JP2011178010A - Method of manufacturing nozzle plate, and method of manufacturing liquid droplet ejection head - Google Patents

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昇 古谷
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing a nozzle plate, where the nozzle hole has a tapered surface more suitable for discharge, more easily by using glass, and to provide a method of manufacturing a liquid droplet injection head including the method of manufacturing a nozzle plate. <P>SOLUTION: The method of manufacturing a nozzle plate includes an irradiation step for irradiating a glass substrate with a laser beam and forming a reformed part of the glass substrate in the focal region thereof where the laser beam is condensed, a scanning step for scanning the glass substrate relatively with the laser beam so that the region of the glass substrate where a nozzle hole is formed becomes the reformed part, an etching step for removing the reformed part by performing wet etching on the glass substrate, and a grinding step for forming a nozzle plate having a nozzle hole by grinding the glass substrate to a desired thickness. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、ノズルプレートの製造方法および液滴噴射ヘッドの製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a nozzle plate and a method for manufacturing a droplet jet head.

例えば、画像記録装置およびディスプレー製造装置等に用いることができるインクジェットプリンター等の液滴噴射装置の液滴噴射ヘッド(「インクジェット記録ヘッド」又は「記録ヘッド」とも言う)は、例えばインク等の液滴が飛翔するための吐出口であるノズル孔を有したノズルプレートを備えることが知られている。   For example, a droplet ejecting head (also referred to as “inkjet recording head” or “recording head”) of a droplet ejecting apparatus such as an ink jet printer that can be used in an image recording apparatus, a display manufacturing apparatus, etc. It is known to include a nozzle plate having a nozzle hole which is a discharge port for flying.

ノズルプレートの材質としては、例えば、単結晶シリコン、ポリイミド等の重合体物質およびステンレス鋼などのSUSなどが用いられる。例えば、特許文献1には、ポリイミドからなるノズルプレートを、マキシマレーザーを用いて形成するノズルプレートの製造方法が開示されている。   As the material of the nozzle plate, for example, polymer materials such as single crystal silicon and polyimide, and SUS such as stainless steel are used. For example, Patent Document 1 discloses a nozzle plate manufacturing method in which a nozzle plate made of polyimide is formed using a maxima laser.

しかしながら、近年、材料コストの低減化や、検査工程の簡便化などの観点から、ノズルプレートをガラスによって製造することが期待されている。ガラス部材にノズル孔を形成する従来の方法としては、エッチングマスクを形成し、ドライエッチングまたは、ウェットエッチングを行う方法が知られている。しかしながら、ドライエッチングを行う場合は、マスクを形成する工程や、ドライエッチング工程のための加工装置が必要となるため、製造コストを抑えることができない。また、ウェットエッチングを行った場合でも、マスク工程は必要となる。更に、ノズル孔の内面は、液滴の吐出のために、テーパー面を有していることが好ましいが、従来の製造方法においてウェットエッチングによりノズル孔を形成した場合、ノズル孔の内面であるテーパー面は、アール状に形成されてしまう。   However, in recent years, it is expected that the nozzle plate is made of glass from the viewpoint of reducing the material cost and simplifying the inspection process. As a conventional method of forming a nozzle hole in a glass member, a method of forming an etching mask and performing dry etching or wet etching is known. However, when dry etching is performed, a process for forming a mask and a processing apparatus for the dry etching process are required, and thus the manufacturing cost cannot be suppressed. Further, even when wet etching is performed, a mask process is necessary. Furthermore, it is preferable that the inner surface of the nozzle hole has a tapered surface for discharging droplets. However, when the nozzle hole is formed by wet etching in the conventional manufacturing method, the tapered surface which is the inner surface of the nozzle hole is used. The surface is formed in a round shape.

したがって、低コスト材料であるガラスを用い、ノズル孔が吐出により適したテーパー面を有するノズルプレートを、より簡便に製造することができるノズルプレートの製造方法が期待されている。   Accordingly, a nozzle plate manufacturing method that can more easily manufacture a nozzle plate using a low-cost material glass and having a tapered surface in which nozzle holes are more suitable for ejection is expected.

特開平7−117230号公報JP-A-7-117230

本発明の態様の1つは、ガラスを用い、ノズル孔が吐出により適したテーパー面を有するノズルプレートを、より簡便に製造することができるノズルプレートの製造方法を提供することにある。   One of the aspects of the present invention is to provide a nozzle plate manufacturing method that can more easily manufacture a nozzle plate that uses glass and has a tapered surface in which nozzle holes are more suitable for ejection.

本発明の態様の1つは、上記ノズルプレートの製造方法を含む、液滴噴射ヘッドの製造方法を提供することにある。   One aspect of the present invention is to provide a method for manufacturing a droplet ejecting head including the method for manufacturing the nozzle plate.

(1)本発明に係るノズルプレートの製造方法は、
ガラス基板にレーザービームを照射し、前記ガラス基板の前記レーザービームが集光した焦点領域において、前記ガラス基板の改質部分を形成する照射工程と、
前記ガラス基板のノズル孔が形成される領域が、前記改質部分となるように、前記レーザービームを前記ガラス基板に対して相対的に走査する走査工程と、
前記ガラス基板をウェットエッチングし、前記改質部分を除去するエッチング工程と、
前記ガラス基板を所望の厚みまで研削し、ノズル孔を有するノズルプレートを形成する研削工程と、
を含む。
(1) A method for manufacturing a nozzle plate according to the present invention includes:
An irradiation step of irradiating a glass substrate with a laser beam and forming a modified portion of the glass substrate in a focal region where the laser beam of the glass substrate is condensed,
A scanning step of scanning the laser beam relative to the glass substrate so that a region where the nozzle hole of the glass substrate is formed is the modified portion;
Etching process to wet-etch the glass substrate and remove the modified portion;
Grinding the glass substrate to a desired thickness and forming a nozzle plate having nozzle holes;
including.

本発明によれば、ガラスを用い、マスク工程やドライエッチング工程を必要とせず、ノズル孔が吐出により適したテーパー面を有するノズルプレートを、より簡便に製造することができる。   According to the present invention, it is possible to more easily manufacture a nozzle plate that uses glass, does not require a mask process or a dry etching process, and has a tapered surface in which nozzle holes are more suitable for ejection.

(2)本発明に係るノズルプレートの製造方法において、
前記照射工程における前記レーザービームの照射条件は、波長が、400nm以上、10000nm以下であって、パルス幅が、10フェトム秒以上、1000フェトム秒以下であってもよい。
(2) In the method for manufacturing a nozzle plate according to the present invention,
The irradiation condition of the laser beam in the irradiation step may be that the wavelength is 400 nm or more and 10,000 nm or less, and the pulse width is 10 femtosecond or more and 1000 fetomsecond or less.

(3)本発明に係るノズルプレートの製造方法において、
前記ノズル孔の内面は、テーパー面を有していてもよい。
(3) In the method for manufacturing a nozzle plate according to the present invention,
The inner surface of the nozzle hole may have a tapered surface.

(4)本発明に係るノズルプレートの製造方法において、
前記エッチング工程におけるエッチャントは、フッ酸を含み、前記フッ酸の濃度は、20%以上、35%以下であってもよい。
(4) In the method for manufacturing a nozzle plate according to the present invention,
The etchant in the etching step may include hydrofluoric acid, and the concentration of the hydrofluoric acid may be 20% or more and 35% or less.

(5)本発明に係るノズルプレートの製造方法において、
前記走査工程は、前記ガラス基板の厚み方向において、前記焦点領域の位置を変更する工程と、前記厚み方向の垂直方向において、前記焦点領域の位置を変更する工程と、を含んでいてもよい。
(5) In the method for manufacturing a nozzle plate according to the present invention,
The scanning step may include a step of changing the position of the focal region in the thickness direction of the glass substrate and a step of changing the position of the focal region in the direction perpendicular to the thickness direction.

(6)本発明に係るノズルプレートの製造方法において、
前記走査工程は、前記焦点領域のスポット径を変化させながら、前記ガラス基板の厚み方向において、前記焦点領域の位置を変更する工程を含んでいてもよい。
(6) In the method for manufacturing a nozzle plate according to the present invention,
The scanning step may include a step of changing a position of the focal region in a thickness direction of the glass substrate while changing a spot diameter of the focal region.

(7)本発明に係るノズルプレートの製造方法において、
前記走査工程において、前記焦点領域のスポット径は、Φ1μm以上、Φ10μm以下の範囲で変化してもよい。
(7) In the method for manufacturing a nozzle plate according to the present invention,
In the scanning step, the spot diameter of the focal region may vary within a range of Φ1 μm to Φ10 μm.

(8)本発明に係る液滴噴射ヘッドの製造方法は、
上記のいずれかに記載のノズルプレートの製造方法を含む。
(8) A method of manufacturing a liquid droplet ejecting head according to the present invention includes:
The manufacturing method of the nozzle plate in any one of the above is included.

本実施形態に係るノズルプレートの製造方法を模式的に示す断面図。Sectional drawing which shows typically the manufacturing method of the nozzle plate which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るノズルプレートの製造方法を模式的に示す断面図。Sectional drawing which shows typically the manufacturing method of the nozzle plate which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るノズルプレートの製造方法を模式的に示す断面図。Sectional drawing which shows typically the manufacturing method of the nozzle plate which concerns on this embodiment. 液滴噴射ヘッドを模式的に示す分解斜視図。FIG. 3 is an exploded perspective view schematically showing a droplet ejecting head. 本実施形態に係る液滴噴射ヘッドの製造方法を模式的に示す断面図。Sectional drawing which shows typically the manufacturing method of the droplet ejecting head which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る液滴噴射ヘッドの製造方法を模式的に示す断面図。Sectional drawing which shows typically the manufacturing method of the droplet ejecting head which concerns on this embodiment. 液滴噴射装置を模式的に示す斜視図。The perspective view which shows a droplet ejecting apparatus typically.

以下に、本発明を適用した実施形態の一例について図面を参照して説明する。ただし、本発明は以下の実施形態のみに限定されるものではない。本発明は、以下の実施形態およびその変形例を自由に組み合わせたものを含むものとする。   An example of an embodiment to which the present invention is applied will be described below with reference to the drawings. However, the present invention is not limited only to the following embodiments. The present invention includes any combination of the following embodiments and modifications thereof.

1. ノズルプレートの製造方法
以下、図面を参照して、本実施形態に係るノズルプレートの製造方法について説明する。
1. Hereinafter, a method for manufacturing a nozzle plate according to the present embodiment will be described with reference to the drawings.

図1(A)〜図2(C)は、本実施形態に係るノズルプレートの製造方法を模式的に説明する断面図である。   FIG. 1A to FIG. 2C are cross-sectional views schematically illustrating a method for manufacturing a nozzle plate according to the present embodiment.

図1(A)〜図2(C)に示すように、本実施形態に係るノズルプレートの製造方法は、ガラス基板にレーザービームを照射する照射工程と、前記レーザービームを前記ガラス基板に対して相対的に走査する走査工程と、前記ガラス基板をウェットエッチングし、前記改質部分を除去するエッチング工程と、前記ガラス基板を所望の厚みまで研削し、ノズル孔を有するノズルプレートを形成する研削工程と、を含む。   As shown in FIGS. 1A to 2C, the nozzle plate manufacturing method according to the present embodiment includes an irradiation step of irradiating a glass substrate with a laser beam, and applying the laser beam to the glass substrate. A scanning process of relatively scanning, an etching process of wet-etching the glass substrate and removing the modified portion, and a grinding process of grinding the glass substrate to a desired thickness and forming a nozzle plate having nozzle holes And including.

図1(A)は、本実施形態に係る照射工程を説明する図である。   FIG. 1A is a view for explaining an irradiation process according to the present embodiment.

まず、図1(A)に示すように、ガラス基板10を準備する。ガラス基板10としては、酸化ケイ素を主成分とする各種のガラスが板状に加工された基板を用いることができる。ガラス基板10は、後の工程で用いるレーザービーム30が有する波長の光を反射または散乱しにくい材質であることが好ましい。ガラス基板10の具体的な材質としては、ケイ酸塩ガラス、ソーダ石灰ガラス、ホウケイ酸ガラス、結晶化ガラス、石英ガラス(水晶を含む)、鉛ガラス、およびフッ化物ガラスなどを例示することができる。   First, as shown in FIG. 1A, a glass substrate 10 is prepared. As the glass substrate 10, a substrate in which various types of glass mainly composed of silicon oxide are processed into a plate shape can be used. The glass substrate 10 is preferably made of a material that hardly reflects or scatters light having a wavelength of the laser beam 30 used in a later step. Specific examples of the glass substrate 10 include silicate glass, soda lime glass, borosilicate glass, crystallized glass, quartz glass (including crystal), lead glass, and fluoride glass. .

図1(A)に示すように、ガラス基板10は、エッチングバリア層1を有していてもよい。エッチングバリア層1は、図1(A)に示すように、ガラス基板10のレーザービームが照射される面と反対側の面に設けられていても良い。エッチングバリア層1は、後述されるエッチング工程において、ガラス基板10よりもエッチングされにくい部材から構成されていればよい。例えば、エッチングバリア層1の具体的な材質としてはフォトレジスト、金属膜などを例示することができる。   As shown in FIG. 1A, the glass substrate 10 may have an etching barrier layer 1. As shown in FIG. 1A, the etching barrier layer 1 may be provided on the surface of the glass substrate 10 opposite to the surface irradiated with the laser beam. The etching barrier layer 1 should just be comprised from the member which is harder to etch than the glass substrate 10 in the etching process mentioned later. For example, as a specific material of the etching barrier layer 1, a photoresist, a metal film, etc. can be illustrated.

図1(A)に示すように、ガラス基板10は、後述されるノズル孔13が形成される領域11を有している。以下、ノズル孔13が形成される領域11を、「第1の領域11」とも言う。第1の領域11の形状は、ノズル孔13の形状であればよく、特に限定されない。例えば、図1(A)に示すように、第1の領域11の境界面が、テーパー面となる領域であってもよい。また、図示はされないが、ガラス基板10の厚み方向から見た、第1の領域11の境界面の形状は、円状もしくは楕円状であってもよく、一方の面における形状の幅が、他方の面における形状の幅よりも小さくなるように形成されていてもよい。   As shown in FIG. 1A, the glass substrate 10 has a region 11 in which a nozzle hole 13 described later is formed. Hereinafter, the region 11 in which the nozzle hole 13 is formed is also referred to as a “first region 11”. The shape of the 1st area | region 11 should just be the shape of the nozzle hole 13, and is not specifically limited. For example, as shown in FIG. 1A, the boundary surface of the first region 11 may be a region that becomes a tapered surface. Although not shown, the shape of the boundary surface of the first region 11 viewed from the thickness direction of the glass substrate 10 may be circular or elliptical, and the width of the shape on one surface is the other It may be formed to be smaller than the width of the shape on the surface.

なお、図1(A)においては、第1の領域11が、ガラス基板10を貫通するように設けられている。しかしながら、ガラス基板10は、後の工程で所望の厚みに研削される。したがって、研削された厚みにおいてガラス基板10を貫通するノズル孔13が形成されればよい。よって、第1の領域11は、ガラス基板10を貫通していないくてもよい(図示せず)。なお、第1の領域11は、単一のガラス基板10において、単数形成されていてもよいし、複数形成されていてもよい。   In FIG. 1A, the first region 11 is provided so as to penetrate the glass substrate 10. However, the glass substrate 10 is ground to a desired thickness in a later step. Therefore, the nozzle hole 13 which penetrates the glass substrate 10 in the ground thickness may be formed. Therefore, the first region 11 may not penetrate the glass substrate 10 (not shown). In addition, the single 1st area | region 11 may be formed in the single glass substrate 10, and multiple may be formed.

次に、図1(A)に示すように、レーザー照射工程を行う。この工程は、図1(A)に示すように、ガラス基板10のレーザービーム30が集光した焦点領域36において、ガラス基板10の改質部分16を形成する。図1(A)に示すように本工程では、ガラス基板10にレーザービーム30を照射する。レーザービーム30としては、いわゆる超短パルスレーザービームが用いられる。このようなパルス幅の短いレーザービーム30が、ガラスに対して照射されると、照射された部位のガラスを構成する原子に作用して、当該ガラスに化学的もしくは物理的な変化を及ぼすことができる。したがって、本工程では、レーザービーム30は、ガラス基板10のガラス(酸化ケイ素が主成分である。)の構造を化学的もしくは物理的に変化させて、その部分の性質が変化した改質部分16を形成することができる。これにより、例えば、改質部分16の化学的な安定性(エッチング速度など)を変化させることができる。   Next, a laser irradiation process is performed as shown in FIG. In this step, as shown in FIG. 1A, the modified portion 16 of the glass substrate 10 is formed in the focal region 36 where the laser beam 30 of the glass substrate 10 is condensed. As shown in FIG. 1A, in this step, the glass substrate 10 is irradiated with a laser beam 30. A so-called ultrashort pulse laser beam is used as the laser beam 30. When such a laser beam 30 with a short pulse width is irradiated onto the glass, it acts on atoms constituting the glass at the irradiated site, and may cause a chemical or physical change to the glass. it can. Therefore, in this step, the laser beam 30 is a modified portion 16 in which the structure of the glass of the glass substrate 10 (silicon oxide is a main component) is chemically or physically changed to change the properties of the portion. Can be formed. Thereby, for example, the chemical stability (such as the etching rate) of the modified portion 16 can be changed.

上述したように、本工程でレーザービーム30が集光した焦点領域36に、改質部分16が形成される。焦点領域36とは、レーザービームのエネルギーの密度の高い領域である。焦点領域36の光のエネルギー密度は、レーザービーム30のパルス幅を小さくするほど大きくすることができる。このような焦点領域36は、一定のスポット径を有する一定の体積を有しており、レーザービーム30の強度、パルス幅、および集光性等を調節することによって、焦点領域36の大きさ(体積)を調節することができる。このとき、焦点領域36がガラスに構造変化を起こす程度の光のエネルギーとなるように設定することもできる。焦点領域36は、焦点領域36近傍で、レーザービーム30の進行方向およびレーザービーム30の進行方向に垂直な方向に有限の大きさを有して形成されることができる(これらは、それぞれ、焦点深度、およびスポット径に対応する。)。したがって、レーザービーム30の焦点領域36の位置を調節することにより、ガラス基板10の平面における任意の位置、および断面における任意の深さに改質部分16を形成することができる。   As described above, the modified portion 16 is formed in the focal region 36 where the laser beam 30 is condensed in this step. The focal region 36 is a region where the energy density of the laser beam is high. The energy density of light in the focal region 36 can be increased as the pulse width of the laser beam 30 is reduced. Such a focal region 36 has a certain volume with a certain spot diameter, and by adjusting the intensity, pulse width, condensing property, etc. of the laser beam 30, the size of the focal region 36 ( Volume) can be adjusted. At this time, the focal region 36 may be set to have light energy that causes structural changes in the glass. The focal region 36 can be formed in the vicinity of the focal region 36 with a finite size in the direction of travel of the laser beam 30 and the direction perpendicular to the direction of travel of the laser beam 30 (these are the focal points, respectively). Corresponds to depth and spot diameter.) Therefore, by adjusting the position of the focal region 36 of the laser beam 30, the modified portion 16 can be formed at an arbitrary position in the plane of the glass substrate 10 and at an arbitrary depth in the cross section.

ここで、レーザービーム30を集光させ、焦点領域36を形成する方法は、特に限定されず、公知の光学的方法を用いることができる。例えば、図示されないレーザービームの光源から、ガラス基板10への光路間において、光を集光させることができる光学素子20を介することにより、焦点領域36を形成してもよい。本実施形態に係る光学素子20は、光を集光させ、焦点領域36を形成することができる限り、特に限定されないが、例えば、凸レンズ、プリズム集光器、回折レンズおよび回折格子などのいずれか1つを用いることができる。   Here, the method of condensing the laser beam 30 and forming the focal region 36 is not particularly limited, and a known optical method can be used. For example, the focal region 36 may be formed through an optical element 20 that can collect light between a light source of a laser beam (not shown) and an optical path to the glass substrate 10. The optical element 20 according to the present embodiment is not particularly limited as long as it can collect light and form the focal region 36. For example, any one of a convex lens, a prism concentrator, a diffractive lens, and a diffraction grating can be used. One can be used.

ガラス基板10に改質部分16を形成するためのレーザービーム30の照射条件は、光学的な焦点領域36の形状およびガラス基板10の材質にも依存するが、例えば、波長が、400nm以上、10000nm以下、周波数が、1kHz以上、100kHz以下、パルス幅が、10フェトム秒以上、1000フェトム秒以下とすることができる。より好適な照射条件としては、波長が、600nm以上、1000nm以下、周波数が、5kHz、パルス幅が、100フェトム秒以上、300フェトム秒以下とすることができる。前記条件を用いることにより、効率良く改質が可能となる。   The irradiation condition of the laser beam 30 for forming the modified portion 16 on the glass substrate 10 depends on the shape of the optical focal region 36 and the material of the glass substrate 10, for example, the wavelength is 400 nm or more and 10,000 nm. Hereinafter, the frequency may be 1 kHz or more and 100 kHz or less, and the pulse width may be 10 femtoseconds or more and 1000 fetomseconds or less. More preferable irradiation conditions include a wavelength of 600 nm or more and 1000 nm or less, a frequency of 5 kHz, and a pulse width of 100 femtoseconds or more and 300 fetomseconds or less. By using the above conditions, reforming can be performed efficiently.

本実施形態で用いうるレーザービーム30の光源としては、特に限定されないが、例えば、チタンサファイヤレーザーを用いたIMRA AMERICA,INC.社製の型番FX−10、などを挙げることができる。   The light source of the laser beam 30 that can be used in the present embodiment is not particularly limited. For example, IMRA AMERICA, INC. Using a titanium sapphire laser. The model number FX-10 manufactured by the company can be mentioned.

例えば、ガラス基板10に、厚さ0.7mmのホウケイ酸ガラスの基板を選択した場合、レーザービーム30の波長を800nm、パルス幅を200フェムト秒、パルスエネルギーを100μJとすることができる。このようにすれば、ガラス基板10に改質部分16を形成することができる。   For example, when a borosilicate glass substrate having a thickness of 0.7 mm is selected as the glass substrate 10, the wavelength of the laser beam 30 can be set to 800 nm, the pulse width can be set to 200 femtoseconds, and the pulse energy can be set to 100 μJ. In this way, the modified portion 16 can be formed on the glass substrate 10.

次に、図1(B)に示すように、走査工程を行う。この工程は、図1(A)に示すように、ガラス基板10のノズル孔13が形成される領域(第1領域11)が、改質部分16となるように、レーザービーム30をガラス基板10に対して相対的に走査する。よって、本工程は、ガラス基板10を固定してレーザービーム30を走査する方法、レーザービーム30を固定してガラス基板10を走査する方法、レーザービーム30およびガラス基板10を走査する方法、および焦点領域36の形状を変化させる方法等のいずれかを含むことができる。よって、本実施形態の一形態として、ガラス基板10を固定し、レーザービーム30を走査する方法を、図1(B)に示す。図1(B)に示すように、ガラス基板10の厚み方向を第1の方向110とし、第1の方向110と垂直方向を第2の方向120としたとき、図1(C)に示すように、第1の領域11の全領域が、焦点領域36によって改質部分16となるように、光学素子20を第1の方向110および第2の方向120に適宜走査することができる。走査条件は、例えば、ガラス基板10に、厚さ0.7mmのホウケイ酸ガラスの基板を選択し、上記のレーザービーム照射条件を選択した場合、所定の焦点領域36を改質部分16とするために、レーザービーム30を、走査速度を5mm/秒、および走査周波数を5kHzとして、走査することもできる。また、必要に応じて複数回走査することもできる。走査回数は任意である。   Next, as shown in FIG. 1B, a scanning process is performed. In this step, as shown in FIG. 1A, the laser beam 30 is applied to the glass substrate 10 so that the region (first region 11) where the nozzle hole 13 of the glass substrate 10 is formed becomes the modified portion 16. Scan relative to. Therefore, this process includes a method of scanning the laser beam 30 with the glass substrate 10 fixed, a method of scanning the glass substrate 10 with the laser beam 30 fixed, a method of scanning the laser beam 30 and the glass substrate 10, and a focal point. Any of a method of changing the shape of the region 36 can be included. Therefore, as an embodiment of the present embodiment, a method of fixing the glass substrate 10 and scanning with the laser beam 30 is illustrated in FIG. As shown in FIG. 1B, when the thickness direction of the glass substrate 10 is the first direction 110 and the direction perpendicular to the first direction 110 is the second direction 120, as shown in FIG. In addition, the optical element 20 can be appropriately scanned in the first direction 110 and the second direction 120 so that the entire region of the first region 11 becomes the modified portion 16 by the focal region 36. For example, when a borosilicate glass substrate having a thickness of 0.7 mm is selected as the glass substrate 10 and the laser beam irradiation condition is selected as the scanning condition, the predetermined focal region 36 is used as the modified portion 16. In addition, the laser beam 30 can be scanned at a scanning speed of 5 mm / second and a scanning frequency of 5 kHz. Further, it is possible to scan a plurality of times as required. The number of scans is arbitrary.

次に、図2(A)に示すように、エッチング工程をおこなう。本工程は、ガラス基板10をウェットエッチングし、改質部分16を除去する。これにより、図2(B)に示すように、ガラス基板10において、改質部分16が除去された第2の領域12が形成される。第2の領域12は、第1の領域11と同じ外形を有する。第2の領域12は貫通孔であってもよいし、貫通していない凹部であってもよい。   Next, as shown in FIG. 2A, an etching process is performed. In this step, the glass substrate 10 is wet etched to remove the modified portion 16. As a result, as shown in FIG. 2B, the second region 12 in which the modified portion 16 is removed is formed in the glass substrate 10. The second region 12 has the same outer shape as the first region 11. The second region 12 may be a through hole or a recess that does not penetrate.

上述したように、改質部分16のガラスは、構造が変化しているため、それ以外の領域のガラスよりもエッチング速度が非常に大きくなっている。改質部分16のエッチング速度は、例えば、それ以外の領域のエッチング速度に比較して、10倍〜1000倍程度大きくすることができる。   As described above, since the glass of the modified portion 16 has a changed structure, the etching rate is much higher than that of the glass in other regions. The etching rate of the modified portion 16 can be increased by about 10 to 1000 times, for example, compared to the etching rate in other regions.

本工程のウェットエッチングの処理の時間としては、任意であるが、例えば、10分〜2時間程度とすることができる。なお、改質部分16以外の領域のガラスも同時にエッチングされることがあるが、上述のように両領域のエッチング速度の差は十分に大きいため、実際上支障がない。改質部分16以外の領域のガラスのエッチングを防ぎたい場合は、適宜、レジストマスクや金属マスクを利用して本工程を行うことができる。   The time for the wet etching process in this step is arbitrary, but can be, for example, about 10 minutes to 2 hours. Although the glass in the region other than the modified portion 16 may be etched at the same time, there is practically no problem because the difference in the etching rate between the two regions is sufficiently large as described above. When it is desired to prevent the etching of the glass in the region other than the modified portion 16, this step can be performed appropriately using a resist mask or a metal mask.

なお、本工程において、図2(A)に示すように、ガラス基板10のエッチングバリア層1が形成された面とは反対側の面のみにエッチャント(現像液)を接触させるようにしてエッチングを行っても良い。これによれば、図2(B)に示すように、改質部分16が除去された後に形成される第2の領域12の内面において、テーパー面を作りやすくなる。   In this step, as shown in FIG. 2A, etching is performed so that an etchant (developer) is brought into contact with only the surface of the glass substrate 10 opposite to the surface on which the etching barrier layer 1 is formed. You can go. According to this, as shown in FIG. 2B, a tapered surface can be easily formed on the inner surface of the second region 12 formed after the modified portion 16 is removed.

改質部分16を除去する工程で用いるエッチャントとしては、フッ酸を含む。エッチャントにおけるフッ酸の濃度は、20%以上、35%以下である。例えば、ガラス基板10に、厚さ0.7mmのホウケイ酸ガラスの基板を選択した場合は、フッ酸の25%水溶液を用いて行うことができる。   The etchant used in the process of removing the modified portion 16 includes hydrofluoric acid. The concentration of hydrofluoric acid in the etchant is 20% or more and 35% or less. For example, when a borosilicate glass substrate having a thickness of 0.7 mm is selected as the glass substrate 10, a 25% aqueous solution of hydrofluoric acid can be used.

以上の工程により、第2の領域12をガラス基板10に形成することができる。第2の領域12を形成した後、エッチングバリア層1は、適宜除去されてもよい。   Through the above steps, the second region 12 can be formed on the glass substrate 10. After forming the second region 12, the etching barrier layer 1 may be removed as appropriate.

次に、図2(C)に示すように、研削工程をおこなう。本工程はガラス基板10を所望の厚みまで研削し、ノズル孔13を有するノズルプレート50を形成する。なお、本工程は、研磨工程も含む。ガラス基板10を研削する方法は、公知のガラス素材の研削方法および研磨方法を用いることができる。例えば、回転可能な研削パッドをガラス基板10の研削する面に配置し、パッドを接触させながら回転させると同時に研磨剤を供給する方法で行うことができる。また、研磨剤の粒度やパッドの種類を変えて、粗研磨工程、精密研磨工程といったように複数の工程に分けて研磨を行ってもよい。研磨剤としては、例えば、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、酸化マンガン、コロイダルシリカ、ダイヤモンドなどが挙げられる。パッドは硬質パッドと軟質パッドとに分けられるが、必要に応じて適宜選択して用いることができる。硬質パッドとしては、硬質ベロア、ウレタン発泡、ピッチ含有スウェード等を素材とするパッドが挙げられ、軟質パッドとしては、スウェードやベロア等を素材とするパッドが挙げられる。   Next, as shown in FIG. 2C, a grinding process is performed. In this step, the glass substrate 10 is ground to a desired thickness, and the nozzle plate 50 having the nozzle holes 13 is formed. Note that this step also includes a polishing step. As a method for grinding the glass substrate 10, known glass material grinding and polishing methods can be used. For example, it can be performed by a method in which a rotatable grinding pad is disposed on the surface to be ground of the glass substrate 10 and the abrasive is supplied at the same time as the pad is rotated while contacting. Further, the polishing may be performed by dividing into a plurality of processes such as a rough polishing process and a precision polishing process by changing the particle size of the abrasive and the kind of the pad. Examples of the abrasive include cerium oxide, zirconium oxide, aluminum oxide, manganese oxide, colloidal silica, and diamond. The pad is divided into a hard pad and a soft pad, but can be appropriately selected and used as necessary. Examples of the hard pad include pads made of hard velor, urethane foam, pitch-containing suede, etc., and examples of the soft pad include pads made of suede, velor, etc.

以上に説明した本実施形態の製造方法によってノズルプレート50を形成することができる。図2(C)に示すように、ノズルプレート50は、ノズル孔13を有する。ノズル孔13は、ノズルプレート50の厚み方向に伸び、ノズルプレート50を貫通し、開口部13aおよび13bを有する。また、ノズル孔13は、開口部13aおよび13bを接続する内面13cを有する。開口部13aおよび13bのノズルプレート50の厚み方向から見た形状は、ノズル孔より液体を吐出できる限り、特に限定されないが、略円形(楕円を含む)を有していてもよい。図2(C)に示すように、ノズル孔13の一方の開口部13aの開口幅Wは、他方の開口部13bの開口幅Wよりも大きくてもよい。言い換えれば、ノズル孔13の一方の開口部13aの開口面積は、他方の開口部13bの開口面積よりも大きくてもよい。また、ノズル孔13の内面13cは、テーパー面から形成される。内面13cのノズルプレート50の厚み方向における断面形状は、台形であってもよい。つまりは、図2(C)に示すように、断面視において、内面13cは、開口部13aと開口部13bとを直線で結ぶことができる。 The nozzle plate 50 can be formed by the manufacturing method of the present embodiment described above. As illustrated in FIG. 2C, the nozzle plate 50 has the nozzle holes 13. The nozzle hole 13 extends in the thickness direction of the nozzle plate 50, penetrates the nozzle plate 50, and has openings 13a and 13b. The nozzle hole 13 has an inner surface 13c that connects the openings 13a and 13b. The shape of the openings 13a and 13b viewed from the thickness direction of the nozzle plate 50 is not particularly limited as long as the liquid can be discharged from the nozzle holes, but may have a substantially circular shape (including an ellipse). As shown in FIG. 2 (C), while the opening width W 1 of the opening 13a of the nozzle hole 13 may be larger than the opening width W 2 of the other opening 13b. In other words, the opening area of one opening 13a of the nozzle hole 13 may be larger than the opening area of the other opening 13b. The inner surface 13c of the nozzle hole 13 is formed from a tapered surface. The cross-sectional shape of the inner surface 13c in the thickness direction of the nozzle plate 50 may be a trapezoid. That is, as shown in FIG. 2C, the inner surface 13c can connect the opening 13a and the opening 13b with a straight line in a cross-sectional view.

本実施形態に係るノズルプレートの製造方法は、例えば以下のような特徴を有する。   The nozzle plate manufacturing method according to the present embodiment has, for example, the following characteristics.

本実施形態に係るノズルプレートの製造方法によれば、ガラス基板にノズル孔を形成する工程において、エッチングマスクを形成する工程を必要しない。また、ウェットエッチングと比べて装置コストやランニングコストが高いドライエッチング工程を必要としない。したがって、より簡便にノズルプレートを製造することができる。   According to the method for manufacturing a nozzle plate according to the present embodiment, the step of forming the etching mask is not required in the step of forming the nozzle holes in the glass substrate. In addition, a dry etching process having a high apparatus cost and running cost as compared with wet etching is not required. Therefore, the nozzle plate can be manufactured more easily.

また、本実施形態に係るノズルプレートの製造方法によれば、ノズルプレート50のノズル孔13が、液滴の吐出により適したテーパー面を有することができる。従来のように、ガラス基板をマスキングし、等方エッチングによって、ノズル孔の内面がテーパー面を有するように形成する製造方法によれば、テーパー面がアール状の面となってしまう。また、異方エッチングを行った場合、ノズル孔にテーパー面を形成することはできない。これに対し、本実施形態に係るノズルプレートの製造方法によれば、レーザービーム照射工程において、改質された改質部分のみをエッチングにより選択的に除去することができる。したがって、内面13cがアール状とならないテーパー面からなるノズル孔13を容易に形成することができる。   In addition, according to the method for manufacturing a nozzle plate according to the present embodiment, the nozzle hole 13 of the nozzle plate 50 can have a tapered surface that is more suitable for discharging droplets. According to the conventional manufacturing method in which the glass substrate is masked and formed so that the inner surface of the nozzle hole has a tapered surface by isotropic etching, the tapered surface becomes a rounded surface. In addition, when anisotropic etching is performed, a tapered surface cannot be formed in the nozzle hole. On the other hand, according to the manufacturing method of the nozzle plate according to the present embodiment, only the modified portion that has been modified can be selectively removed by etching in the laser beam irradiation step. Therefore, it is possible to easily form the nozzle hole 13 having a tapered surface in which the inner surface 13c is not rounded.

以上により、本実施形態に係るノズルプレートの製造方法によれば、ガラスを用い、マスク工程やドライエッチング工程を必要とせず、ノズル孔が吐出により適したテーパー面を有するノズルプレートを、より簡便に製造することができる。   As described above, according to the method of manufacturing a nozzle plate according to the present embodiment, a nozzle plate that uses glass, does not require a mask process or a dry etching process, and has a tapered surface where the nozzle holes are more suitable for ejection can be more easily performed. Can be manufactured.

(変形例)
本実施形態に係るノズルプレートの製造方法は、以下のように変形することができる。以下、図面を参照して、本実施形態に係るノズルプレートの製造方法について説明する。
(Modification)
The manufacturing method of the nozzle plate according to the present embodiment can be modified as follows. Hereinafter, the manufacturing method of the nozzle plate according to the present embodiment will be described with reference to the drawings.

図3は、本実施形態に係るノズルプレートの製造方法の変形例を模式的に説明する断面図である。なお、上述された製造方法において説明された構成およびその製造方法等と同様のものは、同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。   FIG. 3 is a cross-sectional view schematically illustrating a modified example of the method for manufacturing the nozzle plate according to the present embodiment. In addition, the structure similar to the structure demonstrated in the manufacturing method mentioned above, its manufacturing method, etc. attaches | subjects the same code | symbol, and abbreviate | omits detailed description.

本変形例においては、走査工程が、焦点領域136のスポット径を変化させながら、ガラス基板10の厚み方向において、焦点領域136の位置を変更する工程を含むことができる。   In this modification, the scanning step can include a step of changing the position of the focal region 136 in the thickness direction of the glass substrate 10 while changing the spot diameter of the focal region 136.

図3(A)に示すように、ガラス基板10に照射されるレーザービーム30は、光学素子120を介してガラス基板10に照射される。ここで、本変形例に係る光学素子120は、焦点領域136のスポット径を変化させることができる光学素子であることができる。本変形例に係る光学素子120は、焦点領域136のスポット径を変化および調整できる限り、特に限定されない。例えば、光学素子120は、複数のレンズを有するレンズユニットであってもよい。変化するスポット径は、ノズル孔13の設計上の形状によって調整されるため、特に限定されないが、例えば、Φ1μm以上、Φ10μm以下の範囲で変化してもよい。   As shown in FIG. 3A, the laser beam 30 applied to the glass substrate 10 is applied to the glass substrate 10 through the optical element 120. Here, the optical element 120 according to the present modification can be an optical element that can change the spot diameter of the focal region 136. The optical element 120 according to the present modification is not particularly limited as long as the spot diameter of the focal region 136 can be changed and adjusted. For example, the optical element 120 may be a lens unit having a plurality of lenses. The spot diameter to be changed is adjusted according to the design shape of the nozzle hole 13 and is not particularly limited. For example, the spot diameter may be changed in a range of Φ1 μm to Φ10 μm.

図3(A)に示すように、照射工程において、最初のスポット径(S)は、第1の領域11のレーザービーム30が照射される面における幅であることができる。本変形例に係る走査工程においては、レーザービーム30をガラス基板10に対して相対的に走査する際、第1の方向110においてのみ走査する。図3(B)に示すように、第1の方向110に焦点領域136を走査する際、焦点領域136のスポット径を、深度に応じて段階的に変化させればよい。例えば、図3(B)に示すように、レーザービーム30の焦点深度が深いときに、焦点領域136のスポット径(S2)は、最初のスポット径(S)よりも小さくなるように調整されていてもよい。また、図示はされないが、その逆であってもよい。 As shown in FIG. 3A, in the irradiation step, the initial spot diameter (S 1 ) can be the width of the surface of the first region 11 that is irradiated with the laser beam 30. In the scanning process according to this modification, when the laser beam 30 is scanned relative to the glass substrate 10, the scanning is performed only in the first direction 110. As shown in FIG. 3B, when the focal region 136 is scanned in the first direction 110, the spot diameter of the focal region 136 may be changed stepwise according to the depth. For example, as shown in FIG. 3B, when the focal depth of the laser beam 30 is deep, the spot diameter (S2) of the focal region 136 is adjusted to be smaller than the initial spot diameter (S 1 ). It may be. Further, although not shown, the reverse may be possible.

本変形例においては、以上の走査方法によって、第1の領域11に改質部分16を形成することができる。   In the present modification, the modified portion 16 can be formed in the first region 11 by the above scanning method.

本変形例に係るノズルプレートの製造方法は、上記のノズルプレートの製造方法の特徴に加えて、例えば以下のような特徴を有する。   In addition to the features of the nozzle plate manufacturing method described above, the nozzle plate manufacturing method according to this modification has, for example, the following features.

本変形例に係るノズルプレートの製造方法によれば、走査工程における動作軸をガラス基板10の深度方向(第1の方向110)のみとすることができる。これによれば、ノズル孔13のテーパー面を、焦点領域136のスポット径を調整することのみによって形成することができるため、より製造方法が簡便になり、テーパー面の製造精度を向上することができる。   According to the manufacturing method of the nozzle plate according to this modification, the operation axis in the scanning process can be set only in the depth direction (first direction 110) of the glass substrate 10. According to this, since the tapered surface of the nozzle hole 13 can be formed only by adjusting the spot diameter of the focal region 136, the manufacturing method becomes simpler and the manufacturing accuracy of the tapered surface can be improved. it can.

2. 液滴噴射ヘッドの製造方法
以下、図面を参照して、本実施の形態に係る液滴噴射ヘッドの製造方法について説明する。本実施の形態に係る液滴噴射ヘッドの製造方法は、上述されたノズルプレートの製造方法を含む。
2. Hereinafter, a method for manufacturing a droplet ejecting head according to the present embodiment will be described with reference to the drawings. The manufacturing method of the liquid droplet ejecting head according to the present embodiment includes the manufacturing method of the nozzle plate described above.

図4は、本実施形態に係る液滴噴射ヘッドの製造方法によって製造された液滴噴射ヘッド300の一例を模式的に示す分解斜視図である。図5−6は、本実施形態に係る液滴噴射ヘッド300の製造方法を模式的に示す断面図である。以下、図面を参照して、本実施形態に係る液滴噴射ヘッドの製造方法によって製造された液滴噴射ヘッド300の一例を説明した後に、本実施形態に係る液滴噴射ヘッドの製造方法について説明する。   FIG. 4 is an exploded perspective view schematically showing an example of a droplet ejecting head 300 manufactured by the method for manufacturing a droplet ejecting head according to the present embodiment. FIG. 5-6 is a cross-sectional view schematically showing the method for manufacturing the droplet ejecting head 300 according to the present embodiment. Hereinafter, an example of a droplet ejecting head 300 manufactured by the method of manufacturing a droplet ejecting head according to the present embodiment will be described with reference to the drawings, and then a method for manufacturing the droplet ejecting head according to the present embodiment will be described. To do.

図4に示すように、本実施形態に係る液滴噴射ヘッドの製造方法によって製造された液滴噴射ヘッド300は、ノズルプレート50と、ノズルプレート50の上方に形成された基板60と、基板60の上方に形成された振動板70と、振動板70の上方に形成された圧電素子80と、振動板70の上方において、圧電素子80を覆うように設けられた封止板90と、を含む。   As shown in FIG. 4, the droplet ejecting head 300 manufactured by the method of manufacturing a droplet ejecting head according to this embodiment includes a nozzle plate 50, a substrate 60 formed above the nozzle plate 50, and a substrate 60. A vibration plate 70 formed above the vibration plate 70, a piezoelectric element 80 formed above the vibration plate 70, and a sealing plate 90 provided so as to cover the piezoelectric element 80 above the vibration plate 70. .

基板60は、図4に示すように、ノズルプレート50の上方に形成され、圧力室61を有する。図4に示すように、基板60は、圧力室61の側壁を構成する壁部62を有する。また、基板60は、圧力室61と供給路63および連通路64を介して連通したマニュホールド65を有していてもよい(図示せず)。マニュホールド65には、図示されない貫通孔が形成されてもよく、該貫通孔を通って外部からマニュホールド65内に液体が供給されてもよい。これによれば、マニュホールド65に液体を供給することによって、供給路63および連通路64を介して圧力室61に液体を供給することができる。圧力室61の形状は、特に限定されない。圧力室61の形状は、例えば、上面11の法線方向から見た場合の平面視において平行四辺形であってもよく、矩形であってもよい。圧力室61の数は特に限定されず、1つであってもよいし、複数設けられていてもよい。基板60の材質は、特に限定されない。基板60は、例えば、単結晶シリコン、ニッケル、ステンレス、ステンレス鋼、ガラスセラミックス等から形成されてもよい。   As shown in FIG. 4, the substrate 60 is formed above the nozzle plate 50 and has a pressure chamber 61. As shown in FIG. 4, the substrate 60 has a wall portion 62 that constitutes a side wall of the pressure chamber 61. Further, the substrate 60 may have a manifold 65 that is in communication with the pressure chamber 61 via the supply path 63 and the communication path 64 (not shown). A through hole (not shown) may be formed in the manifold 65, and liquid may be supplied into the manifold 65 from the outside through the through hole. According to this, by supplying the liquid to the manifold 65, it is possible to supply the liquid to the pressure chamber 61 via the supply path 63 and the communication path 64. The shape of the pressure chamber 61 is not particularly limited. The shape of the pressure chamber 61 may be, for example, a parallelogram or a rectangle in a plan view when viewed from the normal direction of the upper surface 11. The number of pressure chambers 61 is not particularly limited, and may be one or a plurality of pressure chambers 61. The material of the substrate 60 is not particularly limited. The substrate 60 may be formed from, for example, single crystal silicon, nickel, stainless steel, stainless steel, glass ceramics, or the like.

図4に示すように、振動板70は、プレート状の部材であって、圧電素子80が面の上方に形成される第1の面11と、第1の面11と反対の面である第2の面12と、を有する。液滴噴射ヘッド300において、振動板70は、変形部を構成する。言い換えれば、後述される圧電素子80の変形によって、振動板70は変形することができる。これにより、下方に形成される流路形成板20の圧力室21の体積を変化させることができる。振動板70の構造および材料は、可撓性を有し、変形することができる限り、特に限定されない。例えば、振動板70は、複数の膜の積層体で形成されていてもよい。このとき、振動板70は、例えば、二酸化シリコン(SiO)と二酸化ジルコニウム(ZrO)を積層したものや、ニッケルなどの金属膜、ポリイミドなどの高分子材料膜などを含む積層体であってもよい。 As shown in FIG. 4, the diaphragm 70 is a plate-like member, and a first surface 11 on which the piezoelectric element 80 is formed above the surface and a surface opposite to the first surface 11. Two surfaces 12. In the droplet ejecting head 300, the vibration plate 70 constitutes a deforming portion. In other words, the diaphragm 70 can be deformed by deformation of the piezoelectric element 80 described later. Thereby, the volume of the pressure chamber 21 of the flow path forming plate 20 formed below can be changed. The structure and material of the diaphragm 70 are not particularly limited as long as they have flexibility and can be deformed. For example, the diaphragm 70 may be formed of a laminate of a plurality of films. At this time, the diaphragm 70 is, for example, a laminate including a laminate of silicon dioxide (SiO 2 ) and zirconium dioxide (ZrO 2 ), a metal film such as nickel, and a polymer material film such as polyimide. Also good.

また、図4に示すように、振動板70には、マニュホールド65と連通する開口部71が形成される。開口部71の形状は、マニュホールド65に液体を供給でき得る限り特に限定されない。また、図示はされないが、開口部71の周辺領域には、ニッケル、金を含む導電層が形成されていてもよい。   Also, as shown in FIG. 4, the diaphragm 70 is formed with an opening 71 that communicates with the manifold 65. The shape of the opening 71 is not particularly limited as long as the liquid can be supplied to the manifold 65. Although not shown, a conductive layer containing nickel and gold may be formed in the peripheral region of the opening 71.

次に、振動板70の上方には、圧電素子80が形成される。なお、本実施形態において圧電素子80の形態は、電極によって挟まれた圧電体層を有する限り、特に限定されるものではない。つまりは、圧電素子80は、屈曲振動モード(ベントモード)のユニモルフ型圧電素子であってもよい。また、図示はされないが、圧電素子80は、伸縮振動モード(ピストンモード)の積層型圧電素子であってもよい。   Next, the piezoelectric element 80 is formed above the vibration plate 70. In the present embodiment, the form of the piezoelectric element 80 is not particularly limited as long as it has a piezoelectric layer sandwiched between electrodes. That is, the piezoelectric element 80 may be a unimorph piezoelectric element in a bending vibration mode (bent mode). Although not shown, the piezoelectric element 80 may be a stacked piezoelectric element in a stretching vibration mode (piston mode).

本実施形態の液滴噴射ヘッドの製造方法の説明においては、圧電素子80が、屈曲振動モード(ベントモード)のユニモルフ型圧電素子の場合であって、複数の圧電素子80を有する液滴噴射ヘッド300の場合に、上部電極である第2電極83が共通電極となるように形成された構造を一例として例示して説明する。しかしながら、本実施形態に係る液滴噴射ヘッドの製造方法によって製造された液滴噴射ヘッド300は、以下の形態に限定されるものではない。例えば、下部電極となる第1電極81が共通電極となるように形成された液滴噴射ヘッドであってもよい。なお、圧電素子80の詳細は、液滴噴射ヘッドの製造方法において後述される。   In the description of the manufacturing method of the droplet ejecting head of the present embodiment, the piezoelectric element 80 is a unimorph type piezoelectric element in a bending vibration mode (bent mode), and includes a plurality of piezoelectric elements 80. In the case of 300, a structure in which the second electrode 83 that is the upper electrode is formed as a common electrode will be described as an example. However, the droplet ejecting head 300 manufactured by the method for manufacturing a droplet ejecting head according to the present embodiment is not limited to the following form. For example, a liquid droplet ejecting head formed so that the first electrode 81 serving as the lower electrode serves as a common electrode may be used. The details of the piezoelectric element 80 will be described later in the method of manufacturing the droplet ejecting head.

次に、図4に示すように、液滴噴射ヘッド300は、封止板90を有することができる。封止板90は、図4に示すように、圧電素子80の上方に形成される。封止板90は、圧電素子80を所定の空間領域に封止することができる封止領域91を有している。封止領域91は、圧電素子80の振動運動を阻害しない程度の空間領域であればよい。また、封止板90は、図4に示すように、基板60のマニュホールド65および振動板70の開口部71と連通した開口部92を有していてもよい。封止板90の構造及び材料は、特に限定されない。例えば、封止板90は、例えば、単結晶シリコン、ニッケル、ステンレス、ステンレス鋼、ガラスセラミックス等から形成されてもよい。   Next, as shown in FIG. 4, the droplet ejecting head 300 can include a sealing plate 90. The sealing plate 90 is formed above the piezoelectric element 80 as shown in FIG. The sealing plate 90 has a sealing region 91 that can seal the piezoelectric element 80 in a predetermined space region. The sealing region 91 may be a spatial region that does not hinder the vibration motion of the piezoelectric element 80. Further, as shown in FIG. 4, the sealing plate 90 may have an opening 92 that communicates with the manifold 65 of the substrate 60 and the opening 71 of the vibration plate 70. The structure and material of the sealing plate 90 are not particularly limited. For example, the sealing plate 90 may be formed from, for example, single crystal silicon, nickel, stainless steel, stainless steel, glass ceramics, or the like.

また、図4に示すように、封止板90の開口部92の上方には、可撓膜95および固定膜96が形成されてもよい。可撓膜95は、開口部92を封止するように形成される。可撓膜95は、例えばポリフェニレンサルファイド(PPS)フィルムから形成されてもよい。また、固定膜96は、開口部92の上方で、可撓膜95を介して開口部97を有する。固定膜96は、可撓膜95を固定することができる限り特に限定されず、例えば、ステンレス鋼などの金属等の材料から形成されてもよい。ここで、基板60のマニュホールド65、振動板70の開口部71および封止板90の開口部92によって構成される空間をリザーバとするとき、リザーバの一方面は、可撓膜95のみによって封止さている。   Further, as shown in FIG. 4, a flexible film 95 and a fixed film 96 may be formed above the opening 92 of the sealing plate 90. The flexible film 95 is formed so as to seal the opening 92. The flexible film 95 may be formed of, for example, a polyphenylene sulfide (PPS) film. The fixed film 96 has an opening 97 above the opening 92 through the flexible film 95. The fixing film 96 is not particularly limited as long as the flexible film 95 can be fixed. For example, the fixing film 96 may be formed of a material such as a metal such as stainless steel. Here, when a space constituted by the manifold 65 of the substrate 60, the opening 71 of the vibration plate 70 and the opening 92 of the sealing plate 90 is used as a reservoir, one surface of the reservoir is sealed only by the flexible film 95. It has stopped.

図4に示すように、例えば、封止板90の上には、電気的接続部(図示せず)を介して駆動回路200が実装されてもよい。駆動回路200は、図示はされないが、例えばワイヤボンディング等によって、圧電素子80と電気的に接続されている。また、液滴噴射ヘッド300は、例えば、各種樹脂材料、各種金属材料からなり、上述された構成を収納することができる筐体を有していてもよい(図示せず)。   As shown in FIG. 4, for example, the drive circuit 200 may be mounted on the sealing plate 90 via an electrical connection (not shown). Although not shown, the drive circuit 200 is electrically connected to the piezoelectric element 80 by wire bonding or the like, for example. Moreover, the droplet ejecting head 300 may be made of, for example, various resin materials or various metal materials, and may include a housing that can accommodate the above-described configuration (not shown).

以下に、図面を参照して、本実施形態に係る液滴噴射ヘッドの製造方法を説明する。   Hereinafter, a method for manufacturing a liquid droplet ejecting head according to the present embodiment will be described with reference to the drawings.

なお、本実施形態に係る液滴噴射ヘッドの製造方法は、基板60を形成するために用いられる材質が単結晶シリコン等を用いる場合と、ステンレス等を用いる場合とによって異なる。以下において、単結晶シリコンを用いた場合の液滴噴射ヘッドの製造方法を一例として記載する。本実施形態に係る液滴噴射ヘッドの製造方法は、特に以下の製造方法に限定されず、ニッケルやステンレス鋼、ステンレス等を材料として用いる場合は、公知の電鋳法等の工程を含んでいてもよい。   Note that the manufacturing method of the liquid droplet ejecting head according to the present embodiment differs depending on whether the material used for forming the substrate 60 is single crystal silicon or the like and stainless steel or the like is used. In the following, a method for manufacturing a droplet jet head using single crystal silicon will be described as an example. The manufacturing method of the liquid droplet ejecting head according to the present embodiment is not particularly limited to the following manufacturing method, and when nickel, stainless steel, stainless steel, or the like is used as a material, a process such as a known electroforming method is included. Also good.

また、本実施形態に係る液滴噴射ヘッドの製造方法の説明においては、工程の一例として、まず圧電素子80を形成した工程の後に、基板60を形成する。その後、封止板80を搭載し、上述されたノズルプレートの製造方法によって製造されたノズルプレート50を接着する。しかしながら、各工程の先後は、以下に記載の製造方法に限定されるものではない。なお、既に上述された構成の詳細な説明は、同様の符号を付して省略する。   In the description of the manufacturing method of the droplet ejecting head according to the present embodiment, as an example of the process, the substrate 60 is formed after the process of forming the piezoelectric element 80 first. Thereafter, the sealing plate 80 is mounted, and the nozzle plate 50 manufactured by the nozzle plate manufacturing method described above is bonded. However, the process after each step is not limited to the manufacturing method described below. Note that the detailed description of the configuration already described above will be given the same reference numerals and will be omitted.

まず、図5(A)に示すように、基板60の材料基板であって、圧力室61等が形成されていない基板60aを準備する。基板60aには、圧力室61等が形成される領域61a等が区画されている。その基板60aの上方において、図5(A)に示すように、振動板70を形成する。振動板70の形成方法は公知の成膜方法を用いることができる。振動板70は、例えば、CVD(Chemical Vapor Deposition)法やPVD(Physical Vapor Deposition)法などの蒸着法、スパッタ法、MOD(Metal Organic Deposition)法などにより形成される。図示はされないが、振動板70は、所望の形状にパターニングされていてもよい。   First, as shown in FIG. 5A, a substrate 60a that is a material substrate of the substrate 60 and in which the pressure chamber 61 and the like are not formed is prepared. The substrate 60a is partitioned with a region 61a and the like where the pressure chamber 61 and the like are formed. A diaphragm 70 is formed above the substrate 60a as shown in FIG. As a method for forming the vibration plate 70, a known film forming method can be used. The diaphragm 70 is formed by, for example, a vapor deposition method such as a CVD (Chemical Vapor Deposition) method or a PVD (Physical Vapor Deposition) method, a sputtering method, a MOD (Metal Organic Deposition) method, or the like. Although not shown, the diaphragm 70 may be patterned into a desired shape.

なお、本実施形態におけるパターニング工程は、公知のフォトリソグラフィー技術または公知のエッチング技術によって行われる。エッチングでもってパターニングを行う場合、ドライエッチングでもよいし、ウェットエッチングでもよい。また、適宜、レジストの形成・除去工程および現像工程などを含んでいてもよい。   Note that the patterning step in this embodiment is performed by a known photolithography technique or a known etching technique. When patterning is performed by etching, dry etching or wet etching may be used. In addition, a resist forming / removing step and a developing step may be included as appropriate.

次に、図5(B)に示すように、振動板70の上方において、圧電素子80を形成する。圧電素子80は、基板60aの、圧力室61が形成される領域61aの上方に配置される。図5(B)に示すように、圧電素子80は、第1電極81と第2電極83とによって挟まれた圧電体層82を有していればよく、その形態は特に限定されない。例えば、図5(B)に示すように、圧電素子80は、第1電極81、圧電体層82および第2電極83を含む。   Next, as illustrated in FIG. 5B, the piezoelectric element 80 is formed above the vibration plate 70. The piezoelectric element 80 is disposed above the region 61a of the substrate 60a where the pressure chamber 61 is formed. As shown in FIG. 5B, the piezoelectric element 80 only needs to have a piezoelectric layer 82 sandwiched between the first electrode 81 and the second electrode 83, and the form thereof is not particularly limited. For example, as shown in FIG. 5B, the piezoelectric element 80 includes a first electrode 81, a piezoelectric layer 82, and a second electrode 83.

振動板70の上方に、下部電極となる第1電極81を形成する。第1電極81の形成方法は、公知の成膜方法およびパターニング方法を用いることができる。例えば、第1電極81の材料導電膜をCVD法やPVD法などの蒸着法、めっき法、スパッタ法、MOD法などにより成膜して、所望の形状にパターニングし、形成される。   A first electrode 81 serving as a lower electrode is formed above the diaphragm 70. As a method for forming the first electrode 81, a known film forming method and patterning method can be used. For example, the material conductive film of the first electrode 81 is formed by vapor deposition such as CVD or PVD, plating, sputtering, MOD, or the like, and is patterned into a desired shape.

第1電極81の構造および材料は、導電性を有する限り、特に限定されない。例えば、第1電極81は、単層で形成されていてもよい。あるいは、第1電極81は、複数の膜の積層体で形成されていてもよい。第1電極81は、例えば、白金(Pt)、イリジウム(Ir)、金(Au)、ニッケル(Ni)、チタン(Ti)、酸化ストロンチウム(SRO)および酸化ランタンニッケル(LNO)等の導電性酸化物、などのいずれかを含む導電層であってもよい。   The structure and material of the first electrode 81 are not particularly limited as long as it has conductivity. For example, the first electrode 81 may be formed of a single layer. Or the 1st electrode 81 may be formed with the laminated body of a some film | membrane. The first electrode 81 is made of conductive oxide such as platinum (Pt), iridium (Ir), gold (Au), nickel (Ni), titanium (Ti), strontium oxide (SRO), and lanthanum nickel oxide (LNO). It may be a conductive layer containing any of the above.

図5(B)に示すように、第1電極81は、駆動回路200と電気的に接続されたリード部210との電気的接続部81aを有していてもよい。リード部210は、第1電極81と同じ金属で形成されてもよいし、ニッケル/クロム合金(NiCr)と金(Au)などを含む積層体からなる金属層で形成されていてもよい。   As shown in FIG. 5B, the first electrode 81 may have an electrical connection part 81 a with the lead part 210 electrically connected to the drive circuit 200. The lead part 210 may be formed of the same metal as the first electrode 81, or may be formed of a metal layer made of a laminate including nickel / chromium alloy (NiCr) and gold (Au).

次に、第1電極81を覆うように、圧電体層82を形成する。圧電体層82の構造および材料は、圧電特性を有していればよく、特に限定されない。圧電体層82の製造方法は、特に限定されないが、公知の圧電材料から、例えばゾルゲル法などの公知の方法によって形成される。例えば、第1電極81の上方において、圧電体層82の原料膜である前駆体膜を形成する。該前駆体膜は、公知の方法で成膜されることができ、例えば、ゾルゲル法、CVD法、MOD法、スパッタ法、レーザーアブレーション法などにより形成される。ここで、前駆体膜を熱処理することで、結晶化してもよい。これによって、圧電体膜を形成することができる。また、この結晶化工程は、部分的に行われてもよく、第2電極83のパターニングの後に行われても良い。熱処理の条件は、前駆体膜を結晶化できる温度であれば、特に限定されない。熱処理は、例えば、酸素雰囲気中において、500〜800度で行われることができる。次に、圧電体膜を所望の形状にパターニングして、圧電体層82を形成することができる。   Next, the piezoelectric layer 82 is formed so as to cover the first electrode 81. The structure and material of the piezoelectric layer 82 are not particularly limited as long as they have piezoelectric characteristics. The method for manufacturing the piezoelectric layer 82 is not particularly limited, and is formed from a known piezoelectric material by a known method such as a sol-gel method. For example, a precursor film that is a raw material film of the piezoelectric layer 82 is formed above the first electrode 81. The precursor film can be formed by a known method, for example, a sol-gel method, a CVD method, a MOD method, a sputtering method, a laser ablation method, or the like. Here, the precursor film may be crystallized by heat treatment. Thereby, a piezoelectric film can be formed. Further, this crystallization step may be performed partially or after patterning of the second electrode 83. The heat treatment condition is not particularly limited as long as it is a temperature at which the precursor film can be crystallized. The heat treatment can be performed, for example, at 500 to 800 degrees in an oxygen atmosphere. Next, the piezoelectric film 82 can be formed by patterning the piezoelectric film into a desired shape.

圧電体層82は、例えば、ペロブスカイト型酸化物の圧電材料を用いることができる。圧電体層82の圧電材料には、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛(Pb(Zr、Ti)O:PZT)、ニオブ酸チタン酸ジルコン酸鉛(Pb(Zr、Ti、Nb)O:PZTN)、チタン酸バリウム(BaTiO:BT)、ニオブ酸カリウムナトリウム((Na、K)NbO:NKN)およびチタン酸ビスマスナトリウム((Bi、Na)TiO:BNT)などを用いることができる。 For the piezoelectric layer 82, for example, a perovskite oxide piezoelectric material can be used. Examples of the piezoelectric material of the piezoelectric layer 82 include lead zirconate titanate (Pb (Zr, Ti) O 3 : PZT), lead zirconate titanate niobate (Pb (Zr, Ti, Nb) O 3 : PZTN). ), Barium titanate (BaTiO 3 : BT), potassium sodium niobate ((Na, K) NbO 3 : NKN), bismuth sodium titanate ((Bi, Na) TiO 3 : BNT), and the like can be used.

次に、圧電体層82の上方において、第1電極81の少なくとも一部とオーバーラップするように第2電極83を形成する。第2電極83の形成方法は、公知の成膜方法およびパターニング方法を用いることができる。例えば、第2電極83の材料導電膜をCVD法やPVD法などの蒸着法、めっき法、スパッタ法、MOD法などにより成膜して、所望の形状にパターニングし、形成される。   Next, the second electrode 83 is formed above the piezoelectric layer 82 so as to overlap with at least a part of the first electrode 81. As a method for forming the second electrode 83, a known film forming method and patterning method can be used. For example, the conductive film of the second electrode 83 is formed by forming a film by a vapor deposition method such as a CVD method or a PVD method, a plating method, a sputtering method, or a MOD method, and patterning the film into a desired shape.

第2電極83の構造および材料は、導電性を有する限り、特に限定されない。例えば、第2電極83は、単層で形成されていてもよい。あるいは、第2電極83は、複数の膜の積層体で形成されていてもよい。第2電極83は、例えば、白金(Pt)、イリジウム(Ir)、金(Au)、ニッケル(Ni)、チタン(Ti)、酸化ストロンチウム(SRO)および酸化ランタンニッケル(LNO)等の導電性酸化物、などのいずれかを含む導電層であってもよい。   The structure and material of the second electrode 83 are not particularly limited as long as it has conductivity. For example, the second electrode 83 may be formed of a single layer. Alternatively, the second electrode 83 may be formed of a stacked body of a plurality of films. The second electrode 83 is made of conductive oxide such as platinum (Pt), iridium (Ir), gold (Au), nickel (Ni), titanium (Ti), strontium oxide (SRO), and lanthanum nickel oxide (LNO). It may be a conductive layer containing any of the above.

図示はされないが、第2電極83は、駆動回路200と電気的に接続されたリード部とのコンタクト部を有していてもよい。リード部は、第2電極83と同じ金属で形成されてもよいし、ニッケル/クロム合金(NiCr)と金(Au)などを含む積層体からなる金属層で形成されていてもよい。   Although not shown, the second electrode 83 may have a contact portion with a lead portion electrically connected to the drive circuit 200. The lead portion may be formed of the same metal as the second electrode 83, or may be formed of a metal layer made of a laminate including nickel / chromium alloy (NiCr) and gold (Au).

以上のいずれかの構成により、圧電素子80を形成してもよい。   The piezoelectric element 80 may be formed by any of the above configurations.

次に、図6(A)に示すように、封止領域91が形成された封止板90を圧電素子80の上方より搭載する。ここで、圧電素子80は、封止領域91内に封止されることができる。封止板90は、例えば、接着剤によって圧電素子80を封止してもよい。   Next, as shown in FIG. 6A, the sealing plate 90 in which the sealing region 91 is formed is mounted from above the piezoelectric element 80. Here, the piezoelectric element 80 can be sealed in the sealing region 91. The sealing plate 90 may seal the piezoelectric element 80 with an adhesive, for example.

次に、図6(B)に示すように、基板60aを所定の厚みに薄くし、圧力室61などを区画する。例えば、所定の厚みを有した基板60aに対し、所望の形状にパターニングされるようにマスク(図示せず)を基板10が形成された面と反対の面に形成し、エッチング処理することによって、圧力室61、壁部62、供給路63、連通路64およびマニュホールド65(図示せず)を区画する。圧力室61の形状は、特に限定されない。圧力室61の形状は、例えば、平面視において平行四辺形であってもよく、矩形であってもよい。圧力室61の数は特に限定されず、1つであってもよいし、複数設けられていてもよい。以上によって、基板10の下方に圧力室61を有した圧力室板60を形成することができる。   Next, as shown in FIG. 6B, the substrate 60a is thinned to a predetermined thickness, and the pressure chamber 61 and the like are partitioned. For example, a mask (not shown) is formed on the surface opposite to the surface on which the substrate 10 is formed so as to be patterned into a desired shape with respect to the substrate 60a having a predetermined thickness, and is etched. A pressure chamber 61, a wall 62, a supply path 63, a communication path 64, and a manifold 65 (not shown) are defined. The shape of the pressure chamber 61 is not particularly limited. The shape of the pressure chamber 61 may be, for example, a parallelogram in a plan view or a rectangle. The number of pressure chambers 61 is not particularly limited, and may be one or a plurality of pressure chambers 61. As described above, the pressure chamber plate 60 having the pressure chamber 61 below the substrate 10 can be formed.

次に、図6(C)に示すように、ノズル孔13を有したノズルプレート50を、例えば接着剤等により所定の位置に接合する。本実施形態に係る液滴噴射ヘッドの製造方法において、ノズルプレート50は、上述されたノズルプレート50の製造方法によって製造される。これにより、ノズル孔13は、圧力室61と連通し、圧力室61内に供給された液体を、例えば、ノズルプレート50の下方(圧力室61とは反対の方向)に向けて吐出することができる。   Next, as shown in FIG. 6C, the nozzle plate 50 having the nozzle holes 13 is bonded to a predetermined position by, for example, an adhesive. In the method for manufacturing a liquid droplet ejecting head according to the present embodiment, the nozzle plate 50 is manufactured by the method for manufacturing the nozzle plate 50 described above. Thereby, the nozzle hole 13 communicates with the pressure chamber 61, and the liquid supplied into the pressure chamber 61 can be discharged, for example, toward the lower side of the nozzle plate 50 (the direction opposite to the pressure chamber 61). it can.

以上のいずれかの方法により、液滴噴射ヘッド300を製造することができる。なお、前述の通り、液滴噴射ヘッド300の製造方法は、上述の製造方法に限定されない。   The droplet ejecting head 300 can be manufactured by any of the above methods. As described above, the manufacturing method of the droplet ejecting head 300 is not limited to the manufacturing method described above.

以上によって、本実施形態に係る液滴噴射ヘッドの製造方法によれば、ノズルプレート50の製造方法において、ガラスを用い、マスク工程やドライエッチング工程を必要とせず、ノズル孔が吐出により適したテーパー面を有するノズルプレートを、より簡便に製造することができる。   As described above, according to the manufacturing method of the droplet jet head according to the present embodiment, in the manufacturing method of the nozzle plate 50, glass is used, the mask process and the dry etching process are not required, and the nozzle hole is a taper suitable for ejection. A nozzle plate having a surface can be more easily manufactured.

3. 液滴噴射装置
次に、本実施形態に係る液滴噴射ヘッドの製造方法によって製造された液滴噴射ヘッドを有する液滴噴射装置1000について説明する。ここでは、液滴噴射装置1000がインクジェットプリンターである場合について説明する。図7は、液滴噴射装置1000を模式的に示す斜視図である。
3. Next, a droplet ejecting apparatus 1000 having a droplet ejecting head manufactured by the method for manufacturing a droplet ejecting head according to the present embodiment will be described. Here, a case where the droplet ejecting apparatus 1000 is an ink jet printer will be described. FIG. 7 is a perspective view schematically showing the droplet ejecting apparatus 1000.

液滴噴射装置1000は、ヘッドユニット1030と、駆動部1010と、制御部1060と、を含む。また、液滴噴射装置1000は、装置本体1020と、給紙部1050と、記録用紙Pを設置するトレイ1021と、記録用紙Pを排出する排出口1022と、装置本体1020の上面に配置された操作パネル1070と、を含むことができる。   The droplet ejecting apparatus 1000 includes a head unit 1030, a driving unit 1010, and a control unit 1060. Further, the droplet ejecting apparatus 1000 is disposed on the upper surface of the apparatus main body 1020, the apparatus main body 1020, the paper feed unit 1050, the tray 1021 on which the recording paper P is set, the discharge port 1022 for discharging the recording paper P. An operation panel 1070.

ヘッドユニット1030は、例えば、上述した液滴噴射ヘッド300から構成されるインクジェット式記録ヘッド(以下単に「ヘッド」ともいう)を有する。ヘッドユニット1030は、さらに、ヘッドにインクを供給するインクカートリッジ1031と、ヘッドおよびインクカートリッジ1031を搭載した運搬部(キャリッジ)1032と、を備える。   The head unit 1030 includes, for example, an ink jet recording head (hereinafter also simply referred to as “head”) configured from the above-described droplet ejecting head 300. The head unit 1030 further includes an ink cartridge 1031 that supplies ink to the head, and a transport unit (carriage) 1032 on which the head and the ink cartridge 1031 are mounted.

駆動部1010は、ヘッドユニット1030を往復動させることができる。駆動部1010は、ヘッドユニット1030の駆動源となるキャリッジモータ1041と、キャリッジモータ1041の回転を受けて、ヘッドユニット1030を往復動させる往復動機構1042と、を有する。   The drive unit 1010 can reciprocate the head unit 1030. The drive unit 1010 includes a carriage motor 1041 serving as a drive source for the head unit 1030, and a reciprocating mechanism 1042 that reciprocates the head unit 1030 in response to the rotation of the carriage motor 1041.

往復動機構1042は、その両端がフレーム(図示せず)に支持されたキャリッジガイド軸1044と、キャリッジガイド軸1044と平行に延在するタイミングベルト1043と、を備える。キャリッジガイド軸1044は、キャリッジ1032が自在に往復動できるようにしながら、キャリッジ1032を支持している。さらに、キャリッジ1032は、タイミングベルト1043の一部に固定されている。キャリッジモータ1041の作動により、タイミングベルト1043を走行させると、キャリッジガイド軸1044に導かれて、ヘッドユニット1030が往復動する。この往復動の際に、ヘッドから適宜インクが吐出され、記録用紙Pへの印刷が行われる。   The reciprocating mechanism 1042 includes a carriage guide shaft 1044 whose both ends are supported by a frame (not shown), and a timing belt 1043 extending in parallel with the carriage guide shaft 1044. The carriage guide shaft 1044 supports the carriage 1032 while allowing the carriage 1032 to freely reciprocate. Further, the carriage 1032 is fixed to a part of the timing belt 1043. When the timing belt 1043 is caused to travel by the operation of the carriage motor 1041, the head unit 1030 is reciprocated by being guided by the carriage guide shaft 1044. During this reciprocation, ink is appropriately discharged from the head, and printing on the recording paper P is performed.

制御部1060は、ヘッドユニット1030、駆動部1010および給紙部1050を制御することができる。   The control unit 1060 can control the head unit 1030, the drive unit 1010, and the paper feed unit 1050.

給紙部1050は、記録用紙Pをトレイ1021からヘッドユニット1030側へ送り込むことができる。給紙部1050は、その駆動源となる給紙モータ1051と、給紙モータ1051の作動により回転する給紙ローラ1052と、を備える。給紙ローラ1052は、記録用紙Pの送り経路を挟んで上下に対向する従動ローラ1052aおよび駆動ローラ1052bを備える。駆動ローラ1052bは、給紙モータ1051に連結されている。制御部1060によって供紙部1050が駆動されると、記録用紙Pは、ヘッドユニット1030の下方を通過するように送られる。   The paper feeding unit 1050 can feed the recording paper P from the tray 1021 to the head unit 1030 side. The paper feed unit 1050 includes a paper feed motor 1051 serving as a driving source thereof, and a paper feed roller 1052 that rotates by the operation of the paper feed motor 1051. The paper feed roller 1052 includes a driven roller 1052a and a drive roller 1052b that face each other up and down across the feeding path of the recording paper P. The drive roller 1052b is connected to the paper feed motor 1051. When the paper supply unit 1050 is driven by the control unit 1060, the recording paper P is sent so as to pass below the head unit 1030.

ヘッドユニット1030、駆動部1010、制御部1060および給紙部1050は、装置本体1020の内部に設けられている。   The head unit 1030, the drive unit 1010, the control unit 1060, and the paper feed unit 1050 are provided inside the apparatus main body 1020.

液滴噴射装置1000では、本発明に係る液滴噴射ヘッド300を有することができる。本発明に係る液滴噴射ヘッド300は、上述のように、本実施形態に係るノズルプレートの製造方法によって製造されたノズルプレート50を有する。   The droplet ejecting apparatus 1000 can include the droplet ejecting head 300 according to the present invention. As described above, the droplet ejection head 300 according to the present invention includes the nozzle plate 50 manufactured by the nozzle plate manufacturing method according to the present embodiment.

なお、上述した例では、液滴噴射装置1000がインクジェットプリンターである場合について説明したが、本発明のプリンタは、工業的な液体吐出装置として用いられることもできる。この場合に吐出される液体(液状材料)としては、各種の機能性材料を溶媒や分散媒によって適当な粘度に調整したもの、または、メタルフレーク等を含むものなどを用いることができる。   In the above-described example, the case where the droplet ejecting apparatus 1000 is an ink jet printer has been described. However, the printer of the present invention can also be used as an industrial liquid ejecting apparatus. As the liquid (liquid material) discharged in this case, various functional materials adjusted to an appropriate viscosity with a solvent or a dispersion medium, or those containing metal flakes or the like can be used.

上記のように、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは、当業者には容易に理解できよう。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。   Although the embodiments of the present invention have been described in detail as described above, it will be readily understood by those skilled in the art that many modifications can be made without departing from the novel matters and effects of the present invention. Accordingly, all such modifications are intended to be included in the scope of the present invention.

1 エッチングバリア層、10 ガラス基板、11 第1の領域、12 第2の領域、
13 ノズル孔、13a 開口部、13b 開口部、13c 内面、16 改質部分、
20 光学素子、30 レーザービーム、36 焦点領域、50 ノズルプレート、
60 基板、60a 基板、61 圧力室、61a 領域、62 壁部、
63 供給路、64 連通路、65 マニュホールド、70 振動板、71 開口部、
80 圧電素子、81 第1電極、81a 電気的接続部、82 圧電体層、
83 第2電極、90 封止板、91 封止領域、92 開口部、95 可撓膜、
96 固定膜、97 開口部、110 第1の方向、120 第2の方向、
200 駆動回路、210 リード部、300 液滴噴射ヘッド、
1000 液滴噴射装置、1010 駆動部、1020 装置本体、1021 トレイ、
1022 排出口、1030 ヘッドユニット、1031 インクカートリッジ、
1032 キャリッジ、1041 キャリッジモータ、1042 往復動機構、
1043 タイミングベルト、1044 キャリッジガイド軸、1050 給紙部、
1051 給紙モータ、1052 給紙ローラ、1060 制御部、
1070 操作パネル
1 etching barrier layer, 10 glass substrate, 11 first region, 12 second region,
13 nozzle hole, 13a opening, 13b opening, 13c inner surface, 16 reforming part,
20 optical elements, 30 laser beams, 36 focal areas, 50 nozzle plates,
60 substrate, 60a substrate, 61 pressure chamber, 61a region, 62 wall,
63 supply path, 64 communication path, 65 manifold, 70 diaphragm, 71 opening,
80 piezoelectric element, 81 first electrode, 81a electrical connection, 82 piezoelectric layer,
83 Second electrode, 90 sealing plate, 91 sealing region, 92 opening, 95 flexible film,
96 fixed membrane, 97 opening, 110 first direction, 120 second direction,
200 drive circuit, 210 lead portion, 300 droplet ejection head,
1000 droplet ejection device, 1010 drive unit, 1020 device main body, 1021 tray,
1022 discharge port, 1030 head unit, 1031 ink cartridge,
1032 carriage, 1041 carriage motor, 1042 reciprocating mechanism,
1043 Timing belt, 1044 Carriage guide shaft, 1050 Paper feed unit,
1051 paper feed motor, 1052 paper feed roller, 1060 control unit,
1070 Operation panel

Claims (8)

ガラス基板にレーザービームを照射し、前記ガラス基板の前記レーザービームが集光した焦点領域において、前記ガラス基板の改質部分を形成する照射工程と、
前記ガラス基板のノズル孔が形成される領域が、前記改質部分となるように、前記レーザービームを前記ガラス基板に対して相対的に走査する走査工程と、
前記ガラス基板をウェットエッチングし、前記改質部分を除去するエッチング工程と、
前記ガラス基板を所望の厚みまで研削し、ノズル孔を有するノズルプレートを形成する研削工程と、
を含む、ノズルプレートの製造方法。
An irradiation step of irradiating a glass substrate with a laser beam and forming a modified portion of the glass substrate in a focal region where the laser beam of the glass substrate is condensed,
A scanning step of scanning the laser beam relative to the glass substrate so that a region where the nozzle hole of the glass substrate is formed is the modified portion;
Etching process to wet-etch the glass substrate and remove the modified portion;
Grinding the glass substrate to a desired thickness and forming a nozzle plate having nozzle holes;
A method for manufacturing a nozzle plate, comprising:
請求項1において、
前記照射工程における前記レーザービームの照射条件は、波長が、400nm以上、10000nm以下であって、パルス幅が、10フェトム秒以上、1000フェトム秒以下である、ノズルプレートの製造方法。
In claim 1,
The laser beam irradiation conditions in the irradiation step are a nozzle plate manufacturing method in which a wavelength is 400 nm or more and 10,000 nm or less, and a pulse width is 10 femtoseconds or more and 1000 fetomseconds or less.
請求項1または2において、
前記ノズル孔の内面は、テーパー面を有する、ノズルプレートの製造方法。
In claim 1 or 2,
The nozzle plate manufacturing method, wherein the inner surface of the nozzle hole has a tapered surface.
請求項1から3のいずれか1項において、
前記エッチング工程におけるエッチャントは、フッ酸を含み、前記フッ酸の濃度は、20%以上、35%以下である、ノズルプレートの製造方法。
In any one of Claim 1 to 3,
The etchant in the etching step includes hydrofluoric acid, and the concentration of the hydrofluoric acid is 20% or more and 35% or less.
請求項1から4のいずれか1項において、
前記走査工程は、前記ガラス基板の厚み方向において、前記焦点領域の位置を変更する工程と、前記厚み方向の垂直方向において、前記焦点領域の位置を変更する工程と、を含む、ノズルプレートの製造方法。
In any one of Claims 1-4,
The scanning step includes a step of changing the position of the focal region in the thickness direction of the glass substrate, and a step of changing the position of the focal region in the direction perpendicular to the thickness direction. Method.
請求項1から4のいずれか1項において、
前記走査工程は、前記焦点領域のスポット径を変化させながら、前記ガラス基板の厚み方向において、前記焦点領域の位置を変更する工程を含む、ノズルプレートの製造方法。
In any one of Claims 1-4,
The scanning step includes a step of changing a position of the focal region in a thickness direction of the glass substrate while changing a spot diameter of the focal region.
請求項6において、
前記走査工程において、前記焦点領域のスポット径は、Φ1μm以上、Φ10μm以下の範囲で変化する、ノズルプレートの製造方法。
In claim 6,
In the scanning step, the spot diameter of the focal region changes in a range of Φ1 μm or more and Φ10 μm or less.
請求項1から7のいずれか1項に記載のノズルプレートの製造方法を含む、液滴噴射ヘッドの製造方法。   A method for manufacturing a droplet ejecting head, comprising the method for manufacturing a nozzle plate according to claim 1.
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