JP2006175654A - Manufacturing method of liquid jet head, and liquid jet head - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液滴を吐出する液体噴射ヘッドの製造方法及び液体噴射ヘッドに関し、特に、インク滴を吐出するノズル開口と連通する圧力発生室に供給されたインクを圧力発生素子によって加圧することにより、ノズル開口からインク滴を吐出させるインクジェット式記録ヘッドの製造方法及びインクジェット式記録ヘッドとして好適である。 The present invention relates to a method of manufacturing a liquid ejecting head for ejecting liquid droplets and a liquid ejecting head, and in particular, by pressurizing ink supplied to a pressure generating chamber communicating with a nozzle opening for ejecting ink droplets by a pressure generating element. It is suitable as an ink jet recording head manufacturing method for ejecting ink droplets from nozzle openings and an ink jet recording head.
インク滴を吐出するノズル開口と連通する圧力発生室の一部を振動板で構成し、この振動板を圧力発生素子の一種である圧電素子により変形させて圧力発生室のインクを加圧してノズル開口からインク滴を吐出させるインクジェット式記録ヘッドには、圧電素子の軸方向に伸長、収縮する縦振動モードの圧電アクチュエータを使用したものと、たわみ振動モードの圧電アクチュエータを使用したものの2種類が実用化されている。そして、たわみ振動モードのアクチュエータを使用したものとしては、例えば、振動板の表面全体に亙って成膜技術により均一な圧電材料層を形成し、この圧電材料層をリソグラフィ法により圧力発生室に対応する形状に切り分けて各圧力発生室毎に独立するように圧電素子を形成したものが知られている。また、このようなインクジェット式記録ヘッドでは、一般的に、圧力発生室を形成した流路形成基板に、インク滴を吐出するための複数のノズル開口を穿設したノズルプレートが接着剤によって接合された構造となっている。このため、上述したように圧力発生室(圧電素子)を高密度に配設すると、ノズルプレートと流路形成基板との接着面積が小さくなり、毛細管現象により接着剤が圧力発生室の振動板上に流れ出してしまう虞があった。振動板に接着剤が付着すると、振動板の自由な変位が妨げられ、変位量の低下を引き起こすことが考えられる。また、接着剤の流れ出し量がノズルによりばらつくので、変位量がばらついてしまうことになってしまう。 A part of the pressure generating chamber that communicates with the nozzle opening that ejects ink droplets is composed of a diaphragm, and this diaphragm is deformed by a piezoelectric element that is a kind of pressure generating element to pressurize the ink in the pressure generating chamber and nozzle There are two types of inkjet recording heads that eject ink droplets from openings: one that uses a piezoelectric actuator in longitudinal vibration mode that expands and contracts in the axial direction of the piezoelectric element, and one that uses a piezoelectric actuator in flexural vibration mode. It has become. As an example of using an actuator in a flexural vibration mode, for example, a uniform piezoelectric material layer is formed over the entire surface of the diaphragm by a film forming technique, and this piezoelectric material layer is formed into a pressure generating chamber by a lithography method. A device in which a piezoelectric element is formed so as to be cut into a corresponding shape and independent for each pressure generating chamber is known. In such an ink jet recording head, generally, a nozzle plate having a plurality of nozzle openings for ejecting ink droplets is bonded to a flow path forming substrate in which a pressure generating chamber is formed by an adhesive. It has a structure. For this reason, when the pressure generating chambers (piezoelectric elements) are arranged at a high density as described above, the bonding area between the nozzle plate and the flow path forming substrate is reduced, and the adhesive is applied to the diaphragm of the pressure generating chamber by capillary action. There was a risk that it would flow out. If the adhesive adheres to the diaphragm, it is conceivable that free displacement of the diaphragm is hindered and the amount of displacement is reduced. Moreover, since the flow amount of the adhesive varies depending on the nozzle, the displacement amount varies.
このような問題を解決するため、ノズルプレートを接着した後にアルカリ性に調整された液体を通水し、余剰な接着剤と振動板及び流路形成基板との接着力を低下させて余剰な接着剤(はみ出した接着剤)を剥離して除去する方法が考えられている(例えば、特許文献1参照)。 In order to solve such a problem, after adhering the nozzle plate, the liquid adjusted to be alkaline is passed through to reduce the adhesive force between the surplus adhesive, the vibration plate and the flow path forming substrate, and the surplus adhesive. A method of peeling and removing (the protruding adhesive) is considered (for example, see Patent Document 1).
しかしながら、このようなアルカリ性に調整された液体を通水する方法では、ノズルプレートの接着部の接着力も低下し、ノズルプレートが剥離しやすくなる、といった問題が生じる虞があった。 However, in such a method of passing a liquid adjusted to alkalinity, there is a possibility that the adhesive force of the adhesive portion of the nozzle plate is also reduced, and the nozzle plate is easily peeled off.
本発明は、このような事情に鑑み、ノズル形成部材の接着部の接着力を低下させることなく接着剤のはみ出しを防止することができる液体噴射ヘッドの製造方法及び液体噴射ヘッドを提供することを課題とする。 In view of such circumstances, the present invention provides a method of manufacturing a liquid ejecting head and a liquid ejecting head that can prevent the adhesive from protruding without reducing the adhesive force of the adhesive portion of the nozzle forming member. Let it be an issue.
上記課題を解決する本発明の第1の態様は、液滴を吐出するノズル開口に連通する圧力発生室を構成するための壁部及び振動板が接続された状態に形成された流路形成部材と、ノズル開口が穿設されたノズル形成部材とを接着剤で接着してなる液体噴射ヘッドの製造方法であって、振動板の少なくとも圧力発生室内側の面に除去薄膜を形成した後にノズル形成部材と流路形成部材を接着する工程と、ノズル形成部材と流路形成部材を接着した後に除去薄膜を除去する工程とを備えたことを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法にある。
かかる第1の態様では、除去薄膜により接着剤の振動板へのはみ出しが防止され、ノズル形成部材の接着部の接着力を低下させることなく接着剤のはみ出しを防止することができる液体噴射ヘッドとすることができ、振動板の変位量の低下やばらつきを防止することができる。
A first aspect of the present invention that solves the above problems is a flow path forming member formed in a state in which a wall portion and a diaphragm for constituting a pressure generating chamber communicating with a nozzle opening for discharging a droplet are connected. And a nozzle forming member having a nozzle opening perforated with an adhesive, wherein the nozzle is formed after forming a removal thin film on at least the pressure generating chamber inner surface of the diaphragm A method of manufacturing a liquid jet head comprising: a step of bonding a member and a flow path forming member; and a step of removing a removal thin film after bonding the nozzle forming member and the flow path forming member.
In the first aspect, the removal thin film prevents the adhesive from protruding to the diaphragm, and the liquid ejecting head can prevent the adhesive from protruding without reducing the adhesive force of the adhesive portion of the nozzle forming member. It is possible to prevent a decrease or variation in the amount of displacement of the diaphragm.
上記課題を解決する本発明の第2の態様は、液滴を吐出するノズル開口に連通する圧力発生室を構成するための壁部及び振動板が接続された状態に形成された流路形成部材と、ノズル開口が穿設されたノズル形成部材とを接着剤で接着してなる液体噴射ヘッドの製造方法であって、振動板及び壁部の圧力発生室内側の面に除去薄膜を形成する工程と、除去薄膜の表面側にレジストを形成する工程と、振動板の圧力発生室内側の面のレジスト以外のレジストを露光除去して振動板の圧力発生室内側の面以外の除去薄膜を露出させる工程と、露出した除去薄膜を除去する工程と、その後、振動板の圧力発生室内側の面に除去膜が存在する状態でノズル形成部材と流路形成部材とを接着する工程とを備えたことを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法にある。
かかる第2の態様では、除去薄膜により接着剤の振動板へのはみ出しが防止され、ノズル形成部材の接着部の接着力を低下させることなく接着剤のはみ出しを防止することができる液体噴射ヘッドとすることができ、振動板の変位量の低下やばらつきを防止することができる。
A second aspect of the present invention that solves the above problem is a flow path forming member formed in a state in which a wall portion and a diaphragm for constituting a pressure generating chamber communicating with a nozzle opening for discharging droplets are connected. And a nozzle forming member having a nozzle opening perforated with an adhesive, and a method of forming a removal thin film on the surface of the diaphragm and the wall on the pressure generating chamber side And a step of forming a resist on the surface side of the removed thin film, and exposing and removing the resist other than the resist on the surface inside the pressure generating chamber of the diaphragm to expose the removed thin film other than the surface inside the pressure generating chamber of the diaphragm. And a step of removing the exposed removal thin film, and then a step of bonding the nozzle forming member and the flow path forming member in a state where the removal film exists on the surface of the diaphragm on the pressure generation chamber side. Of a liquid jet head characterized by Located in.
In the second aspect, the liquid ejecting head that prevents the adhesive from protruding to the vibration plate by the removal thin film and prevents the adhesive from protruding without reducing the adhesive force of the adhesive portion of the nozzle forming member; It is possible to prevent a decrease or variation in the amount of displacement of the diaphragm.
本発明の第3の態様は、第1または2の態様において、ノズル形成部材はSUS材製であり、除去薄膜はTiWであり、除去膜を除去するために用いる除去液は過酸化水素水であることを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法にある。
かかる第3の態様では、TiW薄膜により接着剤の振動板へのはみ出しが防止され、TiW薄膜は過酸化水素水によって容易に除去されるので、振動板と圧力発生室との境界部に接着剤が残らないため、振動板の変位量の低下やばらつきを防止することができる。
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the nozzle forming member is made of SUS material, the removal thin film is TiW, and the removal liquid used for removing the removal film is hydrogen peroxide. In another aspect of the invention, there is provided a method of manufacturing a liquid jet head.
In the third aspect, since the TiW thin film prevents the adhesive from protruding to the vibration plate, and the TiW thin film is easily removed by the hydrogen peroxide solution, the adhesive is formed at the boundary between the vibration plate and the pressure generating chamber. Therefore, it is possible to prevent a decrease or variation in the amount of displacement of the diaphragm.
本発明の第4の態様は、第1または2の態様において、ノズル形成部材はSi単結晶材製であり、除去薄膜はAlであり、除去膜を除去するために用いる除去液は塩化第2鉄水溶液であることを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法にある。
かかる第4の態様では、Al薄膜により接着剤の振動板へのはみ出しが防止され、Al薄膜は塩化第2鉄水溶液によって容易に除去されるので、振動板と圧力発生室との境界部に接着剤が残らないため、振動板の変位量の低下やばらつきを防止することができる。
According to a fourth aspect of the present invention, in the first or second aspect, the nozzle forming member is made of a Si single crystal material, the removal thin film is Al, and the removal liquid used for removing the removal film is a second chloride. The present invention resides in a method for manufacturing a liquid jet head, which is an aqueous iron solution.
In the fourth aspect, the Al thin film prevents the adhesive from protruding to the diaphragm, and the Al thin film is easily removed by the ferric chloride aqueous solution, so that it adheres to the boundary between the diaphragm and the pressure generating chamber. Since the agent does not remain, it is possible to prevent a decrease or variation in the displacement amount of the diaphragm.
上記課題を解決する本発明の第5の態様は、液滴を吐出するノズル開口に連通する圧力発生室を構成するための壁部及び振動板が接続された状態に形成された流路形成基板と、ノズル開口が穿設されたノズル形成部材とを接着剤で接着してなる液体噴射ヘッドであって、第1〜5の態様のいずれかの製造方法で製造され、壁部上の接着剤と振動板との間に隙間があることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる第5の態様では、振動板の変位量の低下やばらつきのない液体噴射ヘッドを提供することができる。
A fifth aspect of the present invention that solves the above problem is a flow path forming substrate formed in a state in which a wall portion and a diaphragm for constituting a pressure generating chamber communicating with a nozzle opening for discharging droplets are connected. And a nozzle forming member having a nozzle opening formed therein, a liquid ejecting head formed by adhering with an adhesive, which is manufactured by the manufacturing method according to any one of the first to fifth aspects, and is an adhesive on a wall portion The liquid ejecting head is characterized in that there is a gap between the diaphragm and the diaphragm.
In the fifth aspect, it is possible to provide a liquid ejecting head that is free from a decrease or variation in the amount of displacement of the diaphragm.
以下に本発明を図面に基づいて詳細に説明する。
図1には本発明の一実施形態に係るインクジェット式記録ヘッドの概略を示す分解斜視、図2には図1の平面、及びA−A’断面を示してある。
The present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is an exploded perspective view showing an outline of an ink jet recording head according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows a plan view of FIG. 1 and an AA ′ cross section.
図示するように、流路形成基板10は、本実施形態では面方位(110)のシリコン単結晶基板からなり、その一方の面には予め熱酸化により形成した二酸化シリコンからなる、厚さ0.5〜2μmの弾性膜50が形成されている。流路形成基板10には、壁部11に仕切られた複数の圧力発生室12がその幅方向に並設されている。また、流路形成基板10の圧力発生室12の長手方向外側の領域には連通部13が形成され、連通部13と各圧力発生室12とが、圧力発生室12毎に設けられたインク供給路14を介して連通されている。なお、連通部13は、後述する接合基板30のリザーバ部32と連通して各圧力発生室12の共通のインク室となるリザーバ100の一部を構成する。インク供給路14は、圧力発生室12よりも狭い幅で形成されており、連通部13から圧力発生室12に流入するインクの流路抵抗を一定に保持している。
As shown in the drawing, the flow
このような圧力発生室12等は、弾性膜50とは反対側の面から流路形成基板10を異方性エッチングすることによって形成されている。異方性エッチングは、シリコン単結晶基板のエッチングレートの違いを利用して行われる。例えば、本実施形態では、流路形成基板10が面方位(110)のシリコン単結晶基板からなるため、シリコン単結晶基板の(110)面のエッチングレートと比較して(111)面のエッチングレートが約1/180であるという性質を利用して行われる。すなわち、シリコン単結晶基板をKOH等のアルカリ溶液に浸漬すると、徐々に侵食されて(110)面に垂直な第1の(111)面と、この第1の(111)面と約70度の角度をなし且つ上記(110)面と約35度の角度をなす第2の(111)面とが出現する。かかる異方性エッチングにより、二つの第1の(111)面と斜めの二つの第2の(111)面とで形成される平行四辺形状の深さ加工を基本として精密加工を行うことができ、圧力発生室12を高密度に配列することができる。
Such a
本実施形態では、各圧力発生室12の長辺を第1の(111)面で、短辺を第2の(111)面で形成している。この圧力発生室12は、流路形成基板10をほぼ貫通して弾性膜50に達するまでエッチングすることにより形成されている。なお、弾性膜50は、シリコン単結晶基板をエッチングするアルカリ溶液に侵される量がきわめて小さい。
In the present embodiment, the long side of each
このような圧力発生室12等が形成される流路形成基板10の厚さは、圧力発生室12を配設する密度に合わせて最適な厚さを選択することが好ましい。例えば、1インチ当たり180個(180dpi)程度に圧力発生室12を配置する場合には、流路形成基板10の厚さは、180〜280μm程度、より望ましくは、220μm程度とするのが好適である。また、例えば、360dpi程度と比較的高密度に圧力発生室12を配置する場合には、流路形成基板10の厚さは、100μm以下とするのが好ましい。これは、隣接する圧力発生室12間の壁部11の剛性を保ちつつ、配列密度を高くできるからである。
As the thickness of the flow
また、流路形成基板10の開口面側には、各圧力発生室12のインク供給路14とは反対側の端部近傍に連通するノズル開口21が穿設されたノズル形成部材の一種であるノズルプレート20が接着剤を介して固着されている。なお、ノズルプレート20は、厚さが例えば、0.1〜1mmで、線膨張係数が300℃以下で、例えば2.5〜4.5[×10-6/℃]であるガラスセラミックス、シリコン単結晶基板又は不錆鋼などからなる。ここで、インク滴吐出圧力をインクに与える圧力発生室12の大きさと、インク滴を吐出するノズル開口21の大きさとは、吐出するインク滴の量、吐出スピード、吐出周波数に応じて最適化される。例えば、1インチ当たり360個のインク滴を記録する場合、ノズル開口21は数十μmの直径で精度よく形成する必要がある。
In addition, the nozzle forming member is a kind of nozzle forming member in which a nozzle opening 21 communicating with the vicinity of the end of each
一方、このような流路形成基板10の開口面とは反対側には、上述したように、厚さが例えば約1.0μmの弾性膜50が形成され、この弾性膜50上には、厚さが例えば、約0.4μmの絶縁体膜55が形成されている。さらに、この絶縁体膜55上には、厚さが例えば、約0.2μmの下電極膜60(例えば、Ti/Ir/Pt)と、厚さが例えば、約1.0μmの圧電体層70と、厚さが例えば、約0.05μmの上電極膜80とが、所定のプロセスで積層形成されて、圧電素子300を構成している。例えば、下電極膜60はスパッタにより形成され、圧電体層70が多数層形成される。1層目の圧電体層70が形成された後、電極がイオンミーリングによりパターニングされ、その後レジストが除去される。
On the other hand, as described above, the
ここで、圧電素子300は、下電極膜60、圧電体層70及び上電極膜80を含む部分をいう。一般的には、圧電素子300の何れか一方の電極を共通電極とし、他方の電極及び圧電体層70を圧力発生室12毎にパターニングして構成する。そして、ここではパターニングされた何れか一方の電極及び圧電体層70から構成され、両電極への電圧の印加により圧電歪みが生じる部分を圧電体能動部という。本実施形態では、下電極膜60は圧電素子300の共通電極とし、上電極膜80を圧電素子300の個別電極としているが、駆動回路や配線の都合でこれを逆にしても支障はない。何れの場合においても、圧力発生室毎に圧電体能動部が形成されていることになる。また、ここでは、圧電素子300と当該圧電素子300の駆動により変位が生じる振動板とを合わせて圧電アクチュエータと称する。
Here, the
ここで、圧電素子300を構成する下電極膜60は、圧力発生室12の両端部近傍でそれぞれパターニングされ、圧力発生室12の並設方向に沿って連続的に設けられている。また、本実施形態では、各圧力発生室12に対向する領域の下電極膜60の端面は、絶縁体膜55に対して所定角度で傾斜する傾斜面となっている。
Here, the
また、圧電体層70は、圧力発生室12毎に独立して設けられ、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)等の強誘電材料からなる。
The
なお、上電極膜80は、圧電体層70と同様に圧力発生室12毎に独立して設けられている。そして、各上電極膜80には、例えば、金(Au)等からなる絶縁体膜55上まで延設されるリード電極90がそれぞれ接続されている。
The
また、このような圧電素子300が形成された流路形成基板10上には、圧電素子300に対向する領域に、圧電素子300の運動を阻害しない程度の空間を確保した圧電素子保持部31を有する接合基板30が接合されている。また、接合基板30には、各圧力発生室12の共通のインク室となるリザーバ100の少なくとも一部を構成するリザーバ部32が設けられている。さらに、接合基板30上には、剛性が低く可撓性を有する材料で形成される封止膜41と金属等の硬質の材料で形成される固定板42とからなるコンプライアンス基板40が接合されている。なお、固定板42のリザーバ100に対向する領域は、厚さ方向に完全に除去された開口部43となっており、リザーバ100の一方面は封止膜41のみで封止されている。
In addition, on the flow
このような本実施形態のインクジェット式記録ヘッドは、図示しない外部インク供給手段からインクを取り込み、リザーバ100からノズル開口21に至るまで内部をインクで満たした後、図示しない駆動回路からの記録信号に従い、外部配線を介して圧力発生室12に対応するそれぞれの下電極膜60と上電極膜80との間に電圧を印加し、弾性膜50、絶縁体膜55、下電極膜60及び圧電体層70をたわみ変形させることにより、各圧力発生室12内の圧力が高まりノズル開口21からインク滴が吐出する。
Such an ink jet recording head of this embodiment takes in ink from an external ink supply means (not shown), fills the interior from the
上述した圧電体層70の材料として、本実施形態では、チタン酸ジルコン酸鉛系の材料を用いたが、インクジェット式記録ヘッドに使用する材料としては、良好な変位特性を得られればチタン酸ジルコン酸鉛系の材料に限定されない。例えば、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)等の強誘電性圧電性材料に、ニオブ、ニッケル、マグネシウム、ビスマス又はイッテルビウム等の金属を添加したリラクサ強誘電体等を用いてもよい。その組成は、圧電素子300の特性、用途等を考慮して適宜選択すればよいが、例えば、PbTiO3(PT)、PbZrO3(PZ)、Pb(ZrxTi1−x)O3(PZT)、Pb(Mg1/3Nb2/3)O3−PbTiO3(PMN−PT)、Pb(Zn1/3Nb2/3)O3−PbTiO3(PZN−PT)、Pb(Ni1/3Nb2/3)O3−PbTiO3(PNN−PT)、Pb(In1/2Nb1/2)O3−PbTiO3(PIN−PT)、Pb(Sc1/3Ta1/2)O3−PbTiO3(PST−PT)、Pb(Sc1/3Nb1/2)O3−PbTiO3(PSN−PT)、BiScO3−PbTiO3(BS−PT)、BiYbO3−PbTiO3(BY−PT)等が挙げられる。
In this embodiment, a lead zirconate titanate-based material is used as the material of the
上述したインクジェット式記録ヘッド(液体噴射ヘッド)において、弾性膜50を有する流路形成基板10の開口面側には、ノズル開口21が穿設されたノズルプレート20が接着剤を介して固着されて製造されている。
In the above-described ink jet recording head (liquid ejecting head), the
図3乃至図6に基づいて液体噴射ヘッドの製造方法を説明する。
図3には接着剤が振動板にはみ出した状態の断面、図4乃至図6には本発明の一実施形態例に係る液体噴射ヘッドの製造方法の工程説明を示してある。
A method for manufacturing the liquid jet head will be described with reference to FIGS.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state in which the adhesive protrudes from the diaphragm, and FIGS. 4 to 6 illustrate a process of the method for manufacturing the liquid jet head according to the embodiment of the present invention.
図3に示すように、流路形成基板10には圧電素子300により振動する振動板としての弾性膜50が形成され、弾性膜50を有する流路形成基板10の開口面側には、ノズル開口21が穿設されたノズルプレート20がエポキシ系の接着剤61を介して固着されて製造されている。
As shown in FIG. 3, an
ノズルプレート20と流路形成基板10との接着面積が小さいため、毛細管現象により圧力発生室12の角部を伝わって接着剤61が圧力発生室12の弾性膜50上に流れ出して壁部11と弾性膜50とが当接する角部に接着剤が停滞する付着部61aを形成してしまう虞がある。弾性膜50に付着部61aが形成されると、弾性膜50の自由な変位が妨げられ、変位量の低下を引き起こすことが考えられる。また、接着剤61の流れ出し量がノズルによりばらつくので、変位量がばらついてしまうことになってしまう。
Since the bonding area between the
このため、弾性膜50に付着部61aが形成されないように液体噴射ヘッドが製造されている。即ち、弾性膜50及び壁部11の圧力発生室12内側の面にTiW薄膜をスパッタにより形成し、TiW薄膜の表面側にレジストを塗布し、壁部11側から斜めに平行光束を入射させて弾性膜50の圧力発生室12内側の面のレジスト以外のレジストを露光除去して弾性膜50の圧力発生室12内側の面以外のTiW薄膜を露出させ、露出したTiW薄膜を除去するための過酸化水素水を通水して露出したTiW薄膜を除去し、その後、弾性膜50の圧力発生室12内側の面のレジストをアッシングにより除去し、弾性膜50の圧力発生室12内側の面にTiW薄膜が存在する状態でノズルプレート20を接着し、TiW薄膜を除去するための過酸化水素水を通水して弾性膜50の圧力発生室12内側のTiW薄膜を除去することで、弾性膜50の角部に隙間を確保して壁部11と弾性膜50との角部に接着剤61を存在させない(付着部61aを形成しない)ようにしている。
For this reason, the liquid jet head is manufactured so that the adhering
図4乃至図6に基づいて液体噴射ヘッドの製造方法を具体的に説明する。上記TiW薄膜62は、圧力発生室12と弾性膜50との境界部に一度形成されて、ノズルプレート20と流路形成基板10とが接着剤で接着された後にエッチング等で除去されることで、毛細管現象により圧力発生室12の角部を伝わって圧力発生室12の弾性膜50上に流れ出した接着剤が圧力発生室12と弾性膜50との境界部分に残らないようにするための除去薄膜となる。
A method for manufacturing the liquid jet head will be specifically described with reference to FIGS. The TiW
図4(a)に示すように、流路形成基板10にSiの異方性エッチングにより壁部11を形成して弾性膜50を備えた圧力発生室12を形成する。次に、図4(b)に示すように、弾性膜50及び壁部11の圧力発生室12内側の面にTiW薄膜62をスパッタにより堆積させる。その後、図4(c)に示すように、TiW薄膜62をエッチングするために、TiW薄膜62の表面側にレジスト63を塗布する。
As shown in FIG. 4A, the
レジスト63を塗布した後、図5(a)に示すように、壁部11側から斜めに平行の光束64を入射させてレジスト63の底部以外を露光する。図5(b)に示すように、露光していない部分のレジスト63を現像液により除去して圧力発生室12内側の面のレジスト63aを残す。次に、図5(c)に示すように、過酸化水素水を通水して露出した壁部11上のTiW薄膜62のみをエッチング除去すると共に、弾性膜50上の圧力発生室12内側の面のTiW薄膜62aをレジスト63aとともに残す。
After the resist 63 is applied, as shown in FIG. 5A, a
次に、図6(a)に示すように、弾性膜50上の圧力発生室12内側の面のレジスト63aをアッシングにより除去し、図6(b)に示すように、弾性膜50上の圧力発生室12内側の面にTiW薄膜62aが存在する状態でノズルプレート20を接着剤61により接着する。この時、ノズルプレート20と流路形成基板10との接着面積が小さいため、毛細管現象により圧力発生室12の角部を伝わって接着剤61が圧力発生室12の弾性膜50のTiW薄膜62a上に流れ出して付着部61aを形成することがある。図6(c)に示すように、過酸化水素水を通水して弾性膜50の圧力発生室12内側のTiW薄膜62aをエッチング除去して弾性膜50と付着部61aとの間に隙間65を確保する。これにより、弾性膜50の角部に隙間65が確保されて壁部11と弾性膜50との角部に接着剤61の付着部61aが存在しない状態になる。即ち、壁部11上に残った接着剤61と弾性膜50との間には弾性膜50を十分に変位させるための隙間が形成される。
Next, as shown in FIG. 6A, the resist 63a on the inner surface of the
これにより、弾性膜50に接着剤61が付着することがなくなり、ノズルプレート20の接着部の接着力を低下させることなく接着剤61のはみ出しを防止することができる液体噴射ヘッドとすることができ、弾性膜50の変位量の低下やばらつきを防止することができる。
As a result, the adhesive 61 does not adhere to the
図7に基づいて液体噴射ヘッドの製造方法の他の実施形態例を説明する。図7には本発明の他の実施形態例にかかる液体噴射ヘッドの製造方法の工程説明を示してある。図7(a)(b)は前述した図6(b)(c)の工程に対応するものであるため、図6(a)までに対応する工程は同一であり、同一部材には同一符号を付して詳細な説明は省略してある。 Based on FIG. 7, another embodiment of a method for manufacturing a liquid jet head will be described. FIG. 7 shows a process description of a method of manufacturing a liquid jet head according to another embodiment of the present invention. 7 (a) and 7 (b) correspond to the steps of FIGS. 6 (b) and 6 (c) described above, the steps corresponding to FIG. 6 (a) are the same, and the same reference numerals are used for the same members. Detailed description is omitted.
図7(a)に示すように、弾性膜50の圧力発生室12内側の面にTiW薄膜62aを残すと共に、壁部11の下部にTiW薄膜62cを残す状態にレジストを除去して過酸化水素水によるエッチングを行い、TiW薄膜62a、62cが露出した状態で、ノズルプレート20を接着剤61により接着する。接着剤61が圧力発生室12の弾性膜50のTiW薄膜62a、62c上に流れ出して付着部61aを形成することがある。図7(b)に示すように、過酸化水素水を通水して弾性膜50の圧力発生室12内側のTiW薄膜62a、62cを付着部61aとともにエッチング除去することで、弾性膜50と壁部11の角部に接着剤61の付着部61aが存在しない状態になる。除去された接着剤等はノズルプレート20のノズル開口21から排出される。
As shown in FIG. 7A, the resist is removed so that the TiW
これにより、圧力発生室12内の弾性膜50側の接着剤61が完全に除去され、ノズルプレート20の接着部の接着力を低下させることなく接着剤61のはみ出しを防止することができる液体噴射ヘッドとすることができ、弾性膜50の変位量の低下やばらつきを防止することができる。本実施形態例は、ノズルプレート20のノズル開口21から除去された接着剤等が排出できる場合には、弾性膜50側の接着剤61を完全除去できるので有効である。
Thereby, the adhesive 61 on the
尚、上述した実施形態例では、ノズルプレート20としてSUS製のものを適用し、除去薄膜としてTiW薄膜62を適用し、更に、除去液として過酸化水素水を適用した例を挙げて説明したが、ノズルプレート20としてSi製のものを適用し、除去薄膜としてAl薄膜を適用し、更に、除去液として塩化第2鉄水溶液を適用することも可能である。
In the embodiment described above, an example in which a SUS product is applied as the
本発明は、液滴を吐出する液体噴射ヘッドの製造方法、特に、インク滴を吐出するノズル開口と連通する圧力発生室に供給されたインクを圧力発生素子によって加圧することにより、ノズル開口からインク滴を吐出させるインクジェット式記録ヘッドの製造方法の分野で利用することができる。 The present invention relates to a method of manufacturing a liquid ejecting head that ejects liquid droplets, and more particularly to pressurizing ink supplied to a pressure generating chamber communicating with a nozzle opening that ejects ink droplets with a pressure generating element, thereby The present invention can be used in the field of manufacturing methods of ink jet recording heads that eject droplets.
10 流路形成基板、 12 圧力発生室、 20 ノズルプレート、 21 ノズル開口、 30 接合基板、 40 コンプライアンス基板、 50 弾性膜、 60 下電極膜、 61 接着剤、 62 TiW薄膜、 65 隙間、 70 圧電体層、 71 強誘電体膜、 80 上電極膜、 90 リード電極、 300 圧電素子 10 flow path forming substrate, 12 pressure generating chamber, 20 nozzle plate, 21 nozzle opening, 30 bonding substrate, 40 compliance substrate, 50 elastic film, 60 lower electrode film, 61 adhesive, 62 TiW thin film, 65 gap, 70 piezoelectric body Layer, 71 ferroelectric film, 80 upper electrode film, 90 lead electrode, 300 piezoelectric element
Claims (5)
振動板の少なくとも圧力発生室内側の面に除去薄膜を形成した後にノズル形成部材と流路形成部材を接着する工程と、
ノズル形成部材と流路形成部材を接着した後に除去薄膜を除去する工程と
を備えたことを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。 A flow path forming member formed in a state where a wall and a diaphragm for constituting a pressure generating chamber communicating with a nozzle opening for discharging droplets are connected, and a nozzle forming member provided with a nozzle opening. A method of manufacturing a liquid jet head formed by bonding with an adhesive,
Adhering the nozzle forming member and the flow path forming member after forming the removal thin film on at least the pressure generating chamber side surface of the diaphragm;
And a step of removing the removal thin film after adhering the nozzle forming member and the flow path forming member.
振動板及び壁部の圧力発生室内側の面に除去薄膜を形成する工程と、
除去薄膜の表面側にレジストを形成する工程と、
振動板の圧力発生室内側の面のレジスト以外のレジストを露光除去して振動板の圧力発生室内側の面以外の除去薄膜を露出させる工程と、
露出した除去薄膜を除去する工程と、
その後、振動板の圧力発生室内側の面に除去膜が存在する状態でノズル形成部材と流路形成部材とを接着する工程と
を備えたことを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。 A flow path forming member formed in a state where a wall and a diaphragm for constituting a pressure generating chamber communicating with a nozzle opening for discharging droplets are connected, and a nozzle forming member provided with a nozzle opening. A method of manufacturing a liquid jet head formed by bonding with an adhesive,
Forming a removal thin film on the surface of the diaphragm and the wall on the pressure generating chamber side;
Forming a resist on the surface side of the removed thin film;
A step of exposing and removing a resist other than the resist on the surface on the pressure generating chamber side of the diaphragm to expose a removed thin film other than the surface on the pressure generating chamber side of the diaphragm;
Removing the exposed removal thin film;
And a step of adhering the nozzle forming member and the flow path forming member in a state in which the removal film is present on the pressure generating chamber side surface of the diaphragm.
ノズル形成部材はSUS材製であり、除去薄膜はTiWであり、除去膜を除去するために用いる除去液は過酸化水素水であることを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。 In claim 1 or 2,
The nozzle forming member is made of SUS material, the removal thin film is TiW, and the removal liquid used for removing the removal film is hydrogen peroxide water.
ノズル形成部材はSi単結晶材製であり、除去薄膜はAlであり、除去膜を除去するために用いる除去液は塩化第2鉄水溶液であることを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。 In claim 1 or 2,
A method of manufacturing a liquid jet head, wherein the nozzle forming member is made of a Si single crystal material, the removal thin film is Al, and the removal liquid used for removing the removal film is a ferric chloride aqueous solution.
請求項1〜5のいずれかの製造方法で製造され、壁部上の接着剤と振動板との間に隙間があることを特徴とする液体噴射ヘッド。
A flow path forming substrate formed in a state in which a wall and a diaphragm for constituting a pressure generating chamber communicating with a nozzle opening for discharging droplets are connected, and a nozzle forming member having a nozzle opening formed therein A liquid ejecting head bonded with an adhesive,
A liquid jet head manufactured by the manufacturing method according to claim 1, wherein there is a gap between the adhesive on the wall and the diaphragm.
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