JP2007190918A - インクジェットプリンタヘッド及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】二つの基板を接合して製作するので、工程が簡単であり、接合が易しく、接合層が化学的、物理的な反応により分離されることのない、堅固な構造を有するインクジェットプリンタヘッド及びその製造方法を提供する。
【解決手段】ノズル部とリストリクタ１８が形成される下部基板と、下部基板の上部に接合されてインクチャンバ２２とインク流入口２４が形成される上部基板と、上部基板のメンブレン２６に結合される圧電素子３０を含むが、メンブレン２６は、上部基板の一部が除去されてインクチャンバ２２が形成された後の残存する部分に形成されることを特徴とする、インクジェットプリンタヘッドは、二つの基板を陽極接合のように、別の接着用材料を使用しない接合方法で接合してインクジェットプリンタヘッドを形成するので、接合が簡単で易しい。また、接合層での化学的、物理的反応が起きなく、堅固なヘッド構造を得ることができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、プリンタヘッドに関する。より詳細には、インクジェットプリンタヘッド及びその製造方法（ＩＮＫＪＥＴ ＰＲＩＮＴＥＲ ＨＥＡＤ ＡＮＤ ＦＡＢＲＩＣＡＴＩＮＧ ＭＥＴＨＯＤ ＴＨＥＲＥＯＦ）に関する。

最近、インクジェット技術を多様な分野、例えば、バイオチップ、ＰＣＢの金属配線、ＬＣＤの色相パターンなどの分野に適用しようとする試みがある。このようにインクジェット技術を新しい分野に適用するためには、紙の上に粘度の低いインク滴を散らして字や絵を形成する従来技術とは異なり、金属ナノ粒子や高い粘度のポリマーなどを特殊な材質の基板に吐出しなくてはならない。

したがって、インクジェット技術を多くの分野に適用するためにはヘッドの開発が至急の課題である。すなわち、粘度の高いインクの液滴を吐出することができ、精密度と周波数が高く、インク粒子によるヘッド構造での化学的反応が起こらない。すなわち、ノズルの詰まりのないヘッドが要求される。このようなさまざまな制約条件を収容することができるインクジェットプリンタヘッドの開発が必要である。

一般的に、インクジェットプリンティングは、液体インクを紙に吐出して印刷する方式であって、インクジェットプリンタヘッドには針先程度の大きさのノズルが配列されていて、このノズルからインクが吐出される。インクジェットプリンタはインクを噴射する方法に応じて下記のような種類がある。

バブルジェット（ｂｕｂｂｌｅ ｊｅｔ）噴射方式（登録商標）は、微細な管の横壁に配置したヒータを用いてノズルの内部の気泡（ｂｕｂｂｌｅ）の大きさを制御してインクを吐出する。ヒータを加熱すると、ノズルの内部に気泡が発生して、気泡が最大に膨脹すれば、インクが噴射される方式である。噴射の後、ヒータの加熱を停止させると、気泡が消えてインクが補充される。バブルジェット方式の長所は、インクの保存部が必要ないし、管及びヒータの大きさが非常に小さいので、ヘッドの大きさを減らすことができるということである。しかし、バブルジェット噴射方式はノズルを２次元に配列しにくいという問題点がある。

サーマルジェット（ｔｈｅｒｍａｌ ｊｅｔ）方式は、バブルジェット方式と類似であるが、加熱ヒータの位置が異なる。すなわち、サーマルジェット方式は、インク室のノズルとは反対、または同一の面に発熱ヒータを配置して、加熱したインクが気化する際の水蒸気圧でインクを噴出することになる。サーマルジェット方式は、ヒータとノズルの配列を２次元に配列することができるのでノズルの数を増加させることができるという長所がある。

圧電（ｐｉｅｚｏ）噴射方式は、ノズルの裏から入力された信号に応じて衝撃を加えインクを噴射する方式である。インクが吐出される原動力で印加される電気信号に応じて形状が変化する圧電素子（ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｅｌｅｍｅｍｔ）をインクの位置するチャンバの上部に形成する。そして、一定の電気信号を印加してチャンバの形状を変形させると、チャンバと繋がっているノズル先端の液面が膨脹した瞬間、電気信号を制御して急激に液面を引張ると、ノズル面より前にあるインクは慣性により吐出される。

このようなインクジェットプリンティング技術は、主にオフィスオートメーション（ＯＡ）分野で使用されていて、産業用では包装材マーキング（ｍａｒｋｉｎｇ）や衣類印刷のような分野で主に使用されているし、銀及びニッケルなどのナノ金属粒子を含む機能性インクなどの開発とともに応用可能性が漸次拡大されている。

しかし、インクや金属、または有機溶剤などを吐出するインクジェットプリンタヘッドを製造するためには、メンブレン（ｍｅｍｂｒａｎｅ）、チャンバ（ｃｈａｍｂｅｒ）、インク貯蔵部及びノズル（ｎｏｚｚｌｅ）などのような各々の板を接合層を用いて接合することが一般的であるが、このような接合層は高分子材料の接合物質であって、アルコールやその他、インクに用いられる溶剤に非常に脆弱であるという問題点がある。そして、各々の板を多数の接合層を用いて接合しなくてはならないので、インクジェットプリンタヘッドの構成が複雑になるだけでなく、製作工程が複雑になるという問題点がある。

すなわち、従来のインクジェットプリンタヘッドは、図１及び図２に示すように、シリコーン基板などをエッチングして、電気的メッキを介して構造物を製造したり、またはステンレススチール（ＳＵＳ）を機械的に加工した後、多層を積層してヘッドを製造した。図１に示した従来技術の場合、積層による構造であって、多数の接着層により収率の落ちる可能性があり、全体的に工程が複雑になるという問題点があるし、図２に示した従来技術の場合は、シリコーン基板を微細に加工して精密度を向上させようとしたが、金属メッキを用いることにより異物の発生する可能性があり、また接合層がインクに対して脆弱である可能性があるという問題点がある。

本発明は、二つの基板を接合してインクジェットプリンタヘッドを製作するので、工程が簡単であり、接合が易しく、接合層が化学的、物理的な反応により分離されることのない、堅固な構造を有するインクジェットプリンタヘッド及びその製造方法を提供する。

本発明の一実施形態によれば、ノズル部およびリストリクタ（ｒｅｓｔｒｉｃｔｏｒ）が形成される下部基板と、下部電極の上部に接合されてインクチャンバとインク流入口が形成される上部基板と、上部基板のメンブレン（ｍｅｍｂｒａｎｅ）に結合される圧電素子を含み、メンブレンは、上部基板の一部が除去されてインクチャンバが形成された後の残存する部分に形成されることを特徴とするインクジェットプリンタヘッドを提供する。

下部基板はシリコーン基板であり、上部基板はガラス基板であって、下部基板と上部基板は陽極接合（ａｎｏｄｉｃ ｂｏｎｄｉｎｇ）により接合されることが好ましい。メンブレンは、ガラス基板の一部をサンドブラスタ（ｓａｎｄｂｌａｓｔｅｒ）で除去してインクチャンバを形成することで形成されることができる。

ガラス基板は、第１ガラス基板の上部に第２ガラス基板が接合されて形成され、メンブレンは第１ガラス基板の一部を穿孔して第２ガラス基板を接合した後、第２ガラス基板をポリッシング（ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）することで形成されることができる。

ノズル部の直進部とリストリクタはシリコーン基板をＩＣＰ ＲＩＥによりエッチングして形成されることができる。ノズル部の傾斜部は異方性エッチング（ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ ｅｔｃｈｉｎｇ）により形成されることができる。

また、（ａ）下部基板にノズル部とリストリクタ（ｒｅｓｔｒｉｃｔｏｒ）を形成し、上部基板にインクチャンバとインク流入口を形成する段階と、（ｂ）下部電極の上部に上部基板を接合する段階と、（ｃ）上部基板のメンブレン（ｍｅｍｂｒａｎｅ）に圧電素子を結合する段階と、を含むが、メンブレンは、上部基板の一部が除去されてインクチャンバが形成された後の残存する部分に形成されることを特徴とするインクジェットプリンタヘッドの製造方法を提供する。

下部基板は、シリコーン基板であり、上部基板はガラス基板であって、段階（ｂ）は陽極接合（ａｎｏｄｉｃ ｂｏｎｄｉｎｇ）により行われることが好ましい。インクチャンバは、ガラス基板の一部をサンドブラスタ（ｓａｎｄｂｌａｓｔｅｒ）により除去することで形成できる。

段階（ａ）は、（ｄ）第１ガラス基板の一部を穿孔してインクチャンバを形成する段階と、（ｅ）第１ガラス基板の上部に第２ガラス基板を接合する段階と、（ｆ）第２ガラス基板をポリッシング（ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）してメンブレンを形成する段階と、を含むことができる。

段階（ａ）は、（ｇ）シリコーン基板の下面をエッチングしてノズル部の直進部を形成し、シリコーン基板の上面をエッチングしてリストリクタを形成する段階と、（ｈ）ノズル部の直進部に対応するシリコーン基板の上面をエッチングしてノズル部の傾斜部を形成する段階を含むことができる。段階（ｇ）はＩＣＰ ＲＩＥにより行われ、段階（ｈ）は異方性エッチング（ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ ｅｔｃｈｉｎｇ）により行うことができる。

このような構成を有する本発明によれば、二つの基板を陽極接合（ａｎｏｄｉｃ ｂｏｎｄｉｎｇ）のように別の接着用材料を使用しない接合方法で接合してインクジェットプリンタヘッドを形成するので、接合が簡単で易しく、接合層での化学的、物理的反応が起きなく堅固なヘッド構造を得ることができる。

また、インクジェットプリンタヘッドの上部構造がガラス基板で形成されているので、外部からインクチャンバ２３の内部を易しく観察することができるし、これを介してインク流体の流れを分析することができる。

以下、本発明によるインクジェットプリンタヘッド及びその製造方法の実施形態を添付図面を参照して詳しく説明する。添付図面を参照して説明することにおいて、同一であるものや対応する構成要素は同一な図面番号を付与し、これに対する重複される説明は略する。

図３は、本発明の好ましい第１実施形態によるインクジェットプリンタヘッドの構造を示す断面図であり、図４は、本発明の好ましい第１実施形態によるインクジェットプリンタヘッドのノズル部の断面を撮影した写真であって、図５は、本発明の好ましい第１実施形態によるインクジェットプリンタヘッドのリストリクタ部分の断面を撮影した写真であり、図６は本発明の好ましい第１実施形態によるインクジェットプリンタヘッドのインクチャンバ及びノズル部の断面を撮影した写真である。図３ないし図６を参照すると、シリコーン基板１０、ノズル部の直進部１２、ノズル部の傾斜部１６、リストリクタ１８、ガラス基板２０、インクチャンバ２２、インク流入口２４、メンブレン２６、圧電素子３０が示されている。

本発明は、インクジェットプリンタヘッドを従来のように多数の基板を積層して製造することではなく、上部基板と下部基板の二つの基板を接合して形成することで易しくインクジェットプリンタヘッドを形成するし、基板間の接合において別の接合層がなく陽極接合（ａｎｏｄｉｃ ｂｏｎｄｉｎｇ）などにより接合することで接合層での物理的、化学的反応が発生しないようにしたことに特徴がある。

これのために、本発明でのインクジェットプリンタヘッドは、下部基板と、下部基板の上部に接合される上部基板を基本的な構成として、上部基板には圧電素子３０が結合される。圧電式インクジェットプリンタヘッドに用いられる圧電素子３０は、電源の印加を受けてメンブレン２６に振動を加えることでインクジェットプリンタヘッドの駆動力を伝達する役目をするので、ヘッドの構造中、メンブレン２６部分に結合される。

本発明は、２枚の基板だけで易しくインクジェットプリンタヘッドの構造を形成するためのものであって、インクジェットプリンタヘッドの構造中、ノズル部とリストリクタ（ｒｅｓｔｒｉｃｔｏｒ）１８を下部基板に、インクチャンバ２２とインク流入口２４を上部基板に形成し、上部基板と下部基板を接合することで全体的なヘッドの構造が形成される。ただ、上部基板及び下部基板にそれぞれ形成されるヘッドの構造物は適用される製造工程に応じて易しく製造されるようにしたもので、本発明が必ず上部基板と下部基板にそれぞれ上述した構造物を形成することに限定されるものではないし、当業者に自明な範囲内で各基板に他の構造物の形成が可能である。

圧電素子３０が結合される上部基板のメンブレン２６部分は、別途の構造物であって上部基板に結合されるものではなく、上部基板の一部をエッチングなどにより除去してインクチャンバ２２を形成した後の残存する部分がメンブレン２６として形成される。

このように２枚の基板を加工して接合することで、易しくインクジェットプリンタヘッドを製造するためには、下部基板をシリコーン基板１０とするし、上部基板はガラス基板２０として、上部基板と下部基板の接合は陽極接合（ａｎｏｄｉｃ ｂｏｎｄｉｎｇ）によることが好ましい。陽極接合（ａｎｏｄｉｃ ｂｏｎｄｉｎｇ）は、ガラスとシリコーン間のイオン結合により基板を結合する方式であって、別の接合層を介在しないで基板を接合することができるので、接合面でのインクによる物理的、化学的反応を防止して堅固なヘッド構造を形成することができる。

ガラス基板２０により上部基板を形成する場合、インクチャンバ２２はガラス基板２０の一部をサンドブラスタ（ｓａｎｄｂｌａｓｔｅｒ）、または等方性エッチング工程により除去して形成する。こうして、インクチャンバ２２が形成された後の残存する部分は上述のようにメンブレン２６となる。

サンドブラスタ工程は、ＳｉＣ粒子を噴射して機械的にエッチングする方式であって、これによりガラス基板２０をエッチングすると、図３ないし図６に示したように角部の丸めた形状でインクチャンバ２２が形成され、これで圧電素子より加えられる振動に対して構造的に安定される。また、インクチャンバ２２中に収容されたインクに気泡が生成されるおそれが少なくなる。更に、インクの流動が安定化されることができる。このように、サンドブラスタ工程によりインクチャンバ２２を形成する場合、サンドブラスタの量を調節することで易しくインクチャンバ２２の深さ及びメンブレン２６の厚さを調節することができる。

ただし、本発明は、ガラス基板２０に必ずサンドブラスタ工程を適用してインクチャンバ２２を形成することに限定されるものではなく、当業者に自明な範囲内で他の工程でガラス基板２０をエッチングしてインクチャンバを形成することも含む。

上部基板であるガラス基板２０には、上述したように、インクチャンバ２２を形成してメンブレン２６を形成するし、インク流入口２４を穿孔する。下部基板であるシリコーン基板１０には、当業者に自明な方法でノズル部の直進部１２、ノズル部の傾斜部１６及びリストリクタ１８を形成する。通常、ノズル部の直進部１２とリストリクタ１８のようにシリコーン基板１０より特定方向で直進してエッチングする構造物である場合には、ＩＣＰ ＲＩＥ（ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ ｃｏｕｐｌｅｄ ｐｌａｓｍａ ｒｅａｃｔｉｖｅ ｉｏｎ ｅｔｃｈｉｎｇ）工程が適用され、ノズル部の傾斜部１６のように一定の傾斜面を有する場合には異方性エッチング（ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ ｅｔｃｈｉｎｇ）工程が適用される。ただ、本発明がシリコーン基板１０のエッチング方法として上述の工程に限定されるものではない。

このように各種構造物が形成されたガラス基板２０とシリコーン基板１０を陽極接合（ａｎｏｄｉｃ ｂｏｎｄｉｎｇ）により接合してヘッドを完成する。陽極接合（ａｎｏｄｉｃ ｂｏｎｄｉｎｇ）において、本発明の場合、インクの流入口２４よりリストリクタ１８及びインクチャンバ２２を経てノズル部までの経路がすべて繋がっていて自然に大気に開放された状態が維持される。

一般的に陽極接合（ａｎｏｄｉｃ ｂｏｎｄｉｎｇ）過程は、約３００℃以上、５００℃以下の温度範囲で行われるのでインクジェットプリンタヘッドの内部が密閉されている場合には接合の後に冷却する過程でメンブレン２６に変形の発生するおそれがある。しかし、本発明のインクジェットプリンタヘッドの場合には上述したようにヘッドの内部構造が大気に開放されている状態で陽極接合（ａｎｏｄｉｃ ｂｏｎｄｉｎｇ）が行われるので、メンブレン２６に変形が発生しなく、安定的な接合が可能となる。

このように形成されたインクジェットプリンタヘッドの内部構造を撮影した図４から図６までを参照すると、上部基板であるガラス基板２０と下部基板であるシリコーン基板１０が、別途の接合層なしで一体に接合されているし、インクチャンバ２２の形状及びメンブレン２６が均一に形成されていることを確認することができる。

図７は、本発明の好ましい第２実施形態によるインクジェットプリンタヘッドの構造を示す断面図である。図７を参照すると、シリコーン基板１０、ノズル部の直進部１２、ノズル部の傾斜部１６、リストリクタ１８、ガラス基板２０、第１ガラス基板２１、インクチャンバ２３、インク流入口２４、第２ガラス基板２５、メンブレン２６、圧電素子３０が示されている。

第２実施形態は、上部基板をエッチングしてインクチャンバ２２を形成することでメンブレン２６が形成される第１実施形態とは異なり、上部基板を穿孔してインクチャンバ２３を形成して、その上に別のガラス基板を接合した後、適切な厚みにポリッシング（ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）してメンブレン２６を形成する。

すなわち、第２実施形態での上部基板であるガラス基板２０は、第１ガラス基板２１の上部に第２ガラス基板２５が接合された形態で形成されるし、メンブレン２６は、第１ガラス基板２１を穿孔してインクチャンバ２３を形成した後、その上に第２ガラス基板２５を接合して適切な厚みにポリッシングして形成される。

第１実施形態では、ガラス基板２０に適用されるサンドブラスタの量を調節することでインクチャンバ２２の深さ及びメンブレン２６の厚みを調節したが、第２実施形態では、第１ガラス基板２１の厚みに応じてインクチャンバ２３の深さを調節するし、第２ガラス基板２５のポリッシング量を調節してメンブレン２６の厚みを調節する。

下部基板であるシリコーン基板１０に形成されるノズル部の直進部１２、ノズル部の傾斜部１６、リストリクタ１８などの構造物は、第１実施形態のようにＩＣＰ ＲＩＥ、異方性エッチングなどのエッチング方法により形成されることができる。

図８は、本発明の好ましい一実施形態によるインクジェットプリンタヘッドの製造方法を示す順序図である。

本実施形態のように２枚の基板にヘッド構造物を形成した後、陽極接合（ａｎｏｄｉｃ ｂｏｎｄｉｎｇ）により接合して、易しく堅固なインクジェットプリンタヘッドを製造するためには、先ず、段階１００で、下部基板であるシリコーン基板１０にノズル部とリストリクタ１８を形成し、上部基板であるガラス基板２０にインクチャンバ２３とインク流入口２４を形成する。

ガラス基板２０に、通常のサンドブラスタ工程を適用してその一部を除去することでインクチャンバ２２を形成するし、これにより残存する部分がメンブレン２６となるようにするし、上述のように、段階１０２で、 第１ガラス基板２１の一部を穿孔してインクチャンバ２３を形成し、段階１０４で、その上に第２ガラス基板２５を接合した後、段階１０６で、第２ガラス基板２５をポリッシング（ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）してメンブレン２６を形成することもできる。

サンドブラスタ工程によりインクチャンバ２２を形成すれば、インクチャンバ２２の角部が緩やかな曲面で形成されるので、圧電素子より加えられる振動に対して構造的に安定し、インクの流動が安定化されるという長所があり、第１ガラス基板２１の上に第２ガラス基板２５を接合した後、ポリッシングしてインクチャンバ２３及びメンブレン２６を形成すれば、透明なガラス基板であるメンブレン２６を介してインクチャンバ２３の中を観察することができるという長所がある。このように、インクチャンバ２３の中を観察してインクに発生された気泡を検査することで、インクジェットプリンタヘッドの流路設計に参照することができる。

下部基板であるシリコーン基板１０は、 段階１１２で、ＩＣＰ ＲＩＥのような直進性エッチング方法によりシリコーン基板１０の下面をエッチングしてノズル部の直進部１２を形成し、その反対面をエッチングしてリストリクタ１８を形成する。段階１１４で、ノズル部の直進部１２が形成された部分のシリコーン基板１０の反対面には異方性エッチングなどの方向性エッチング方法によりノズル部の傾斜部１６を形成する。

このように、各種ヘッド構造物が形成されたガラス基板２０とシリコーン基板１０を、段階１２０で、陽極接合（ａｎｏｄｉｃ ｂｏｎｄｉｎｇ）により接合し、段階１３０で、上部基板のメンブレン２６に圧電素子３０を結合してインクジェットプリンタヘッドを完成する。

図９は、本発明の好ましい第１実施形態によるインクジェットプリンタヘッドの製造工程を示す流れ図である。図９を参照すると、シリコーン基板１０、ノズル部の直進部１２、ノズル部の傾斜部１６、リストリクタ１８、ガラス基板２０、インクチャンバ２２、インク流入口２４、メンブレン２６、圧電素子３０が示されている。

図９に示すように、本発明の第１実施形態によるインクジェットプリンタヘッドの製造工程は、先ず、図９の（ａ）から（ｃ）までのようにガラス基板２０にインクチャンバ２２、メンブレン２６などの駆動部を形成し、図９の（ｄ）から（ｇ）までのようにシリコーン基板１０にノズルとリストリクタ１８を形成する。ガラス基板２０の加工とシリコーン基板１０の加工は手順なしで並行して行われる。

上部基板であるガラス基板２０に構造物を形成する過程を見れば、図９の（ａ）のようなガラス基板２０に、図９の（ｂ）から（ｃ）までのようにサンドブラスタ工程を適用してインクチャンバ２２及びインク流入口２４を形成する。インクチャンバ２２が形成された後、残存する部分はメンブレン２６となるし、したがって、メンブレン２６の厚みはサンドブラスタのエッチング量で調節することができる。

下部基板であるシリコーン基板１０に構造物を形成する過程を見れば、図９の（ｄ）のシリコーン基板１０に、図９の（ｅ）のようにノズル部の直進部１２を形成し、図９の（ｆ）のようにリストリクタ１８を形成する。ノズル部の直進部１２及びリストリクタ１８のような構造物は、ＩＣＰ ＲＩＥのような直進性エッチング方法により形成される。そして、図９の（ｇ）のように、異方性エッチングを適用して一定の傾斜面を有するノズル部の傾斜部１６を形成する。

次に、図９の（ｈ）のように各種構造物が形成されたガラス基板２０とシリコーン基板１０を陽極接合（ａｎｏｄｉｃ ｂｏｎｄｉｎｇ）により接合することで、別途の接合層が必要ない堅固な構造のヘッドが形成される。また、ガラス基板２０に形成されたメンブレン２６の上に圧電素子３０を接合してヘッドの製作が完了される。陽極接合（ａｎｏｄｉｃ ｂｏｎｄｉｎｇ）は、材料間のイオン結合を誘導して接合部で流体の漏水が発生しなく、物理的、化学的で安定的な接合が行われるようにする。

図１０は、本発明の好ましい第２実施形態によるインクジェットプリンタヘッドの製造工程を示す流れ図である。図１０を参照すると、シリコーン基板１０、ノズル部の直進部１２、ノズル部の傾斜部１６、リストリクタ１８、ガラス基板２０、第１ガラス基板２１、インクチャンバ２３、インク流入口２４、第２ガラス基板２５、メンブレン２６、圧電素子３０が示されている。

第２実施形態は、上部基板にメンブレン２６を形成する方法において第１実施形態と異なる。図１０の（ａ）の第１ガラス基板２１にサンドブラスタ工程を適用して、図１０の（ｂ）のようにインクチャンバ２３及びインク流入口２４を穿孔する。

次に、図１０の（ｃ）のように第１ガラス基板２１の上部にメンブレン２６となる第２ガラス基板２５を接合する。第１ガラス基板２１と第２ガラス基板２５は、高温環境で境界面に一定程度の溶融状態を起こして接合させるので、２枚のガラス基板が略一つの物質からなった一体型構造に形成される。

次に、図１０の（ｄ）のように、第２ガラス基板２５をポリッシングしてメンブレン２６を形成する。メンブレン２６の厚みはポリッシングの量で調節する。サンドブラスタ工程によりインクチャンバ２２を形成する第１実施形態では、メンブレン２６の表面が粗くて不透明になるためにメンブレン２６を介してインクチャンバ２２に中を観察することが困難であるが、別途の基板を接合した後、ポリッシングしてメンブレン２６を形成する第２実施形態では、メンブレン２６が透明であるためにインクチャンバ２３の中の流体の観察が有利となる。

下部基板であるシリコーン基板１０を加工する過程は、第１実施形態と同じく、図１０の（ｅ）から（ｈ）までのように、ノズル部の直進部１２とリストリクタ１８はＩＣＰ ＲＩＥ工程により、ノズル部の傾斜部１６は異方性エッチングにより形成する。次に、図１０の（ｉ）のように構造物の形成されたガラス基板２０とシリコーン基板１０を陽極接合（ａｎｏｄｉｃ ｂｏｎｄｉｎｇ）により接合して、図１０の（ｊ）のようにメンブレン２６に圧電素子３０を付着してインクジェットプリンタヘッドの製作を完了する。

本発明の技術思想が上述の実施形態に応じて具体的に記述されたが、上述の実施形態はその説明のためのものであり、その制限のためではない。また、本発明の技術分野の通常の専門家であれば本発明の技術思想の範囲内で多様な実施形態が可能であることを理解することができるだろう。

従来技術によるインクジェットプリンタヘッドの構造を示す分解斜視図である。 従来技術によるインクジェットプリンタヘッドの構造を示す断面図である。 本発明の好ましい第１実施形態によるインクジェットプリンタヘッドの構造を示す断面図である。 本発明の好ましい第１実施形態によるインクジェットプリンタヘッドのノズル部の断面を撮影した写真である。 本発明の好ましい第１実施形態によるインクジェットプリンタヘッドのリストリクタ部分の断面を撮影した写真である。 本発明の好ましい第１実施形態によるインクジェットプリンタヘッドのインクチャンバ及びノズル部の断面を撮影した写真である。 本発明の好ましい第２実施形態によるインクジェットプリンタヘッドの構造を示す断面図である。 本発明の好ましい一実施形態によるインクジェットプリンタヘッドの製造方法を示す順序図である。 本発明の好ましい第１実施形態によるインクジェットプリンタヘッドの製造工程を示す流れ図である。 本発明の好ましい第２実施形態によるインクジェットプリンタヘッドの製造工程を示す流れ図である。

符号の説明

１０ シリコーン基板
１２ ノズル部の直進部
１６ ノズル部の傾斜部
１８ リストリクタ
２０ ガラス基板
２１ 第１ガラス基板
２２ インクチャンバ
２３ インクチャンバ
２５ 第２ガラス基板
２４ インク流入口
２６ メンブレン
３０ 圧電素子

Claims (7)

1. ノズル部およびリストリクタ（ｒｅｓｔｒｉｃｔｏｒ）が形成される下部基板と、
   前記下部電極の上部に接合されて、インクチャンバとインク流入口が形成される上部基板と、
   前記上部基板のメンブレン（ｍｅｍｂｒａｎｅ）に結合される圧電素子と、を含み、
   前記メンブレンは、前記上部基板の一部が除去されて前記インクチャンバが形成された後の残存する部分に形成される、インクジェットプリンタヘッド。
2. 前記下部基板はシリコーン基板であり、前記上部基板はガラス基板であって、前記下部基板と前記上部基板は陽極接合（ａｎｏｄｉｃ ｂｏｎｄｉｎｇ）により接合される請求項１に記載のインクジェットプリンタヘッド。
3. 前記ガラス基板は、第１ガラス基板の上部に第２ガラス基板が接合されて形成され、前記メンブレンは、前記第１ガラス基板の一部を穿孔して前記第２ガラス基板を接合した後、前記第２ガラス基板をポリッシング（ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）することで形成される請求項２に記載のインクジェットプリンタヘッド。
4. （ａ）下部基板にノズル部とリストリクタ（ｒｅｓｔｒｉｃｔｏｒ）を形成し、上部基板にインクチャンバとインク流入口を形成する段階と、
   （ｂ）前記下部電極の上部に前記上部基板を接合する段階と、
   （ｃ）前記上部基板のメンブレン（ｍｅｍｂｒａｎｅ）に圧電素子を結合する段階を含むが、
   前記メンブレンは、前記上部基板の一部が除去されて前記インクチャンバが形成された後の残存する部分で形成されるインクジェットプリンタヘッドの製造方法。
5. 前記下部基板はシリコーン基板であり、前記上部基板はガラス基板であって、前記段階（ｂ）は陽極接合（ａｎｏｄｉｃ ｂｏｎｄｉｎｇ）により行われる請求項４に記載のインクジェットプリンタヘッドの製造方法。
6. 前記段階（ａ）は、
   （ｄ）第１ガラス基板の一部を穿孔して前記インクチャンバを形成する段階と、
   （ｅ）前記第１ガラス基板の上部に第２ガラス基板を接合する段階と、
   （ｆ）前記第２ガラス基板をポリッシング（ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）して前記メンブレンを形成する段階と、を含む請求項５に記載のインクジェットプリンタヘッドの製造方法。
7. 前記段階（ａ）は、
   （ｇ）前記シリコーン基板の下面をエッチングして前記ノズル部の直進部を形成し、前記シリコーン基板の上面をエッチングして前記リストリクタを形成する段階と、
   （ｈ）前記ノズル部の直進部に対応する前記シリコーン基板の上面をエッチングして前記ノズル部の傾斜部を形成する段階と、を含む請求項５に記載のインクジェットプリンタヘッドの製造方法。