形成通过光照射可产生剥离的剥离层的剥离层形成工艺；
(b)在剥离层上，形成共用电极膜的共用电极膜形成工艺；
(c)在共用电极膜上，形成多个压电体元件的压电体元件形成工艺；
(d)在形成压电体元件的表面，通过粘接层粘接第二底座的粘接工艺；
(e)通过从第一底座一侧将预定的光照射在剥离层上，在剥离层产生剥离，剥离该第一底座的第一剥离工艺；
(f)在第一底座被剥离的共用电极膜上，粘接设有多个压力室的压力室基板，以便密封各压力室的粘接工艺；以及
(g)剥离第二底座的第二剥离工艺。
本发明配有在剥离层和共用电极膜之间还形成中间层的中间层形成工艺。
按照本发明，压电体元件形成工艺包括：在共用电极膜上层积压电体层的工艺，在压电体层上形成上电极膜的工艺，以及腐蚀层积的压电体层和上电极膜形成压电体元件的工艺。
按照本发明，使用非晶硅、氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、有机高分子材料或金属中的任何一种材料形成剥离层。
按照本发明，由在铸模中形成树脂层的工艺、从铸模中剥离树脂层的工艺和在树脂层中设置与喷嘴对应的孔的工艺制造压力室基板。
按照本发明，第二剥离工艺在压电体元件和共用电极膜与粘接层的界面上产生剥离。
按照本发明，第二剥离工艺在粘接层内产生剥离。
按照本发明，粘接层用包含通过附加能量可固化的物质的材料构成。
按照本发明，粘接层由可热塑性树脂构成。
按照本发明，还配有在粘接层和第二底座之间形成中间层的中间层形成工艺。
按照本发明，中间层由包含从Ni、Cr、Ti、Al、Cu、Ag、Au或Pt中选择的一种以上的金属的材料构成，在第二剥离工艺中，在中间层和粘接层的界面上产生剥离。
按照本发明，中间层由多孔硅或阳极氧化膜中的任一个构成，在第二剥离工艺中，在该中间层内或该中间层与第二底座的界面上产生剥离。
按照本发明，使用非结晶硅、氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、有机高分子材料或金属中的任何一种材料形成中间层，在第二剥离工艺中，通过从第二底座侧将预定的光照射在中间层上，在该中间层产生剥离。
图1是本发明的喷墨打印机的透视图。
图2是本发明的喷墨式记录头的主要部分的透视图和局部剖面图。
图3是实施例1的喷墨式记录头的制造工艺剖面图。图3A表示剥离层形成工艺，图3B表示共用电极膜形成工艺，图3C表示压电体元件形成工艺，图3D表示腐蚀工艺。
图4表示实施例1的喷墨式记录头的制造工艺剖面图。图4E表示储料器形成工艺，图4F表示剥离工艺，图4G表示粘接工艺，而图4D表示完成的剖面图。
图5表示压力室基板的制造工艺剖面图。图5A表示母盘制造工艺，图5B表示基板成形工艺，图5C表示剥离工艺，而图5D表示喷嘴形成工艺。
图6表示实施例2的喷墨式记录头的制造工艺剖面图。图6A表示压电体元件形成工艺，图6B表示腐蚀工艺，图6C表示粘接工艺，而图6D表示第一剥离工艺。
图7表示实施例2的喷墨式记录头的制造工艺剖面图。图7E表示粘接工艺，图7F表示第二剥离工艺，图7G表示清洗工艺，而图7H表示储料器形成工艺。
图8表示第二剥离工艺的变形例。
图9表示实施例3的喷墨式记录头的制造工艺剖面图。图9A表示中间层形成工艺和粘接工艺，而图9B表示第二剥离工艺。
下面，参照附图说明本发明的优选实施例。<实施例1>
本实施例1涉及在底座上形成压电体元件，在其上形成储料器部件后，从底座剥离压电体元件，与另外制造的一体型的压力室基板粘接的喷墨式记录头的制造方法。(喷墨式记录头的结构)
图1表示内装按本实施例的制造方法制造的喷墨式记录头的喷墨打印机的透视图。如图1所示，本实施例的喷墨打印机100的构成是：在本体102上配有本发明的喷墨式记录头101和托架103等。把打印用纸105装在托架103上。如果从图中未示出的计算机中供给打印数据，那么图中未示出的内部滚轮把打印用纸105引入本体102。在打印用纸105通过滚轮附近时，沿图1箭头方向驱动喷墨式记录头101，进行打印。打印后的打印用纸105从排出口104排出。
图2表示上述喷墨式记录头的主要部分的透视图。为了容易理解，示出局部剖面图。这里仅说明结构的概要，下面说明详细的制造方法。如图2所示，喷墨式记录头的主要部分的构成是：在一体形成的压力室基板2上粘接形成有压电体元件4的共用电极膜3。再有，图2中省略了覆盖共用电极膜形成的储料器部件5(参照图3)。
通过腐蚀单晶硅基板等，压力室基板2可设置多个具有各个压力室功能的空腔21。各空腔21之间用侧壁22隔离。各空腔21通过供给口24与共用流路23连接。在分隔空腔21的另一表面上，设有喷嘴25。共用电极膜3例如由铂等构成，在与共用电极膜3上的空腔21相应的位置，形成压电体元件4。共用电极膜3内，相对于共用流路23的一部分，设置墨水口33。
通过层积例如由PZT等形成的压电体薄膜和上电极构成压电体元件4。
而且，连接图中未示出的驱动电路的输出端子和各压电体元件4的上电极，并连接驱动电路的接地端子和共用电极膜3。
在上述喷墨式记录头的结构中，如果驱动驱动电路，在压电体元件4上施加预定的电压，那么在压电体元件4上产生体积变化，使空腔21内的墨水压力提高。如果墨水压力升高，则从喷嘴25喷出墨滴。(喷墨式记录头的制造方法)
参照图3至图5，说明本发明的喷墨式记录头的制造方法。这些图是表示空腔宽度方向上剖切状况的，喷墨式记录头的制造工艺剖面图。剥离层形成工艺(图3A)：
剥离层形成工艺，在作为形成压电体元件的虚设基板的第一底座10上，形成使压电体元件和共用电极膜剥离的剥离层11。(第一底座)
作为第一底座10，是有透过照射光的透光性底座，最好使用在压电体元件形成处理中具有耐热性和耐腐蚀性的底座。照射光的透过率为10％以上较好，在50％以上更好。如果透过率过低，那么照射光的衰减变大，需要比剥离剥离层更大的能量。
对于耐腐蚀性来说，由于形成处理中达到例如400℃～900℃以上，所以最好具有耐这种温度的性质。如果底座有良好的耐热性，那么在压电体元件的形成条件中，就可以自由地进行温度设定。
设作为被复制层的压电体元件形成时的最高温度为Tmax时，底座最好由应力点在Tmax以上的材料构成。具体地说，应力点在350℃以上较好，在500℃以上更好。作为这种材料，例如有石英玻璃、钠钙玻璃、康宁玻璃(Cornmg 7059)、日本电气玻璃OA-2等耐热性玻璃。尤其是石英玻璃的耐热性非常好。相对于通常坡璃的400℃～600℃应力点，石英玻璃的应力点为1000℃。
底座的厚度没有大的限制因素，但该厚度在0.1mm～0.5mm左右较好，在0.5mm～1.5mm更好。如果基板厚度过薄，会导致强度下降，相反地如果过厚，在底座的透过率低的情况下将导致照射光衰减。但是，在底座照射光的透过率高的情况下，可以超过上述上限值，使其厚度变厚。
此外，为了使照射光均匀地传送给剥离层，底座的厚度最好均匀。(剥离层)
剥离层11是利用激光等照射光在该层内或界面产生剥离(也称为‘层内剥离’或‘界面剥离’)的层。就是说，在剥离层内，通过一定强度的光照射，使构成物质的原子或分子中的原子间或分子间的结合力消失或减小，产生脱离等，导致剥离。此外，通过照射光的照射，也有从剥离层中放出气体，产生剥离的情况。有使剥离层中含有的成分变成气体放出达到剥离的情况，也有使剥离层通过吸收光变为气体，放出其蒸汽达到剥离的情况。
作为这种剥离层的组成，有以下考虑。
1)非晶硅(a-Si)
在该非晶硅中，最好含有H(氢)。氢的含量在2at％以上左右较好，在2～20at％更好。如果含有氢，那么通过光照射放出氢，在剥离层中产生内压，这种内压可促进剥离。氢的含量按成膜条件来调整。例如，在使用CVD法的情况下，通过适当设定气体压力、气体环境、气体气氛、气体流量、气体温度、基板温度、入射光的功率等条件，调整其气体组成。
2)氧化硅或硅氧化物、氧化钛或钛氧化物、氧化锆或锆氧化物、氧化镧或镧氧化物等各种氧化物陶瓷、介电体或半导体
作为氧化硅，可列举出SiO、SiO2、Si3O2。作为硅氧化物，例如可列举出K2Si3、Li2SiO3、CaSiO3、ZrSiO4、Na2SO3。
作为氧化钛，可列举出TiO、Ti2O3、TiO2。作为钛氧化物，例如可列举出BaTiO4、BaTiO3、Ba2Ti9O20、BaTi5O11、CaTiO3、SrTiO3、PbTi3、MgTiO3、ZrTi2、SnTiO4、Al2Ti5、FeTiO3。
作为氧化锆，可列举出ZrO2。作为锆氧化物，例如可列举出BaZrO3、ZrSiO4、PbZrO3、MgZrO3、K2ZrO3。
3)氮化硅、氮化铝、氮化钛等氮化物陶瓷
4)有机高分子材料
作为有机高分子材料，有-CH2-、-CO-(酮)、-CONH-(酰胺)、-NH-(亚胺)、-COO-(酯)、-N＝N-(偶氮基)、-CH＝N-(シフ)等键(利用光照射，可切断这些原子间键)的材料，如果有特别多的这种键，其它组成也可以。
此外，有机高分子材料为结构式中有芳香族碳化氢(1或2以上的苯环或其稠合环)的材料也可以。作为这种有机高分子材料的具体例，可列举出聚乙烯、聚丙烯那样的聚烯、聚亚胺、聚酰氨、聚酯、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚亚苯基硫醚(PPS)、聚乙醚磺(PES)、环氧树脂等。
5)金属
作为金属，可列举出Al、Li、Ti、Mn、In、Sn、Y、La、、Ce、Nd、Pr、Gd或Sm，或包括这些金属中至少一种的合金。(剥离层的厚度)
作为剥离层的厚度，通常在1nm～20μm左右较好，在10nm～2μm左右更好，在40nm～1μm左右最好。如果剥离层的厚度过薄，那么形成的膜厚有损于均匀性，在剥离上产生不匀，而如果剥离层的厚度过厚，那么在剥离时必须增强必要的照射光功率(光量)，此外，需要因除去剥离后残留的剥离层残渣的时间。(形成方法)
剥离层的形成方法最好是可按均匀厚度形成剥离层的方法，可按照剥离层的组成和厚度等诸条件进行适当选择。例如，可以采用CVD(包括MOCVD、低压CVD、ECR-CVD)法、蒸镀、分子束蒸镀(MB)、溅射法、离子微振磨损法、PVD法等各种汽相成膜法，电镀、浸渍电镀(翻转)、无电解电镀法等各种电镀法，兰米尔喷吹法(Langmuir blow jet)法(LB)、旋涂、喷涂、滚涂法等涂敷法，各种印刷法，墨水喷射法，粉末喷射法等。在这些方法中最好组合两种以上的方法。
尤其在剥离层的组成为非晶硅(a-Si)的情况下，按CVD、特别是低压CVD和等离子体CVD进行成膜较好。此外，在按溶胶凝胶(sol-gel)法采用陶瓷形成剥离层的情况和用有机高分子材料构成剥离层的情况下，按涂敷法、特别是按旋涂进行成膜较好。(关于中间层)
再有，图中虽未示出，但在剥离层11和共用电极膜3之间，最好形成中间层。该中间层是发挥作为例如制造或使用时以物理或化学方式保护被复制层的保护层、绝缘层、阻止对被复制层或从被复制层的成分转移(迁移)的阻挡层、反射层功能的至少其中之一的层。
该中间层的组成可按其目的适当选择。例如在以非晶硅构成的剥离层和被复制层之间形成的中间层情况下，可列举出SiO2等氧化硅。此外，作为其它中间层的组成，例如可列举出Pt、Au、W、Ta、Mo、Al、Cr、Ti或以这些金属作为主要成分的合金。
中间层的厚度可按其形成目的适当决定。通常，该厚度在10nm～5μm左右较好，在40nm～1μm左右更好。
作为中间层的形成方法，可采用按上述剥离层中说明的各种方法。中间层除可按一层形成外，也可以使用同一或不同组成的多种材料形成两层以上。共用电极膜形成工艺(图3B)：
共用电极膜形成工艺是在剥离层11上，形成共用电极膜3的工艺。共用电极膜具有作为压电体元件的一个电极的功能。
共用电极膜3的组成并无特别限定，但使用导电率高，可耐压电体元件形成时的温度的组成较好。例如，可采用Pt、Au、Al、Ni或In等。
作为共用电极膜3的形成方法，按照其组成和厚度，最好选择适当的方法。例如，可使用溅射法、蒸镀法、CVD法、电镀法、无电场电镀法等。压电体元件形成工艺(图3C)：
压电体元件形成工艺是在共用电极膜3上按预定厚度形成压电体薄膜41和上电极膜42的工艺。
作为压电体薄膜41的组成，最好是以锆酸钛酸铅(PZT)等为代表的强介电性陶瓷。
最好用溶胶凝胶法进行压电体薄膜41的形成。溶胶凝胶法对预定成分进行调整的PZT系溶胶涂敷在共用电极膜3上，按预定次数反复进行所谓的烧结工艺。作为涂敷方法，可使用旋涂法、滚涂法、模压涂敷法等。反复预定次数涂敷和烧结后，如果进行整体烧结，那么可形成具有钙钛(perovskite)结晶结构的压电体薄膜41。再有，除溶胶凝胶法外，也可以采用溅射法。
对于上电极膜42的组成和形成方法来说，与共用电极膜3相同。腐蚀工艺(图3D)：
腐蚀工艺中，腐蚀上电极膜和压电体薄膜，并成形为压电体元件的形状。
作为腐蚀方法，最好采用各向异性良好的干式腐蚀。在上电极膜42上，以压电体元件的形状设置构图化的光刻胶后进行腐蚀。通过适当选择腐蚀气体，调整腐蚀速率。而且，管理腐蚀时间，除去未设置光刻胶区域的上电极膜42和压电体薄膜41，使共用电极膜3露出。腐蚀后，灰化除去光刻胶。储料器形成工艺(图4E)：
在储料器形成工艺中，把储料器部件覆盖形成在压电体元件上。储料器部件5是其剖面如图4E所示那样的コ字状盖部件。在其一部分上，设有用于从外部墨水壶供给墨水的开口(图中未示)。
储料器部件5最好具有一定的机械强度和对墨水的耐久性，而未特别要求耐热性。因此，作为储料器部件的组成，可以选择树脂、硅酮、玻璃、金属等任意材料。
在粘合储料器部件5前，先进行相对于各压电体元件4的布线。就是说，把图中未示出的驱动电路的各输出端子与各压电体元件4的上电极42连接，把驱动电路的接地端子与共用电极膜3连接。然后，粘接储料器部件5，使之覆盖压电体元件4。储料器部件5的内侧形成墨水的储料器51。可以任意选择粘接使用的树脂。剥离工艺(图4F)：
剥离工艺中，从第一底座10的里侧(图4F中下侧)照射光60，对剥离层11产生摩蚀，剥离第一底座10。
由剥离层的组成、照射光和其它因素决定利用照射光在剥离层中产生层内剥离，或产生界面剥离，或产生层内剥离。作为其主要因素，例如可列举出照射光的种类、波长、强度、到达深度等。
作为照射光，最好是可引起剥离层中层内剥离和/或界面剥离的照射光，例如可采用X射线、紫外线、可见光、红外线(热射线)、激光、毫米波、微波等各波长的电磁波。此外，也可以采用作为电子束的放射线(α射线、β射线、γ射线)等。这些照射光中，以在剥离层上容易产生摩蚀的观点看，最好采用激光。
作为产生这种激光的激光装置，可列举出各种气体激光器、个体激光器(半导体激光器)等，但准分子激光器、Nd-YAG激光器、氩激光器、CO2激光器、CO激光器、He-Ne激光器特别好，其中，准分子激光器最好。由于准分子激光器在短波波段中输出高能量，所以可以用很短的时间在剥离层上产生摩蚀。因此，在邻接层和粘接层上几乎不产生温度上升，可以尽量减少层的劣化和损伤达到剥离。
剥离层11中，存在对产生摩蚀的波长依赖性的情况下，照射的激光波长在100nm～350nm左右较好。剥离层中，由于引起放出气体、气化或升华等层变化，所以照射的激光波长在350nm～1200nm左右较好。
此外，在准分子激光器情况下，照射的激光能量密度在10～5000mJ/cm2左右较好。照射时间在1～1000nsec左右较好，在10～100nsec左右更好。如果能量密度低或照射时间短，那么不会产生充分的摩蚀，而如果能量密度大或照射时间长，因透过剥离层和中间层的照射光，对被复制层有不良影响。
最好按使其强度均匀地进行光照射。光照射方向并不限定于与剥离层垂直的方向，相对于剥离层倾斜预定的角度的方向也可以。此外，在剥离层的面积比照射光一次的照射面积大的情况下，对于剥离层的整个区域，可以分多次进行照射。此外，也可以对同一地方照射多次。此外，也可以用不同种类、不同波长(波段)的光多次照射同一区域或不同区域。
第一底座10剥离后，在共用电极膜3上存在剥离层的残余物情况下，通过清洗除去这些残余物。粘接工艺(图4G)：
粘接工艺是在共用电极膜3上粘接按不同工艺制造的压力室基板2的工艺。下面，参照图5简单地说明压力室基板的制造方法。
母盘制造工艺(图5A)：首先，制造用于复制压力室基板2的母盘16。在母材上沿空腔21和共用流路23以外的区域形成图形后，通过腐蚀到预定深度来制造母盘16。母材即母盘的组成最好可以腐蚀，除硅酮外，可以使用玻璃、石英、树脂、金属、陶瓷或薄膜等。在形成图形的光刻胶中，可以原样使用甲酚醛系树脂中配有作为感光剂的重氮基萘酚衍生物的正型光刻胶等。按旋涂法、浸渍法、喷涂法、条形码法形成光刻胶层。
曝光后，如果按预定的条件进行显影处理，那么可有选择地除去曝光区域的光刻胶。如果在该状态下实施腐蚀，那么使对应于侧壁22的部分等被腐蚀，可以获得制造压力室基板2的铸模。作为腐蚀方法，可选择湿式方式和干式方式。综合母材的材质和腐蚀剖面形状、腐蚀率等诸条件适当地选择。
腐蚀后除去光刻胶，制成母盘16。
再有，腐蚀中，腐蚀的深度与压力室基板上形成的侧壁22等相应的高度相等。侧壁的高度在例如具有720dpi解象度的喷墨式记录头中设计为约200μm。基板成形工艺(图5B)：
母盘16形成后，在母盘16的表面上，涂敷基板材料2b，通过固化成形压力室基板2。作为基板材料，只要满足作为墨水喷射用的压力室基板所要求的机械强度和耐腐蚀性等特性的材料就可以，在其组成上并无特别限定，但最好是可用光、热、或用光或热两者进行固化的材料。在使用这种材料的情况下，可采用通用的曝光装置、烘烤炉和热板，可实现低成本化和节省空间。作为这种物质，例如可使用丙烯系树脂、环氧系树脂、三聚氰胺系树脂、酚醛系树脂、苯乙烯系树脂或聚亚胺系等合成树脂，或使用聚硅氮烷等硅系聚合物。在基板材料中包括溶剂成分的情况下，通过热处理除去溶剂。此外，作为基板材料，也可以使用可热塑性物质。例如，可采用含有几至几十wt％水分的水合玻璃。
基板材料的涂敷方法中，可使用旋涂法、浸渍法、喷涂法、滚涂法或条形码法等。基板剥离工艺(图5C)：
接着，从母盘16上剥离固化的基板材料2b，即压力室基板2。
作为剥离方法，固定母盘16，在保持吸附固定压力室基板2的条件下进行拉伸剥离。在母盘与压力室基板的粘接性高的情况下，最好预先把母盘16的凹部形状成形为预定的锥形形状。此外，剥离前，在母盘和压力室基板的界面上照射光，使母盘和压力室基板的粘接性降低，或者也可消失。在母盘和压力室基板的界面上，一边减弱原子间或分子间的结合力，同时还利用从压力室基板中放出的气体促进分离。使用的光最好是例如准分子激光。在照射光的情况下，必须用透光性材料形成母盘16。而且，最好在母盘16和压力室基板2的界面上预先形成与上述剥离层对应的层。具体地说，可以照样采用上述方法。喷嘴形成工艺(图5D)：
在剥离的压力室基板2上形成喷嘴25。
对喷嘴25的成形方法并无特别限定。例如，可采用光刻法、激光加工、FIB加工、放电加工等各种方法。
将通过以上工艺制造的压力室基板2粘接在粘接储料器部件5的共用电极膜3上。将压力室基板2未设有喷嘴一方的表面和共用电极膜3粘接，使各空腔21分别对应于压电体元件4。
按照上述实施例1，由于在第一底座上形成压电体元件，用其它工艺制造厚度薄的压力室基板，最后粘接压电体元件和压力室基板，所以即使压力室基板在机械方面弱也可以制造成品率高的喷墨式记录头。因此，由于可以成形比以往薄的压力室基板，所以可以制造高清晰度的喷墨式记录头。<实施例2>
本实施例2涉及把底座上形成的压电体元件一次粘接在其它底座上，然后粘接压力室基板，最后粘接储料器部件的喷墨式记录头的制造方法。
本实施例2中，由于制造的喷墨式记录头的结构与上述实施例1相同，所以省略说明。(喷墨式记录头的制造方法)
下面，参照图6至图7，说明本发明的喷墨式记录头的制造方法。这些附图是表示空腔宽度方向上剖切的状况的喷墨式记录头的制造工艺剖面图。剥离层形成工艺、共用电极膜形成工艺、压电体元件形成工艺(图6A)及腐蚀工艺(图6B)
由于这些工艺分别与上述实施例1的剥离层形成工艺(图3A)、共用电极膜形成工艺(图6B)、压电体元件形成工艺(图6C)和腐蚀工艺(图6D)相同，所以省略其说明。粘接工艺(图6C)：
粘接工艺是使用粘接剂粘接形成第一底座10的压电体元件4的表面和第二底座的工艺。
由于作为第二底座的组成与上述实施例1的第一底座10相同，所以省略其说明。
作为用于粘接层13的粘接剂的组成，例如可采用环氧系、丙烯酸酯系、硅酮系等任意粘接剂。在后述的第二剥离工艺中，根据在粘接层的界面上产生剥离，还是在层内产生剥离来决定这些粘接剂。
但是，本实施例中，通过施加光、热或光和热双方，必须在粘接层内部产生层内剥离。因此，作为可热塑性树脂，在组成中，最好含有-CH2-、-CO-(酮)、-CONH-(酰胺)、-NH-(亚胺)、-COO-(酯)、-N＝N-(偶氮基)、-CH＝N-(シフ)等键(利用光照射，可切断这些原子间键)的材料。此外，在结构式中，也可以有芳香族碳化氢(1或2以上苯环或其稠合环)的材料。作为这种有机高分子材料的具体例，可列举出聚乙烯、聚丙烯那样的聚烯烃系树脂、聚亚胺系树脂、聚酰氨系树脂、聚酯系树脂、丙烯系树脂、环氧树脂、三聚氰胺系树脂、苯酚系树脂等。
例如可用涂敷法形成粘接层13。在使用固化型粘接剂的情况下，例如在作为被复制层的压电体元件4的表面上涂敷固化型粘接剂，在其上粘接第二底座12后，利用与固化型粘接剂特性对应的固化方法，固化所述固化型粘接剂，使被复制层与第二底座12粘接。
在使用光固化型粘接剂的情况下，把光固化型粘接剂涂敷在被复制层上，在将透光性的第二底座12配置在未固化的粘接层上后，最好从第二底座一侧照射用于固化的光，使粘接层固化。
再有，在第二底座12一侧形成粘接层13，在其上粘接被复制层也可以。第一剥离工艺(图6D)及粘接工艺(图7E)：
关于第一剥离工艺和粘接工艺，由于与上述实施例1的剥离工艺(图4F)和粘接工艺(图4G)相同，所以省略说明。有关压力室基板2的制造方法也与上述实施例1相司(图5)。第二剥离工艺(图7F)：
第二剥离工艺是在粘接层13层内产生剥离，从压力室基板2一侧剥离第二底座12的工艺。
本工艺中，通过在粘接层13上施加预定的能量，在粘接层上产生剥离。在粘接层中使用可热塑性树脂的情况下，通过整体施加超过可热塑性树脂转移温度的热，产生剥离。
粘接层中，在使用利用光照射产生层内剥离的上述材料的情况下，从第二底座12的上部照射光，产生剥离。清洗工艺(图7G)：
清洗工艺中，通过层内剥离，除去残留在压电体元件4周边的粘接剂。为了除去粘接剂，使用对压电体元件和共用电极膜没有影响的溶剂。例如，使用丙酮、异丙醇、乙二醇单乙醚醋酸酯、丙二醇单甲醚醋酸酯、苯、二甲苯、甲酚、氯苯、甲苯、醋酸丁酯、正己烷、环己烷、甲乙酮、二氯甲烷、N，N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜等溶剂。储料器形成工艺(图7H)：
储料器部件形成工艺是覆盖已除去粘接剂的压电体元件、粘接储料器部件5的工艺。由于其细节与上述实施例1的储料器形成工艺(图4E)相同，所以省略说明。
再有，本实施例中，通过适当地选择粘接剂的组成和剥离方法，可以在压电体元件4和共用电极膜3与粘接层13的界面上产生剥离。例如，作为粘接剂，与压电体元件4和共用电极膜3的粘接性相比，在选择与第二底座粘接性大的粘接剂的情况下，如图8所示，可以从压电体元件4和共用电极膜3与粘接层13的界面产生剥离。如果产生这样的剥离，那么有可简单地实现清洗工艺中清洗的优点。
如上所述，按照本实施例2，在第一底座上形成压电体元件，与第二底座粘接后，剥离第一底座。此外，由于用其它工艺制造厚度薄的压力室基板，最后使压力室基板和压电体元件粘接，所以即使压力室基板在机械方面弱也可以制造成品率高的喷墨式记录头。因此，由于可以成形得比以往的压力室基板薄，所以可以制造高清晰度的喷墨式记录头。
按照本实施例2，在剥离第一底座前，由于特别把压电体元件等通过粘接层固定在第二底座上，所以有制造工艺中容易且安全操作压电体元件的优点。<第三实施例>
本发明的第三实施例是在上述实施例2中提供粘接工艺和第二剥离工艺的变形例。
本实施例的喷墨式记录头及其制造方法与上述实施例大致相同。但是，其不同点在于，在所述粘接工艺(图6C)之前设置中间层14，然后粘接第二底座12。粘接工艺的变形(图9A)：
在粘接工艺前，在第二底座12上预先形成中间层14。
作为中间层14的组成，采用在与粘接层13的界面上容易产生剥离的组成，即与粘接层13的粘接性低的组成。
例如，在粘接层13中使用丙烯酸酯系粘接剂的情况下，可采用包含选自Ni、Cr、Ti、Al、Cu、Ag、Au、Pt中的一种以上的金属的组成。一般来说，这些金属与丙烯酸酯系粘接剂的粘接性低，通过使用溅射、蒸镀、CVD等真空成膜法，可以控制性良好地成膜。
此外，作为中间层14的组成，可以采用容易产生在中间层14层内或中间层14与第二底座12界面的剥离的组成。作为这种组成，除与上述剥离层11同样的组成外，可列举出多孔硅或铝等阳极氧化膜。第二剥离工艺的变形(图9B)：
为了从粘接层13上剥离第二底座12，在使用与上述剥离层11同样组成的中间层14的情况下，如图9B所示，从第二底座12一侧在中间层14上照射光(激光)60，产生剥离。
而且，在使用多孔硅的情况下，通过切削，可以在中间层14的层内和中间层14与第二底座12的界面剥离。此外，在使用阳极氧化膜的情况下，可以借助于切削在中间层l4层内，还有通过在没有电场下的机械地例如切削等，在中间层14的层内和中间层14与第二底座12的界面使之剥离。最好使用溶剂处理等清洗除去压力室基板2上残留的粘接层13。
如上所述，按照本实施例3，由于设有中间层，所以可以使压力室基板与第二底座容易剥离。
按照本发明，由于配有厚度薄的压力室基板，所以能够提供可以与高清晰度相应的喷墨式记录头。
按照本发明的喷墨式记录头的制造方法，由于采用不同于形成压电体元件工艺的工艺来形成厚度薄的压力室基板，所以使制造上的成品率提高，并可以实现低成本化。
按照本发明的喷墨式记录头的制造方法，由于提供了把采用不同于形成压力室基板工艺的工艺形成的压电体元件从底座中确实剥离的制造方法，所以使制造上的成品率提高，并可以实现低成本化。
Claims (16)
1.一种喷墨式记录头，具有通过在压电体元件上施加电压产生体积变化，从而从设置于压力室中的喷嘴中喷出墨水的结构，其特征在于，该喷墨式记录头包括：
压力室基板，形成带有可喷出墨水的喷嘴的所述压力室结构，使各喷嘴在同一方向上开口；
共用电极膜，形成在与设置所述喷嘴的表面不同的所述压力室基板的一面上，以便密封各所述压力室；
压电体元件，包括压电体薄膜和上电极分别形成在与所述共用电极膜上的各所述压力室对应的位置上；以及
储料器部件，配有在内部装有一个以上的所述压电体元件的盖状结构，其内部形成墨水的储料器。
2.如权利要求1所述的喷墨式记录头，其特征在于，所述压力室基板与所述喷嘴和压力室由同一部件一体地形成。
3.一种喷墨式记录头的制造方法，该喷墨式记录头通过在压电体元件上施加电压使体积产生变化，从而可从设置于压力室中的喷嘴中喷出墨水，其特征在于，该方法包括：
在有透光性的底座上，形成可通过光照射产生剥离的剥离层的剥离层形成工艺；
在所述剥离层上，形成共用电极膜的共用电极膜形成工艺；
在所述共用电极膜上，形成多个压电体元件的压电体元件形成工艺；
形成储料器部件的储料器形成工艺，该储料器部件配有在内部装有一个以上所述压电体元件的盖状结构，在其内部形成有墨水储料器；
通过从所述底座一侧将预定的光照射在所述剥离层上，在所述剥离层产生剥离，剥离该底座的剥离工艺；以及
在所述底座被剥离的共用电极膜上，粘接设有多个所述压力室的压力室基板，以便密封各所述压力室的粘接工艺。
4.一种喷墨式记录头的制造方法，该喷墨式记录头通过在压电体元件上施加电压使体积产生变化，从而可从设置于压力室中的喷嘴中喷出墨水，其特征在于，该方法包括：
在有透光性的第一底座上，形成可通过光照射产生剥离的剥离层的剥离层形成工艺；
在所述剥离层上，形成共用电极膜的共用电极膜形成工艺；
在所述共用电极膜上，形成多个压电体元件的压电体元件形成工艺；
在形成所述压电体元件的表面，通过粘接层粘接第二底座的粘接工艺；
通过从所述第一底座一侧将预定的光照射在所述剥离层上，在所述剥离层产生剥离，剥离该第一底座的第一剥离工艺；
在所述第一底座被剥离的共用电极膜上，粘接设有多个所述压力室的压力室基板，以便密封各所述压力室的工艺；以及
剥离所述第二底座的第二剥离工艺。
5.如权利要求3或4所述的喷墨式记录头的制造方法，其特征在于，还配有在所述剥离层和所述共用电极膜之间形成中间层的中间层形成工艺。
6.如权利要求3或4所述的喷墨式记录头的制造方法，其特征在于，所述压电体元件形成工艺包括：在所述共用电极膜上层积压电体层的工艺；在所述压电体层上形成上电极膜的工艺；腐蚀所层积的所述压电体层和所述上电极膜而形成压电体元件的工艺。
7.如权利要求3或4所述的喷墨式记录头的制造方法，其特征在于，使用非晶硅、氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、有机高分子材料或金属中的任何一种材料形成所述剥离层。
8.如权利要求3或4所述的喷墨式记录头的制造方法，其特征在于，所述压力室基板是由在铸模中形成树脂层的工艺、从所述铸模中剥离所述树脂层的工艺和在所述树脂层中设置与喷嘴相应的孔的工艺制造的。
9.如权利要求4所述的喷墨式记录头的制造方法，其特征在于，所述第二剥离工艺使所述压电体元件和共用电极膜在与所述粘接层的界面上产生剥离。
10.如权利要求4所述的喷墨式记录头的制造方法，其特征在于，所述第二剥离工艺在所述粘接层内产生剥离。
11.如权利要求9或10中任一项所述的喷墨式记录头的制造方法，其特征在于，所述粘接层由包含通过附加能量可固化的物质的材料构成。
12.如权利要求9或10中任一项所述的喷墨式记录头的制造方法，其特征在于，所述粘接层由可热塑性树脂构成。
13.如权利要4所述的喷墨式记录头的制造方法，其特征在于，还配有在所述粘接层和所述第二底座之间形成中间层的中间层形成工艺。
14.如权利要13所述的喷墨式记录头的制造方法，其特征在于，所述中间层由包含选自Ni、Cr、Ti、Al、Cu、Ag、Au或Pt中的一种以上的金属的材料构成，在所述第二剥离工艺中，在该中间层和所述粘接层的界面上产生剥离。
15.如权利要13所述的喷墨式记录头的制造方法，其特征在于，所述中间层由多孔硅或阳极氧化膜的其中之一构成，在所述第二剥离工艺中，在该中间层内或该中间层和第二底座的界面上产生剥离。
16.如权利要13所述的喷墨式记录头的制造方法，其特征在于，所述中间层是用非晶硅、氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、有机高分子材料或金属中的任一种材料形成的，在所述第二剥离工艺中，通过从所述第二底座一侧将预定的光照射在该中间层上，在该中间层产生剥离。
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