JP2010105383A - Method for manufacturing ink-jet head - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はインクジェットヘッドの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing an inkjet head.
インクジェットプリンタは、電気的信号を物理的力に変換してノズルを介してインク液滴を吐出することにより印刷が行われる装置である。インクジェットヘッドは、チャンバ、リストリクタ、ノズル、及び圧電体などの多様な部品をそれぞれの層に加工し、これらを互いに接合する方式で製作することができる。 An ink jet printer is a device that performs printing by converting electrical signals into physical forces and ejecting ink droplets through nozzles. The ink jet head can be manufactured by processing various parts such as a chamber, a restrictor, a nozzle, and a piezoelectric body into respective layers and bonding them to each other.
このようなインクジェットヘッド技術は、従来の紙や繊維に印刷するグラフィックインクジェット産業分野だけでなく、最近のプリント基板、LCDパネルなどの電子部品の製作にも使用されるなど、その適用が拡大されている。 Such inkjet head technology is used not only in the field of graphic inkjet industry that prints on conventional paper and textiles, but also in the production of electronic components such as recent printed circuit boards and LCD panels. Yes.
しかし、従来のグラフィックプリント技術に比べて、機能性インクを正確かつ精度よく吐出しなければならない電子部品用インクジェットプリント技術には、従来のインクジェットヘッドには要求されなかった機能が要求される。例えば、吐出液滴のサイズや速度の偏差などが基本的に要求されており、それ以外にも、生産量を増加させるための高密度のノズル及び高周波数特性が要求されている。これら要求に応じて薄型化されたインクジェットヘッドの駆動部に対する開発が必要とされている。 However, compared with the conventional graphic printing technology, the inkjet printing technology for electronic components that must eject functional ink accurately and accurately requires a function that is not required for the conventional inkjet head. For example, deviations in the size and speed of ejected droplets are basically required, and besides that, high-density nozzles and high-frequency characteristics for increasing the production amount are required. In response to these requirements, development of a drive unit for an ink jet head that is thinned is required.
一方、図1は従来技術によるインクジェットヘッド12を示す正断面図である。図1に示すように、従来の圧電体は、インクジェットヘッドの一面に接合された後、それぞれのチャンバ6上にて独立した駆動部2として駆動されるように、ダイシング(dicing)を行った。
On the other hand, FIG. 1 is a front sectional view showing an
この時、それぞれの駆動部2を完全に切断すると、インクジェットヘッド12のシリコーン基板4に大きなストレスを与えることになる。しかし、この問題から、圧電体を完全に切断しないと、図1に示すように、隣り合うそれぞれの駆動部2が互いに連結されて、クロストーク(crosstalk)を誘発する恐れがあった。
At this time, if each drive unit 2 is completely cut, a large stress is applied to the silicone substrate 4 of the
さらに、ダイシング工程時、インクジェットヘッドへのストレスのために薄い切断刃(Saw blade)を用いて二回のダイシング工程を行うと、隣り合う駆動部間に壁(wall)形態の圧電体の残存物8が残って、クロストークの原因となった。 Furthermore, when the dicing process is performed twice using a thin saw blade due to stress on the inkjet head during the dicing process, a residual piezoelectric material in the form of a wall between adjacent drive units 8 remained, causing crosstalk.
こうした従来技術の問題点を解決するために、本発明は、クロストークを低減させ、薄型化された駆動部を有するインクジェットヘッドの製造方法を提供する。 In order to solve such problems of the prior art, the present invention provides a method for manufacturing an ink jet head having a thinned drive unit with reduced crosstalk.
本発明の一実施形態によれば、インクが収容される複数のチャンバと、チャンバに圧力を提供する駆動部と、を含むインクジェットヘッドを製造する方法であって、チャンバに隣接するインクジェットヘッドの一面に圧電体を形成する工程と、チャンバの位置に対応して圧電体が残存するように、圧電体をダイシングして駆動部を形成する工程と、隣り合う駆動部間に残存する圧電体が除去されるように、インクジェットヘッドの一面をエッチング(etching)する工程と、を含むインクジェットヘッドの製造方法が提供される。 According to an embodiment of the present invention, there is provided a method of manufacturing an inkjet head including a plurality of chambers in which ink is stored and a driving unit that provides pressure to the chamber, wherein the inkjet head is adjacent to the chamber. Forming a piezoelectric body on the substrate, dicing the piezoelectric body to form a drive unit so that the piezoelectric body remains corresponding to the position of the chamber, and removing the piezoelectric body remaining between adjacent drive units As described above, a method of manufacturing an inkjet head is provided that includes a step of etching one surface of the inkjet head.
ここで、圧電体を形成する工程は、焼結された圧電体をインクジェットヘッドの一面に接合することにより行われることができる。 Here, the step of forming the piezoelectric body can be performed by bonding the sintered piezoelectric body to one surface of the inkjet head.
本発明の実施例によれば、インクジェットヘッドの駆動部間に残存する圧電体を除去してクロストークを低減させ、薄型化された駆動部を有するインクジェットヘッドを製造することができる。 According to the embodiment of the present invention, it is possible to manufacture the ink jet head having the thinned driving portion by removing the piezoelectric body remaining between the driving portions of the ink jet head to reduce the crosstalk.
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。 It should be noted that the above summary of the invention does not enumerate all the necessary features of the present invention. In addition, a sub-combination of these feature groups can also be an invention.
以下、本発明の特徴及び利点が以下の図面と発明の実施の形態により明確になるが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。 Hereinafter, the features and advantages of the present invention will be clarified by the following drawings and embodiments of the present invention. However, the following embodiments do not limit the invention according to the claims. In addition, not all the combinations of features described in the embodiments are essential for the solving means of the invention.
本発明によるインクジェットヘッドの製造方法の実施例を、添付図面を参照して詳細に説明し、添付図面を参照して説明するに当たって、同一または対応の構成要素には同一の図面符号を付し、これに対する重複説明は省略する。 Embodiments of a method for manufacturing an inkjet head according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description with reference to the accompanying drawings, the same or corresponding components are denoted by the same reference numerals. The overlapping explanation for this will be omitted.
図2は本発明の一実施例によるインクジェットヘッドを示す側断面図である。図2に示すように、インクジェットヘッド100は、リザーバ111、リストリクタ113、チャンバ114、メンブレイン115、駆動部190、及びノズル116を含むことができる。
FIG. 2 is a side sectional view showing an ink jet head according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, the
リザーバ111はインクを収容しており、リストリクタ113を介してインクをチャンバ114に供給する。リザーバ111には流入口112を介してインクジェットヘッド100の外部からインクが供給されることができる。流入口112はチャンバ114と共に第3プレート30に形成されることができ、リザーバ111は第2プレート20に形成されることができる。
The
リストリクタ113は、リザーバ111と後述するチャンバ114とを連結させ、リザーバ111からチャンバ114にインクを供給するチャンネルとしての機能を行うことができる。リストリクタ113はリザーバ111と共に第2プレート20に形成されることができる。
The
リストリクタ113は、リザーバ111よりも小さな断面積を有するように形成され、後述する駆動部190によりチャンバ114に圧力が提供されるとリザーバ111からチャンバ114に供給されるインクの流れを制御することができる。
The
チャンバ114の一端はリストリクタ113に連結され、他端はノズル116に連結される。チャンバ114は、インクジェットヘッド100の内部に形成されインクを収容し、その上面はメンブレイン115でカバーされる。
One end of the
複数のチャンバ114は、長手方向にインクジェットヘッド100の内部に形成されることができる。それにより、上述したリザーバ111も長手方向に延びて複数形成されることができ、リストリクタ113もそれぞれのチャンバ114とリザーバ111との間に形成されることができる。
The plurality of
ノズル116は、それぞれのチャンバ114の他端に連結され、チャンバ114に収容されているインクをインクジェットヘッド100の外部に吐出する通路として機能することができる。ノズル116は第1プレート10に形成されることができる。
The
チャンバ114の位置に対応するインクジェットヘッド100の一側、すなわちメンブレイン115の上面に駆動部190を結合することができる。駆動部190は振動を発生させ、この振動をメンブレイン115を介してチャンバ114に伝達することにより、チャンバ114に圧力を供給することができる。メンブレイン115は第4プレート40に形成されることができる。
The
インクジェットヘッド100の一側には、駆動部190に電圧を印加するための上部電極(図示せず)及び下部電極(図示せず)を結合することができる。
An upper electrode (not shown) and a lower electrode (not shown) for applying a voltage to the
上述したノズル116、チャンバ114、リストリクタ113、及びリザーバ111を含むインクジェットヘッド100は、それぞれの構成要素が形成されている第1プレート10、第2プレート20、第3プレート30、及び第4プレート40を積層することで形成できる。第1プレート10、第2プレート20、第3プレート30、及び第4プレート40は、シリコン基板であることができる。以下、本発明の一実施例によるインクジェットヘッド100の製造方法を説明する。
The
図3は本発明の一実施例によるインクジェットヘッド100製造方法を示す順序図である。図3に示すように、本発明の一実施例によるインクジェットヘッド100の製造方法は、チャンバ114に隣接するインクジェットヘッド100の一面に、焼結された圧電体400を接合する工程(S100)、チャンバ114の位置に対応して圧電体400をダイシングし駆動部190を形成する工程(S200)、及び隣り合う駆動部190間に残存する圧電体400が除去されるようにインクジェットヘッド100の一面をエッチングする工程(S300)を含んでおり、インクジェットヘッド100の駆動部190間に残存する圧電体400が除去されることによりクロストークを低減でき、かつ薄型化された駆動部190を有するインクジェットヘッド100を製造することができる。
FIG. 3 is a flowchart illustrating a method of manufacturing the
図4及び図5は本発明の一実施例によるインクジェットヘッド100を示す平面図である。図3を参照すると、ステップS100で、図4に示すように、チャンバ114に隣接するインクジェットヘッド100の一面に、焼結された圧電体400を接合する。
4 and 5 are plan views showing an
チャンバ114はインクジェットヘッド100の内部に形成されており、チャンバ114に隣接するインクジェットヘッド100の一面、具体的に、インクジェットヘッド100の上面に、焼結された圧電体400が接合されることができる。
The
焼結された圧電体400はバルク(bulk)形態であって、バルク形態の圧電体400がチャンバ114の位置に対応してインクジェットヘッド100の上面に接合されることができる。圧電体400は接着剤などを用いてインクジェットヘッド100の上面に接合されてもよい。
The sintered
ステップS200で、図5に示すように、それぞれのチャンバ114の位置に対応して、隣り合って形成される駆動部190間に圧電体400が残存するように圧電体400をダイシングし駆動部190を形成する。上述したように、複数のチャンバ114はインクジェットヘッド100の長手方向に並んで配列されており、ダイシング工程はそれぞれのチャンバ114ごとに圧電体400が分離され駆動部190が形成されるように、圧電体400を切断することができる。
In step S200, as shown in FIG. 5, the
図6は本発明の一実施例によるインクジェットヘッド100を示す正断面図である。図6に示すように、ダイシング工程は、隣り合う駆動部190を分離形成するために1回行うことができ、これにより、隣り合う駆動部190間に壁(wall)形態の圧電体400の残存物が形成されることを防止することができる。
FIG. 6 is a front sectional view showing an
ダイシング工程は、圧電体400が完全に切断されない深さで行われることができる。これは、圧電体400を完全に切断する際に第4プレート40に加えられるストレスを最小化するためである。
The dicing process may be performed at a depth at which the
図7及び図8は本発明の一実施例によるインクジェットヘッド100の一部を示す正断面図である。図7に示すように、ダイシング工程を経た隣り合う駆動部190間に残存する圧電体400の厚さは、後述のエッチング工程により除去される駆動部190の厚さと同じであってもよい。これにより、隣り合う駆動部190間に残存する圧電体400を除去すると共に所望の厚さを有する駆動部190を形成することができる。
7 and 8 are front sectional views showing a part of the
ステップS300で、図8に示すように、隣り合う駆動部190間に残存する圧電体400が除去されるように、インクジェットヘッド100の一面をエッチングする。エッチング工程は、例えば、湿式エッチング(wet etching)方式を行うことにより、隣り合う駆動部190間に残存する圧電体400を除去することができ、これらが物理的に分離されるようにエッチング条件を調節することができる。エッチング液としては、圧電体400をエッチングできる様々な溶液を適用でき、例えば1BHF:2HCl:4NH4Cl:4H2Oの組成を有する溶液を使用することができる。
In step S300, as shown in FIG. 8, one surface of the
したがって、本発明の一実施例によるインクジェットヘッド100の製造方法は、機械的方法であるダイシング工程の限界を、化学的方法であるエッチングで補完することにより、隣り合う駆動部190間を分離することができる。よって、第4プレート40にストレスを加えることなく、クロストークの発生を防止でき、インクジェットヘッド100の吐出特性を向上させることができる。
Accordingly, the method of manufacturing the
一方、エッチング工程は、インクジェットヘッド100の一面全体にわたって行われることができ、インクジェットヘッド100の一面に別途のエッチングレジストを形成する工程は省略可能である。したがって、隣り合う駆動部190間に残存する圧電体400を除去すると共に駆動部190の厚さを低減することができる。
On the other hand, the etching process can be performed over the entire surface of the
結局、焼結されたバルク形態の圧電体400を使用して薄型化された駆動部190を形成でき、インクジェットヘッド100の駆動電圧を低減させ、インクジェットヘッド100の周波数特性を向上させることができる。
As a result, the thinned
以上、本発明を好ましい実施例に基づいて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施例に記載の範囲には限定されない。上記実施例に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。 As mentioned above, although this invention was demonstrated based on the preferable Example, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said Example. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and improvements can be made to the above-described embodiments. It is apparent from the scope of the claims that the embodiments added with such changes or improvements can be included in the technical scope of the present invention.
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、及び方法における動作、手順、工程、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「先ず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。 The execution order of each process such as operation, procedure, process, and stage in the apparatus and method shown in the claims, the description, and the drawings is clearly indicated as “before”, “in advance”, etc. It should be noted that, unless the output of the previous process is used in the subsequent process, it can be realized in any order. Even if the operation flow in the claims, the description, and the drawings is described using “first,” “next,” etc. for the sake of convenience, it means that it is essential to carry out in this order. It is not a thing.
100 インクジェットヘッド
114 チャンバ
115 メンブレイン
190 駆動部
400 圧電体
100
Claims (2)
前記チャンバに隣接する前記インクジェットヘッドの一面に圧電体を形成する工程と、
前記チャンバの位置に対応して前記圧電体が残存するように、前記圧電体をダイシングして前記駆動部を形成する工程と、
互いに隣り合う前記駆動部の間に残存する前記圧電体が除去されるように、前記インクジェットヘッドの一面をエッチングする工程と、
を含むインクジェットヘッドの製造方法。 A method of manufacturing an ink jet head, comprising: a plurality of chambers in which ink is stored; and a driving unit that provides pressure to the chambers.
Forming a piezoelectric body on one surface of the inkjet head adjacent to the chamber;
Forming the driving unit by dicing the piezoelectric body so that the piezoelectric body remains corresponding to the position of the chamber;
Etching one surface of the inkjet head so that the piezoelectric body remaining between the drive units adjacent to each other is removed;
A method for manufacturing an ink-jet head comprising:
焼結された前記圧電体を前記インクジェットヘッドの一面に接合することにより行われることを特徴とする請求項1に記載のインクジェットヘッドの製造方法。 The step of forming the piezoelectric body includes
The method of manufacturing an ink jet head according to claim 1, wherein the method is performed by bonding the sintered piezoelectric body to one surface of the ink jet head.
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