JP2002052703A - 基板および液滴噴射装置並びにフレネルレンズ付基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 音響フレネルレンズを精度良く形成できる基
板の製造方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 固定基板１０上に、第１マスク層１２を
形成し、その上部に形成したフォトレジストをマスクに
して第１マスク層１２をエッチングし、固定基板１０の
一部を露出させる。同様にして第１マスク層１２の上
に、第２マスク層１６、第３マスク２０を積層する。こ
の状態で、第３マスク層２０をマスクにして固定基板１
０をエッチングする。第３マスク層２０を除去した後、
第２マスク層１６をマスクにして固定基板１０をエッチ
ングする。同様にして第１マスク層１２をマスクにして
固定基板１０のエッチングすることによって、精度良く
音響フレネルレンズが形成できる。すなわち、エッチン
グの前にマスク層１２、１６、２０を積層するため、マ
スク層が精度良く形成され、このマスク層に基づいてエ
ッチングするため、音響フレネルレンズが精度良く製造
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、音響レンズを表面
に形成する基板および液滴噴射装置並びにフレネルレン
ズ付基板の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】インク液滴を記録媒体上に飛翔させ記録
ドットを形成するインクジェット技術は、他の記録方式
に比べて騒音が少なく、小型化などに向いており、パー
ソナル分野を中心に普及している。

【０００３】現在までに多くのインクジェットプリンタ
方式が提案されている。例えば、特公昭５６-９４９２
号公報に開示されている発熱体の熱により発生するバブ
ルの圧力でインク液滴を飛翔させるサーマルインクジェ
ット方式、特公昭５３-１２１３８号公報に開示されて
いる圧電体の変位による圧力パルスでインク液滴を飛翔
させる圧電型インクジェット方式などである。

【０００４】しかしながら、これらの方式では、解像度
を増やすために個別ノズルの寸法を細くすると、ノズル
の目詰まりを生じやすいという問題がある。また、作製
工程においても高度なノズル作製技術を必要とし、しば
しば製造歩留まりが低下するという問題もある。

【０００５】これらの欠点を改善するために、例えば、
K.A.Krouseらの「インクジェットの集束」IBM Technica
l Disclosure Bulletin, Vil.１６, No.４. １９７３.
９,１１６８-１１７０に報告されているように、圧電素
子を振動させ発生する音響波を利用してインク液面から
インク液滴を飛翔させる方式が提案された。この方式
は、ノズルを用いないため、ノイズの目詰まりを回避す
ることができる。

【０００６】上記音響インクジェットのインク液滴の飛
翔原理について説明する。図１６に示すように、音響イ
ンクジェットヘッド５０は、固定基板５２の片面に駆動
電極５４、圧電素子５６、対向電極５８が備えられてお
り、駆動電極５４、対向電極５８にＲＦ駆動電圧が与え
られると圧電素子５６が振動し、音響波６０を生じる。
音響波６０は固定基板５２内を伝播し、固定基板５２の
他方の面に設けられた音響フレネルレンズ６２によっ
て、音響ビーム６４としてインク６６の自由表面（液/
空気界面）６８付近で集束される。この音響ビーム６４
によって自由表面６８に付与されたエネルギによって、
インク液滴７０が自由表面６８から吐出される。

【０００７】このような原理を用いた例として、複数の
音響レンズアレイを配置した線形アレイ構造の音響プリ
ントヘッド構造が特公平６-４５２３３号公報に開示さ
れている。

【０００８】また、特許２５１１５７０号では、自由表
面に音響エネルギを集束させるために、位相音響フレネ
ルレンズを使うことが提案されている。音響フレネルレ
ンズは、球面レンズに比べて、集束効率は多少落ちる
が、半導体技術などで安価に大量に生産可能であるとい
う利点を持っている。

【０００９】このような音響フレネルレンズの製造方法
の一例が特許２５１１５７０に開示されている。具体的
には、図１７に示すように、固定基板（例えばクオーツ
あるいはガラス基質）７２に対して音響的に平坦な物質
（例えばa-シリコン）７４を着膜する。物質７４の厚さ
は、形成される音響フレネルレンズの最も高い位相ステ
ップの高さ（ここでは８.１５９μm）とされている。

【００１０】次に、所望の位相プロフィールを得るため
に、フォトレジストでマスクパターン（フォトレジスト
マスク）７６を物質７４上に形成し(図１７（Ａ）参
照）、フォトレジストマスク７６をマスクにして物質７
４をエッチング（ここではウェットエッチング）して１
段目のステップを得る(図１７（Ｂ）参照）。次に、フ
ォトレジストマスク７６を除去した後、１段目のステッ
プの一部もマスクするフォトレジストマスク７８を物質
７４上に形成し(図１７（Ｃ）参照）、フォトレジスト
マスク７８をマスクにして物質７４をエッチングして２
段目のステップを得る(図１７（Ｄ）参照）。さらに、
同様にして２段目のステップの一部もマスクするフォト
レジストマスク８０を物質７４上に形成し (図１７
（Ｅ）参照）、フォトレジストマスク８０をマスクにし
て物質７４をエッチングして３段目のステップを形成
し、フォトレジストマスク８０を除去する。このように
して４段のステップからなる４相の音響フレネルレンズ
８２の形成を行なう(図１７（Ｆ）参照）。

【００１１】このような製造方法によって形成された基
板上に音響フレネルレンズが形成された基板を用いた音
響インクジェットヘッドの具体例について図１８を参照
して説明する。なお、音響インクジェット方式の原理の
説明ですでに説明した部位については、図１５と同様の
参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。

【００１２】音響インクジェットヘッド５０は、図１８
に示すように、固定基板５２上に配列されている音響フ
レネルレンズ６２、音響フレネルレンズ６２に音響波を
個別に選択的に照射できるアドレッシング可能な駆動電
極５４、圧電素子５６、対向電極５８を備える。音響フ
レネルレンズ６２上にはインク６６が保持されており、
インク６６の自由表面６８が音響フレネルレンズ６２の
焦点付近に維持されるように、インク液面保持プレート
８３に形成された開口部８５にインク６６の自由表面６
８が保持されている。

【００１３】このように構成される音響インクジェット
ヘッド５０は、駆動電極５４、対向電極５８にＲＦ駆動
電圧を与えることにより、圧電素子５６の局部的な振動
により音響波６０が発生する。音響波６０は固定基板５
２を通って音響フレネルレンズ６２に伝播する。音響フ
レネルレンズ６２によって、音響波６０がインク６６の
自由表面６８（液/空気境界面）で集束され、インク液
滴７０を飛翔させる。音響インクジェットヘッド５０
は、電極５４、５８に印可される駆動電圧の振幅、周波
数、パルス時間を変調させることによって、音響フレネ
ルレンズ６２毎に空間的に隔てて制御可能となる。

【００１４】

【発明が解決すべき課題】上記製造方法で製造された音
響インクジェットヘッドには、以下の問題点がある。

【００１５】音響インクジェットヘッド５０は、圧電素
子５６から発生した音響波をできるだけ減衰させずに音
響フレネルレンズ６２で集束させること、つまり、圧電
素子５６から発生した音響エネルギを効率よく伝播し、
自由表面６８に集束させ、自由表面６８からインク液滴
７０を飛翔させることが求められている。このように構
成することによって、駆動エネルギの低減、レンズの微
細化等につながり、音響インクジェットの高性能化、作
製コスト低減などにメリットが大きいからである。

【００１６】しかしながら、上記音響インクジェットヘ
ッドでは、固定基板５２と音響フレネルレンズ６２の界
面Ｆで音響インピーダンスの違いからエネルギの損失を
生じる。すなわち、固定基板５２上にフレネルレンズ形
成材料である音響的に平坦な物質（例えばa-シリコン）
７４を着膜し、音響フレネルレンズ６２を形成している
ため、圧電素子５６から照射される音響波６０は、固定
基板５２と音響フレネルレンズ６２との界面Ｆで減衰さ
れてしまうという問題があった。

【００１７】また、音響フレネルレンズの製造工程にお
いて、複数のエッチングを行なった後フォトレジストマ
スクを形成する場合（例えば、図１７（Ｅ）の場合）に
は、深い段差部分にもマスクを形成しなくてはならず、
その段差（深さ）によって精度良くマスクが形成されな
いという不都合があった。例えば、３回目のフォトレジ
ストマスク８０を形成する場合には、図１９（Ａ）に示
すように、音響フレネルレンズの性能上の要求により段
差が２μm程度と大きくなるため、段差部分において露
光不足によるフォトレジストの残渣８４、あるいは段差
部分でマスク層が薄くなったり全く付着しないマスク不
良部８６が発生する。この状態でエッチングを行なう
と、残渣８４の部分はエッチングされず、マスク不良部
８６は反対に部分的にエッチングされるため、最終的に
形成される音響フレネルレンズに形状異常８８や寸法ず
れが発生するおそれがあった。この結果、音響フレネル
レンズの性能劣化をもたらし、インク液滴７０の飛翔安
定性に問題を生じさせるおそれがあった。

【００１８】このような不都合を解決するために、音響
レンズと基板の間の音響波の伝搬効率を向上させる基板
および液滴噴射装置、ならびに基板上に精度良く音響フ
レネルレンズを製造できるフレネルレンズ付基板の製造
方法を提供することを目的とする。

【００１９】

【課題解決するための手段】上記の課題を解決するため
に、請求項１記載の本発明は、音響波を集束する音響レ
ンズが表面を削って形成されていることを特徴とする。

【００２０】請求項１記載の発明の作用について説明す
る。

【００２１】基板が音響インクジェットのヘッド等に用
いられた場合、すなわち、基板の反対側から音響波が照
射されて基板内を伝搬して音響レンズに到達する場合
に、音響レンズが基板の表面を削って形成されているた
め、基板と音響レンズの間に界面がなく基板から音響レ
ンズに伝搬する音響波が減衰することを抑制できる。す
なわち、音響波のエネルギを効率的に伝搬することがで
きる。

【００２２】請求項２記載の本発明は、請求項１記載の
発明において、前記音響レンズは音響フレネルレンズで
あることを特徴とする。

【００２３】請求項２記載の発明の作用について説明す
る。

【００２４】音響レンズが音響フレネルレンズであれ
ば、基板の表面に階段状に削るだけで良く、半導体製造
技術等の適用により基板上に音響レンズを容易に製造す
ることができる。

【００２５】請求項３記載の本発明は、請求項１または
２記載の発明において、前記基板上に、前記音響波を発
生する圧電素子を設けたことを特徴とする。

【００２６】請求項３記載の発明の作用について説明す
る。

【００２７】基板上に圧電素子を設けることにより、圧
電素子から音響レンズまでの音響波の伝搬によるエネル
ギ損失（減衰、拡散など）を最小限にすることができ
る。

【００２８】請求項４記載の本発明は、請求項３記載の
発明において、前記基板上に、前記圧電素子を制御する
制御回路を設けたことを特徴とする。

【００２９】請求項４記載の発明の作用について説明す
る。

【００３０】基板上に圧電素子を制御する制御回路を設
けることによって、生産コストが低減されると共に、駆
動・制御信号のロスが抑制されると共に、信頼性が向上
する。

【００３１】請求項５記載の発明は、請求項１〜４のい
ずれか１項記載の発明において、前記基板は、シリコン
基板であることを特徴とする。

【００３２】請求項５記載の発明の作用について説明す
る。

【００３３】基板がシリコン基板であれば、加工性に優
れるため、製造が容易になる。

【００３４】請求項６記載の発明は、液体の自由表面に
音響波を集束させて液滴を射出する液滴射出装置におい
て、自由表面を有する状態で液体を基板上に保持する液
体保持手段と、前記液体に接する前記基板の第１面に、
当該第１面を削って形成され前記音響波を集束する音響
レンズと、前記基板の第１面と反対側の第２面上に設け
られ前記音響波を発生する圧電素子と、を備えたことを
特徴とする。

【００３５】請求項６記載の発明の作用について説明す
る。

【００３６】圧電素子を駆動することによって発生した
音響波が基板内部を通過して、反対側の第１基板面に形
成された音響レンズを介して液体の自由表面に集束さ
れ、自由表面から液滴が吐出される。この際、音響レン
ズは、基板の第１基板面を削って形成されているため、
音響レンズと基板の間に界面はない。したがって、基板
から音響レンズに伝搬する間に音響波が減衰することを
抑制できる。したがって、圧電素子から液体の自由表面
に付与されるまでのエネルギ効率が向上する。

【００３７】請求項７記載の発明は、請求項６記載の発
明において、前記第２面に、前記圧電素子を制御する制
御回路が設けられていることを特徴とする。

【００３８】請求項７記載の発明の作用について説明す
る。

【００３９】基板上に圧電素子を制御する制御回路を設
けることによって、生産コストが低減されると共に、駆
動・制御信号のロスが抑制される。

【００４０】請求項８記載の発明は、基板上に音響フレ
ネルレンズを形成する製造方法であって、基板上にマス
ク層を形成し、前記マスク層をエッチングして前記基板
の所定領域を露出させるという工程をＮ回（Ｎは２以上
の自然数）繰り返す第１工程と、前記基板の露出領域を
エッチングし、続いて最外層となる前記マスク層を１層
除去するという工程をＮ回（Ｎは２以上の自然数）繰り
返す第２工程と、を備えることを特徴とする。

【００４１】請求項８記載の発明の作用について説明す
る。

【００４２】複数の段差を有する階段形状の音響フレネ
ルレンズを基板にエッチングによって形成する場合、マ
スク層を基板上に形成し、基板の所定領域を露出させる
ようにマスク層をエッチングすることをＮ回繰り返すこ
とによって、複数のマスク層を基板上に積層できる。こ
の際、個々のマスク層の厚さはエッチング選択比などを
考慮することにより十分に薄くできるため、最外層のマ
スク層において基板まで到達する垂直部分でも、精度良
くマスク層を形成することができる。

【００４３】この状態で、基板のエッチングを開始す
る。先ず、全てのマスク層がついた状態で基板のエッチ
ングを行ない１段目のステップを形成する。続いて、最
外層のマスク層を除去する。これをマスク層の数（Ｎ
回）だけ繰り返す。この結果、Ｎ＋１段（Ｎ＋１相）の
音響フレネルレンズを形成することができる。

【００４４】このように基板をエッチングする前にマス
ク層を積層するためマスク層を精度良く形成することが
できる。この後、マスク層を一層ずつ除去しながらエッ
チングを行なうため、精度良く音響フレネルレンズを形
成することができる。

【００４５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態に係る
基板および基板の製造方法および基板が実装された音響
インクジェット記録装置について説明する。

【００４６】固定基板１０は、図１に示すように、一方
の面に音響フレネルレンズ２２が形成されており、他方
の面に駆動電極２４、対向電極２８によって駆動される
圧電素子２６を備える。

【００４７】図２に示すように、固定基板１０上に二次
元的に複数個の音響フレネルレンズ２２が形成されてい
る。本実施形態では、一般的に高解像度といわれる６０
０dpiを実現するために、１００dpiのピッチで配列した
音響フレネルレンズ２２を１/６ピッチずつずらして６
列配置している。

【００４８】固定基板１０の音響フレネルレンズ２２と
反対側の面には、図３に示すように、縦方向に直列で繋
がれた駆動電極２４と、横方向に直列で繋がれた対向電
極２８とが交差する部位に圧電素子２６が挟持されてい
る。すなわち、任意の駆動電極２４、対向電極２８にＲ
Ｆ駆動電圧を与えることで、所望の圧電素子２６を振動
させることが可能となる。

【００４９】次に、このように構成される固定基板１０
の製造方法について説明する。

【００５０】固定基板１０は、シリコン、窒化シリコ
ン、溶融水晶、ガラスなどの材料から選択する。本実施
形態では加工性からシリコンを選択している。

【００５１】先ず、固定基板（シリコン基板、以下Si基
板という場合がある）１０上に酸化膜からなる第1マス
ク層１２を着膜し、フォトリソグラフィ工程によって第
１マスク層１２上にフォトレジスト１４を形成する(図
４参照）。続いて、フォトレジスト１４をマスクにして
第１マスク層１２をエッチングして固定基板１０の第１
領域１０Ａを露出させる（図５参照）。エッチングはフ
ッ酸系のウェットエッチング、あるいはガスを使ったド
ライエッチングのどちらでもかまわない。

【００５２】次に、エッチング終了後、フォトレジスト
１４を除去した(図６参照）後、固定基板１０および第
１マスク層１２上にアルミニウムからなる第２マスク層
１６を着膜する(図７参照）。さらに、第２マスク層１
６上にフォトリソグラフィ工程によってフォトレジスト
１８を形成する(図８参照）。次にフォトレジスト１８
をマスクにして第２マスク層１６をエッチングして固定
基板１０の第１領域の一部（以下、第２領域という）１
０Ｂを露出させる(図９参照）。エッチングはリン酸系
のウェットエッチング、あるいはガスを使ったドライエ
ッチングのどちらでもかまわない。

【００５３】さらに、フォトレジスト１８を第２マスク
層１６上から除去した後、第２領域の一部をマスクする
ようにフォトリソグラフィ工程によって第３マスク層
（フォトレジスト）２０を形成する（図１０参照）。し
たがって、固定基板１０は、第２領域の一部（以下、第
３領域１０Ｃという)が露出されている。

【００５４】このようにして、マスク層１２、１６、２
０を３段に積層しておく。

【００５５】次に、第３マスク層２０をマスクにして固
定基板１０（第３領域１０Ｃ）をエッチングし、第１段
目のステップＳ１を形成する（図１１参照）。エッチン
グはエッチング異方性に優れているガスを使ったドライ
エッチングが望ましく、ICP（Inductively Coupled Pla
sma; 誘導結合型プラズマ）エッチングが好適である。

【００５６】続いて、第３マスク層２０を第２マスク層
１６上から除去したのち、第２マスク層１６をマスクに
して固定基板１０（第２領域１０Ｂ）をエッチングし
て、第２段目のステップＳ２を形成する。（図１２参
照） 最後に、リン酸を用いてウェット法で第２マスク層（ア
ルミニウム）１６を第１マスク層（酸化膜）１２上から
除去し、第１マスク層１２をマスクにして固定基板１０
をエッチングして３段目のステップＳ３を形成した後、
第１マスク層（酸化膜）１２をフッ酸でウェット法によ
り除去する。このようにして、エッチングによって基板
１０に４段（４相）の音響フレネルレンズ２２が形成さ
れる（図１３参照）。

【００５７】このように、先ず第１〜第３マスク層１
２、１６、２０を積層し、その後でエッチングを行なっ
て音響フレネルレンズ２２を形成することにより、第１
〜第３マスク層１２、１６、２０を精度良く形成するこ
とができる。例えば、第３マスク層２０は、第１マスク
層１２、第２マスク層１６上に積層されているが、マス
ク層の厚さはエッチング選択比を適切に選択することに
よって十分に薄くできる（１．０μｍ程度）ため、第３
マスク層２０において基板１０まで垂直に形成される垂
直部２０Ａも音響フレネルレンズの段差の影響を受けず
に精度良く形成することができる。このように、精度良
く形成されたマスク層１２、１６、２０をマスクにして
基板１０のエッチングを行なうため、音響フレネルレン
ズ２２を精度良く製造することができる。

【００５８】一方、従来例のように、マスク層を基板上
に一回形成するごとにエッチングを行ない、マスク層を
除去して新たなマスク層を形成することを繰り返すと、
音響レンズの性能上、段差が２μｍ程度となるため、段
差が多くなるに従って上述の垂直部が精度良く形成でき
ないおそれが大きくなる。したがって、製品の歩留まり
が低下する。

【００５９】なお、本実施形態では、固定（Si）基板１
０のエッチングマスクとして、第１〜第３マスク層１
２、１６、２０にそれぞれ酸化膜、アルミニウム、レジ
ストを使用した。それぞれのマスク層の材料選択基準
は、固定基板１０に対するエッチング選択比が大きくと
れること、上に積層されたマスク層が除去されるときに
下側のマスク層においてエッチングが進行しないように
上下のマスク層のエッチング選択比を大きくとれること
である。マスク層と固定基板、あるいはマスク層相互の
エッチング選択比を適切に選択することによって、積層
されるマスク層の厚さを一層薄くすることができる。こ
れによって、マスク層の形成精度、すなわち、音響フレ
ネルレンズの製造精度を一層向上させることができる。

【００６０】なお、本実施形態は、４相の音響フレネル
レンズの作製方法を明示しているが、５相以上のフレネ
ルレンズを作製する場合も同様である 次に、固定基板１０の音響フレネルレンズ２２が形成さ
れた面と反対側の面に、個々にアドレス可能な駆動電極
２４を着膜しフォトリソグラフィ工程によってパターニ
ングする(図１、３参照）。このとき、駆動電極２４
は、圧電素子２６の振動を固定基板１０に伝えるため薄
い膜が望ましいが、アルミニウム（Al）をそのまま使用
してもよい。例えば、Ti-Taを厚さ１００nm形成し、引
き出し線としてAl配線を１μｍ着膜しパターニングして
形成する２層構造、あるいはそれ以上多層で形成しても
よい。

【００６１】次に、圧電素子２６を形成する。圧電素子
膜としてはPZT、LiNbNO３、ZnOなどを使用する。本発明
ではZnO膜を厚さ２０μm形成する。

【００６２】次に、対向電極２８を形成する。駆動電極
２４と同様にアルミニウム（Al）をそのまま配線しても
良いし、例えば、Ti-Taを厚さ１００nm形成し、引き出
し線としてAl配線を１μｍ着膜しパターニングして形成
する２層構造、あるいはそれ以上多層で形成してもよい
（図１参照)。

【００６３】このようにして圧電素子２６や音響フレネ
ルレンズ２２が設けられた固定基板１０を用いて構成さ
れる音響インクジェットヘッドおよびこれを備えた音響
インクジェット記録装置について説明する。

【００６４】本実施形態に係る音響インクジェットヘッ
ド３０は、図１４に示すように、固定基板１０の音響フ
レネルレンズ２２側にインク３２を保持し、インク液面
保持プレート３４の開口部３６によって音響フレネルレ
ンズ２２の焦点にインク３２の自由表面３８を保持して
いる。

【００６５】したがって、図示しない制御手段によって
駆動電極２４、対向電極２８にＲＦ駆動電圧を印可する
と、圧電素子２６が振動して音響波４０を発生する。音
響波４０は、固定基板１０を透過して音響フレネルレン
ズ２２で音響ビーム４２となって自由表面３８で集束
し、インク３２の自由表面３８からインク液滴４４を飛
翔させる。この場合、固定基板１０に音響フレネルレン
ズ２２が直接形成されているため、音響波４０が固定基
板１０から音響フレネルレンズ２２に伝搬する際の減衰
・反射が抑制される。また、レンズの作製精度も高いた
め、ＲＦ駆動電圧を印可した所望の駆動電極２４に対応
した音響フレネルレンズ２２に音響波４０（エネルギ）
が効率よく伝播、集束される。したがって、より少ない
駆動エネルギで安定的にインク液滴を飛翔させることが
可能である。

【００６６】なお、固定基板１０にシリコン基板を用い
た場合には加工性に優れるため、圧電素子２６側に論理
・駆動回路４３(図２、ニ点鎖線部参照）を実装でき、
駆動信号、制御信号のロスを抑えられると共に信頼性を
向上させることができ、生産コストも低減させることが
できる。

【００６７】以上のように作製された音響インクジェッ
トヘッド３０は、プリントヘッドとして音響インクジェ
ット記録装置４５に装填される。すなわち、ガイドシャ
フト４６に沿って主走査方向に走査されることにより、
用紙４８に向かってインク液滴を吐出し、画像形成を行
なうことができる。

【００６８】なお、本実施形態では吐出される液体をイ
ンクとしたが、これに限定されるものではない。

【００６９】

【発明の効果】本発明の基板は、固定基板上の上面に音
響レンズを直接削って形成するため、基板を透過して音
響波が音響レンズに到達する場合、音響レンズと基板の
間に界面が存在せず、音響波の減衰が抑制される。した
がって、エネルギ伝達効率が向上し、少ない駆動エネル
ギで液滴を吐出することができる。音響レンズが音響フ
レネルレンズであれば、基板における形成が一層容易に
なる。また、圧電素子を基板に設けてあれば、音響波の
エネルギ伝達効率が一層向上する。さらに基板に制御・
駆動回路を設ければ、信頼性が向上して生産コストが低
減される。また、基板がシリコン基板であれば、音響レ
ンズの形成が容易になる。

【００７０】このような基板を備えた液滴噴射装置は、
より小さな駆動エネルギで液滴を吐出することができ
る。また、本発明のフレネルレンズ付基板の製造方法に
よれば、基板上に複数のマスク層を積層した後、エッチ
ングを行なうため、音響フレネルレンズの段差に影響を
受けずにマスク層を精度良く形成することができる。し
たがって、音響フレネルレンズを精度良く形成できる。
この結果、基板の歩留まりが向上し、生産コストを低減
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態に係る圧電素子が形成さ
れた基板を示す断面図である。

【図２】 本発明の一実施形態に係る基板の音響フレネ
ルレンズ側を示す平面図である。

【図３】 本発明の一実施形態に係る基板の圧電素子側
を示す平面図である。

【図４】 本発明の一実施形態に係る基板上に音響フレ
ネルレンズを製造する方法を示す図である。

【図５】 本発明の一実施形態に係る基板上に音響フレ
ネルレンズを製造する方法を示す図である。

【図６】 本発明の一実施形態に係る基板上に音響フレ
ネルレンズを製造する方法を示す図である。

【図７】 本発明の一実施形態に係る基板上に音響フレ
ネルレンズを製造する方法を示す図である。

【図８】 本発明の一実施形態に係る基板上に音響フレ
ネルレンズを製造する方法を示す図である。

【図９】 本発明の一実施形態に係る基板上に音響フレ
ネルレンズを製造する方法を示す図である。

【図１０】 本発明の一実施形態に係る基板上に音響フ
レネルレンズを製造する方法を示す図である。

【図１１】 本発明の一実施形態に係る基板上に音響フ
レネルレンズを製造する方法を示す図である。

【図１２】 本発明の一実施形態に係る基板上に音響フ
レネルレンズを製造する方法を示す図である。

【図１３】 本発明の一実施形態に係る基板上に音響フ
レネルレンズを製造する方法を示す図である。

【図１４】 本発明の一実施形態に係る音響インクジェ
ットヘッドを示す断面図である。

【図１５】 本発明の一実施形態に係る音響インクジェ
ット記録装置を示す概略斜視図である。

【図１６】 音響インクジェット方式の原理説明図であ
る。

【図１７】 （Ａ）〜（Ｆ）は、従来例に係る基板上に
音響フレネルレンズを製造する方法を示す図である。

【図１８】 従来例に係る音響インクジェットヘッドを
示す断面図である。

【図１９】 （Ａ）は、従来例に係る音響フレネルレン
ズ製造工程におけるマスク形成状態を示す説明図であ
り、（Ｂ）は上記マスクによって形成された音響フレネ
ルレンズの部分を示す図である。

【符号の説明】

１０…固定基板 １２…第１マスク層 １６…第２マスク層 ２０…第３マスク層 ２２…音響フレネルレンズ ２６…圧電素子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 秀一 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社海老名事業所内 (72)発明者 三原 顕 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社海老名事業所内 (72)発明者 池田 宏 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社海老名事業所内 (72)発明者 近藤 義尚 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社海老名事業所内 (72)発明者 井上 七穂 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社海老名事業所内 (72)発明者 森田 直己 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社海老名事業所内 Ｆターム(参考） 2C057 AF52 AF93 AG44 AG62 AG83 AK07 AN01 AP31 BA04 BA14 BA15

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 音響波を集束する音響レンズが表面を削
   って形成されていることを特徴とする基板。
2. 【請求項２】 前記音響レンズは音響フレネルレンズで
   あることを特徴とする請求項１記載の基板。
3. 【請求項３】 前記基板上に、前記音響波を発生する圧
   電素子を設けたことを特徴とする請求項１または２記載
   の基板。
4. 【請求項４】 前記基板上に、前記圧電素子を制御する
   制御回路を設けたことを特徴とする請求項３記載の基
   板。
5. 【請求項５】 前記基板は、シリコン基板であることを
   特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の基板。
6. 【請求項６】 液体の自由表面に音響波を集束させて液
   滴を射出する液滴射出装置において、 自由表面を有する状態で液体を基板上に保持する液体保
   持手段と、 前記液体に接する前記基板の第１面に、当該第１面を削
   って形成され前記音響波を集束する音響レンズと、 前記基板の第１面と反対側の第２面上に設けられ前記音
   響波を発生する圧電素子と、を備えたことを特徴とする
   液滴噴射装置。
7. 【請求項７】 前記第２面に、前記圧電素子を制御する
   制御回路が設けられていることを特徴とする請求項６記
   載の液滴噴射装置。
8. 【請求項８】 基板上に音響フレネルレンズを形成する
   製造方法であって、 基板上にマスク層を形成し、前記マスク層をエッチング
   して前記基板の所定領域を露出させるという工程をＮ回
   （Ｎは２以上の自然数）繰り返す第１工程と、 前記基板の露出領域をエッチングし、続いて最外層とな
   る前記マスク層を１層除去するという工程をＮ回（Ｎは
   ２以上の自然数）繰り返す第２工程と、 を備えることを特徴とするフレネルレンズ付基板の製造
   方法。