JP2008542014A - 液滴付与装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】インクジェットプリントヘッドのような液滴付与装置において、製品の技術的優位性と製造コストをバランスさせた液滴付与装置部品、特にノズルの形成方法を提供する。
【解決手段】圧電物質の平面体を形成し、該平面体の第一面に第二物質の領域を形成し、該平面体の第一面と反対側の第二面に、該第二物質の領域を露出するのに充分な深さの流路を形成し、該露出された領域内の第二物質の該層を通るノズルをノズルが該流路と連通するように形成する工程からなる液滴付与装置用部品の形成方法。

Description

本発明はインクジェットプリントヘッドのような液滴付与装置に関しそしてより特徴的にはそのような液滴付与装置へのノズルの形成に関する。
ノズルの高精度での形成はプリントヘッドの性能を決定するのに重要な役割を演じている。通常、ノズルはノズル板内に形成され、それから注意深くプリントヘッドの本体に取り付けられる。広範囲の製造プロセスを採用する広範囲の種類のノズル板構造が提案されてきた。工業的規模で実行可能にするためには、製造プロセスは製品の技術的優位性と製造コストをバランスさせなければならない。
本発明の課題は、インクジェットプリントヘッドのような液滴付与装置において、製品の技術的優位性と製造コストをバランスさせた液滴付与装置用部品、特にノズルの形成方法を提供することである。
一態様においては、本発明は、圧電物質の平面体を形成し、該平面体の第一面に第二物質の領域を形成し、該平面体の第一面と反対側の第二面に、該第二物質の領域を露出するのに充分な深さの流路（ｃｈａｎｎｅｌ）を形成し、該露出された領域内の第二物質の該層を通るノズルをノズルが該流路と連通するように形成する工程からなる液滴付与装置用部品の形成方法である。
望ましくは、該第二物質はポリマーである。
好ましくは、第二物質の該領域は液状形態の第二物質を付着させることによって形成される。
好適には、第二物質はＳＵ８のようなフォトレジストである。
本発明の好ましい態様においては、第二物質の該領域が該平面体の第一面の窪み内に少なくとも部分的に形成され、好ましくは、該窪みは溝方向に走る溝の形態である。
好ましくは、該流路は該溝方向に垂直な流路方向に伸びている。
別の観点においては、本発明は、その第一の面上に溝を形成した圧電物質の平面体をもち、溝はポリマー状物質を含み、その平面体は第一面と反対側の第二面に形成された複数の流路をもち、それぞれの流路は該ポリマー状物質の領域を露出しており、そしてノズルは該ポリマー状物質を通って伸びており該流路と連通していることを特徴とする液滴付与装置である。
望ましくは、該流路は該溝方向に垂直な流路方向に伸びている。
本発明の態様は、集積ノズル板及びインクジェットノズルの形成においてＳＵ８又は類似の流体を使用する。ＳＵ−８は負電荷、エポキシタイプ、近紫外（ｎｅａｒ ＵＶ）フォトレジスト（３６５ｎｍ）である。この物質の詳細は特許文献１に記載されている。
以下に記載される本発明の好ましい態様は集積ノズル板をもつ圧電アクチュエーターであるが、ノズル板及びノズルは別の部品（例えば、エッチしたＳｉ又はＮｉ又はＳ／スチール）に集積されていてもよい。本発明の一態様においては、ノズル板は望ましくはフォトレジストとしてＳＵ８を使用してフォトエッチングすることによって形成される。この部品は後の製造工程でアクチュエーターに取り付けられる。ＳＵ８は液状形態で適用されそしてグレードは市販のものでよく、異なった機能が採用できる（例えば、充填、平面化、等々）。キーとなる利点は、機械的手段によって製造された表面に比較して、流体沈積によって形成された表面は欠陥が少ないことである。さらに、輸送や梱包によって引き起こされるダメージや汚染を局部的な適用によってかなり減少させることができる。
ＵＳ４，８８２，２４５
本発明により、ウエーハースケール加工に容易に付加できるノズル板を与える低コストの手段が提供される。ＳＵ８を付ける場合は、これは非常に均一でそして欠陥が少なく、それはノズルジェットの性能を増大させる。ＳＵ８はまた急速に融除するので、製造時間とコストを削減し、そして精度良く、高品質のノズルを製造できる。
本発明を添付の図面を参照して例示的に説明する。
ＰＺＴウエーハー（矢印２によって示されるようないわゆる‘シェブロン’構造であってもよい）は、流路の長さ方向軸に垂直面の断面図である図１に示されるように、所望により切除された流路３（ウエーハースケール加工工程）を与えられる。
もし形成されるなら、流路は、図２に示されるように、例えばディスペンサー又はドクターブレードによって、４で示されるようなＳＵ８で満たされ、それから硬化される。
所望により、図３に示されるように、さらなるＳＵ８層５がウエーハーと流路の頂部面に重ねられ、そして硬化される。この端部では、ＳＵ８は自己レベル調整タイプであることが好ましい。この追加層は、更なる態様における第三物質層（図示されていない）のフォトエッチングのために使用できるので有利である。
図４に示されるように、それからアクチュエーター流路がウエーハーの反対側に流路３と垂直方向に取り付けられる。６で示されるように、流路は流路４のＳＵ８充填物と連通するような深さとする。
ウエーハーは引き続きさいの目に切られ、電極をつなぎ、基板とインク供給器を公知のように取り付ける。
流路３の長さ方向軸に垂直面の、図５の透視断面図に示されるように、それからノズル７をＳＵ８層及び充填層４に切削加工で取り付け流路６と連通させる。
流路側壁上のＳＵ８領域が側壁上の電極を、ＳＵ８をメッキ法に対抗すべきレーザーダメージから保護できることは注目に値する。特許文献２に開示されているような切削保護技術もまた使用される。
本発明の更なる態様においては、流路３は形成されず、ＳＵ８の単一層がそれからウエーハーの頂部に付けられる。この態様においては、流路６はＳＵ８の層と連通するのに充分な深さをもっている。
本発明はウエーハースケール加工に容易に付加できるノズル板を与える低コストの手段を提供する。溝開けによる流路３の形成は高精度で、再現性良くそして高スピードで達成できる。さらに、それは機械的支持を与えるためにＰＺＴを採用し、それによって部品数を少なくできる。ＳＵ８フィルムを付ける場合は、これは非常に均一でそして欠陥が少なく、それはノズルジェットの性能を増大させる。ＳＵ８はまた急速に融除するので、製造時間とコストを削減し、そして精度良く、高品質のノズルを製造できる。ＳＵ８はまたノズル板部品を形成できるフォトレジストとしても使用できる。
本発明は具体例によってのみ記載してきたが、ＳＵ８のみでなく全ての液体加工性ポリマー状物質に適用可能である。
ＷＯ０９６／０８３７５
本発明は、集積ノズル板及びインクジェットノズルの形成、集積ノズル板をもつ圧電アクチュエーターへのノズル板及びノズルの形成に使用することができ、表面欠陥が少なくさらに、輸送や梱包によって引き起こされるダメージや汚染をかなり減少させることができるので、製品の技術的優位性と製造コストをバランスさせた液滴付与装置用部品、特にノズルの形成方法として産業上有用である。
図１は切除した流路の長さ方向軸に垂直面のＰＺＴウエーハーの断面図を示す。 ＳＵ８フォトレジストで満たされた流路のＰＺＴウエーハーの断面図を示す。 ウエーハー及び流路を覆う所望により用いるフォトレジスト層をもつＰＺＴウエーハーを示す。 流路の底部に形成されたアクチュエーター流路をもつＰＺＴウエーハーの断面図を示す。 ＳＵ８フォトレジストで満たされた流路のＰＺＴウエーハーにノズルを取り付けた透視図を示す。

Claims (10)

  1. 圧電物質の平面体を形成し、該平面体の第一面に第二物質の領域を形成し、該平面体の第一面と反対側の第二面に、該第二物質の領域を露出するのに充分な深さの流路を形成し、該露出された領域内の第二物質の該層を通るノズルをノズルが該流路と連通するように形成する工程からなる液滴付与装置用部品の形成方法。
  2. 該第二物質がポリマーである請求項１記載の方法。
  3. 第二物質の該領域が液状形態の第二物質を付着させることによって形成される請求項１又は請求項２記載の方法。
  4. 該第二物質がフォトレジストである請求項２又は請求項３記載の方法。
  5. 第二物質の該領域が該平面体の第一面の窪み内に少なくとも部分的に形成される請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の方法。
  6. 該窪みが溝方向に走る溝の形態である請求項５記載の方法。
  7. 該流路が該溝方向に垂直な流路方向に伸びている請求項６記載の方法。
  8. 該ノズルがレーザー切削によって形成されている請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の方法。
  9. 第一の面上に溝を形成した圧電物質の平面体をもち、溝はポリマー状物質を含み、その平面体は第一面と反対側の第二面に形成された複数の流路をもち、それぞれの流路は該ポリマー状物質の領域を露出しており、そしてノズルは該ポリマー状物質を通って伸びており該流路と連通していることを特徴とする液滴付与装置。
  10. 該複数の流路が該溝方向に垂直な流路方向に伸びている請求項９記載の装置。
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