JP2008062451A - Method for manufacturing liquid jetting head, liquid jetting head and liquid jetting apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、ノズル開口から液体を噴射する液体噴射ヘッドの製造方法及び液体噴射ヘッド並びに液体噴射装置に関し、特に液体としてインクを吐出す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並びにインクジェット式記録装置に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a liquid ejecting head that ejects liquid from a nozzle opening, a liquid ejecting head, and a liquid ejecting apparatus, and more particularly to a method for manufacturing an ink jet recording head that ejects ink as liquid, an ink jet recording head, and ink jet recording. Relates to the device.
液体噴射ヘッドであるインクジェット式記録ヘッドとしては、例えば、ノズル開口に連通すると共に隔壁により区画された圧力発生室と、延設された隔壁により区画された圧力発生室に連通するインク供給路及びインク供給路に連通する連通路と、連通路に連通すると共に複数の圧力発生室に連通する連通部とが形成された流路形成基板と、この流路形成基板の一方面側に形成される圧電素子と、流路形成基板の圧電素子側の面に接合され連通部と共にリザーバの一部を構成するリザーバ部を有するリザーバ形成基板とを具備するものがある(例えば、特許文献1参照)。 As an ink jet recording head that is a liquid ejecting head, for example, a pressure generating chamber that communicates with a nozzle opening and is partitioned by a partition, and an ink supply path and ink that communicate with a pressure generating chamber partitioned by an extended partition A flow path forming substrate having a communication path communicating with the supply path, a communication portion communicating with the communication path and communicating with the plurality of pressure generating chambers, and a piezoelectric element formed on one side of the flow path forming substrate There is a device including an element and a reservoir forming substrate having a reservoir portion which is joined to a surface of the flow path forming substrate on the piezoelectric element side and forms a part of the reservoir together with a communication portion (see, for example, Patent Document 1).
また、インクジェット式記録ヘッドの製造方法としては、流路形成基板の一方面にボロンドープ層(本発明の隔離層)を形成後、この流路形成基板の一方面側にリザーバ部を有するリザーバ形成基板を接合し、その後、流路形成基板を他方面側から異方性エッチングすることにより圧力発生室及び連通部を形成した後、ボロンドープ層を貫通してリザーバ部と連通部とを連通させてリザーバを形成するものが提案されている(例えば、特許文献2参照)。このような製造方法によりインクジェット式記録ヘッドを形成することにより、流路形成基板に圧力発生室及び連通部を形成する際に、隔離層によりエッチング液が連通部及びリザーバ部を介してリザーバ形成基板側に流れ出て、リザーバ形成基板がエッチングされるのを防止している。 In addition, as a method for manufacturing an ink jet recording head, a reservoir forming substrate having a reservoir portion on one side of the flow path forming substrate after forming a boron dope layer (an isolation layer of the present invention) on one surface of the flow path forming substrate. After that, the pressure generating chamber and the communication portion are formed by anisotropically etching the flow path forming substrate from the other surface side, and then the reservoir portion and the communication portion are communicated with each other through the boron dope layer. Has been proposed (see, for example, Patent Document 2). By forming the ink jet recording head by such a manufacturing method, when the pressure generating chamber and the communication portion are formed on the flow path forming substrate, the etching solution is supplied by the isolation layer via the communication portion and the reservoir portion. The reservoir forming substrate is prevented from being etched.
さらに、流路形成基板の圧力発生室等の内面に酸化タンタルからなる耐液体性を有する保護膜を設けたインクジェット式記録ヘッドが提案されている(例えば、特許文献3参照)。 Furthermore, an ink jet recording head has been proposed in which a liquid-resistant protective film made of tantalum oxide is provided on the inner surface of a flow path forming substrate such as a pressure generating chamber (see, for example, Patent Document 3).
しかしながら、特許文献2のインクジェット式記録ヘッドの製造方法を用いて、特許文献3の保護膜を設ける際に、連通部とリザーバ部とを貫通した後に保護膜を形成する場合は、リザーバ形成基板の上面側にも保護膜が形成され、保護膜がリザーバ形成基板上に設けられた駆動回路の配線などを覆ってしまい、駆動回路と配線との接続不良が発生してしまうという問題や、保護膜を除去する工程が必要となり、製造コストが増大してしまうという問題がある。
However, when the protective film is formed after penetrating the communication portion and the reservoir portion when the protective film of
このため、流路形成基板の連通部とリザーバ形成基板のリザーバ部とを隔離層によって隔離した状態で保護膜を形成すると、配線層を貫通させる前に配線層上の保護膜を剥離する必要がある。 For this reason, when the protective film is formed in a state where the communication portion of the flow path forming substrate and the reservoir portion of the reservoir forming substrate are separated by the isolation layer, the protective film on the wiring layer needs to be peeled off before penetrating the wiring layer. is there.
しかしながら、隔離層上に形成された保護膜は、圧力発生室側から面方向に延設されて設けられることになるため、保護膜を連通部とリザーバ部とを連通する振動板の貫通部の境界で破断させるのが困難で、保護膜の一部が貫通部内に庇状に突出した残渣が発生したり、破断不良により保護膜にクラック等が発生してしまうという問題がある。 However, since the protective film formed on the isolation layer is provided so as to extend in the surface direction from the pressure generating chamber side, the protective film is provided in the through portion of the diaphragm that communicates the communication portion and the reservoir portion. There is a problem that it is difficult to break at the boundary, and a residue in which a part of the protective film protrudes like a bowl in the penetrating portion is generated, or a crack or the like is generated in the protective film due to a failure to break.
そして、このような保護膜の残渣は、剥がれ落ちやすく、剥がれ落ちた保護膜の残渣によってノズル開口の目詰まり等が発生してしまうため、歩留まり及び信頼性が低下してしまうという問題がある。 Further, such a protective film residue is easily peeled off, and the clogging of the nozzle opening occurs due to the peeled off protective film residue, resulting in a problem that yield and reliability are lowered.
なお、このような問題は、インクを吐出するインクジェット式記録ヘッドの製造方法だけでなく、勿論、インク以外の液体を吐出する他の液体噴射ヘッドの製造方法においても同様に存在する。 Such a problem exists not only in a method for manufacturing an ink jet recording head that discharges ink, but also in a method for manufacturing another liquid ejecting head that discharges liquid other than ink.
本発明はこのような事情に鑑み、異物による目詰まり等の吐出不良を確実に防止することができ、歩留まり及び信頼性を向上した液体噴射ヘッドの製造方法及び液体噴射ヘッド並びに液体噴射装置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, a liquid ejecting head, and a liquid ejecting apparatus that can reliably prevent ejection defects such as clogging due to foreign matters and improve yield and reliability. The task is to do.
上記課題を解決する本発明の第1の態様は、液体を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室と、複数の圧力発生室に連通して該圧力発生室の共通の液体室となるリザーバの一部を構成する連通部とが設けられる流路形成基板の一方面側に、前記連通部に相対向する領域に開口する貫通部を有する振動板を形成すると共に、該振動板の前記貫通部側の端面をその断面が円形状となるように形成し、且つ前記流路形成基板の前記連通部に相対向する領域の一方面が、前記振動板の前記貫通部の深さ方向の間となるように形成する工程と、前記振動板上に下電極、圧電体層及び上電極からなる圧電素子を形成する工程と、前記流路形成基板の前記一方面側に前記貫通部を封止する隔離層を形成する工程と、前記連通部と連通して前記リザーバの一部を構成するリザーバ部が形成されたリザーバ形成基板を前記流路形成基板の前記一方面側に接合する工程と、前記流路形成基板を他方面側から前記振動板及び前記隔離層が露出するまでウェットエッチングすることにより前記圧力発生室及び前記連通部を形成すると共に、前記貫通部の前記連通部側の一部を露出させる工程と、前記流路形成基板の前記圧力発生室、前記連通部及び露出された前記貫通部の内面に耐液体性を有する材料からなる保護膜を形成する工程と、前記隔離層上の前記保護膜を剥離して除去する工程と、前記隔離層を除去することにより前記リザーバ部と前記連通部とを連通させて前記リザーバを形成する工程とを具備す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1の態様では、リザーバ部と連通部とを連通させる際に、加工カス等の異物が発生することがないため、加工カス等の異物によるノズル詰まり等の吐出不良を防止することができる。特に、保護膜の貫通部の内面への付き回りを向上すると共に、保護膜に貫通部の内面と隔離層上との境界で屈曲させることができるため、隔離層上に平面状に設けられた保護膜のみを容易に除去することができる。そして、保護膜を除去した際に、庇状に突出した残渣が発生するのを防止することができ、液体流入時などに残渣が剥離して、剥離した残渣によるノズル開口の目詰まりが発生するのを防止することができる。
According to a first aspect of the present invention for solving the above problems, there is provided a pressure generating chamber that communicates with a nozzle opening that ejects liquid, and a reservoir that communicates with a plurality of pressure generating chambers and serves as a common liquid chamber of the pressure generating chamber. A diaphragm having a penetrating portion opened in a region facing the communicating portion is formed on one surface side of the flow path forming substrate provided with a communicating portion constituting a part, and the penetrating portion of the diaphragm The end face on the side is formed so that the cross section thereof is circular, and one surface of the region facing the communication part of the flow path forming substrate is between the depth direction of the through part of the diaphragm. Forming the piezoelectric element including a lower electrode, a piezoelectric layer, and an upper electrode on the diaphragm, and sealing the penetrating portion on the one surface side of the flow path forming substrate. A step of forming an isolation layer; and A step of joining a reservoir forming substrate having a reservoir portion that forms a part to the one surface side of the flow path forming substrate, and until the diaphragm and the isolation layer are exposed from the other surface side of the flow path forming substrate. Forming the pressure generating chamber and the communicating portion by wet etching, exposing a part of the penetrating portion on the communicating portion side, the pressure generating chamber of the flow path forming substrate, the communicating portion, and A step of forming a protective film made of a liquid-resistant material on the exposed inner surface of the penetrating part, a step of peeling off and removing the protective film on the isolation layer, and removing the isolation layer And a step of forming the reservoir by communicating the reservoir portion and the communicating portion.
In the first aspect, since foreign matter such as machining residue is not generated when the reservoir portion and the communication portion are communicated with each other, defective discharge such as nozzle clogging due to foreign matter such as machining residue can be prevented. . In particular, the contact with the inner surface of the penetrating portion of the protective film is improved, and the protective film can be bent at the boundary between the inner surface of the penetrating portion and the separating layer, so that the protective film is provided in a planar shape. Only the protective film can be easily removed. Then, when the protective film is removed, it is possible to prevent the residue protruding in a bowl shape from being generated, and the residue is peeled off at the time of liquid inflow and the nozzle opening is clogged by the peeled residue. Can be prevented.
本発明の第2の態様は、前記隔離層を形成する工程では、前記流路形成基板の前記一方面側に前記圧電素子から引き出されるリード電極を形成すると共に、前記リード電極と同一の層からなるが当該リード電極とは不連続の配線層からなる当該隔離層を形成する工程とを具備することを特徴とする第1の態様の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、リード電極と配線層からなる隔離層とを同時に形成することができるため、製造工程を簡略化してコストを低減することができる。
According to a second aspect of the present invention, in the step of forming the isolation layer, a lead electrode drawn from the piezoelectric element is formed on the one surface side of the flow path forming substrate, and from the same layer as the lead electrode. However, the lead electrode is provided with a step of forming the isolation layer composed of a discontinuous wiring layer. In the liquid jet head manufacturing method according to the first aspect, the lead electrode is provided.
In the second aspect, since the lead electrode and the isolation layer made of the wiring layer can be formed simultaneously, the manufacturing process can be simplified and the cost can be reduced.
本発明の第3の態様は、前記保護膜を形成する工程では、当該保護膜を前記貫通部の内面と前記隔離層との境界で屈曲させて形成すると共に、前記保護膜を除去する工程では、前記保護膜の屈曲した境界で破断することを特徴とする第1又は2の態様の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、隔離層上に平面状に設けられた保護膜のみを容易に除去することができる。
According to a third aspect of the present invention, in the step of forming the protective film, the protective film is formed by bending at the boundary between the inner surface of the penetrating portion and the isolation layer, and the protective film is removed. In the method of manufacturing a liquid jet head according to the first or second aspect, the protective film is broken at a bent boundary.
In the third aspect, only the protective film provided in a planar shape on the isolation layer can be easily removed.
本発明の第4の態様は、前記流路形成基板がシリコン単結晶基板からなると共に、前記振動板を形成する工程では、前記流路形成基板の前記貫通部が設けられる領域に窒化シリコン膜を形成し、前記流路形成基板を熱酸化することにより酸化シリコンからなる前記振動板を形成することを特徴とする第1〜3の何れかの態様の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、振動板の貫通部側の端面を断面が円形状となるように容易に且つ確実に形成することができる。
According to a fourth aspect of the present invention, the flow path forming substrate is made of a silicon single crystal substrate, and in the step of forming the diaphragm, a silicon nitride film is formed in a region where the through portion of the flow path forming substrate is provided. In the method of manufacturing a liquid jet head according to any one of the first to third aspects, the diaphragm is made of silicon oxide by forming and thermally oxidizing the flow path forming substrate.
In the fourth aspect, the end surface of the diaphragm on the penetrating portion side can be easily and reliably formed so that the cross section is circular.
本発明の第5の態様は、前記保護膜の材料として、酸化物又は窒化物を用いたことを特徴とする第1〜4の何れかの態様の液体噴射ヘッドの製造方法にある。
かかる第5の態様では、圧力発生室、連通部等の内面が、供給された液体によって浸食されるのを確実に防止することができる。
According to a fifth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a liquid jet head according to any one of the first to fourth aspects, an oxide or a nitride is used as a material for the protective film.
In the fifth aspect, it is possible to reliably prevent the inner surfaces of the pressure generation chamber, the communication portion, and the like from being eroded by the supplied liquid.
本発明の第6の態様は、前記保護膜の材料として、酸化タンタルを用いたことを特徴とする第5の態様の液体噴射ヘッドの製造方法にある。
かかる第6の態様では、圧力発生室、連通部等の内面が、供給された液体によって浸食されるのを確実に防止することができる。
According to a sixth aspect of the present invention, in the method for manufacturing a liquid jet head according to the fifth aspect, tantalum oxide is used as the material of the protective film.
In the sixth aspect, it is possible to reliably prevent the inner surfaces of the pressure generation chamber, the communication portion, and the like from being eroded by the supplied liquid.
本発明の第7の態様は、前記保護膜を剥離する工程では、前記保護膜上に内部応力が圧縮応力である剥離層を形成した後、該剥離層を剥離することで当該剥離層と共に前記隔離層上の前記保護膜を剥離することを特徴とする第1〜6の何れかの態様の液体噴射ヘッドの製造方法にある。
かかる第7の態様では、剥離層によって隔離層上の保護膜をさらに容易に且つ確実に除去することができる。
According to a seventh aspect of the present invention, in the step of peeling off the protective film, after forming a peeling layer whose internal stress is compressive stress on the protective film, the peeling layer is peeled off together with the peeling layer. In the method of manufacturing a liquid jet head according to any one of the first to sixth aspects, the protective film on the isolation layer is peeled off.
In the seventh aspect, the protective film on the isolation layer can be more easily and reliably removed by the release layer.
本発明の第8の態様は、前記剥離層の前記保護膜との密着力が、前記保護膜と前記隔離層との密着力より大きいことを特徴とする第7の態様の液体噴射ヘッドの製造方法にある。
かかる第8の態様では、剥離層と保護膜とが良好に密着するため、隔離層上の保護膜を剥離層と共にさらに容易且つ確実に除去することができる。
According to an eighth aspect of the present invention, in the liquid jet head according to the seventh aspect, the adhesion force between the release layer and the protective film is greater than the adhesion force between the protective film and the isolation layer. Is in the way.
In the eighth aspect, since the release layer and the protective film are in good contact, the protective film on the isolation layer can be more easily and reliably removed together with the release layer.
本発明の第9の態様は、前記剥離層の材料として、チタンタングステンを用いたことを特徴とする第6〜8の何れかの態様の液体噴射ヘッドの製造方法にある。
かかる第9の態様では、剥離層を所定の材料で形成することで、隔離層上の保護膜を剥離層と共にさらに容易且つ確実に除去することができる。
According to a ninth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a liquid jet head according to any one of the sixth to eighth aspects, the titanium tungsten is used as a material for the release layer.
In the ninth aspect, by forming the release layer with a predetermined material, the protective film on the isolation layer can be more easily and reliably removed together with the release layer.
本発明の第10の態様は、前記保護膜を形成する工程の前に、前記連通部内に露出した前記隔離層の厚さ方向の一部を除去する工程をさらに有することを特徴とする第1〜9の何れかの態様の液体噴射ヘッドの製造方法にある。
かかる第10の態様では、隔離層と保護膜との密着力が弱められるため、隔離層上の保護膜をさらに良好且つ確実に除去することができる。
According to a tenth aspect of the present invention, the method further includes the step of removing a part of the isolation layer exposed in the communication portion in the thickness direction before the step of forming the protective film. The method of manufacturing a liquid jet head according to any one of?
In the tenth aspect, since the adhesion between the isolation layer and the protective film is weakened, the protective film on the isolation layer can be removed more satisfactorily and reliably.
本発明の第11の態様は、前記隔離層が、密着層と該密着層上に形成される金属層とからなり、前記保護膜を形成する工程の前に、前記隔離層の表面をライトエッチングして前記密着層を少なくとも除去することを特徴とする第10の態様の液体噴射ヘッドの製造方法にある。
かかる第11の態様では、隔離層をライトエッチングすることにより、密着層と共に密着層が拡散した金属層の一部が除去されることで、隔離層と保護膜との密着力がより確実に弱められるため、隔離層上の保護膜をさらに良好且つ確実に除去することができる。
In an eleventh aspect of the present invention, the isolation layer comprises an adhesion layer and a metal layer formed on the adhesion layer, and the surface of the isolation layer is light-etched before the step of forming the protective film. Then, at least the adhesive layer is removed, and the liquid jet head manufacturing method according to the tenth aspect is provided.
In the eleventh aspect, the light-etching of the isolation layer removes a part of the metal layer in which the adhesion layer has diffused together with the adhesion layer, thereby more reliably weakening the adhesion between the isolation layer and the protective film. Therefore, the protective film on the isolation layer can be removed more satisfactorily and reliably.
本発明の第12の態様は、液体を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室と、複数の圧力発生室の共通の液体室となる連通部とが設けられた流路形成基板と、該流路形成基板の一方面側に設けられた振動板と、該振動板上に設けられた下電極、圧電体層及び上電極からなる圧電素子と、前記流路形成基板の前記圧電素子側に接合されて前記連通部と連通して共通の液体室の一部を構成するリザーバ部が設けられたリザーバ形成基板とを具備し、前記振動板には、前記連通部と前記リザーバ部とを連通する貫通部が設けられていると共に、当該振動板の前記貫通部側の端面の断面が円形状となっていることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる第12の態様では、保護膜の貫通部の内面への付き回りを向上することができ、保護膜が庇状に突出した残渣が発生するのを防止することができ、液体流入時などに残渣が剥離して、剥離した残渣によるノズル開口の目詰まりが発生するのを防止することができる。
According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided a flow path forming substrate provided with a pressure generation chamber communicating with a nozzle opening for ejecting liquid, and a communication portion serving as a common liquid chamber of the plurality of pressure generation chambers, A diaphragm provided on one side of the path forming substrate, a piezoelectric element comprising a lower electrode, a piezoelectric layer and an upper electrode provided on the diaphragm, and bonded to the piezoelectric element side of the flow path forming substrate And a reservoir forming substrate provided with a reservoir portion that communicates with the communicating portion and forms a part of a common liquid chamber, and the diaphragm and the reservoir portion communicate with each other. The liquid ejecting head is characterized in that a penetrating portion is provided and a cross section of an end face of the diaphragm on the penetrating portion side is circular.
In the twelfth aspect, it is possible to improve the contact of the protective film to the inner surface of the penetrating portion, and it is possible to prevent the protective film from generating a residue that protrudes like a bowl. It is possible to prevent the residue from peeling off and clogging of the nozzle opening due to the peeled residue.
本発明の第13の態様は、前記流路形成基板の前記圧力発生室及び前記連通部の内壁表面には、耐液体性を有する保護膜が設けられていると共に、該保護膜が、前記振動板の前記圧力発生室側の面から前記貫通部の内面の前記連通部側の一部まで連続して設けられていることを特徴とする第12の態様の液体噴射ヘッドにある。
かかる第13の態様では、流路形成基板と振動板との境界部分を保護膜で覆うことができ、この境界部分が液体により侵食されるのを確実に防止することができる。
In a thirteenth aspect of the present invention, a protective film having liquid resistance is provided on the inner surface of the pressure generating chamber and the communication portion of the flow path forming substrate, and the protective film is provided with the vibration. The liquid jet head according to a twelfth aspect is characterized in that the plate is continuously provided from a surface of the plate on the pressure generating chamber side to a part of the inner surface of the penetrating portion on the side of the communicating portion.
In the thirteenth aspect, the boundary portion between the flow path forming substrate and the diaphragm can be covered with the protective film, and the boundary portion can be reliably prevented from being eroded by the liquid.
本発明の第14の態様は、第12又は13の態様の液体噴射ヘッドを具備することを特徴とする液体噴射装置にある。
かかる第14の態様では、信頼性を向上した液体噴射装置を実現できる。
According to a fourteenth aspect of the present invention, there is provided a liquid ejecting apparatus including the liquid ejecting head according to the twelfth or thirteenth aspect.
In the fourteenth aspect, a liquid ejecting apparatus with improved reliability can be realized.
以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
(実施形態1)
図1は、本発明の実施形態1に係る液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドの概略構成を示す分解斜視図であり、図2は、図1の平面図、そのA−A′断面図及び要部拡大断面図である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a schematic configuration of an ink jet recording head which is an example of a liquid jet head according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a plan view of FIG. It is a figure and an important section expanded sectional view.
図示するように、流路形成基板10は、本実施形態では結晶面方位が(110)面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って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。
As shown in the drawing, the flow
流路形成基板10には、他方面側から異方性エッチングすることにより、複数の隔壁11によって区画された圧力発生室12がその幅方向(短手方向)に並設されている。また、流路形成基板10の圧力発生室12の長手方向一端部側には、インク供給路14と連通路15とが隔壁11によって区画されている。また、連通路15の一端には、各圧力発生室12の共通のインク室(液体室)となるリザーバ100の一部を構成する連通部13が形成されている。すなわち、流路形成基板10には、圧力発生室12、連通部13、インク供給路14及び連通路15からなる液体流路が設けられている。
In the flow
インク供給路14は、圧力発生室12の長手方向一端部側に連通し且つ圧力発生室12より小さい断面積を有する。例えば、本実施形態では、インク供給路14は、リザーバ100と各圧力発生室12との間の圧力発生室12側の流路を幅方向に絞ることで、圧力発生室12の幅より小さ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。なお、このように、本実施形態では、流路の幅を片側から絞ることでインク供給路14を形成したが、流路の幅を両側から絞ることでインク供給路を形成してもよい。また、流路の幅を絞るのではなく、厚さ方向から絞ることでインク供給路を形成してもよい。さらに、各連通路15は、インク供給路14の圧力発生室12とは反対側に連通し、インク供給路14の幅方向(短手方向)より大きい断面積を有する。本実施形態では、連通路15を圧力発生室12と同じ断面積で形成した。
The
すなわち、流路形成基板10には、圧力発生室12と、圧力発生室12の短手方向の断面積より小さい断面積を有するインク供給路14と、このインク供給路14に連通すると共にインク供給路14の短手方向の断面積よりも大きい断面積を有する連通路15とが複数の隔壁11により区画されて設けられている。
In other words, the flow
ここで、流路形成基板10の圧力発生室12、連通部13、インク供給路14及び連通路15の内壁表面には、耐インク性を有する材料、例えば、五酸化タンタル(Ta2O5)等の酸化タンタルからなる保護膜16が、約50nmの厚さで設けられている。なお、ここで言う耐インク性とは、アルカリ性のインクに対する耐エッチング性のことである。
Here, a material having ink resistance, for example, tantalum pentoxide (Ta 2 O 5 ) is formed on the inner wall surfaces of the
なお、このような保護膜16の材料は、酸化タンタルに限定されず、使用するインクのpH値によっては、例えば、酸化ジルコニウム(ZrO2)、ニッケル(Ni)、クロム(Cr)等を用いてもよい。
The material of the
また、本実施形態では、振動板である弾性膜50には、連通部13と、詳しくは後述するリザーバ形成基板30のリザーバ部31とを連通する貫通部51が設けられている。弾性膜50の貫通部51側の端面は、その断面が円形状に設けられており、貫通部51の連通部13側の内面には、保護膜16が設けられている。すなわち、保護膜16は、弾性膜50の圧力発生室12側の一方面から貫通部51の連通部13側の内面まで連続して設けられている。このように保護膜16は、弾性膜50の貫通部51の内面に設けられているが、弾性膜50の貫通部51側の端面はその断面が円形状に設けられているため、保護膜16の付き回りがよく、保護膜16の剥離が発生するのを防止することができる。また、保護膜16は、流路形成基板10と弾性膜50との境界を覆うように設けられているため、この境界部分にインクが接触して流路形成基板10がインクにより侵食されるのを確実に防止することができる。
Further, in the present embodiment, the
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プレート20が、接着剤や熱溶着フィルム等によって固着されている。なお、ノズルプレート20は、例えば、ガラスセラミックス、シリコン単結晶基板、ステンレス鋼等からなる。
Further, on the opening surface side of the flow
一方、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、二酸化シリコンからなり厚さが例えば、約1.0μmの弾性膜50が形成されている。また、この弾性膜50上には、厚さが約0.1〜0.5μmの下電極膜60と、圧電体膜の一例であるチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)等からなり厚さが例えば、約1.1μmの圧電体層70と、厚さが例えば、約0.05μmの上電極膜80とが、後述するプロセスで積層形成されて、圧電素子300を構成している。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を各圧力発生室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320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、各圧力発生室12毎に圧電体能動部320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アクチュエータ装置と称する。なお、上述した例では、弾性膜50が振動板として作用するが、弾性膜50上にその他の膜、例えば、酸化ジルコニウム等からなる絶縁体膜を設け、この弾性膜50と絶縁体膜とを振動板としてもよい。
On the other hand, the
また、このような各圧電素子300の上電極膜80には、密着層91及び金属層92からなる配線層190で構成されるリード電極90がそれぞれ接続され、このリード電極90を介して各圧電素子300に選択的に電圧が印加されるようになっている。
In addition, a
また、詳しくは後述するが、連通部13の開口周縁部に対応する領域の振動板、すなわち、弾性膜50上にも、密着層91及び金属層92からなるがリード電極90とは不連続の配線層190が存在している。
As will be described in detail later, the diaphragm in the region corresponding to the peripheral edge of the opening of the
さらに、流路形成基板10の圧電素子300側の面には、リザーバ100の少なくとも一部を構成するリザーバ部31を有するリザーバ形成基板30が接合されている。本実施形態では、流路形成基板10とリザーバ形成基板30とを接着剤35を用いて接合した。リザーバ形成基板30のリザーバ部31は、弾性膜50に設けられた貫通部51を介して連通部13と連通され、これらリザーバ部31及び連通部13によってリザーバ100が形成されている。
Further, a
また、リザーバ形成基板30の圧電素子300に対向する領域には、圧電素子保持部32が設けられている。圧電素子300は、この圧電素子保持部32内に形成されているため、外部環境の影響を殆ど受けない状態で保護されている。なお、圧電素子保持部32は、密封されていてもよいし密封されていなくてもよい。このようなリザーバ形成基板30の材料としては、例えば、ガラス、セラミックス材料、金属、樹脂等が挙げられるが、流路形成基板10の熱膨張率と略同一の材料で形成されていることが好ましく、本実施形態では、流路形成基板10と同一材料のシリコン単結晶基板を用いて形成した。
In addition, a piezoelectric
また、リザーバ形成基板30上には、並設された圧電素子300を駆動するための駆動回路200が固定されている。この駆動回路200としては、例えば、回路基板や半導体集積回路(IC)等を用いることができる。そして、駆動回路200とリード電極90とは、ボンディングワイヤ等の導電性ワイヤからなる接続配線210を介して電気的に接続されている。
A
さらに、リザーバ形成基板30のリザーバ部31に対応する領域上には、封止膜41及び固定板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。封止膜41は、剛性が低く可撓性を有する材料(例えば、厚さが6μmのポリフェニレンサルファイド(PPS)フィルム)からなり、この封止膜41によってリザーバ部31の一方面が封止されている。また、固定板42は、金属等の硬質の材料(例えば、厚さが30μmのステンレス鋼(SUS)等)で形成される。この固定板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となっているため、リザーバ100の一方面は可撓性を有する封止膜41のみで封止されている。
Furthermore, a
このような本実施形態のインクジェット式記録ヘッドでは、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、駆動回路200からの記録信号に従い、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、圧電素子300及び振動板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からインクが吐出する。
In such an ink jet recording head of this embodiment, ink is taken in from an external ink supply unit (not shown), filled with ink from the
以下、このようなインクジェット式記録ヘッドの製造方法について、図3〜図7を参照して説明する。なお、図3〜図7は、インクジェット式記録ヘッドの製造方法を示す圧力発生室の長手方向の断面図である。 Hereinafter, a method for manufacturing such an ink jet recording head will be described with reference to FIGS. 3 to 7 are cross-sectional views in the longitudinal direction of the pressure generating chamber showing the method of manufacturing the ink jet recording head.
まず、図3(a)に示すように、シリコンウェハである流路形成基板用ウェハ110の貫通部51が形成される領域に、例えば、窒化シリコン(SixNy)からなる窒化シリコン膜52を形成する。本実施形態では、流路形成基板用ウェハ110の全面に亘って窒化シリコンを形成後、所定形状にパターニングすることで窒化シリコン膜52を形成したが、特にこれに限定されず、例えば、流路形成基板用ウェハ110の表面に所望の領域に開口するマスクを設け、このマスクの開口部により露出された領域のみを熱窒化するようにしてもよい。
First, as shown in FIG. 3A, a
次に、図3(b)に示すように、流路形成基板用ウェハ110を約1100℃の拡散炉で熱酸化し、流路形成基板用ウェハ110の表面に弾性膜50を構成する二酸化シリコン膜53を形成する。このとき、流路形成基板用ウェハ110の表面の一部は窒化シリコン膜52により覆われているため、弾性膜50は、窒化シリコン膜52以外の領域に形成される。その後、図3(c)に示すように、窒化シリコン膜52を除去することにより、貫通部51が形成された弾性膜50(二酸化シリコン膜53)を形成する。すなわち、本実施形態では、弾性膜50をLOCOS(Local Oxidation of Silicon)によって形成する。
Next, as shown in FIG. 3 (b), the flow path forming
このようにして形成された弾性膜50は、貫通部51側の端面の断面が円形状に形成され、且つ流路形成基板用ウェハ110の表面が弾性膜50の厚さ方向の間(貫通部51の深さ方向の間)となるように形成される。すなわち、貫通部51は、その内面が開口側の深さ方向の途中まで露出された状態で形成される。
The
なお、本実施形態では、流路形成基板用ウェハ110として、厚さが約625μmと比較的厚く剛性の高いシリコンウェハを用いている。
In the present embodiment, a silicon wafer having a relatively thick and high rigidity of about 625 μm is used as the flow path forming
次いで、図4(a)に示すように、例えば、白金とイリジウムとを弾性膜50上に積層することにより下電極膜60を形成した後、この下電極膜60を所定形状にパターニングする。次に、図4(b)に示すように、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)等からなる圧電体層70と、例えば、イリジウムからなる上電極膜80とを流路形成基板用ウェハ110の全面に形成し、これら圧電体層70及び上電極膜80を、各圧力発生室12に対向する領域にパターニングして圧電素子300を形成する。
Next, as shown in FIG. 4A, for example, after the
なお、圧電素子300を構成する圧電体層70の材料としては、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や、これにニオブ、ニッケル、マグネシウム、ビスマス又はイットリウム等の金属を添加したリラクサ強誘電体等が用いられる。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(Sc1/2Ta1/2)O3−PbTiO3(PST−PT)、Pb(Sc1/2Nb1/2)O3−PbTiO3(PSN−PT)、BiScO3−PbTiO3(BS−PT)、BiYbO3−PbTiO3(BY−PT)等が挙げられる。
The material of the
また、圧電体層70の形成方法は、特に限定されないが、例えば、本実施形態では、金属有機物を触媒に溶解・分散したいわゆるゾルを塗布乾燥してゲル化し、さらに高温で焼成することで金属酸化物からなる圧電体層70を得る、いわゆるゾル−ゲル法を用いて圧電体層70を形成した。なお、圧電体層70の製造方法は、ゾル−ゲル法に限定されず、例えば、MOD(Metal-Organic Decomposition)法やスパッタリング法等を用いてもよい。
The method for forming the
次に、図4(c)に示すように、リード電極90を形成する。具体的には、まず流路形成基板用ウェハ110の全面に亘って密着層91を介して金属層92を形成し、密着層91と金属層92とからなる配線層190を形成する。そして、この配線層190上に、例えば、レジスト等からなるマスクパターン(図示なし)を形成し、このマスクパターンを介して金属層92及び密着層91を圧電素子300毎にパターニングすることによりリード電極90を形成する。またこのとき、貫通部51に対向する領域に、リード電極90とは不連続の配線層190を残し、この配線層190によって貫通部51が封止されるようにする。すなわち、本実施形態では、リザーバ部31と連通部13とを隔離する隔離層として、リード電極90と同一層からなるが、リード電極90とは不連続の独立した配線層190を形成する。これにより、リード電極90と同時に隔離層である配線層190を形成することができ、製造工程を簡略化してコストを低減することができる。なお、隔離層は、特にこれに限定されず、例えば、リード電極90を形成した後、金属材料、樹脂材料等の隔離層を別途形成するようにしてもよい。
Next, as shown in FIG. 4C, the
このように隔離層である配線層190を形成すると、配線層190は、弾性膜50の一方面側と、貫通部51の露出された内面と、貫通部51内の流路形成基板用ウェハ110の一方面とに連続して設けられる。すなわち、配線層190は、貫通部51の深さ方向の途中までしか設けられておらず、詳しくは後述するが、流路形成基板用ウェハ110に連通部13を形成した際に、貫通部51の連通部13側の一部は露出される。
When the
ここで、金属層92の主材料としては、比較的導電性の高い材料であれば特に限定されず、例えば、金(Au)、白金(Pt)、アルミニウム(Al)、銅(Cu)が挙げられ、本実施形態では金(Au)を用いている。また、密着層91の材料としては、金属層92の密着性を確保できる材料であればよく、具体的には、チタン(Ti)、チタンタングステン化合物(TiW)、ニッケル(Ni)、クロム(Cr)又はニッケルクロム化合物(NiCr)等が挙げられ、本実施形態ではチタンタングステン化合物(TiW)を用いている。
Here, the main material of the
次に、図5(a)に示すように、リザーバ形成基板用ウェハ130を、流路形成基板用ウェハ110上に接着剤35によって接着する。ここで、このリザーバ形成基板用ウェハ130には、リザーバ部31、圧電素子保持部32等が予め形成されている。なお、リザーバ形成基板用ウェハ130は、例えば、400μm程度の厚さを有するシリコンウェハであり、リザーバ形成基板用ウェハ130を接合することで流路形成基板用ウェハ110の剛性は著しく向上することになる。
Next, as illustrated in FIG. 5A, the reservoir forming
次いで、図5(b)に示すように、流路形成基板用ウェハ110をある程度の厚さとなるまで研磨した後、さらにフッ硝酸によってウェットエッチングすることにより流路形成基板用ウェハ110を所定の厚みにする。例えば、本実施形態では、研磨及びウェットエッチングによって、流路形成基板用ウェハ110を、約70μmの厚さとなるように加工した。次いで、図5(c)に示すように、流路形成基板用ウェハ110上に、例えば、窒化シリコン(SixNy)からなるマスク膜54を新たに形成し、所定形状にパターニングする。そして、図6(a)に示すように、このマスク膜54を介して流路形成基板用ウェハ110を異方性エッチング(ウェットエッチング)して、流路形成基板用ウェハ110に液体流路、本実施形態では、圧力発生室12、連通部13、インク供給路14及び連通路15等を形成する。具体的には、流路形成基板用ウェハ110を、例えば、水酸化カリウム(KOH)水溶液等のエッチング液によって弾性膜50及び密着層91(金属層92)が露出するまでエッチングすることより、圧力発生室12、連通部13、インク供給路14及び連通路15を同時に形成する。
Next, as shown in FIG. 5B, after the flow path forming
また、このように圧力発生室12等の液体流路を形成する際、貫通部51は、密着層91及び金属層92からなる配線層190によって封止されているため、貫通部51を介してリザーバ形成基板用ウェハ130側にエッチング液が流れ込むことがない。これにより、リザーバ形成基板用ウェハ130の表面に設けられている接続配線(図示なし)にエッチング液が付着することがなく、断線等の不良の発生を防止することができる。また、リザーバ部31内にエッチング液が浸入してリザーバ形成基板用ウェハ130がエッチングされる虞もない。
Further, when the liquid flow path such as the
なお、このような圧力発生室12等を形成する際、リザーバ形成基板用ウェハ130の流路形成基板用ウェハ110側とは反対側の表面を、耐アルカリ性を有する材料、例えば、PPS(ポリフェニレンサルファイド)、PPTA(ポリパラフェニレンテレフタルア
ミド)等からなる封止フィルムでさらに封止するようにしてもよい。これにより、リザーバ形成基板用ウェハ130の表面に設けられた配線の断線等の不良をより確実に防止することができる。
When forming such a
このように流路形成基板用ウェハ110に圧力発生室12等を形成すると、上述のように、貫通部51を封止する配線層190は、貫通部51の深さ方向の途中までしか設けられていないため、流路形成基板用ウェハ110の弾性膜50側には、貫通部51の連通部13側の一部が露出される。なお、貫通部51の露出された内面は、その断面が円形状に設けられている。
When the
次に、図6(b)に示すように、貫通部51内の配線層190の一部を連通部13側からウェットエッチング(ライトエッチング)することにより除去する。すなわち、連通部13側に露出されている密着層91と、この密着層91が拡散している金属層92の一部の領域とをエッチングにより除去する。詳しくは後述するが、これにより、後の工程で配線層190上に形成される保護膜16と配線層190との密着力が弱められ、配線層190上の保護膜16が剥離し易くなる。
Next, as shown in FIG. 6B, a part of the
次に、流路形成基板用ウェハ110表面のマスク膜54を除去し、図6(c)に示すように、例えば、酸化物又は窒化物等の耐液体性(耐インク性)を有する材料、本実施形態では、五酸化タンタルからなる保護膜16を、CVD法等によって形成する。
Next, the
このとき、連通部13の弾性膜50側には、貫通部51の深さ方向の一部が露出されているため、保護膜16は、弾性膜50の圧力発生室12側の一方面から、露出された貫通部51の内面及び配線層190上まで連続して設けられる。これにより、保護膜16は、弾性膜50の圧力発生室12側の一方面と貫通部51の内面との境界で屈曲し、且つ貫通部51の内面と配線層190との境界で屈曲して設けられる。
At this time, since a part of the
また、貫通部51の露出された内面は、その断面が円形状に設けられているため、保護膜16の付き回りが向上される。
Moreover, since the cross section of the exposed inner surface of the penetrating
このように保護膜16を形成した際に、貫通部51は配線層190によって封止されているため、貫通部51を介してリザーバ形成基板用ウェハ130の外面等に保護膜16が形成されることがない。したがって、接続配線等が形成されたリザーバ形成基板用ウェハ130の表面に保護膜16が形成されることなく、駆動回路200などの接続不良等の発生を防止することができると共に、余分な保護膜16を除去する工程が不要となって製造工程を簡略化して製造コストを低減することができる。
When the
次に、図7に示すように、保護膜16上に高応力材料からなる剥離層17を、例えば、CVD法によって形成する。この剥離層17は、その内部応力が圧縮応力であることが好ましく、特に、80MPa以上の圧縮応力であることが望ましい。また、剥離層17は、保護膜16との密着力が保護膜16と配線層190との密着力よりも大きな材料を用いるのが好ましい。本実施形態では、剥離層17の材料としてチタンタングステン化合物(TiW)を用いている。
Next, as shown in FIG. 7, a
このように高応力材料からなると共に保護膜16との密着力が高い剥離層17を保護膜16上に形成すると、剥離層17の応力によって配線層190上に形成された保護膜16が剥がれ始める。そして、図8(a)に示すように、この剥離層17をウェットエッチングにより除去することで、配線層190上の保護膜16を剥離層17と共に完全に除去する。
When the
このとき、保護膜16は、貫通部51の断面が円形状に設けられた内面への付き回りがよく、保護膜16は貫通部51の内面と配線層190上の平面状に設けられた領域との境界で屈曲されて設けられているため、保護膜16はこの屈曲された領域で破断されて、配線層190上の保護膜16のみを確実に除去することができる。
At this time, the
すなわち、保護膜16が平面状に設けられて屈曲されていない領域を破断しようとすると、保護膜16にクラックが発生したり、庇状に突出した残渣が発生してしまう。そして、このように保護膜16の庇状に突出した残渣は、特にインク流入時などに剥がれ易く、剥がれた残渣によってノズル開口21の目詰まり等が発生してしまう。しかしながら、本発明のように、保護膜16を屈曲された領域で破断することにより、庇状に突出した残渣やクラック等が発生するのを防止して、ノズル開口21の目詰まり等を防止することができ、歩留まりを向上すると共に信頼性を向上することができる。
That is, if an attempt is made to break a region where the
なお、本実施形態では、前述した工程で貫通部51に設けられた配線層190の連通部13側の一部、すなわち、密着層91及び密着層91が拡散した金属層92が除去されているため、配線層190と保護膜16との密着力が弱く、保護膜16を配線層190からさらに容易に剥離することができる。
In the present embodiment, a part of the
なお、このように配線層190上の保護膜16を除去した後は、図8(b)に示すように、配線層190を連通部13側からウェットエッチングすることによって除去して貫通部51を開口させる。このとき配線層190上には保護膜16が形成されていないため、保護膜16が配線層190のウェットエッチングを邪魔することはない。
After removing the
したがって、配線層190を容易且つ確実にウェットエッチングにより除去して貫通部51を開口させることができる。すなわち、このような本発明の製造方法によれば、従来の機械的な加工とは異なり加工カス等の異物が発生することはない。したがって、圧力発生室12、連通部13等のインク流路内に加工カスが残留し、残留した加工カスによってノズル詰まり等の吐出不良が発生するのを確実に防止することができる。また、保護膜16が配線層190側に庇状に突出して残渣するのを防止することができるため、配線層190のエッチングを良好に行って、確実に配線層190を除去することができる。
Therefore, the
その後は、流路形成基板用ウェハ110及びリザーバ形成基板用ウェハ130の不要部分、例えば、ダイシング等により切断することによって除去する。そして、流路形成基板用ウェハ110のリザーバ形成基板用ウェハ130とは反対側の面にノズル開口21が穿設されたノズルプレート20を接合すると共に、リザーバ形成基板用ウェハ130にコンプライアンス基板40を接合し、これら流路形成基板用ウェハ110等を、図1に示すような一つのチップサイズの流路形成基板10等に分割することによって上述した構造のインクジェット式記録ヘッドが製造される。
Thereafter, unnecessary portions of the flow path forming
以上説明したように、本実施形態の製造方法によれば、弾性膜50の貫通部51側の端面をその断面が円形状に形成することで、保護膜16の貫通部51内面への付き回りを向上すると共に、保護膜16に屈曲された領域を形成することで、貫通部51を封止する配線層190上の不要な保護膜16を除去する際に、保護膜16を屈曲された領域で破断することができ、保護膜16のクラックや残渣を防止することができる。したがって、インク流入時などに残渣が剥離されて、ノズル開口21の目詰まり等の吐出不良が発生するのを確実に防止することができ、歩留まりを向上することができると共に信頼性を向上することができる。
As described above, according to the manufacturing method of the present embodiment, the end surface of the
(他の実施形態)
以上、本発明の実施形態1を説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、上述した実施形態1では、流路形成基板10の一方面側に弾性膜50と下電極膜60、圧電体層70及び上電極膜80からなる圧電素子300を形成し、弾性膜50が振動板として機能するようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、弾性膜50上に酸化ジルコニウム(ZrO2)等からなり厚さが例えば、約0.4μmの絶縁体膜を形成し、弾性膜50と絶縁体膜とが振動板として機能するようにしてもよい。このような絶縁体膜には、貫通部51と連通する厚さ方向に貫通する連通孔が設けられていればよく、絶縁体膜の連通孔の端面形状は特に限定されない。
(Other embodiments)
As mentioned above, although Embodiment 1 of this invention was demonstrated, this invention is not limited to embodiment mentioned above. For example, in the first embodiment described above, the
また、例えば、上述した実施形態1では、密着層91及び金属層92で構成される配線層190を例示したが、配線層190の構成はこれに限定されず、例えば、配線層を金属層のみで構成させるようにしてもよい。また、上述した実施形態では、貫通部51内に形成した配線層190上の保護膜16を高応力材料の剥離層17によって除去するようにしたが、配線層190上の保護膜16の除去方法は、特に限定されるものではない。何れの除去方法によっても、保護膜16の貫通部51の内面への付き回りを向上することができると共に保護膜16を屈曲して設けることができるため、保護膜16を屈曲された領域で破断してクラック及び残渣を防止することができる。
For example, in Embodiment 1 described above, the
さらに、上述した実施形態1のインクジェット式記録ヘッドは、インクカートリッジ等と連通するインク流路を具備する記録ヘッドユニットの一部を構成して、インクジェット式記録装置に搭載される。図9は、そのインクジェット式記録装置の一例を示す概略図である。 Further, the ink jet recording head of the first embodiment described above constitutes a part of a recording head unit including an ink flow path communicating with an ink cartridge or the like, and is mounted on the ink jet recording apparatus. FIG. 9 is a schematic view showing an example of the ink jet recording apparatus.
図9に示すように、インクジェット式記録ヘッドを有する記録ヘッドユニット1A及び1Bは、インク供給手段を構成するカートリッジ2A及び2Bが着脱可能に設けられ、この記録ヘッドユニット1A及び1Bを搭載したキャリッジ3は、装置本体4に取り付けられたキャリッジ軸5に軸方向移動自在に設けられている。この記録ヘッドユニット1A及び1Bは、例えば、それぞれブラックインク組成物及びカラーインク組成物を吐出するものとしている。
As shown in FIG. 9, in the
そして、駆動モータ6の駆動力が図示しない複数の歯車およびタイミングベルト7を介してキャリッジ3に伝達されることで、記録ヘッドユニット1A及び1Bを搭載したキャリッジ3はキャリッジ軸5に沿って移動される。一方、装置本体4にはキャリッジ軸5に沿ってプラテン8が設けられており、図示しない給紙ローラなどにより給紙された紙等の記録媒体である記録シートSがプラテン8に巻き掛けられて搬送されるようになっている。
The driving force of the driving motor 6 is transmitted to the
また、上述した実施形態においては、液体噴射ヘッドの一例としてインクジェット式記録ヘッドを挙げて説明したが、本発明は、広く液体噴射ヘッド全般を対象としたものであり、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドの製造方法にも勿論適用することができる。その他の液体噴射ヘッドとしては、例えば、プリンタ等の画像記録装置に用いられる各種の記録ヘッド、液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ELディスプレー、FED(面発光ディスプレー)等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオchip製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等が挙げられる。 In the above-described embodiments, the ink jet recording head has been described as an example of the liquid ejecting head. However, the present invention broadly applies to all liquid ejecting heads and ejects liquids other than ink. Of course, the present invention can also be applied to a method of manufacturing a liquid jet head. Other liquid ejecting heads include, for example, various recording heads used in image recording apparatuses such as printers, color material ejecting heads used in the manufacture of color filters such as liquid crystal displays, organic EL displays, and FEDs (surface emitting displays). Examples thereof include an electrode material ejection head used for electrode formation, a bioorganic matter ejection head used for biochip production, and the like.
10 流路形成基板、 12 圧力発生室、 16 保護膜、 20 ノズルプレート、 21 ノズル開口、 30 リザーバ形成基板、 31 リザーバ部、 32 圧電素子保持部、 35 接着剤、 40 コンプライアンス基板、 50 弾性膜、 51 貫通部、 60 下電極膜、 70 圧電体層、 80 上電極膜、 90 リード電極、 91 密着層、 92 金属層、 100 リザーバ、 110 流路形成基板用ウェハ、 130 リザーバ形成基板用ウェハ、 190 配線層、 200 駆動回路、 210 駆動配線、 300 圧電素子
DESCRIPTION OF
Claims (14)
前記振動板上に下電極、圧電体層及び上電極からなる圧電素子を形成する工程と、
前記流路形成基板の前記一方面側に前記貫通部を封止する隔離層を形成する工程と、
前記連通部と連通して前記リザーバの一部を構成するリザーバ部が形成されたリザーバ形成基板を前記流路形成基板の前記一方面側に接合する工程と、
前記流路形成基板を他方面側から前記振動板及び前記隔離層が露出するまでウェットエッチングすることにより前記圧力発生室及び前記連通部を形成すると共に、前記貫通部の前記連通部側の一部を露出させる工程と、
前記流路形成基板の前記圧力発生室、前記連通部及び露出された前記貫通部の内面に耐液体性を有する材料からなる保護膜を形成する工程と、
前記隔離層上の前記保護膜を剥離して除去する工程と、
前記隔離層を除去することにより前記リザーバ部と前記連通部とを連通させて前記リザーバを形成する工程とを具備することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。 Forming a flow path provided with a pressure generating chamber that communicates with a nozzle opening for ejecting liquid and a communication portion that communicates with a plurality of pressure generating chambers and forms a part of a reservoir serving as a common liquid chamber for the pressure generating chambers A diaphragm having a penetrating portion that opens in a region opposite to the communication portion is formed on one surface side of the substrate, and an end surface of the diaphragm on the penetrating portion side is formed to have a circular cross section. And forming one surface of the region facing the communication portion of the flow path forming substrate so as to be between the depth directions of the through portion of the diaphragm;
Forming a piezoelectric element comprising a lower electrode, a piezoelectric layer and an upper electrode on the diaphragm;
Forming an isolation layer for sealing the through portion on the one surface side of the flow path forming substrate;
Bonding a reservoir forming substrate formed with a reservoir portion composing a part of the reservoir in communication with the communicating portion to the one surface side of the flow path forming substrate;
The pressure generating chamber and the communication part are formed by wet etching the flow path forming substrate from the other surface side until the diaphragm and the isolation layer are exposed, and a part of the through part on the communication part side A step of exposing
Forming a protective film made of a material having liquid resistance on the inner surface of the pressure generating chamber, the communicating portion and the exposed through portion of the flow path forming substrate;
Peeling and removing the protective film on the isolation layer;
And a step of forming the reservoir by making the reservoir and the communication portion communicate with each other by removing the isolation layer.
前記振動板には、前記連通部と前記リザーバ部とを連通する貫通部が設けられていると共に、当該振動板の前記貫通部側の端面の断面が円形状となっていることを特徴とする液体噴射ヘッド。 A flow path forming substrate provided with a pressure generating chamber communicating with a nozzle opening for ejecting liquid and a communication portion serving as a common liquid chamber of the plurality of pressure generating chambers, and provided on one surface side of the flow path forming substrate And a piezoelectric element comprising a lower electrode, a piezoelectric layer, and an upper electrode provided on the diaphragm, and joined to the piezoelectric element side of the flow path forming substrate to communicate with the communication portion. A reservoir forming substrate provided with a reservoir portion constituting a part of the common liquid chamber,
The diaphragm is provided with a penetrating portion that communicates the communication portion and the reservoir portion, and a cross section of an end surface of the diaphragm on the penetrating portion side is circular. Liquid jet head.
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JP2013223998A (en) * | 2012-04-23 | 2013-10-31 | Seiko Epson Corp | Method of manufacturing liquid ejecting apparatus and method of manufacturing liquid ejection head |
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013146911A (en) * | 2012-01-19 | 2013-08-01 | Seiko Epson Corp | Method for manufacturing liquid ejection head, and method for manufacturing liquid ejection device |
JP2013223998A (en) * | 2012-04-23 | 2013-10-31 | Seiko Epson Corp | Method of manufacturing liquid ejecting apparatus and method of manufacturing liquid ejection head |
JP2019025704A (en) * | 2017-07-27 | 2019-02-21 | セイコーエプソン株式会社 | Manufacturing method for mems device and mems device |
EP3434484A3 (en) * | 2017-07-27 | 2019-05-08 | Seiko Epson Corporation | Method of manufacturing mems device and mems device |
US11114604B2 (en) | 2017-07-27 | 2021-09-07 | Seiko Epson Corporation | Method of manufacturing MEMS device and MEMS device |
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