JP2005219231A - Manufacturing method for electrostatic actuator, manufacturing method for droplet ejecting head, electrostatic actuator, droplet ejecting head, and droplet ejector - Google Patents
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Description
本発明は、静電アクチュエータの製造方法、液滴吐出ヘッドの製造方法、静電アクチュエータ、液滴吐出ヘッドおよび液滴吐出装置に係わり、詳しくは、静電アクチュエータを構成する電極に異物を付着させないように、静電アクチュエータを構成する基板に孔明けする方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing an electrostatic actuator, a method for manufacturing a droplet discharge head, an electrostatic actuator, a droplet discharge head, and a droplet discharge device, and in particular, does not allow foreign matter to adhere to electrodes constituting the electrostatic actuator. Thus, the present invention relates to a method for drilling holes in a substrate constituting an electrostatic actuator.
静電アクチュエータを有する液滴吐出ヘッドとして、吐出される液体にインクを用い、このインクが充填された吐出室を静電アクチュエータで加圧して、ノズルから記録紙等にインクを吐出することで記録を行うインクジェットヘッドが知られている。 As a droplet discharge head having an electrostatic actuator, ink is used for the discharged liquid, the discharge chamber filled with this ink is pressurized by the electrostatic actuator, and recording is performed by discharging ink from a nozzle onto recording paper or the like. An ink jet head for performing the above is known.
このインクジェットヘッドは、インク滴を吐出するノズルと、ノズルに連通するインク流路と、インク流路にインクを供給するインク取入れ口と、インク流路の一部に設けられた電気機械変換素子と、電気機械変換素子を構成する電極とを有する。インクジェットヘッドは、ガラス基板またはシリコン基板からなる3つの基板の積層構造をとり、電気変換素子は、その内2つの基板の接合面に設けられた室内において、所定の間隔を隔てて配置された振動板部と電極とを有している。この種のインクジェットヘッドの製造方法としては、絶縁性の第1の基板に前記電極のパターンを形成するパターン形成工程と、前記電極のパターンが形成された第1の基板に前記インク取入れ口を形成する貫通孔を加工する孔明け加工工程と、前記第1の基板と前記インク流路が形成された第2の基板とを接合する接合工程とを有する製造方法が知られている(特許文献1)。 The inkjet head includes a nozzle that ejects ink droplets, an ink flow path that communicates with the nozzle, an ink intake port that supplies ink to the ink flow path, and an electromechanical conversion element provided in a part of the ink flow path. And an electrode constituting an electromechanical conversion element. The ink-jet head has a laminated structure of three substrates made of a glass substrate or a silicon substrate, and the electrical conversion element is a vibration arranged at a predetermined interval in a chamber provided on the bonding surface of the two substrates. It has a plate part and an electrode. As a method of manufacturing this type of ink jet head, a pattern forming step of forming the electrode pattern on an insulating first substrate, and forming the ink intake port on the first substrate on which the electrode pattern is formed There is known a manufacturing method including a drilling process for processing a through-hole and a bonding process for bonding the first substrate and the second substrate on which the ink flow path is formed (Patent Document 1). ).
このような従来の製造方法では、インク流路の一部に形成された振動板部に対応する電極を第1の基板に形成し、次にインク流路にインクを導くためのインク取り入れ口となる貫通孔を第1の基板に孔明けした後に、電極を有する第1の基板と振動板部を有する第2の基板とを接合している。図11に示すように、従来の貫通孔の孔明け加工では、まず電極11のパターンが形成された第1の基板1の上面から、インク取入口14となる穴を貫通させない状態に形成し、次に第1の基板1の下面から先に形成された穴に連通するように孔明けを行う。この穴(孔)加工は、ダイヤモンドドリル60を用いて穿孔しており、このような穴(孔)加工においては切削くず等の異物61が発生し、すでに第1の基板1に形成された電極11の表面に付着する。ゆえに異物61が付着した電極11と振動板部とからなる電気機械変換素子の駆動は、電極11に付着した異物61でじゃまされて、動作不良を起こすという問題があった。
In such a conventional manufacturing method, an electrode corresponding to a vibration plate portion formed in a part of the ink flow path is formed on the first substrate, and then an ink intake port for guiding ink to the ink flow path, After the through hole to be formed is drilled in the first substrate, the first substrate having the electrode and the second substrate having the vibration plate portion are joined. As shown in FIG. 11, in the conventional drilling of the through hole, first, the hole serving as the
本発明は、上記のような問題を考慮してなされたものであり、孔明け加工時の異物が電極に付着することを防止することができる静電アクチュエータの製造方法、液滴吐出ヘッドの製造方法、静電アクチュエータ、液滴吐出ヘッドおよびこの液滴吐出ヘッドを搭載した液滴吐出装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above problems, and a manufacturing method of an electrostatic actuator capable of preventing foreign matter from adhering to an electrode during drilling, and manufacturing of a droplet discharge head It is an object to provide a method, an electrostatic actuator, a droplet discharge head, and a droplet discharge device equipped with the droplet discharge head.
本発明の静電アクチュエータの製造方法は、電極と振動板部とが所定の間隔をおいて対向配置されてなる電気機械変換素子を有する静電アクチュエータの製造方法であって、電極を有する第1の基板と振動板部を有する第2の基板とを、電極が振動板部と所定の間隔を置いて対向配置されると共に、振動板部と面する室内に略閉塞された状態に接合する接合工程と、接合された第1の基板と第2の基板のうち少なくとも一方に流体の流路を構成する貫通孔を形成する貫通孔形成工程とを備えたことを特徴とする。 The method for manufacturing an electrostatic actuator according to the present invention is a method for manufacturing an electrostatic actuator having an electromechanical conversion element in which an electrode and a diaphragm portion are arranged to face each other at a predetermined interval. The electrode and the second substrate having the vibration plate portion are bonded to each other so that the electrode is disposed opposite to the vibration plate portion at a predetermined interval and is substantially closed in a chamber facing the vibration plate portion. And a through-hole forming step of forming a through-hole forming a fluid flow path in at least one of the bonded first substrate and second substrate.
この構成によれば、第1の基板と第2の基板のうち少なくとも一方に流体の流路を構成する貫通孔を形成する際に、電極を有する第1の基板と振動板部を有する第2の基板とを、電極が振動板部と所定の間隔を置いて対向配置されると共に、振動板部と面する室内に略閉塞された状態に接合した後に、接合された第1の基板と第2の基板のうち少なくとも一方に流体の流路を構成する貫通孔を形成する貫通孔形成工程を備えているため、この貫通孔形成工程で発生する切削くず等の異物が、電気機械変換素子を構成する電極に付着することなく静電アクチュエータを製造することができる。すなわち異物不良を低減し歩留よく静電アクチュエータを製造することができる。
According to this configuration, when the through-hole forming the fluid flow path is formed in at least one of the first substrate and the second substrate, the first substrate having the electrode and the second substrate having the diaphragm portion are formed. After the electrodes are joined to the diaphragm portion at a predetermined interval and joined in a state of being substantially closed in a chamber facing the diaphragm portion, the joined first substrate and the
また、本発明の静電アクチュエータの製造方法は、電極と振動板部とが所定の間隔をおいて対向配置されてなる電気機械変換素子を有する静電アクチュエータの製造方法であって、電極を有する第1の基板と振動板部を有する第2の基板とを、電極が振動板部と所定の間隔を置いて対向配置されると共に、振動板部と面する室内に略閉塞された状態に接合する接合工程と、電気機械変換素子の前記振動板部で加圧される位置に流体を導くための流路の少なくとも一部をなす貫通孔を、第1の基板と第2の基板とを貫通し、前記室と連通しない位置に形成する貫通孔形成工程とを備えたことを特徴とする。 The method for manufacturing an electrostatic actuator according to the present invention is a method for manufacturing an electrostatic actuator having an electromechanical conversion element in which an electrode and a diaphragm portion are arranged to face each other with a predetermined interval, and includes an electrode. The first substrate and the second substrate having the diaphragm portion are bonded to each other so that the electrode is disposed opposite to the diaphragm portion at a predetermined interval and is substantially closed in a chamber facing the diaphragm portion. Through the first substrate and the second substrate through a through hole forming at least a part of a flow path for guiding a fluid to a position pressurized by the diaphragm portion of the electromechanical conversion element And a through hole forming step formed at a position not communicating with the chamber.
この構成によれば、電気機械変換素子を構成する電極が振動板部と所定の間隔を置いて対向配置されると共に、振動板部と面する室内に略閉塞された状態に接合する接合工程の後に、電気機械変換素子の前記振動板部で加圧される位置に流体を導くための流路の少なくとも一部をなす貫通孔を、第1の基板と第2の基板とを貫通し、前記室と連通しない位置に形成する貫通孔形成工程を備えているため、貫通孔形成工程で発生する切削くず等の異物が、電気機械変換素子を構成する電極に付着することなく静電アクチュエータを製造することができる。 According to this configuration, the electrode constituting the electromechanical conversion element is disposed opposite to the diaphragm portion at a predetermined interval, and is joined in a state of being substantially closed in the chamber facing the diaphragm portion. Later, a through hole forming at least a part of a flow path for guiding a fluid to a position pressurized by the diaphragm portion of the electromechanical conversion element passes through the first substrate and the second substrate, and Because it has a through hole forming process that is formed at a position not communicating with the chamber, the electrostatic actuator is manufactured without foreign matter such as cutting chips generated in the through hole forming process adhering to the electrodes constituting the electromechanical transducer can do.
この場合、前記貫通孔形成工程は、先に第1の基板から第1の基板の厚みの半分以上で且つ貫通させない位置まで穿孔する第1の穿孔工程と、第1の穿孔工程の後に第1の基板側から高圧水流を用いたジェット孔明け方式で、第1の基板と第2の基板との貫通前の残りの部分を破断打ち抜き加工して、前記貫通孔を形成する第2の穿孔工程とを備えることが好ましい。 In this case, the through-hole forming step includes a first drilling step of drilling from the first substrate to a position that is not less than half of the thickness of the first substrate and not penetrating, and the first drilling step after the first drilling step. A second drilling step of forming the through hole by subjecting the remaining part of the first substrate and the second substrate before penetrating to break by punching using a high-pressure water flow from the substrate side of the substrate It is preferable to comprise.
この構成によれば、先に第1の基板側から第1の基板の厚みの半分以上で且つ貫通させない位置まで穿孔する第1の穿孔工程と、第1の基板側から第1の基板と第2の基板との貫通前の残りの部分を穿孔する第2の穿孔工程とに分けて貫通孔を形成するため無理なく孔明け加工ができ、第1の穿孔工程で明けられた穴によって高圧水流を導き、第2の穿孔工程によって一気に第1の基板と第2の基板との貫通前の残りの部分を破断打ち抜き加工することによって、この貫通孔内部に段差を生じることなく貫通孔を形成することができる。また、第1の基板側から常に穿孔されるため、第2の基板側から孔明けする場合に比べて、第2の穿孔工程の孔明けに位置ズレを起こすことを防止することもできる。 According to this configuration, the first drilling step of first drilling from the first substrate side to a position that is not more than half the thickness of the first substrate and does not penetrate, and the first substrate and the first substrate from the first substrate side. Since the through hole is formed separately from the second drilling step of drilling the remaining portion before penetrating with the second substrate, the drilling process can be performed without difficulty, and the high-pressure water flow is generated by the hole drilled in the first drilling step. In the second drilling step, the remaining portion of the first substrate and the second substrate before penetrating is broken and punched to form a through hole without causing a step in the through hole. be able to. Further, since the holes are always drilled from the first substrate side, it is possible to prevent the positional deviation from being generated in the drilling of the second drilling process as compared with the case of drilling from the second substrate side.
また、本発明の静電アクチュエータの製造方法は、電極と振動板部とが所定の間隔をおいて対向配置されてなる電気機械変換素子を有する静電アクチュエータの製造方法であって、第1の基板に流体の流路を構成する第1の貫通孔を形成する第1貫通孔形成工程と、第1の貫通孔が形成された第1の基板に電極を形成する電極形成工程と、電極が形成された第1の基板と振動板部を有する第2の基板とを、電極が振動板部と所定の間隔を置いて対向配置されると共に、振動板部と面する室内に略閉塞された状態に接合する接合工程と、第1の基板と接合された第2の基板に、第1の貫通孔に連通する第2の貫通孔を形成する第2貫通孔形成工程とを備えたことを特徴とする。 A method for manufacturing an electrostatic actuator according to the present invention is a method for manufacturing an electrostatic actuator having an electromechanical transducer element in which an electrode and a diaphragm portion are arranged to face each other at a predetermined interval. A first through hole forming step for forming a first through hole constituting a fluid flow path in the substrate; an electrode forming step for forming an electrode on the first substrate on which the first through hole is formed; The formed first substrate and the second substrate having the vibration plate portion are disposed so as to face each other with a predetermined distance from the vibration plate portion, and are substantially blocked in a chamber facing the vibration plate portion. And a second through hole forming step of forming a second through hole communicating with the first through hole in the second substrate bonded to the first substrate. Features.
この構成によれば、第1貫通孔形成工程で第1の基板に第1の貫通孔を形成し、この加工工程で発生した切削くず等をきちんと除去した後に、第1の基板に電極を形成する電極形成工程を行うことができる。したがって、電極上に切削くず等の異物を付着させない状態で電極が形成された第1の基板と振動板部を有する第2の基板とを接合するため、電気機械変換素子を構成する電極にこの異物が付着することなく静電アクチュエータを製造することができる。 According to this configuration, the first through-hole is formed in the first substrate in the first through-hole forming step, and the cutting waste generated in the processing step is properly removed, and then the electrode is formed on the first substrate. An electrode forming step can be performed. Therefore, in order to join the first substrate on which the electrode is formed and the second substrate having the vibration plate portion without adhering foreign matter such as cutting chips on the electrode, this electrode is connected to the electrode constituting the electromechanical transducer. An electrostatic actuator can be manufactured without foreign matter adhering.
また、本発明の静電アクチュエータの製造方法は、電極と振動板部とが所定の間隔をおいて対向配置されてなる電気機械変換素子を有する静電アクチュエータの製造方法であって、電気機械変換素子の振動板部で加圧される位置に流体を導くための流路の少なくとも一部をなす第1の貫通孔を、電極が振動板部と所定の間隔を置いて対向配置されると共に振動板部と面する室内に連通しない位置で、第1の基板に形成する第1貫通孔形成工程と、第1の貫通孔が形成された第1の基板に電極を形成する電極形成工程と、電極が形成された第1の基板と振動板部を有する第2の基板とを、電極が振動板部と所定の間隔を置いて対向配置されると共に、振動板部と面する室内に略閉塞された状態に接合する接合工程と、第1の基板と接合された第2の基板に、第1の貫通孔に連通する第2の貫通孔を形成する第2貫通孔形成工程とを備えたことを特徴とする。 The method for manufacturing an electrostatic actuator according to the present invention is a method for manufacturing an electrostatic actuator having an electromechanical conversion element in which an electrode and a diaphragm are disposed to face each other at a predetermined interval. The first through-hole forming at least a part of a flow path for guiding a fluid to a position pressurized by the vibration plate portion of the element is disposed so as to face the vibration plate portion at a predetermined interval and vibrate. A first through hole forming step formed in the first substrate at a position not communicating with the chamber facing the plate portion, and an electrode forming step forming an electrode on the first substrate in which the first through hole is formed; The first substrate on which the electrode is formed and the second substrate having the vibration plate portion are disposed so as to face each other with a predetermined distance from the vibration plate portion, and are substantially closed in a chamber facing the vibration plate portion. A bonding step of bonding to the formed state, and a first bonding to the first substrate To the substrate, characterized in that a second through-hole forming step of forming a second through-hole communicating with the first through hole.
この構成によれば、電気機械変換素子の振動板部で加圧される位置に流体を導くための流路の少なくとも一部をなす第1の貫通孔は、電極が振動板部と所定の間隔を置いて対向配置されると共に振動板部と面する室内と連通しない位置で、第1の基板に孔明けされる。この第1貫通孔形成工程で発生した切削くず等をきちんと除去した後に、第1の基板に電極を形成することにより、電極に切削くず等の異物が付着していない状態で、電極が形成された第1の基板と振動板部を有する第2の基板とを、電極が振動板部と所定の間隔を置いて対向配置されると共に振動板部と面する室内に略閉塞された状態に接合するため、電気機械変換素子を構成する電極にこの異物が付着することなく静電アクチュエータを製造することができる。 According to this configuration, the first through hole that forms at least a part of the flow path for guiding the fluid to the position pressurized by the diaphragm portion of the electromechanical conversion element has an electrode at a predetermined distance from the diaphragm portion. The first substrate is perforated at a position that is opposed to the chamber and does not communicate with the room facing the diaphragm. After properly removing the cutting waste generated in the first through-hole forming step, the electrode is formed in a state in which foreign matter such as cutting waste is not attached to the electrode by forming the electrode on the first substrate. The first substrate and the second substrate having the diaphragm portion are joined in a state in which the electrode is disposed opposite to the diaphragm portion at a predetermined interval and is substantially closed in a chamber facing the diaphragm portion. Therefore, the electrostatic actuator can be manufactured without the foreign matter adhering to the electrodes constituting the electromechanical conversion element.
またこの場合、第2貫通孔形成工程は、第1の基板に形成された第1の貫通孔側から高圧水流を用いたジェット孔明け方式で、第2の基板を破断打ち抜き加工して第2の貫通孔を形成することが好ましい。 Further, in this case, the second through hole forming step is performed by punching and punching the second substrate by a jet punching method using a high-pressure water flow from the first through hole side formed in the first substrate. It is preferable to form a through hole.
これによれば、第1の貫通孔で導かれた高圧水流で第2の基板を破断打ち抜き加工するジェット孔明け方式を用いるため、一気に孔明け加工でき第1の貫通孔と連通する第2の貫通孔との接合面に段差が生じることなく孔明けすることができる。また第2の貫通孔を第2の基板側から孔明けする場合に比べて、第1の貫通孔に対する第2の貫通孔の位置ズレを防止することができる。 According to this, since the jet punching method in which the second substrate is fractured and punched by the high-pressure water flow guided by the first through hole is used, the second through hole can be drilled at a time and communicated with the first through hole. A hole can be formed without a step on the joint surface with the through hole. Further, as compared with the case where the second through hole is formed from the second substrate side, it is possible to prevent the positional displacement of the second through hole with respect to the first through hole.
また本発明の静電アクチュエータの製造方法は、第1の基板に電極を形成する前に、第1の基板と第2の基板とを接合する際の位置決め用としての凹部または貫通孔を、第1の基板に形成する穴明け工程を更に備えることが好ましい。 The electrostatic actuator manufacturing method according to the present invention also includes a step of forming a recess or a through-hole for positioning when bonding the first substrate and the second substrate before forming the electrode on the first substrate. It is preferable to further comprise a drilling step formed in one substrate.
この構成によれば、第1の基板に電極を形成する前に、あらかじめ第1の基板と第2の基板とを接合する際の位置決め用としての凹部または貫通孔を形成する穴明け工程を備えておけば、この穴明け工程で発生する切削くず等の異物をきちんと除去した後に凹部または貫通孔を基準として第1の基板に電極を形成することができる。これによって電気機械変換素子を構成する電極にこの異物が付着することなく静電アクチュエータを製造することができる。また、電極が形成された第1の基板と振動板部を有する第2の基板とを、この凹部または貫通孔を基準として接合すれば精度よく接合することができる。 According to this configuration, before forming the electrode on the first substrate, a drilling step for forming a concave portion or a through-hole for positioning when the first substrate and the second substrate are bonded in advance is provided. In this case, the electrodes can be formed on the first substrate based on the recesses or the through holes after properly removing foreign matters such as cutting waste generated in the drilling step. As a result, the electrostatic actuator can be manufactured without the foreign matter adhering to the electrodes constituting the electromechanical transducer. Further, if the first substrate on which the electrode is formed and the second substrate having the vibration plate portion are bonded with reference to the recess or the through hole, the bonding can be performed with high accuracy.
本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法は、電極と振動板部とが所定の間隔をおいて対向配置されてなる電気機械変換素子を有する静電アクチュエータが、振動板部と面して位置する吐出室に充填された液体を加圧することによりノズルから液滴を吐出する液滴吐出ヘッドの製造方法において、電極を有する第1の基板と振動板部を有する第2の基板とを、電極が振動板部と所定の間隔を置いて対向配置されると共に、振動板部と面する室内に略閉塞された状態に接合する接合工程と、接合された第1の基板と第2の基板のうち少なくとも一方に流体の流路を構成する貫通孔を形成する貫通孔形成工程とを備えたことを特徴とする。 In the method for manufacturing a droplet discharge head according to the present invention, an electrostatic actuator having an electromechanical transducer element in which an electrode and a diaphragm portion are arranged to face each other at a predetermined interval is positioned facing the diaphragm portion. In a method for manufacturing a droplet discharge head that discharges droplets from a nozzle by pressurizing a liquid filled in a discharge chamber, an electrode includes a first substrate having an electrode and a second substrate having a diaphragm portion. A bonding step of being opposed to the vibration plate portion with a predetermined interval and bonding in a state of being substantially closed in a chamber facing the vibration plate portion; and among the bonded first substrate and second substrate A through-hole forming step of forming a through-hole forming a fluid flow path in at least one of the fluid flow paths.
この構成によれば、第1の基板と第2の基板のうち少なくとも一方に流体の流路を構成する貫通孔を形成する際に、電極を有する第1の基板と振動板部を有する第2の基板とを、電極が振動板部と所定の間隔を置いて対向配置されると共に、振動板部と面する室内に略閉塞された状態に接合した後に、貫通孔形成工程でこの貫通孔を形成すれば、貫通孔形成工程で発生する切削くず等の異物が電気機械変換素子を構成する電極に付着することを防ぐことができる。すなわち電極に異物が付着していない電気機械変換素子を有する静電アクチュエータを備えた液滴吐出ヘッドを歩留よく製造することができる。 According to this configuration, when the through-hole forming the fluid flow path is formed in at least one of the first substrate and the second substrate, the first substrate having the electrode and the second substrate having the diaphragm portion are formed. After the electrode is disposed so as to be opposed to the diaphragm portion with a predetermined interval and is substantially closed in a chamber facing the diaphragm portion, the through hole is formed in the through hole forming step. If formed, foreign matter such as cutting waste generated in the through hole forming step can be prevented from adhering to the electrodes constituting the electromechanical conversion element. That is, a droplet discharge head including an electrostatic actuator having an electromechanical conversion element in which no foreign matter is attached to the electrode can be manufactured with high yield.
また本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法は、電極と振動板部とが所定の間隔をおいて対向配置されてなる電気機械変換素子を有する静電アクチュエータが、振動板部と面して位置する吐出室に充填された液体を加圧することによりノズルから液滴を吐出する液滴吐出ヘッドの製造方法において、電極を有する第1の基板と振動板部を有する第2の基板とを、電極が振動板部と所定の間隔を置いて対向配置されると共に、振動板部と面する室内に略閉塞された状態に接合する接合工程と、接合された第1の基板と第2の基板とを貫通し、液体を吐出室に導くための貫通孔を前記室と連通しない位置に形成する貫通孔形成工程と、貫通孔形成工程の後に、第2の基板に第3の基板を接合することにより、吐出室を形成する吐出室形成工程とを備えたことを特徴とする。 Further, according to the method for manufacturing the droplet discharge head of the present invention, the electrostatic actuator having the electromechanical conversion element in which the electrode and the vibration plate portion are arranged to face each other with a predetermined interval is positioned facing the vibration plate portion. In a manufacturing method of a droplet discharge head that discharges droplets from a nozzle by pressurizing a liquid filled in a discharge chamber, a first substrate having an electrode and a second substrate having a diaphragm portion are connected to the electrode. Is disposed opposite to the diaphragm portion at a predetermined interval, and is joined in a state of being substantially closed in a chamber facing the diaphragm portion, and the joined first substrate and second substrate. A through-hole forming step for forming a through-hole for guiding the liquid to the discharge chamber at a position not communicating with the chamber, and joining the third substrate to the second substrate after the through-hole forming step And a discharge chamber forming step for forming a discharge chamber. It is characterized in.
この構成によれば、電極を有する第1の基板と振動部を有する第2の基板とを接合した後に、振動板部と面して位置する吐出室に液体を導くための貫通孔を第1の基板と第2の基板とを貫通するように形成する貫通孔形成工程を備えているため、静電アクチュエータを構成する電極に貫通孔形成工程で生ずる切削くず等の異物が付着することを防止することができる。また貫通孔形成工程で生ずる切削くず等の異物をきちんと除去した後に、第2の基板に第3の基板を接合することにより、吐出室を形成する吐出室形成工程とを備えているため、吐出室にこの異物が付着することを防止することができる。 According to this configuration, after the first substrate having the electrode and the second substrate having the vibrating portion are joined, the first through hole for guiding the liquid to the discharge chamber located facing the vibrating plate portion is provided. Since a through-hole forming step is formed so as to pass through the substrate and the second substrate, foreign matter such as cutting chips generated in the through-hole forming step is prevented from adhering to the electrodes constituting the electrostatic actuator. can do. In addition, since it has a discharge chamber forming step of forming a discharge chamber by bonding a third substrate to the second substrate after properly removing foreign matters such as cutting chips generated in the through hole forming step, This foreign matter can be prevented from adhering to the chamber.
また本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法は、電極と振動板部とが所定の間隔をおいて対向配置されてなる電気機械変換素子を有する静電アクチュエータが、振動板部と面して位置する吐出室に充填された液体を加圧することによりノズルから液滴を吐出する液滴吐出ヘッドの製造方法において、静電アクチュエータで加圧される液体を吐出室に導くための流路の少なくとも一部をなす第1の貫通孔を、第1の基板に電極が振動板部と所定の間隔を置いて対向配置されると共に振動板部と面する室と連通しない位置に形成する第1貫通孔形成工程と、第1の貫通孔が形成された第1の基板に電極を形成する電極形成工程と、電極が形成された第1の基板と振動板部を有する第2の基板とを、電極が振動板部と所定の間隔を置いて対向配置されると共に、振動板部と面する室内に略閉塞された状態に接合する接合工程と、第1の基板と接合された第2の基板に、第1の貫通孔に連通する第2の貫通孔を形成する第2貫通孔形成工程と、第2貫通孔形成工程の後に、第2の基板に第3の基板を接合することにより、吐出室を形成する吐出室形成工程とを備えたことを特徴とする。 Further, according to the method for manufacturing the droplet discharge head of the present invention, the electrostatic actuator having the electromechanical conversion element in which the electrode and the vibration plate portion are arranged to face each other with a predetermined interval is positioned facing the vibration plate portion. In a manufacturing method of a droplet discharge head that discharges droplets from a nozzle by pressurizing a liquid filled in a discharge chamber, at least one of flow paths for guiding the liquid pressurized by the electrostatic actuator to the discharge chamber A first through hole is formed at a position where the electrode is disposed on the first substrate so as to face the diaphragm portion at a predetermined interval and does not communicate with the chamber facing the diaphragm portion. An electrode forming step of forming an electrode on the first substrate in which the first through-hole is formed, a first substrate on which the electrode is formed, and a second substrate having a diaphragm portion. Is placed opposite the diaphragm with a predetermined distance Both the joining step of joining in a state of being substantially closed in the chamber facing the diaphragm portion, and the second through hole communicating with the first through hole in the second substrate joined to the first substrate. A second through-hole forming step to be formed; and a discharge chamber forming step of forming a discharge chamber by bonding the third substrate to the second substrate after the second through-hole forming step. And
この構成によれば、液体を吐出室に導くため、第1の基板を貫通する第1の貫通孔を形成する第1貫通孔形成工程の後に、第1の基板に静電アクチュエータを構成する電極を形成する電極形成工程を行うため、電極形成後の洗浄に使用できない酸洗浄等の方法を用いて、第1貫通孔形成工程の際に発生する切削くず等の異物をきちんと除去してから次の電極形成工程を行うことができ、電極にこの異物が付着することを防止することができる。また、電極が形成された第1の基板と振動板部を有する第2の基板とを、電極が振動板部と所定の間隔を置いて対向配置されると共に、振動板部と面する室内に略閉塞された状態に接合した後に、第1の貫通孔に連通する第2の貫通孔を形成する第2貫通孔形成工程を備えているため、第2貫通孔形成工程で発生する切削くず等の異物は、振動板部と電極とで構成される室内に付着することを防止することができる。また第2貫通孔形成工程で発生する切削くず等の異物をきちんと除去した後に、第3の基板を第2の基板に接合することができ、吐出室にこの異物が付着することを防止することができる。 According to this configuration, the electrode constituting the electrostatic actuator on the first substrate after the first through hole forming step of forming the first through hole penetrating the first substrate in order to guide the liquid to the discharge chamber. In order to perform the electrode forming process of forming the electrode, the foreign matter such as the cutting waste generated during the first through hole forming process is properly removed by using a method such as acid cleaning that cannot be used for cleaning after the electrode formation. The electrode forming step can be performed, and this foreign matter can be prevented from adhering to the electrode. In addition, the first substrate on which the electrode is formed and the second substrate having the vibration plate portion are disposed so as to face each other with a predetermined distance from the vibration plate portion, and in a room facing the vibration plate portion. Since a second through-hole forming step for forming a second through-hole communicating with the first through-hole after joining in a substantially closed state is provided, cutting waste generated in the second through-hole forming step, etc. This foreign matter can be prevented from adhering to the room constituted by the diaphragm portion and the electrode. Further, after the foreign matter such as cutting waste generated in the second through-hole forming step is properly removed, the third substrate can be bonded to the second substrate, and this foreign matter is prevented from adhering to the discharge chamber. Can do.
本発明の静電アクチュエータは、上記静電アクチュエータの製造方法を用いて製造されたことを特徴とする。 The electrostatic actuator of the present invention is manufactured using the above-described electrostatic actuator manufacturing method.
この構成によれば、第1の基板と第2の基板の少なくとも一方に流体の流路を構成する貫通孔を形成する際や、振動板部によって加圧される位置に流体を導くための流路の少なくとも一部をなす貫通孔を形成する際に、電極を有する第1の基板と振動板部を有する第2の基板とを接合する接合工程より後に孔明け加工するか、または第1の基板の電極形成工程前に孔明け加工するため、孔明けの際に発生する切削くず等の異物が電極に付着することを防止して静電アクチュエータを製造することができる。ゆえにこの異物によって電極と振動板部からなる電気機械変換素子を有する静電アクチュエータの駆動が阻害されることを防止することができる。 According to this configuration, when forming a through-hole constituting a fluid flow path in at least one of the first substrate and the second substrate, or for introducing the fluid to a position pressurized by the diaphragm portion. When forming the through hole forming at least a part of the path, the first substrate having the electrode and the second substrate having the diaphragm portion are subjected to drilling after the bonding step, or the first processing is performed. Since the drilling process is performed before the electrode forming process of the substrate, it is possible to manufacture an electrostatic actuator while preventing foreign matters such as cutting chips generated during drilling from adhering to the electrode. Therefore, it is possible to prevent the foreign matter from obstructing the driving of the electrostatic actuator having the electromechanical conversion element including the electrode and the diaphragm.
本発明の液滴吐出ヘッドは、上記液滴吐出ヘッドの製造方法を用いて製造されたことを特徴とする。 The droplet discharge head of the present invention is manufactured using the method for manufacturing a droplet discharge head.
この構成によれば、吐出室に液体を導くための貫通孔を、電極を有する第1の基板と振動板部を有する第2の基板とを接合する接合工程より後に形成する貫通孔形成工程か、または第1の基板の電極形成工程前に形成する第1貫通孔形成工程を備えているため、これらの孔明け加工で発生する切削くず等の異物が電極に付着することを防止することができる。ゆえに、この異物による静電アクチュエータの駆動が阻害されることを防止することができ、安定的な液体の吐出が可能な信頼性の高い液滴吐出ヘッドを提供することができる。 According to this configuration, the through-hole forming step for forming the through-hole for guiding the liquid to the discharge chamber after the joining step of joining the first substrate having the electrode and the second substrate having the vibration plate portion. Or a first through-hole forming step formed before the electrode forming step of the first substrate, so that it is possible to prevent foreign matter such as cutting chips generated in the drilling process from adhering to the electrode. it can. Therefore, the driving of the electrostatic actuator by the foreign matter can be prevented from being obstructed, and a highly reliable liquid droplet ejection head capable of stably ejecting liquid can be provided.
本発明の液滴吐出装置は、上記発明の液滴吐出ヘッドを搭載したことを特徴とする。これによれば、安定的な液体の吐出が可能な信頼性の高い液滴吐出ヘッドを搭載しているため、高い吐出信頼性品質を有する液滴吐出装置を提供することができる。 The liquid droplet ejection apparatus of the present invention is equipped with the liquid droplet ejection head of the above invention. According to this, since a highly reliable droplet discharge head capable of stable liquid discharge is mounted, a droplet discharge device having high discharge reliability quality can be provided.
尚、ここで述べる流体は、気体、液体、流動性をもつ樹脂等の物質を含むものである。 Note that the fluid described here includes substances such as gas, liquid, and fluid resin.
まず本発明の一実施形態であるインクジェットヘッドについて説明する。このインクジェットヘッドは、振動板部に面して位置すると共にノズルに連通する吐出室と、この吐出室に充填されたインクを振動板部とこれに対向する電極とを有する静電アクチュエータで加圧して、ノズルからインクを液滴として吐出し、記録紙等の記録媒体に印刷するインクジェットプリンタである記録装置に搭載される液滴吐出ヘッドとしてのインクジェットヘッドである。 First, an inkjet head according to an embodiment of the present invention will be described. This ink jet head is pressurized by an electrostatic actuator having a discharge chamber that faces the vibration plate portion and communicates with the nozzles, and ink filled in the discharge chamber by a vibration plate portion and an electrode facing the discharge chamber. An inkjet head as a droplet ejection head mounted on a recording apparatus that is an inkjet printer that ejects ink from a nozzle as droplets and prints on a recording medium such as recording paper.
図1は、本実施形態のインクジェットヘッドの構造を示す分解斜視図である。また図2は、図1において接合後にA−A線で切った概略断面図である。本実施形態のインクジェットヘッド10は、図1に示すとおり、電極11を有する第1の基板と、振動板部5を有する第2の基板と、インクが吐出されるノズル4を有する第3の基板とで構成されている。
FIG. 1 is an exploded perspective view showing the structure of the inkjet head of this embodiment. 2 is a schematic cross-sectional view taken along line AA after joining in FIG. As shown in FIG. 1, the
第1の基板1は、第2の基板2に設けられた各吐出室6の振動板部5に所定の間隔を置いて対向配置された複数の電極11と、電極11を底面に形成した凹部15と、凹部15の底面に形成された電極11に繋がるリード部12および端子部13と、外部に連通してインクをリザーバ8に供給するためのインク取入口14を含む貫通孔16とを有している。
The
第2の基板2は、振動板部5を底面とするインクが充填される吐出室6となる複数の凹部22と、この複数の凹部22に繋がってインクを供給するための共通インクキャビティであるリザーバ8となる凹部24と、各凹部22と凹部24を結ぶオリフィス7となる細溝23とを有している。
The
第3の基板は、第2の基板2の複数の吐出室6に連通するように形成された複数のノズル4を有している。
The third substrate has a plurality of
また、図2に示すとおり、第1の基板1と第2の基板2が接合された状態では、凹部15によって形成された室としての振動室9内に電極11が略閉塞状態に配置されるとともに、電極11と振動板部5とが所定の間隔(ギャップ)をおいて対向配置された状態にある。これら電極11と振動板部5とにより、静電気力で振動板部5を駆動させる電気機械変換素子18が構成されており、この電気機械変換素子18を有する静電アクチュエータ19が第1の基板1と第2の基板2の下部とにより構築されている。
In addition, as shown in FIG. 2, in a state where the
この振動室9は、第1の基板1と第2の基板2を前述のように接合した後に、第2の基板2端部で且つ電極11に繋がる端子部13の上部にてエポキシ樹脂等の封止材31により、外部から気密封止されている。このとき振動室9の振動板部5と電極11との間隔は、0.2μm程度に保持されている。
After the
そして、第2の基板2と第3の基板3は、吐出室6とノズル4とが対応するように接合されている。これによりインクを供給するための流路となるリザーバ8と、リザーバ8に繋がる複数の吐出室6とがそれぞれ区画され、各吐出室6毎にノズル4が連通している。尚、第2の基板2に形成されたオリフィス7となる細溝23に対応して第3の基板3にもオリフィス7を構成する細溝17が形成されている。この細溝17は、オリフィス7を通過する流体の量や圧力等を考慮して形成されるものであり、必ずしも設ける必要はない。また、本実施形態のインクジェットヘッド10は、ノズル4が第3の基板3を貫通し吐出室6と連通してインクを吐出するいわゆるフェイスインクジェット方式であるが、吐出室6と連通して第2の基板2の端部にノズル孔または溝を形成してインクジェットヘッド10の側端面(図2における左側面)に形成されたノズルからインクを吐出するエッジインクジェット方式であってもよい。
And the 2nd board |
また、インクジェットヘッド10は、第1の基板1としてホウ珪酸ガラスを用い、第2の基板2としてシリコン基板を用いているが、第1の基板1は、低膨張ガラスやシリコン基板でも製造可能である。ノズル4を有する第3の基板3は、低膨張ガラス、プラスチック、ステンレス等の金属、シリコン等の薄板を用いることができる。
The
さらにインクジェットヘッド10の駆動時に、振動板部5と電極11との短絡を防止するために第2の基板2であるシリコン基板の下面にSiO2からなる絶縁層25(図1に示す)が形成されている。またインクジェットヘッド10の駆動のために第2の基板2であるシリコン基板の上面に共通電極26(図2に示す)が形成されている。
Further, when the
このような構成のインクジェットヘッド10の共通電極26と各電極11に繋がる端子部13との間に、インクジェットヘッド10を駆動するためのドライバIC50が実装されたFPC等の回路基板を接続すれば、このインクジェットヘッド10を駆動することができる。
If a circuit board such as an FPC on which a
また、インク取入口14に図3に示すインクタンク部材409に繋がるインク供給管41を接続すれば図2に示す貫通孔16を通じてリザーバ8および各吐出室6にインクを充填することができる。本実施形態で使用するインクは、水、アルコール等の主溶媒にエチレングリコール等の界面活性剤と、染料または顔料とを溶解または分散して調整されたものである。また、インクジェットヘッド10にヒータ等の加熱機構を備えればホットメルトタイプのインクも使用することが可能である。
Further, if the
ここでインクジェットヘッド10の駆動方法について簡単に説明しておく、第1の基板1であるガラス基板に形成された電極11に対して、ドライバIC50により、例えば、正の電圧パルスを印加して電極11の表面が正の電位に帯電すると、対応する振動板部5の下面は負の電位に帯電する。すると振動板部5は、静電気力によって吸引されて電極11との間隔が狭まる方向へ撓む。このとき振動板部5が撓むことにより、インクがリザーバ8からオリフィス7を経由して吐出室6に供給される。次に電極11へ印加している電圧パルスをオフにし、蓄えられている電荷を放電すると、振動板部5は元の位置に復元する。この復元動作によって、吐出室6の内圧が急激に上昇して、吐出室6に充填されたインクを加圧しノズル4からインク液滴が記録紙に向けて吐出される。
Here, the driving method of the
尚、図1においては、1個のインクジェットヘッドの一部を図示しているが、実際には、ウエハ状の第2の基板2であるシリコン基板に複数個分のインク流路パターンである凹部22,24および細溝23を異方性エッチングで形成し、複数個分の電極11およびノズル4がそれぞれ形成された第1の基板1と第3の基板3とを第2の基板2に接合した後に、所定個所をダイシングにより切断して個々のインクジェットヘッド10に分割される。このように、複数個のインクジェットヘッド10を同時に製造することが可能であり、量産性に優れている。
In FIG. 1, a part of one inkjet head is illustrated, but actually, a concave portion that is a plurality of ink flow path patterns on a silicon substrate that is a wafer-like
次に本実施形態のインクジェットヘッド10を搭載した液滴吐出装置としての記録装置であるインクジェットプリンタについて、図3に基づいて説明する。図3は、インクジェットプリンタを示す概略図である。詳しくは、インクジェットヘッド10が搭載されたキャリッジの走査方向から見た概略図である。
Next, an ink jet printer which is a recording apparatus as a liquid droplet ejection apparatus equipped with the
図3に示すとおり、インクジェットプリンタ400は、記録紙401と、記録紙401を送る送りローラ402,405と、送りローラ402,405に対応して記録紙401を押さえる押さえローラ403,404と、インクジェットヘッド10のノズル面44が、記録紙401の印字面と所定の間隔で平行となるようにベース部材43を介してキャリッジ406に固定されたインクジェットヘッド10と、キャリッジ軸408に軸支されたキャリッジ406を図示しない駆動機構と連結して移動させるベルト407と、インクジェットヘッド10のガラス面45に接合したインク供給管41と、インク供給管41に繋がって貯留したインクを供給するインクタンク部材409とで構成されている。
As shown in FIG. 3, the
このインクジェットプリンタ400は、フェイスインクジェット方式のインクジェットヘッド10を搭載しており、インクジェットヘッド10のガラス面45に接合したインク供給管41を通じてインクタンク部材409からインクが供給され、前述のインクジェットヘッド10に設けられたインク取入口14から貫通孔16、リザーバ8を経て吐出室6(図2参照)にインクが充填されている。すなわちインク供給方向Kとノズル4からのインク吐出方向Lが同一方向となるように構成されている。したがって、インクジェットヘッド10が駆動されると、インク滴42がノズル面44と平行に位置した記録紙401に吐出され、キャリッジ406の走査と記録紙401の送りによって印刷される。
The
また、フェイスインクジェット方式のインクジェットヘッド10は、ノズル面44にインク供給管41を接合する方式でないため、インクジェットヘッド10を記録紙401に近づけて配置することが可能であり、印刷品位を高めることができる。また、記録紙401を送る送りローラ402,405をインクジェットヘッド10の近傍に配置することができ、記録紙401の浮き上がりによる紙ジャムを防止することができる。
In addition, since the face ink jet type
以降説明の煩雑さをさけるために第1の基板1であるガラス基板をガラス基板1、第2の基板2であるシリコン基板をシリコン基板2、第3の基板3をノズルプレート3と呼ぶ。
Hereinafter, in order to avoid complicated explanation, the glass substrate which is the
(第1の実施形態)
次に本発明の一実施形態のインクジェットヘッド10の製造方法について図4〜図8に基づいて説明する。図4は、第1の実施形態のインクジェットヘッドの製造方法を示す製造フロー図である。また図5は、図4の製造フローに対応した加工状態を示すインクジェットヘッドの概略断面図である。
(First embodiment)
Next, the manufacturing method of the
ガラス基板の電極形成工程S101は、ガラス基板1に電気機械変換素子を構成する電極を形成する工程である。図5(a)のガラス基板1は、厚さ1mmのホウ珪酸ガラスである。このガラス基板1に図5(b),(c)に示すように電極11とこれに繋がるリード部12および端子部13を形成する凹部15を、深さおよそ0.28μmエッチングして区画形成する。
The glass substrate electrode forming step S <b> 101 is a step of forming electrodes constituting the electromechanical conversion element on the
このエッチング方法は、エッチングされる凹部15以外のガラス基板1の面をCu−Auでマスクするようにパターニングしておき、フッ化アンモニウムと過酸化水素水の混合液にて常温でエッチングすることができる。尚、振動室9となる凹部15をシリコン基板2の電極11に対向する面に異方性エッチングによって形成してもよい。
In this etching method, the surface of the
また、ガラス基板1をエッチングする際に、ガラス基板1とシリコン基板2を接合するときの位置決め用の凹部(図示せず)を、ガラス基板1のエッチング面またはその反対面に同時にエッチングして形成してもよい。または、凹部の代わりに位置決め用の貫通孔を形成してもよい。
Further, when the
次に電極材料としてITO(Indium Tin Oxide)薄膜を真空蒸着法または真空スパッタ法等でガラス基板1に厚みおよそ0.1μm成膜する。そして成膜されたITO薄膜表面に感光性樹脂であるフォトレジストをコーティングし、電極と同じパターンを有するフォトマスクを用いて露光、現像、エッチングして図1および図5(c)に示すような電極11、リード部12および端子部13を形成する。
Next, an ITO (Indium Tin Oxide) thin film is formed as an electrode material on the
フォトレジストは、東京応化製のポジ型レジストOFPR800を用い、凹部15が区画形成され、ITO薄膜が成膜されたガラス基板1にスピンコート法により膜厚およそ1μmとして均一にコーティングされ成膜される。ITO薄膜のエッチングは、王水または塩化鉄の塩酸溶液によりエッチングを行う。エッチング後フォトレジストはガラス基板1より無機アルカリ溶液等を用いて剥離され、図5(c)に示すように凹部15の底面に電極11、端子部13が区画形成された断面構造を持つガラス基板1が形成される。
As the photoresist, a positive resist OFPR800 manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd. is used. The
シリコン基板の振動板形成工程S102は、電気機械変換素子18を構成する振動板部5と、振動板部5が底面をなす吐出室6を構成する凹部22と、共通インクキャビティであるリザーバ8を構成する凹部24と、凹部22と凹部24に連通するオリフィス7を構成する細溝23とを、シリコン基板2に異方性エッチングして区画形成する工程と、これらの凹部22,24と細溝23とが形成されたシリコン基板2に共通電極26を形成する工程とで構成されている。
In the silicon substrate diaphragm forming step S102, the
図6(a)は、シリコン基板を示す概略断面図である。このシリコン基板2は、シリコン単結晶基板を両面研磨して厚み180μmに加工したものである。またさらに大気中にて1100℃で1時間加熱することにより熱酸化し、全面にSiO2の酸化膜が約0.1μmの厚みで形成されている。この酸化膜は、図1に示す絶縁層25として機能する。
FIG. 6A is a schematic cross-sectional view showing a silicon substrate. This
図6(b)は、シリコン基板が異方性エッチングされた状態を示す概略断面図である。シリコン基板2は、ガラス基板1と同様にフォトリソグラフィ方式でエッチングされる。エッチングは、KOH水溶液にシリコン基板2を浸漬して行われる。これによって形成された振動板部5の厚みは、およそ2μmである。
FIG. 6B is a schematic cross-sectional view showing a state in which the silicon substrate is anisotropically etched. Similar to the
図6(c)は、シリコン基板に共通電極を形成した状態を示す概略断面図である。共通電極26は、インク流路である凹部22,24と細溝23とが形成されたシリコン基板2に、これらのインク流路をマスキングして、Pt(白金)を真空蒸着法または真空スパッタ法等で成膜する。
FIG. 6C is a schematic cross-sectional view showing a state where a common electrode is formed on a silicon substrate. The
接合工程S103は、電極11を有するガラス基板1(図5(c))と振動板部5を有するシリコン基板2(図6(c))とを、電極11が振動板部5と所定の間隔を置いて対向配置されると共に、振動板部5と面する振動室9内に略閉塞された状態に陽極接合する接合工程である。
In the bonding step S103, the
図5(d)は、ガラス基板1とシリコン基板2が接合された状態を示す概略断面図である。ガラス基板1とシリコン基板2を接合する陽極接合は、シリコン基板2をプラス電極、ガラス基板1をマイナス電極に接続して、300〜400℃の温度で、5分間程度700〜900V印加する。これによりシリコン基板2とガラス基板1を完全に密着させた接合を行うことができる。これにより高精度に振動室9の電極11と振動板部5とを所定の間隔を置いて接合し、基板材料の強度にほぼ等しい接合強度と気密性を得ることができる。また、ガラス基板1とシリコン基板2とを完全に密着させると共に、振動板部5を電極11との間隔を所定の寸法に保持し、接合することができれば、接着剤により貼り合わせる方法でもよい。
FIG. 5D is a schematic cross-sectional view showing a state where the
気密封止工程S104は、接合されたガラス基板1とシリコン基板2をエポキシ樹脂を用いて気密封止する工程である。接合工程S103によって、振動板部5と所定の間隔を置いて対向配置された電極11が振動室9内に略閉塞された状態になっているが、図5(d)に示すとおり、この振動室9を構成する凹部15は、ガラス基板1の端子部13の上方にシリコン基板2の端部が位置することにより開口部32を有している。気密封止工程S104は、エポキシ系熱硬化型樹脂である封止材31を用い、端子部13を後の駆動回路接続に必要な長さだけ残して、この開口部32を気密封止する(図5(e)参照)。本実施形態では、封止材31としてエポキシ系熱硬化型樹脂を用いたが、気密性を確保できれば、アクリル系光硬化型樹脂やシリコン系封着材等を用いてもよい。
The hermetic sealing step S104 is a step of hermetically sealing the bonded
貫通孔形成工程S105は、シリコン基板2に形成されたリザーバ8である凹部24にインクを導くため、インク取入口14として、接合されたガラス基板1とシリコン基板2とを貫通する貫通孔16を形成する工程である。
In the through-hole forming step S105, in order to guide ink to the
この貫通孔形成工程S105は、先にガラス基板1からガラス基板1の厚みの半分以上で且つ貫通させない位置まで穿孔する第1の穿孔工程と、第1の穿孔工程の後にガラス基板1側から高圧水流を用いたジェット孔明け方式で、ガラス基板1とシリコン基板2との貫通前の残りの部分を破断打ち抜き加工して貫通させる第2の穿孔工程とによって構成されている。
In this through-hole forming step S105, a high-pressure is first applied from the
図7は、孔明け加工方法を示す概略断面図である。図7(a)は、第1の穿孔工程を示している。まずガラス基板1からダイヤモンドドリル60を用いてガラス基板1を貫通させない位置まで穿孔する。本実施形態では、ガラス基板1の厚みが1mmのためおよそ0.6mmの深さまでφ0.8mmのダイヤモンドドリル60で穿孔した。尚、穿孔する穴のサイズに応じて最初は、小さな穴を明け、次にこれより大きな穴を明けるというように段階的に穿孔してもよい。これは、無理に穴加工すると、ガラス基板1のインク取入口14にチッピングやクラックが発生し、後にインク供給管41を接続した際に、インク漏れが起こる可能性があるからである。図5(f)は、第1の穿孔工程が終了した状態を示している。
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing a drilling method. FIG. 7A shows the first drilling step. First, a hole is drilled from the
次に図7(b),(c)は、第2の穿孔工程を示している。第1の穿孔工程で形成された穴16cに高圧水流71をジェットノズル70から導いて、ガラス基板1の残りおよそ0.4mmとシリコン基板2のリザーバ8となる凹部24の底面を同時に破断打ち抜き加工して、図5(g)に示す貫通孔16を形成する。この方法によれば、貫通孔16は、途中に段差を生じることなく形成することができる。
Next, FIGS. 7B and 7C show a second drilling step. A high-
また、接合されたガラス基板1とシリコン基板2とは、前工程の気密封止工程S104で密閉されているため、第1の穿孔工程および第2の穿孔工程で発生した切削くずや基板破片72等の異物が電気機械変換素子18を構成する電極11に付着することを防止することができる。さらに、破断打ち抜きされた基板破片72は、高圧水流71によって吹き飛ばされシリコン基板2に再付着することを防ぐことができる。尚、ジェットノズル70からの高圧水流71でガラス基板1のインク取入口14形成面が傷まないように、第1の穿孔工程が終了した後にインク取入口14以外の面を保護するマスクを設けて、第2の穿孔工程を実施するのが好ましい。
Further, since the bonded
また、第2の穿孔工程を精度よく容易に形成するため、シリコン基板2の振動板形成工程S102に加えて、事前に貫通孔16の位置に相当するガラス基板1との接合面において、シリコン基板2に凹部としてのピットをエッチングしておけば、第2の穿孔工程の高圧水流71によってこのピット部分から容易に破断され精度よく打ち抜いて貫通孔16を形成することができる。
Further, in order to easily and accurately form the second drilling step, in addition to the diaphragm forming step S102 of the
次にノズルプレートの溝形成工程S106とノズル形成工程S107は、先のシリコン基板2に区画形成されたリザーバ8としての凹部24と吐出室6である凹部22を繋ぐオリフィス7を構成する細溝17と、区画形成された複数の吐出室6に対応してインクを吐出するためのノズル4を形成する工程である。
Next, in the nozzle plate groove forming step S106 and the nozzle forming step S107, the
図8(a)〜(c)は、ノズルプレートの溝形成工程とノズル形成工程を示す概略断面図である。図8(a)は、ノズルプレート3を示している。本実施形態ではノズルプレート3の材料としてシリコン薄板を用いている。したがって、細溝17とノズル穴4aは、先のシリコン基板2に凹部22,24や細溝23を異方性エッチングで形成したと同じ方法で形成する。そしてノズル4は、シリコン薄板に腐食性ガスを用いたプラズマエッチングによりドライエッチングして1度に複数のノズル4を開口する(図8(b),(c)参照)。
8A to 8C are schematic cross-sectional views showing a nozzle plate groove forming step and a nozzle forming step. FIG. 8A shows the
吐出室形成工程S108は、ノズルプレート3をシリコン基板2に接合してリザーバ8と、吐出室6に繋がるオリフィス7と、吐出室6とで構成されるインク流路を形成する工程である。図5(h)は、吐出室形成工程を示す概略断面図である。ノズルプレート3とシリコン基板2との接合は、エポキシ系熱硬化型樹脂で加熱加圧接着する。
The discharge chamber forming step S108 is a step of joining the
切断工程S109は、以上のようにして電極11を有するガラス基板1と振動板部5を有するシリコン基板2およびノズルプレート3の3層構造となった前述の複数のインクジェットヘッド10を所定の位置でダイシングにより分断し、個々のインクジェットヘッド10を取り出す工程である。
In the cutting step S109, the above-described plurality of inkjet heads 10 having a three-layer structure of the
ヘッド組立工程S110は、1つのインクジェットヘッド10に備えられたシリコン基板2上の共通電極26とガラス基板1の電極11に繋がる端子部13との間に、電気機械変換素子18を有する静電アクチュエータ19を駆動するためのドライバIC50を実装したFPC等の回路基板をACF(異方性導電フィルム(Anisotropic Conductive Film))等を用いて接続する工程である。
The head assembly step S110 includes an electrostatic actuator having an
上記の第1の実施形態の効果は、以下のとおりである。
(1)電極11を有するガラス基板1と振動板部5を有するシリコン基板2とを、振動板部5と所定の間隔を置いて対向配置された電極11が振動室9に略閉塞された状態に接合された接合工程S103の後に、リザーバ8にインクを導くための貫通孔16を形成する貫通孔形成工程S105を備えている。このため、この貫通孔形成工程S105で発生する切削くず等の異物61が電気機械変換素子18を構成する電極11に付着することを防止することができる。これにより電気機械変換素子18を備えた静電アクチュエータ19を有するインクジェットヘッド10は、異物不良が少なく歩留まりがよい状態で製造することができる。
(2)貫通孔形成工程S105は、先にガラス基板1からガラス基板1の厚みの半分以上で且つ貫通させない位置まで穿孔する第1の穿孔工程と、第1の穿孔工程の後にガラス基板1側から高圧水流を用いたジェット孔明け方式で、ガラス基板1とシリコン基板2との貫通前の残りの部分を破断打ち抜き加工して貫通させる第2の穿孔工程とによって構成されている。この際、第1の穿孔工程で形成された穴16cに高圧水流71をジェットノズル70から導いて、ガラス基板1の残りとシリコン基板2のリザーバ8となる凹部24の底面を同時に破断打ち抜き加工して、貫通孔16を形成するため、貫通孔16が、途中に段差を生じることなく形成することができる。また、接合されたガラス基板1とシリコン基板2とは、前工程の気密封止工程S104で密閉されているため、第1の穿孔工程および第2の穿孔工程で発生した切削くずや基板破片72等の異物が電気機械変換素子18を構成する電極11に付着することを防止することができる。さらに、破断打ち抜きされた基板破片72は、高圧水流71によって吹き飛ばされシリコン基板2に再付着することを防ぐことができる。
The effects of the first embodiment are as follows.
(1) A state in which the
(2) The through-hole forming step S105 includes a first drilling step of drilling from the
(第2の実施形態)
本発明を適用したインクジェットヘッドの製造方法について他の実施形態を図9〜図10に基づいて説明する。図9は、第2の実施形態のインクジェットヘッドの製造方法を示す製造フロー図である。また、図10は、図9の製造フローに対応した製造工程を示すインクジェットヘッドの概略断面図である。尚、第2の実施形態では、第1の実施形態と異なる部分を中心に説明する。また、第2の実施形態のインクジェットヘッドを搭載した液滴吐出装置としての記録装置であるインクジェットプリンタ400は、基本構造として前述したものと同一であるため説明を省略する。
(Second Embodiment)
Another embodiment of the ink jet head manufacturing method to which the present invention is applied will be described with reference to FIGS. FIG. 9 is a manufacturing flow diagram illustrating a method of manufacturing the ink jet head according to the second embodiment. FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of the inkjet head showing the manufacturing process corresponding to the manufacturing flow of FIG. Note that, in the second embodiment, the description will focus on parts that are different from the first embodiment. In addition, an
第1貫通孔形成工程S201は、シリコン基板2に形成されるリザーバ8にインクを導くため、ガラス基板1にインク取入口14とインク流路となる第1の貫通孔16aを形成する工程である。図10(a)は、ガラス基板を示す概略断面図である。ガラス基板1は、厚み1mmのホウ珪酸ガラスで構成されている。図10(b)は、ガラス基板に第1の貫通孔を形成した概略断面図である。第1の貫通孔16aは、大きさφ0.8mmのダイヤモンドドリル60を用いて切削加工されている。
The first through-hole forming step S201 is a step of forming the first through-hole 16a serving as the
この場合、孔明け加工によるチッピングやクラックが第1の貫通孔16aの貫通側に発生しやすく、後にインク供給管41を接合してインクを充填した場合、チッピングやクラック部からインクが漏れることのないように、ガラス基板1の両面それぞれから穿孔するように孔明けを分けて実施することが好ましい。また1度に無理やり孔明けせず、先に小さな孔を穿孔し、徐々に大きくするように孔明けすることが好ましい。
In this case, chipping and cracks due to drilling are likely to occur on the penetrating side of the first through hole 16a, and when the
シリコン基板の振動板形成工程S202は、電気機械変換素子18を構成する振動板部5と、振動板部5が底面をなす吐出室6を構成する凹部22と、共通インクキャビティであるリザーバ8を構成する凹部24と、凹部22と凹部24に連通するオリフィス7を構成する細溝23とを、シリコン基板2に異方性エッチングして区画形成する工程と、これらの凹部22,24と細溝23とが形成されたシリコン基板2に共通電極26を形成する工程とで構成されている。加工方法は、図6(a)〜(c)に示す第1の実施形態のシリコン基板の振動板形成工程S102と同様に加工され、振動板部5は同じくおよそ2μmの厚みに形成されている。
In the silicon substrate diaphragm forming step S202, the
ガラス基板の電極形成工程S203は、第1の貫通孔16aが形成されたガラス基板1に電気機械変換素子18を構成する電極11を形成する工程である。ガラス基板1に図10(c)に示すように電極11とこれに繋がるリード部12および端子部13が配置される凹部15を、深さおよそ0.28μmエッチングにより形成する。このエッチング方法は、第1の実施形態のガラス基板の電極形成工程S101と同様の方法である。
The glass substrate electrode forming step S203 is a step of forming the
次に凹部15が形成されたガラス基板1に電極を形成する。電極材料としてITO(Indium Tin Oxide)薄膜を真空蒸着法または真空スパッタ法等でガラス基板1に厚みおよそ0.1μm成膜する。そして成膜されたITO薄膜表面に感光性樹脂であるフォトレジストをコーティングし、電極と同じパターンを有するフォトマスクを用いて露光、現像、エッチングして図1および図10(d)に示すような電極11、リード部12および端子部13を形成する。
Next, an electrode is formed on the
この場合のフォトレジストのコーティング方法としては、すでにガラス基板1には、第1の貫通孔16aが形成されているため、スピンコート法では、第1の貫通孔16a付近にレジスト塗布ムラが発生してしまうため、スリットコート法もしくは、スプレーコート法によりフォトレジストをコーティングする。フォトレジストの厚みはおよそ1.5μmでコーティング後の乾燥処理により溶媒成分が揮発し、膜厚は、1.2μm程度になる。
As a photoresist coating method in this case, since the first through hole 16a is already formed in the
ITO薄膜のエッチング方法とエッチング後のフォトレジスト除去方法は、第1の実施形態のガラス基板の電極形成工程S101と同様に王水または塩化鉄の塩酸溶液でエッチングし、無機アルカリ溶液等でレジストを剥離する。 The ITO thin film etching method and the post-etching photoresist removal method are the same as in the electrode forming step S101 of the glass substrate of the first embodiment. Peel off.
このようなガラス基板の電極形成工程S203によれば、第1の貫通孔16aを事前に孔明けしてから電極形成を行うため、第1貫通孔形成工程S201で発生した切削くず等の異物をRCA洗浄等の方法で除去してから、この電極形成工程S203を実施すれば、電気機械変換素子18を構成する電極11に異物を付着させることなく形成することができる。
According to such a glass substrate electrode forming step S203, the first through hole 16a is drilled in advance and then the electrode is formed. Therefore, foreign matter such as cutting chips generated in the first through hole forming step S201 is removed. If this electrode formation step S203 is performed after removing by a method such as RCA cleaning, the
接合工程S204は、電極11を有するガラス基板1(図10(d))と振動板部5を有するシリコン基板2(図6(c))とを、電極11が振動板部5と所定の間隔を置いて対向配置されると共に、振動板部5と面する振動室9内に略閉塞された状態に陽極接合する接合工程である。この陽極接合方法は、第1の実施形態の接合工程S103と同様であり、図10(e)の概略断面図に示すように接合される。
In the bonding step S204, the
気密封止工程S205は、接合されたガラス基板1とシリコン基板2をエポキシ樹脂を用いて気密封止する工程である。接合工程S204によって、振動板部5と所定の間隔を置いて対向配置された電極11が振動室9内に略閉塞された状態になっているが、図10(e)に示すとおり、この振動室9を構成する凹部15は、ガラス基板1の端子部13の上方にシリコン基板2の端部が位置することにより開口部32を有している。気密封止工程S205は、エポキシ系熱硬化型樹脂である封止材31を用い、端子部13を後の駆動回路接続に必要な長さだけ残して、この開口部32を気密封止する(図10(f)参照)
The hermetic sealing step S205 is a step of hermetically sealing the bonded
第2貫通孔形成工程S206は、電極11を有するガラス基板1と振動板部5を有するシリコン基板2とを接合した後に、第1の貫通孔16aに連通すると共に、シリコン基板2を貫通する第2の貫通孔16bを形成する工程である。
In the second through-hole forming step S206, after the
図10(g)は、第2の貫通孔が形成された状態を示す概略断面図である。第2の貫通孔16bの孔明け方法としては、ガラス基板1に形成された第1の貫通孔16aを通じて高圧水流71を導き、この高圧水流71でシリコン基板2を破断打ち抜き加工して第2の貫通孔16bを形成するジェット孔明け方式を用いている。この方法によれば、すでに電極11を有するガラス基板1と振動板部5を有するシリコン基板2とを、振動板部5と所定の間隔を置いて対向配置された電極11が振動室9に略閉塞された状態に接合されているため、破断打ち抜き加工されたシリコン基板2の破片が電極11に付着することがない。また、この破片は、高圧水流71によって吹き飛ばされるため、シリコン基板2に再付着することも防止することができる。さらに常に第1の貫通孔16a方向から孔明けされるため、第1の貫通孔16aと第2の貫通孔16bとが位置ズレすることを防ぐことができる。また、第2の貫通孔をシリコン基板2への振動板形成工程S202において異方性エッチングにて事前形成しておいてもよい。
FIG. 10G is a schematic cross-sectional view showing a state where the second through hole is formed. As a method for drilling the second through-hole 16b, a high-
ノズルプレートの溝形成工程S207およびノズル形成工程S208は、先のシリコン基板2に区画形成されたリザーバ8となる凹部24と吐出室6となる凹部22を繋ぐオリフィス7を構成する細溝17と、区画形成された複数の吐出室6に対応してインクを吐出するためのノズル4を形成する工程である。本実施形態ではノズルプレート3の材料としてシリコン薄板を用いている。したがって、これらの加工方法は、図8(a)〜(c)に示す第1の実施形態のノズルプレートの溝形成工程S106およびノズル形成工程S107と同様な方法で加工する。
The nozzle plate groove forming step S207 and the nozzle forming step S208 include a
吐出室形成工程S209は、ノズルプレート3をシリコン基板2に接合してリザーバ8と、吐出室6に繋がるオリフィス7と、吐出室6とで構成されるインク流路を形成する工程である。図10(h)は、吐出室形成工程を示す概略断面図である。ノズルプレート3とシリコン基板2との接合は、エポキシ系熱硬化型樹脂で加熱加圧接着する。
The discharge chamber forming step S209 is a step in which the
以降の切断工程S210およびヘッド組立工程S211は、第1の実施形態の切断工程S109およびヘッド組立工程S110と同じである。 The subsequent cutting step S210 and head assembly step S211 are the same as the cutting step S109 and head assembly step S110 of the first embodiment.
上記の第2の実施形態の効果は、以下のとおりである。
(1)リザーバ8にインクを導くための第1の貫通孔16aをガラス基板1に形成する第1貫通孔形成工程S201の後に、ガラス基板1に電極11、リード部12および端子部13を形成する電極形成工程S203を備えているため、第1貫通孔形成工程S201で発生した切削くず等の異物61を取り除いてから電極形成工程S203を行うことができる。よって、電気機械変換素子18を構成する電極11にこの異物61が付着することを防止することができる。
(2)第1の貫通孔16aをガラス基板1に形成する第1貫通孔形成工程S201の後に、ガラス基板1に電極11、リード部12および端子部13を形成する電極形成工程S203を備えているため、第1貫通孔形成工程S201で発生した切削くず等の異物を取り除く方法として、電極形成後の洗浄に使用できない酸洗浄等の方法を用いることができる。すなわち洗浄方法の選択の幅が広がり確実に異物を除去することができる。
(3)第2貫通孔形成工程S206は、ガラス基板1に形成された第1の貫通孔16aを通じて高圧水流71を導き、この高圧水流71でシリコン基板2を破断打ち抜き加工して第2の貫通孔16bを形成するジェット孔明け方式を用いている。この際、すでに電極11を有するガラス基板1と振動板部5を有するシリコン基板2とを、振動板部5と所定の間隔を置いて対向配置された電極11が振動室9に略閉塞された状態に接合されているため、破断打ち抜き加工されたシリコン基板2の破片が電極11に付着することがない。また、この破片は、高圧水流71によって吹き飛ばされるため、シリコン基板2に再付着することも防止することができる。さらに常に第1の貫通孔16a方向から孔明けされるため、第1の貫通孔16aと第2の貫通孔16bとが位置ズレすることを防ぐことができる。
The effects of the second embodiment are as follows.
(1) After the first through hole forming step S201 in which the first through hole 16a for guiding ink to the
(2) After the first through hole forming step S201 for forming the first through hole 16a in the
(3) In the second through-hole forming step S206, the high-
上記の各実施形態の変形例は、以下のとおりである。
(変形例1)第1の実施形態における貫通孔形成工程S105と第2の実施形態における第1貫通孔形成工程S201および第2貫通孔形成工程S206において、ダイヤモンドドリル60または高圧水流71によるジェット孔明け方式を用いたが、これらの孔明けは、炭酸ガスレーザー等のレーザー光による孔明け方式も採用することができる。
(変形例2)貫通孔は、インクなどの液体の流路に限定されない。例えばガラス基板1に複数区画形成された端子部13に共通に連通する流路と、この流路に繋がる2つの貫通孔を形成し、次に電極11を有するガラス基板1と振動板部5を有するシリコン基板2とを接合すれば、気密封止工程S104において、2つの貫通孔の一方から流動性の封止材31を注入し、他方から吸引して、封止材31をガラス基板1とシリコン基板2がなす隙間に充填する。つまり、流路は、各振動室9を気密封止する封止材31の通路であってもよい。これによれば、封止部をよりコンパクトに設計することができインクジェットヘッド10を小型化することが可能である。尚、この場合、2つの貫通孔は、電極11を形成する前に孔明け加工されることが好ましい。
(変形例3)貫通孔は、インクなどの液体に限定されない。例えば振動室9が気密封止されている構造であると、振動室9の内圧と外気圧との圧力差を解消するように振動板部5が撓むために電極11と振動板部5との間隔(ギャップ)が変動することによって振動バラツキを引き起こす惧れがあり、これを防ぐために圧力補償用のダイヤフラムをインクジェットヘッドに設ける場合がある。この圧力補償用のダイヤフラムは、第2の基板に形成された隔壁を挟んで両側に二室を備える構造をとり、そのうちの第1の室が振動室9に連通するとともに、第2の室が大気連通孔を介して大気に連通している。貫通孔は、このような大気連通孔であってもよい。なお、ダイヤフラムを構成する第1の室は、第1の基板と第2の基板のうち少なくとも一方に形成された凹部により形成され、第2の室は、第2の基板と第3の基板のうち少なくとも一方に形成された凹部により形成される。
(変形例4)貫通孔は、インクなどの液体の流路に限定されない。例えば第3の基板(ノズルプレート)における第2の基板側とは反対側となる面にインク取り入れ口(孔)を形成し、このインク取り入れ口に接続した管路を通じてインクを吐出室へ供給する構成の液滴吐出ヘッドの場合、貫通孔は、電気機械変換素子の室を大気と連通させる通路であってもよい。
(変形例5)本実施形態のインクジェットヘッド10において、充填される液体は、インクに限定されない。例えば、カラーフィルタや有機EL表示装置をインクジェット方式で製造する時に吐出する機能液を液体としてインクジェットヘッド10に充填してもよい。
また、インクジェットヘッド10の内部に形成されたインク流路を洗浄するための洗浄液でもよい。
Modifications of the above embodiments are as follows.
(Modification 1) In the through-hole forming step S105 in the first embodiment and the first through-hole forming step S201 and the second through-hole forming step S206 in the second embodiment, the jet holes by the
(Modification 2) The through hole is not limited to the flow path of liquid such as ink. For example, a flow path that communicates in common with the
(Modification 3) The through hole is not limited to a liquid such as ink. For example, when the
(Modification 4) The through hole is not limited to the flow path of liquid such as ink. For example, an ink intake port (hole) is formed on the surface of the third substrate (nozzle plate) opposite to the second substrate side, and ink is supplied to the discharge chamber through a conduit connected to the ink intake port. In the case of the droplet discharge head having the configuration, the through hole may be a passage that communicates the chamber of the electromechanical conversion element with the atmosphere.
(Modification 5) In the
Alternatively, a cleaning liquid for cleaning the ink flow path formed inside the
上記の各実施形態と変形例から把握される技術的思想は、以下のとおりである。
(1)前記貫通孔形成工程で形成される流体の前記流路は、接合された前記第1の基板と前記第2の基板のうち少なくとも前記第1の基板を貫通する貫通孔を含む静電アクチュエータの製造方法および液滴吐出ヘッドの製造方法。
(2)前記貫通孔形成工程で形成される流体の前記流路は、接合された前記第1の基板と前記第2の基板のうち前記第1の基板を貫通して、前記電気機械変換素子を構成する前記電極が前記振動板部と所定の間隔を置いて対向配置された室に連通する通気路の一部をなす流路である静電アクチュエータの製造方法および液滴吐出ヘッドの製造方法。
(3)前記第1貫通孔形成工程は、前記電極が形成される前記第1の基板における前記第2の基板と接合する面側と、前記第1の基板における前記第2の基板と接合する面の反対面側の両方から穿孔して、前記第1の貫通孔を形成した静電アクチュエータの製造方法および液滴吐出ヘッドの製造方法。
(4)前記電極が前記振動板部と所定の間隔を置いて対向配置されると共に、前記振動板部と面する室内に略閉塞された状態に接合する接合工程は、前記第2の基板の前記第1の基板と接合する面に振動板部を構成する凹部を形成して、前記電極を有する前記第1の基板と接合する静電アクチュエータの製造方法および液滴吐出ヘッドの製造方法。
The technical idea grasped from each of the above-described embodiments and modifications is as follows.
(1) The flow path of the fluid formed in the through-hole forming step includes a through-hole penetrating at least the first substrate out of the first substrate and the second substrate bonded together. An actuator manufacturing method and a droplet discharge head manufacturing method.
(2) The flow path of the fluid formed in the through-hole forming step passes through the first substrate of the first substrate and the second substrate that are joined, and the electromechanical conversion element Manufacturing method of electrostatic actuator and manufacturing method of liquid droplet ejection head, wherein the electrode constituting the electrode is a flow path forming a part of a ventilation path communicating with a chamber disposed opposite to the diaphragm portion at a predetermined interval .
(3) In the first through hole forming step, the surface of the first substrate on which the electrode is formed is bonded to the second substrate, and the first substrate is bonded to the second substrate. A manufacturing method of an electrostatic actuator and a manufacturing method of a droplet discharge head in which the first through hole is formed by drilling from both sides opposite to the surface.
(4) The joining step of joining the electrode in a state of being substantially closed in a chamber facing the diaphragm portion while being arranged to face the diaphragm portion with a predetermined interval is performed on the second substrate. A manufacturing method of an electrostatic actuator and a manufacturing method of a droplet discharge head, which are formed on a surface to be bonded to the first substrate, forming a concave portion constituting a vibration plate portion and bonded to the first substrate having the electrode.
1…第1の基板としてのガラス基板、2…第2の基板としてのシリコン基板、3…第3の基板としてのノズルプレート、4…ノズル、5…振動板部、6…吐出室、9…室としての振動室、10…インクジェットヘッド、11…電極、12…リード部、13…端子部、14…インク取入口、16…貫通孔、16a…第1の貫通孔、16b…第2の貫通孔、18…電気機械変換素子、19…静電アクチュエータ、15,22,24…凹部、17,23…細溝、42…液滴としてのインク滴、71…高圧水流、400…液滴吐出装置としてのインクジェットプリンタ、S101,S203…ガラス基板の電極形成工程、S102,S202…シリコン基板の振動板形成工程、S103,S204…接合工程、S104,S205…気密封止工程、S105…貫通孔形成工程、S106,S207…ノズルプレートの溝形成工程、S107,S208…ノズル形成工程、S108,S209…吐出室形成工程、S109,S210…切断工程、S110,S211…ヘッド組立工程。
DESCRIPTION OF
Claims (13)
前記電極を有する第1の基板と前記振動板部を有する第2の基板とを、前記電極が前記振動板部と所定の間隔を置いて対向配置されると共に、前記振動板部と面する室内に略閉塞された状態に接合する接合工程と、
接合された前記第1の基板と前記第2の基板のうち少なくとも一方に流体の流路を構成する貫通孔を形成する貫通孔形成工程とを備えたことを特徴とする静電アクチュエータの製造方法。 A method of manufacturing an electrostatic actuator having an electromechanical conversion element in which an electrode and a diaphragm portion are arranged to face each other at a predetermined interval,
A chamber in which the first substrate having the electrode and the second substrate having the diaphragm portion are arranged to face the diaphragm portion with a predetermined distance between the electrode and the diaphragm portion. A joining step for joining in a substantially closed state;
A method of manufacturing an electrostatic actuator, comprising: a through hole forming step of forming a through hole forming a fluid flow path in at least one of the bonded first substrate and the second substrate. .
前記電極を有する第1の基板と前記振動板部を有する第2の基板とを、前記電極が前記振動板部と所定の間隔を置いて対向配置されると共に、前記振動板部と面する室内に略閉塞された状態に接合する接合工程と、
前記電気機械変換素子の前記振動板部で加圧される位置に流体を導くための流路の少なくとも一部をなす貫通孔を、前記第1の基板と前記第2の基板とを貫通し、前記室と連通しない位置に形成する貫通孔形成工程とを備えたことを特徴とする静電アクチュエータの製造方法。 A method of manufacturing an electrostatic actuator having an electromechanical conversion element in which an electrode and a diaphragm portion are arranged to face each other at a predetermined interval,
A chamber in which the first substrate having the electrode and the second substrate having the diaphragm portion are arranged to face the diaphragm portion with a predetermined distance between the electrode and the diaphragm portion. A joining step for joining in a substantially closed state;
Passing through the first substrate and the second substrate through a through hole forming at least a part of a flow path for guiding a fluid to a position pressurized by the diaphragm portion of the electromechanical transducer, A manufacturing method of an electrostatic actuator, comprising: a through hole forming step formed at a position not communicating with the chamber.
前記第1の穿孔工程の後に前記第1の基板側から高圧水流を用いたジェット孔明け方式で、前記第1の基板と前記第2の基板との貫通前の残りの部分を破断打ち抜き加工して、前記貫通孔を形成する第2の穿孔工程とを備えたことを特徴とする請求項2に記載の静電アクチュエータの製造方法。 The through-hole forming step includes a first drilling step of drilling from the first substrate to a position that is not less than half of the thickness of the first substrate and does not penetrate the first substrate;
After the first drilling step, the remaining part of the first substrate and the second substrate before penetrating is broken and punched by a jet drilling method using a high-pressure water flow from the first substrate side. The method for manufacturing an electrostatic actuator according to claim 2, further comprising a second drilling step of forming the through hole.
第1の基板に流体の流路を構成する第1の貫通孔を形成する第1貫通孔形成工程と、
前記第1の貫通孔が形成された第1の基板に電極を形成する電極形成工程と、
前記電極が形成された第1の基板と前記振動板部を有する第2の基板とを、前記電極が前記振動板部と所定の間隔を置いて対向配置されると共に、前記振動板部と面する室内に略閉塞された状態に接合する接合工程と、
前記第1の基板と接合された前記第2の基板に、前記第1の貫通孔に連通する第2の貫通孔を形成する第2貫通孔形成工程とを備えたことを特徴とする静電アクチュエータの製造方法。 A method of manufacturing an electrostatic actuator having an electromechanical conversion element in which an electrode and a diaphragm portion are arranged to face each other at a predetermined interval,
A first through hole forming step of forming a first through hole forming a fluid flow path in the first substrate;
An electrode forming step of forming an electrode on the first substrate in which the first through hole is formed;
The first substrate on which the electrode is formed and the second substrate having the diaphragm portion are disposed so as to face the diaphragm portion with a predetermined distance, and the diaphragm portion and the surface. A joining step for joining in a substantially blocked state in the room
And a second through hole forming step of forming a second through hole communicating with the first through hole in the second substrate bonded to the first substrate. Actuator manufacturing method.
前記電気機械変換素子の前記振動板部で加圧される位置に流体を導くための流路の少なくとも一部をなす第1の貫通孔を、前記電極が前記振動板部と所定の間隔を置いて対向配置されると共に前記振動板部と面する室内に連通しない位置で、第1の基板に形成する第1貫通孔形成工程と、
前記第1の貫通孔が形成された前記第1の基板に電極を形成する電極形成工程と、
前記電極が形成された前記第1の基板と前記振動板部を有する第2の基板とを、前記電極が前記振動板部と所定の間隔を置いて対向配置されると共に、前記振動板部と面する室内に略閉塞された状態に接合する接合工程と、
前記第1の基板と接合された前記第2の基板に、前記第1の貫通孔に連通する第2の貫通孔を形成する第2貫通孔形成工程とを備えたことを特徴とする静電アクチュエータの製造方法。 A method of manufacturing an electrostatic actuator having an electromechanical conversion element in which an electrode and a diaphragm portion are arranged to face each other at a predetermined interval,
A first through-hole forming at least a part of a flow path for guiding a fluid to a position pressurized by the diaphragm portion of the electromechanical transducer is provided, and the electrode is spaced from the diaphragm portion by a predetermined distance. A first through-hole forming step that is formed in the first substrate at a position that does not communicate with the chamber facing the diaphragm portion and being opposed to the diaphragm,
Forming an electrode on the first substrate in which the first through-hole is formed;
The first substrate on which the electrode is formed and the second substrate having the diaphragm portion are disposed so as to face the diaphragm portion with a predetermined interval, and the diaphragm portion A joining step for joining in a substantially closed state in the facing room;
And a second through hole forming step of forming a second through hole communicating with the first through hole in the second substrate bonded to the first substrate. Actuator manufacturing method.
前記電極を有する第1の基板と前記振動板部を有する第2の基板とを、前記電極が前記振動板部と所定の間隔を置いて対向配置されると共に、前記振動板部と面する室内に略閉塞された状態に接合する接合工程と、
接合された前記第1の基板と前記第2の基板のうち少なくとも一方に流体の流路を構成する貫通孔を形成する貫通孔形成工程とを備えたことを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。 An electrostatic actuator having an electromechanical conversion element in which an electrode and a vibration plate portion are arranged to face each other with a predetermined interval pressurizes a liquid filled in a discharge chamber located facing the vibration plate portion. In a manufacturing method of a droplet discharge head that discharges droplets from a nozzle by
A chamber in which the first substrate having the electrode and the second substrate having the diaphragm portion are arranged to face the diaphragm portion with a predetermined distance between the electrode and the diaphragm portion. A joining step for joining in a substantially closed state;
A droplet discharge head manufacturing method comprising: a through-hole forming step for forming a through-hole forming a fluid flow path in at least one of the bonded first substrate and the second substrate. Method.
前記電極を有する第1の基板と前記振動板部を有する第2の基板とを、前記電極が前記振動板部と所定の間隔を置いて対向配置されると共に、前記振動板部と面する室内に略閉塞された状態に接合する接合工程と、
接合された前記第1の基板と前記第2の基板とを貫通し、前記液体を前記吐出室に導くための貫通孔を前記室内と連通しない位置に形成する貫通孔形成工程と、
前記貫通孔形成工程の後に、前記第2の基板に第3の基板を接合することにより、前記吐出室を形成する吐出室形成工程とを備えたことを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。 An electrostatic actuator having an electromechanical conversion element in which an electrode and a vibration plate portion are arranged to face each other with a predetermined interval pressurizes a liquid filled in a discharge chamber located facing the vibration plate portion. In a manufacturing method of a droplet discharge head that discharges droplets from a nozzle by
A chamber in which the first substrate having the electrode and the second substrate having the diaphragm portion are arranged to face the diaphragm portion with a predetermined distance between the electrode and the diaphragm portion. A joining step for joining in a substantially closed state;
A through-hole forming step of forming a through-hole for penetrating the bonded first substrate and the second substrate and guiding the liquid to the discharge chamber at a position not communicating with the chamber;
A method of manufacturing a droplet discharge head, comprising: a discharge chamber forming step of forming the discharge chamber by bonding a third substrate to the second substrate after the through hole forming step. .
前記静電アクチュエータで加圧される前記液体を前記吐出室に導くための流路の少なくとも一部をなす第1の貫通孔を、第1の基板に前記電極が前記振動板部と所定の間隔を置いて対向配置されると共に前記振動板部と面する室と連通しない位置に形成する第1貫通孔形成工程と、
第1の貫通孔が形成された前記第1の基板に前記電極を形成する電極形成工程と、
前記電極が形成された前記第1の基板と前記振動板部を有する第2の基板とを、前記電極が前記振動板部と所定の間隔を置いて対向配置されると共に、前記振動板部と面する室内に略閉塞された状態に接合する接合工程と、
前記第1の基板と接合された前記第2の基板に、前記第1の貫通孔に連通する第2の貫通孔を形成する第2貫通孔形成工程と、
前記第2貫通孔形成工程の後に、前記第2の基板に第3の基板を接合することにより、前記吐出室を形成する吐出室形成工程とを備えたことを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。 An electrostatic actuator having an electromechanical conversion element in which an electrode and a vibration plate portion are arranged to face each other with a predetermined interval pressurizes a liquid filled in a discharge chamber located facing the vibration plate portion. In a manufacturing method of a droplet discharge head that discharges droplets from a nozzle by
A first through hole forming at least a part of a flow path for guiding the liquid pressurized by the electrostatic actuator to the discharge chamber is provided, and the electrode is provided on the first substrate with a predetermined distance from the diaphragm portion. A first through-hole forming step that is disposed opposite to the chamber and is formed at a position that does not communicate with the chamber facing the diaphragm portion;
An electrode forming step of forming the electrode on the first substrate in which a first through hole is formed;
The first substrate on which the electrode is formed and the second substrate having the diaphragm portion are disposed so as to face the diaphragm portion with a predetermined interval, and the diaphragm portion A joining step for joining in a substantially closed state in the facing room;
A second through hole forming step of forming a second through hole communicating with the first through hole in the second substrate bonded to the first substrate;
A droplet discharge head comprising: a discharge chamber forming step of forming the discharge chamber by bonding a third substrate to the second substrate after the second through-hole forming step. Production method.
A liquid droplet ejection apparatus comprising the liquid droplet ejection head according to claim 12.
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JP2009267295A (en) * | 2008-04-30 | 2009-11-12 | Toppan Printing Co Ltd | Method of manufacturing silicon substrate |
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WO2009021173A1 (en) * | 2007-08-08 | 2009-02-12 | Advanced Liquid Logic, Inc. | Use of additives for enhancing droplet operations |
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