JP2015168143A - 貫通孔の形成方法、部材、インクジェットヘッド、インクジェットヘッドユニットおよびインクジェット式記録装置 - Google Patents
貫通孔の形成方法、部材、インクジェットヘッド、インクジェットヘッドユニットおよびインクジェット式記録装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2015168143A JP2015168143A JP2014044426A JP2014044426A JP2015168143A JP 2015168143 A JP2015168143 A JP 2015168143A JP 2014044426 A JP2014044426 A JP 2014044426A JP 2014044426 A JP2014044426 A JP 2014044426A JP 2015168143 A JP2015168143 A JP 2015168143A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hole
- substrate
- inkjet head
- present
- forming
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 62
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title abstract description 17
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims abstract description 43
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 33
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 94
- 239000002178 crystalline material Substances 0.000 claims description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 25
- 239000010408 film Substances 0.000 description 22
- 239000000463 material Substances 0.000 description 15
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 10
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 10
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 8
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 8
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 6
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 4
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 4
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004734 Polyphenylene sulfide Substances 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 229920000069 polyphenylene sulfide Polymers 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 238000002303 thermal reforming Methods 0.000 description 2
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 2
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- 229910018503 SF6 Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000004308 accommodation Effects 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- -1 ammonium monohydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009616 inductively coupled plasma Methods 0.000 description 1
- 238000001802 infusion Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- ZBSCCQXBYNSKPV-UHFFFAOYSA-N oxolead;oxomagnesium;2,4,5-trioxa-1$l^{5},3$l^{5}-diniobabicyclo[1.1.1]pentane 1,3-dioxide Chemical compound [Mg]=O.[Pb]=O.[Pb]=O.[Pb]=O.O1[Nb]2(=O)O[Nb]1(=O)O2 ZBSCCQXBYNSKPV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 description 1
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- SFZCNBIFKDRMGX-UHFFFAOYSA-N sulfur hexafluoride Chemical compound FS(F)(F)(F)(F)F SFZCNBIFKDRMGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960000909 sulfur hexafluoride Drugs 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/16—Production of nozzles
- B41J2/1621—Manufacturing processes
- B41J2/1626—Manufacturing processes etching
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/16—Production of nozzles
- B41J2/162—Manufacturing of the nozzle plates
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/16—Production of nozzles
- B41J2/1621—Manufacturing processes
- B41J2/1626—Manufacturing processes etching
- B41J2/1628—Manufacturing processes etching dry etching
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/16—Production of nozzles
- B41J2/1621—Manufacturing processes
- B41J2/1632—Manufacturing processes machining
- B41J2/1634—Manufacturing processes machining laser machining
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
【課題】基板に所望の形状の貫通孔を効率よく形成することができる貫通孔の形成方法、所望の形状の貫通孔が形成された部材及び、所望の形状の貫通孔が形成された部材を備えるインクジェットヘッド、インクジェットヘッドユニット、インクジェット式記録装置を提供する。【解決手段】基板P1に、第1の凹部P111を形成するエッチング加工工程1c、貫通孔P11を形成するレーザー加工工程1d、1e及び、貫通孔P11の形状を調整するための形状調整工程1fを有する。【選択図】図1
Description
本発明は、貫通孔の形成方法、部材、インクジェットヘッド、インクジェットヘッドユニットおよびインクジェット式記録装置に関する。
例えば、ノズルプレート(ノズル板)、連通板のようなインクジェットヘッドの構成部材等には、貫通孔が設けられている。
このような貫通孔は、従来においては、エッチングにより形成されていた(例えば、特許文献1参照)。
このような貫通孔は、従来においては、エッチングにより形成されていた(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、貫通孔をエッチングにより形成する場合、厚さが数百μm程度のものであっても、数時間以上を要する等、生産性に劣るという問題があった。
本発明の目的は、基板に所望の形状の貫通孔を効率よく形成することができる貫通孔の形成方法を提供すること、所望の形状の貫通孔が形成された部材を提供すること、また、所望の形状の貫通孔が形成された部材を備えるインクジェットヘッド、インクジェットヘッドユニット、インクジェット式記録装置を提供することにある。
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の貫通孔の形成方法は、基板に、エッチング加工とレーザー加工とを施し、貫通孔を形成することを特徴とする。
これにより、基板に所望の形状の貫通孔を効率よく形成することができる貫通孔の形成方法を提供することができる。
これにより、基板に所望の形状の貫通孔を効率よく形成することができる貫通孔の形成方法を提供することができる。
本発明の貫通孔の形成方法では、前記基板は、エッチング異方性をもった結晶性材料で構成されたものであることが好ましい。
これにより、エッチング加工において、異方的に基板をエッチングすることができ、より容易かつ確実に、所望の形状を有する貫通孔を形成することができる。
これにより、エッチング加工において、異方的に基板をエッチングすることができ、より容易かつ確実に、所望の形状を有する貫通孔を形成することができる。
本発明の貫通孔の形成方法では、前記基板の厚さは、100μm以上1000μm以下であることが好ましい。
従来においては、このような厚みの基板に対しては、所望の形状の貫通孔を効率よく形成することが特に困難であったが、本発明では、このような厚みの基板に対しても、所望の形状の貫通孔を効率よく形成することができる。すなわち、基板の厚さが前記範囲内の値であると、本発明の効果がより顕著に発揮される。
従来においては、このような厚みの基板に対しては、所望の形状の貫通孔を効率よく形成することが特に困難であったが、本発明では、このような厚みの基板に対しても、所望の形状の貫通孔を効率よく形成することができる。すなわち、基板の厚さが前記範囲内の値であると、本発明の効果がより顕著に発揮される。
本発明の貫通孔の形成方法では、前記貫通孔の幅は、10μm以上50μm以下であることが好ましい。
従来においては、このように比較的小さい幅の貫通孔を形成しようとした場合に、貫通孔を所望の形状を有するものとして効率よく形成することが特に困難であったが、本発明では、このような幅の貫通孔であっても、所望の形状を有するものとして効率よく形成することができる。すなわち、貫通孔の幅が前記範囲内の値であると、本発明の効果がより顕著に発揮される。
従来においては、このように比較的小さい幅の貫通孔を形成しようとした場合に、貫通孔を所望の形状を有するものとして効率よく形成することが特に困難であったが、本発明では、このような幅の貫通孔であっても、所望の形状を有するものとして効率よく形成することができる。すなわち、貫通孔の幅が前記範囲内の値であると、本発明の効果がより顕著に発揮される。
本発明の貫通孔の形成方法では、前記貫通孔の幅Wに対する前記基板の厚さDの比率(D/W)であるアスペクト比は、7以上20以下であることが好ましい。
従来においては、このようにアスペクト比が比較的大きい貫通孔を形成しようとした場合に、貫通孔を所望の形状を有するものとして効率よく形成することが特に困難であったが、本発明では、このようなアスペクト比の貫通孔であっても、所望の形状を有するものとして効率よく形成することができる。すなわち、貫通孔のアスペクト比が前記範囲内の値であると、本発明の効果がより顕著に発揮される。
従来においては、このようにアスペクト比が比較的大きい貫通孔を形成しようとした場合に、貫通孔を所望の形状を有するものとして効率よく形成することが特に困難であったが、本発明では、このようなアスペクト比の貫通孔であっても、所望の形状を有するものとして効率よく形成することができる。すなわち、貫通孔のアスペクト比が前記範囲内の値であると、本発明の効果がより顕著に発揮される。
本発明の部材は、本発明の方法を用いて形成された貫通孔を有することを特徴とする。
これにより、所望の形状の貫通孔が形成された部材を提供することができる。
これにより、所望の形状の貫通孔が形成された部材を提供することができる。
本発明の部材は、インクジェットヘッド部品であることが好ましい。
インクジェットヘッドは、微細な構造を有するものであり、ノズルのような細いインク流路を有するものである。このようなインクジェットヘッドにおいては、構成部品が有する貫通孔の形状、大きさのわずかな違いが、液滴の吐出特性に大きな影響を与える。本発明では、微細な形状等の制御を行うことができ、所望の形状、大きさの貫通孔を容易かつ確実に形成することができる。したがって、本発明がインクジェットヘッドを構成する部品(インクジェットヘッド部品)に適用される場合に、本発明の効果はより顕著に発揮される。
インクジェットヘッドは、微細な構造を有するものであり、ノズルのような細いインク流路を有するものである。このようなインクジェットヘッドにおいては、構成部品が有する貫通孔の形状、大きさのわずかな違いが、液滴の吐出特性に大きな影響を与える。本発明では、微細な形状等の制御を行うことができ、所望の形状、大きさの貫通孔を容易かつ確実に形成することができる。したがって、本発明がインクジェットヘッドを構成する部品(インクジェットヘッド部品)に適用される場合に、本発明の効果はより顕著に発揮される。
本発明のインクジェットヘッドは、本発明の部材を用いて製造されたことを特徴とする。
これにより、所望の形状の貫通孔が形成された部材を備えるインクジェットヘッドを提供することができる。
これにより、所望の形状の貫通孔が形成された部材を備えるインクジェットヘッドを提供することができる。
本発明のインクジェットヘッドユニットは、本発明のインクジェットヘッドを備えたことを特徴とする。
これにより、所望の形状の貫通孔が形成された部材を備えるインクジェットヘッドユニットを提供することができる。
これにより、所望の形状の貫通孔が形成された部材を備えるインクジェットヘッドユニットを提供することができる。
本発明のインクジェット式記録装置は、本発明のインクジェットヘッドユニットを備えたことを特徴とする。
これにより、所望の形状の貫通孔が形成された部材を備えるインクジェット式記録装置を提供することができる。
これにより、所望の形状の貫通孔が形成された部材を備えるインクジェット式記録装置を提供することができる。
以下、添付する図面を参照しつつ、本発明の好適な実施形態について詳細な説明をする。
《貫通孔の形成方法》
まず、本発明の貫通孔の形成方法について説明する。
まず、本発明の貫通孔の形成方法について説明する。
図1は、本発明の貫通孔の形成方法の好適な実施形態を模式的に示す断面図である。
図1に示すように、本実施形態の方法は、基板P1を準備する基板準備工程(1a)と、基板P1にマスクP2を設けるマスク形成工程(1b)と、マスクP2が設けられた基板P1にエッチング加工を施し、第1の凹部P111を形成するエッチング加工工程(凹部形成工程)(1c)と、第1の凹部P111が形成された基板P1にレーザー加工を施し、第2の凹部P112を形成し、さらに、レーザー加工を行うことにより、第1の凹部P111と第2の凹部P112とを連通させ、貫通孔P11を形成するレーザー加工工程(貫通孔形成工程)(1d、1e)と、貫通孔P11の形状を調整するための形状調整工程(1f)と、マスクP2を除去するマスク除去工程(1g)とを有している。
図1に示すように、本実施形態の方法は、基板P1を準備する基板準備工程(1a)と、基板P1にマスクP2を設けるマスク形成工程(1b)と、マスクP2が設けられた基板P1にエッチング加工を施し、第1の凹部P111を形成するエッチング加工工程(凹部形成工程)(1c)と、第1の凹部P111が形成された基板P1にレーザー加工を施し、第2の凹部P112を形成し、さらに、レーザー加工を行うことにより、第1の凹部P111と第2の凹部P112とを連通させ、貫通孔P11を形成するレーザー加工工程(貫通孔形成工程)(1d、1e)と、貫通孔P11の形状を調整するための形状調整工程(1f)と、マスクP2を除去するマスク除去工程(1g)とを有している。
[基板準備工程]
まず、基板P1を用意する(1a)。
基板P1は、いかなる材料で構成されたものであってもよいが、エッチング異方性をもった結晶性材料で構成されたものであるのが好ましい。
これにより、エッチング処理工程において、異方的に基板P1をエッチングすることができ、より容易かつ確実に、所望の形状を有する貫通孔P11を形成することができる。
まず、基板P1を用意する(1a)。
基板P1は、いかなる材料で構成されたものであってもよいが、エッチング異方性をもった結晶性材料で構成されたものであるのが好ましい。
これにより、エッチング処理工程において、異方的に基板P1をエッチングすることができ、より容易かつ確実に、所望の形状を有する貫通孔P11を形成することができる。
なお、本明細書において、「エッチング異方性」とは、所定の方向に対するエッチング速度が、他の方向のエッチング速度とは異なる性質のことをいう。
エッチング異方性を有する材料としては、例えば、シリコン、水晶等が挙げられるが、特に、シリカであるのが好ましい。
これにより、より精度が高く、不本意な曲り等の発生がより確実に防止された貫通孔P11をより容易かつ確実に形成することができる。
エッチング異方性を有する材料としては、例えば、シリコン、水晶等が挙げられるが、特に、シリカであるのが好ましい。
これにより、より精度が高く、不本意な曲り等の発生がより確実に防止された貫通孔P11をより容易かつ確実に形成することができる。
基板P1の厚さ(貫通孔P11が形成されるべき部位の厚さ)は、特に限定されないが、100μm以上800μm以下であるのが好ましい。
従来においては、このような厚みの基板に対しては、所望の形状の貫通孔を効率よく形成することが特に困難であったが、本発明では、このような厚みの基板に対しても、所望の形状の貫通孔を効率よく形成することができる。すなわち、基板の厚さが前記範囲内の値であると、本発明の効果がより顕著に発揮される。
従来においては、このような厚みの基板に対しては、所望の形状の貫通孔を効率よく形成することが特に困難であったが、本発明では、このような厚みの基板に対しても、所望の形状の貫通孔を効率よく形成することができる。すなわち、基板の厚さが前記範囲内の値であると、本発明の効果がより顕著に発揮される。
[マスク形成工程]
次に、基板P1に対して、マスクP2を設ける(1b)。
マスクP2としては、開口部P21を有するものを用いる。
マスクP2は、例えば、レジスト材料等のマスク材料を用いた成膜により、基板P1の両面を被覆し、その後、露光、現像等の処理により、開口部を設けることにより、形成することができる。
次に、基板P1に対して、マスクP2を設ける(1b)。
マスクP2としては、開口部P21を有するものを用いる。
マスクP2は、例えば、レジスト材料等のマスク材料を用いた成膜により、基板P1の両面を被覆し、その後、露光、現像等の処理により、開口部を設けることにより、形成することができる。
また、例えば、基板P1がシリコン等で構成されたものである場合、マスクP2は、基板P1の表面を酸化することにより形成してもよい。この場合、開口部P21の形成(酸化物被膜の一部の選択的な除去)は、例えば、レーザー光の照射により行うことができる。
[エッチング加工工程]
次に、マスクP2で被覆された基板P1に対して、エッチング処理(エッチング加工)を施す(1c)。
これにより、基板P1に第1の凹部P111が形成される。
次に、マスクP2で被覆された基板P1に対して、エッチング処理(エッチング加工)を施す(1c)。
これにより、基板P1に第1の凹部P111が形成される。
エッチング処理としては、ドライエッチング、ウェットエッチングのいずれを採用してもよく、2種以上のエッチング条件を併用してもよいが、ドライエッチングであるのが好ましい。
これにより、開口部P21が小さいものであっても、好適にエッチングを進行させることができ、形成すべき第1の凹部P111が比較的深いものであっても、好適に形成することができる。
これにより、開口部P21が小さいものであっても、好適にエッチングを進行させることができ、形成すべき第1の凹部P111が比較的深いものであっても、好適に形成することができる。
ドライエッチングに用いるエッチングガスは、基板P1の種類にもよるが、例えば、SF6(六フッ化硫黄)を好適に用いることができる。
SF6を用いる場合、例えば、SF6とO2との混合ガスを用いることもできる。
これにより、エッチングレートを向上させることができ、目的とする部材P10(貫通孔P11を有する部材P10)の生産性を特に優れたものとすることができる。
SF6を用いる場合、例えば、SF6とO2との混合ガスを用いることもできる。
これにより、エッチングレートを向上させることができ、目的とする部材P10(貫通孔P11を有する部材P10)の生産性を特に優れたものとすることができる。
ドライエッチングの方式としては、例えば、誘導結合型プラズマによるエッチングを好適に採用することができる。
エッチング処理の具体的な条件としては、以下のようなものが好ましい。
エッチング処理の具体的な条件としては、以下のようなものが好ましい。
すなわち、SF6の流量は、200sccm以上700sccm以下であるのが好ましい。
また、O2の流量は、20sccm以上70sccm以下であるのが好ましい。
また、下部電極パワーは、1500W以上4000W以下であるのが好ましい。
また、O2の流量は、20sccm以上70sccm以下であるのが好ましい。
また、下部電極パワーは、1500W以上4000W以下であるのが好ましい。
また、本工程においては、保護膜形成(デポ)処理とエッチング処理とを交互に行ってもよい。
保護膜形成には、処理ガスとして、例えば、C4F8とO2との混合ガスを用いることができる。
保護膜形成には、処理ガスとして、例えば、C4F8とO2との混合ガスを用いることができる。
保護膜形成時におけるC4F8の流量は、80sccm以上400sccm以下であるのが好ましい。
保護膜形成時におけるO2の流量は、8sccm以上40sccm以下であるのが好ましい。
保護膜形成時における上部電極パワーは、700W以上2500W以下であるのが好ましい。
保護膜形成時におけるO2の流量は、8sccm以上40sccm以下であるのが好ましい。
保護膜形成時における上部電極パワーは、700W以上2500W以下であるのが好ましい。
また、本工程において、保護膜形成(デポ)処理とエッチング処理とを交互に行う場合、保護膜形成(デポ)処理の1回あたりの処理時間は3秒以上20秒以下であるのが好ましく、エッチング処理の1回あたりの処理時間は5秒以上30秒以下であるのが好ましい。
本工程では、基板P1の厚さ方向に貫通しないように第1の凹部P111を形成する。
本工程では、基板P1の厚さ方向に貫通しないように第1の凹部P111を形成する。
本工程で形成する第1の凹部P111の深さは、40μm以上560μm以下であるのが好ましい。
これにより、貫通孔P11の形成に要する時間を短縮しつつ、レーザー加工工程において形成すべき第2の凹部P112の深さを比較的浅いものとすることができ、レーザー加工工程における穴曲りの現象の発生をより確実に防止することができ、所望の形状の貫通孔P11をより確実に形成することができる。
これにより、貫通孔P11の形成に要する時間を短縮しつつ、レーザー加工工程において形成すべき第2の凹部P112の深さを比較的浅いものとすることができ、レーザー加工工程における穴曲りの現象の発生をより確実に防止することができ、所望の形状の貫通孔P11をより確実に形成することができる。
また、本工程で形成する第1の凹部P111の深さは、基板P1の厚さの40%以上70%以下であるのが好ましい。
これにより、貫通孔P11の形成に要する時間を短縮しつつ、レーザー加工工程において形成すべき第2の凹部P112の深さを比較的浅いものとすることができ、レーザー加工工程における穴曲りの現象の発生をより確実に防止することができ、所望の形状の貫通孔P11をより確実に形成することができる。
これにより、貫通孔P11の形成に要する時間を短縮しつつ、レーザー加工工程において形成すべき第2の凹部P112の深さを比較的浅いものとすることができ、レーザー加工工程における穴曲りの現象の発生をより確実に防止することができ、所望の形状の貫通孔P11をより確実に形成することができる。
また、本工程で形成する第1の凹部P111の開口部の幅は、5μm以上30μm以下であるのが好ましい。
これにより、最終的な貫通孔P11を、十分に小さい幅を有し、かつ、所望の形状を有するものとして、確実に形成することができる。
これにより、最終的な貫通孔P11を、十分に小さい幅を有し、かつ、所望の形状を有するものとして、確実に形成することができる。
[レーザー加工工程]
次に、第1の凹部P111が形成された基板P1に対して、第1の凹部P111が形成された面とは反対の面側からレーザー加工を施す(1d、1e)。
これにより、まず、第2の凹部P112が形成される(1d)。その後、レーザー加工が進むと、第1の凹部P111と第2の凹部P112とが連通し、貫通孔P11が形成される(1e)。
次に、第1の凹部P111が形成された基板P1に対して、第1の凹部P111が形成された面とは反対の面側からレーザー加工を施す(1d、1e)。
これにより、まず、第2の凹部P112が形成される(1d)。その後、レーザー加工が進むと、第1の凹部P111と第2の凹部P112とが連通し、貫通孔P11が形成される(1e)。
このように、エッチング加工とレーザー加工とを組み合わせて行うことにより、所望の形状の貫通孔P11を比較的短時間で効率よく形成することができる。
これに対し、エッチング加工、レーザー加工のうち一方のみを用いた場合には、このような優れた効果は得られない。
すなわち、エッチング加工を行い、レーザー加工を行わずに貫通孔を形成した場合、貫通孔の形成に非常に長い時間を要するため、貫通孔を有する部材の生産性が著しく低いものとなる。特に、形成すべき貫通孔の幅が小さい場合や、形成すべき貫通孔の深さが深い場合(基板の厚さが厚い場合)、貫通孔のアスペクト比(貫通孔の幅Wに対する基板の厚さDの比率(D/W))が大きい場合には、このような問題がより顕著に発生する。
また、エッチング加工を行い、レーザー加工を行わずに貫通孔を形成した場合、ウェハーのように、比較的大型の基板に対して貫通孔の形成を行う場合(必要に応じて貫通孔の形成後に、切片を切り出す工程を有していてもよい)、ウェハーの主面の中心部分と縁部付近ではエッチングの挙動が異なることが多い。このため、例えば、前記のような比較的厚みの大きい基板に対して、エッチングのみで貫通孔を形成しようとした場合、貫通孔の不本意な曲り等が発生しやすくなる。
また、エッチング加工を行い、レーザー加工を行わずに貫通孔を形成した場合、ウェハーのように、比較的大型の基板に対して貫通孔の形成を行う場合(必要に応じて貫通孔の形成後に、切片を切り出す工程を有していてもよい)、ウェハーの主面の中心部分と縁部付近ではエッチングの挙動が異なることが多い。このため、例えば、前記のような比較的厚みの大きい基板に対して、エッチングのみで貫通孔を形成しようとした場合、貫通孔の不本意な曲り等が発生しやすくなる。
また、レーザー加工を行い、エッチング加工を行わずに貫通孔を形成した場合、所望の形状の貫通孔を形成することが困難となる。これは、レーザー加工により凹部を形成していくと、形成された凹部内に熱改質による異物がたまっていき、当該異物により、レーザー光の直進性が阻害されたり、熱改質部におけるレーザー光のエネルギーの吸収により、不均一な熱改質がさらに促進されること等によるものであると考えられる。
特に、本実施形態のように、エッチング加工の後にレーザー加工を行うことにより、レーザー加工での熱改質による問題の発生をより効果的に防止することができ、所望の形状の貫通孔P11をより確実に形成することができる。また、基板P1の貫通をレーザー光の凹部(第1の凹部P111、第2の凹部P112)を連通させて貫通孔P11を形成する処理をレーザー光の照射に行うことにより、貫通孔P11の内部(壁面)に異物が残存することをより効果的に防止することができる。
本発明において、エッチング加工と、レーザー加工とは基板の同じ面側から行うものであってもよいが、本実施形態では、エッチング加工とレーザー加工とを、反対の面で行っている。
これにより、基板P1の厚みが比較的大きい場合であっても、基板P1の目的とする部位への選択的なレーザー光の照射をより確実に行うことができ、所望の形状の貫通孔P11をより確実に形成することができる。
これにより、基板P1の厚みが比較的大きい場合であっても、基板P1の目的とする部位への選択的なレーザー光の照射をより確実に行うことができ、所望の形状の貫通孔P11をより確実に形成することができる。
本工程で用いることのできるレーザーとしては、例えば、YAGレーザー、第4高調波(266nm))、YVO4レーザー、YLFレーザー等が挙げられる。中でも、YAGレーザー(特に、第3高調波(355nm)、第4高調波(266nm))等の紫外線レーザーを用いるのが好ましい。
これにより、材料に対する吸収効率が向上し、少ない投入エネルギーで、第2の凹部P112、貫通孔P11を好適に形成することができ、その結果、周辺に及ぼす熱影響範囲をより狭いものとすることができる。
これにより、材料に対する吸収効率が向上し、少ない投入エネルギーで、第2の凹部P112、貫通孔P11を好適に形成することができ、その結果、周辺に及ぼす熱影響範囲をより狭いものとすることができる。
[形状調整工程]
次に、貫通孔P11の形状を調整する(1f)。
これにより、貫通孔P11の形状をより好適な形状とすることができる。
貫通孔P11の形状の調整は、例えば、異方性エッチングにより行うことができる。
次に、貫通孔P11の形状を調整する(1f)。
これにより、貫通孔P11の形状をより好適な形状とすることができる。
貫通孔P11の形状の調整は、例えば、異方性エッチングにより行うことができる。
当該異方性エッチングは、例えば、基板P1がシリコンで構成されたものである場合、KOH溶液を用いたウェットエッチングであることが好ましい。
以上のようにして形成される貫通孔P11の幅は、10μm以上50μm以下であるのが好ましい。
従来においては、このように比較的小さい幅の貫通孔を形成しようとした場合に、貫通孔を所望の形状を有するものとして効率よく形成することが特に困難であったが、本発明では、このような幅の貫通孔であっても、所望の形状を有するものとして効率よく形成することができる。すなわち、貫通孔の幅が前記範囲内の値であると、本発明の効果がより顕著に発揮される。
また、貫通孔P11の幅Wに対する基板P1の厚さD(貫通孔P11の長さ)の比率(D/W)であるアスペクト比は、7以上20以下であるのが好ましい。
従来においては、このようにアスペクト比が比較的大きい貫通孔を形成しようとした場合に、貫通孔を所望の形状を有するものとして効率よく形成することが特に困難であったが、本発明では、このようなアスペクト比の貫通孔であっても、所望の形状を有するものとして効率よく形成することができる。すなわち、貫通孔のアスペクト比が前記範囲内の値であると、本発明の効果がより顕著に発揮される。また、本発明によれば、このようなアスペクト比の大きい貫通孔も安価に形成することができる。
以上のようにして形成される貫通孔P11の幅は、10μm以上50μm以下であるのが好ましい。
従来においては、このように比較的小さい幅の貫通孔を形成しようとした場合に、貫通孔を所望の形状を有するものとして効率よく形成することが特に困難であったが、本発明では、このような幅の貫通孔であっても、所望の形状を有するものとして効率よく形成することができる。すなわち、貫通孔の幅が前記範囲内の値であると、本発明の効果がより顕著に発揮される。
また、貫通孔P11の幅Wに対する基板P1の厚さD(貫通孔P11の長さ)の比率(D/W)であるアスペクト比は、7以上20以下であるのが好ましい。
従来においては、このようにアスペクト比が比較的大きい貫通孔を形成しようとした場合に、貫通孔を所望の形状を有するものとして効率よく形成することが特に困難であったが、本発明では、このようなアスペクト比の貫通孔であっても、所望の形状を有するものとして効率よく形成することができる。すなわち、貫通孔のアスペクト比が前記範囲内の値であると、本発明の効果がより顕著に発揮される。また、本発明によれば、このようなアスペクト比の大きい貫通孔も安価に形成することができる。
[マスク除去工程]
その後、マスクP2を除去することにより、目的とする部材P10(貫通孔P11を有する部材P10)が得られる。
マスクP2の除去は、例えば、一水素二フッ化アンモニウムを含む溶液により行うことができる。
その後、マスクP2を除去することにより、目的とする部材P10(貫通孔P11を有する部材P10)が得られる。
マスクP2の除去は、例えば、一水素二フッ化アンモニウムを含む溶液により行うことができる。
《貫通孔を有する部材》
次に、本発明の部材(貫通孔を有する部材)について説明する。
本発明の部材は、前述したような本発明の方法を用いて形成された貫通孔を有するものである。
これにより、所望の形状の貫通孔が形成された部材を提供することができる。
次に、本発明の部材(貫通孔を有する部材)について説明する。
本発明の部材は、前述したような本発明の方法を用いて形成された貫通孔を有するものである。
これにより、所望の形状の貫通孔が形成された部材を提供することができる。
本発明の部材は、いかなるものであってもよいが、インクジェットヘッド部品であるのが好ましい。
インクジェットヘッドは、微細な構造を有するものであり、ノズルのような細い流路を有するものである。このようなインクジェットヘッドにおいては、構成部品が有する貫通孔の形状、大きさのわずかな違いが、液滴の吐出特性に大きな影響を与える。
インクジェットヘッドは、微細な構造を有するものであり、ノズルのような細い流路を有するものである。このようなインクジェットヘッドにおいては、構成部品が有する貫通孔の形状、大きさのわずかな違いが、液滴の吐出特性に大きな影響を与える。
本発明では、微細な形状等の制御を行うことができ、所望の形状、大きさの貫通孔を容易かつ確実に形成することができる。
したがって、本発明がインクジェットヘッドを構成する部品(インクジェットヘッド部品)に適用される場合に、本発明の効果はより顕著に発揮され、信頼性に優れたインクジェットヘッドを提供することができる。
したがって、本発明がインクジェットヘッドを構成する部品(インクジェットヘッド部品)に適用される場合に、本発明の効果はより顕著に発揮され、信頼性に優れたインクジェットヘッドを提供することができる。
貫通孔を有するインクジェットヘッド部品としては、例えば、ノズルプレート(ノズル板)、連通板等が挙げられる。
《インクジェットヘッド》
次に、本発明のインクジェットヘッドについて説明する。
本発明のインクジェットヘッドは、前述したような本発明の部材としてのインクジェットヘッド部材を備えたものである。
これにより、インクジェットヘッドからの液滴の吐出安定性を優れたものとすることができる。また、従来では困難であった、より微小な貫通孔を所望の形状で確実に設けることができるため、ノズル密度の向上、印刷画像の高解像度化を図るうえで有利である。
次に、本発明のインクジェットヘッドについて説明する。
本発明のインクジェットヘッドは、前述したような本発明の部材としてのインクジェットヘッド部材を備えたものである。
これにより、インクジェットヘッドからの液滴の吐出安定性を優れたものとすることができる。また、従来では困難であった、より微小な貫通孔を所望の形状で確実に設けることができるため、ノズル密度の向上、印刷画像の高解像度化を図るうえで有利である。
図2は、本発明のインクジェットヘッドの好適な実施形態を模式的に示す断面図、図3は、本発明のインクジェットヘッドの他の好適な実施形態を模式的に示す断面図、図4は、図3に示すインクジェットヘッドのケースの底面図である。
図2に示すインクジェットヘッド100は、インク溜め87が形成されたシリコン基板81と、シリコン基板81上に形成された振動板82と、振動板82上の所望位置に形成された下電極83と、下電極83上であって、インク溜め87に対応した位置に形成された圧電体薄膜84と、圧電体薄膜84上に形成された上電極85と、シリコン基板81の下面に接合された本発明の部材(インクジェットヘッド部品)としての第2の基板86とを備えている。第2の基板86には、インク溜め87に連通するインク吐出ノズル(貫通孔)86Aが設けられている。
このインクジェットヘッド100は、図示しないインク流路を介してインク溜め87にインクが供給される。ここで、下電極83と上電極85とを介して、圧電体薄膜84に電圧を印加すると、圧電体薄膜84が変形してインク溜め87内を負圧にし、インクに圧力を加える。この圧力によって、インクがノズルから吐出され、インクジェット記録を行う。
インクジェットヘッド100は、例えば、Si熱酸化膜を振動板82とし、その上部に、下電極83、圧電体薄膜84、上電極85で構成される薄膜圧電体素子を薄膜プロセスにより一体成形し、かつ、キャビティー(インク溜め)87が形成された単結晶のシリコン基板81からなるチップと、インク吐出するインク吐出ノズル86Aを備えたノズル板(第2の基板)86とが、接合された構造のものとすることができる。
ここでは、より大きな変位量が稼げるように、圧電体薄膜84としては、例えば、圧電歪定数d31の高い材料として、第3成分としてマグネシウムニオブ酸鉛を添加した3成分系PZTで構成されたものを用いることができる。また、圧電体薄膜84の厚みは、2μm程度とすることができる。
また、図3、図4に示すインクジェットヘッド100は、圧力発生室11を有する流路形成基板10と、各圧力発生室11に連通する複数のノズル(貫通孔)21が穿設された、本発明の部材(インクジェットヘッド部品)としてのノズルプレート20と、流路形成基板10のノズルプレート20とは反対側の面に接合された振動部材15とを備えている。また本実施形態のインクジェットヘッド100は、振動部材15上の各圧力発生室11に対応する領域に設けられる圧電素子35を複数有する圧電素子ユニット30と、振動部材15を介して流路形成基板10の一方面に接合されたケース40とを備えている。また、本実施形態では、流路形成基板10に各圧力発生室11の共通液室となるリザーバー13が形成されており、流路形成基板10がリザーバー形成基板にもなっている。
流路形成基板10には、その一方面側の表層部分に、圧力発生室11が隔壁によって区画されてその幅方向で複数並設されている。なお、本実施形態では並設された複数の圧力発生室11からなる列が2列形成されている。また各圧力発生室11の列の外側には、ケース40の液体導入路であるインク導入路41を介してインクが供給されるリザーバー13が、流路形成基板10を厚さ方向に貫通してそれぞれ1つずつ設けられている。
また、リザーバー13と各圧力発生室11とは、インク供給路12を介して連通されており、各圧力発生室11には、インク導入路41、リザーバー13およびインク供給路12を介してインクが供給される。インク供給路12は、本実施形態では、圧力発生室11よりも狭い幅で形成されており、リザーバー13から圧力発生室11に流入するインクの流路抵抗を一定に保持する役割を果たしている。
さらに、圧力発生室11のリザーバー13とは反対の端部側には、本発明の部材(インクジェットヘッド部品)としての流路形成基板10を貫通するノズル連通孔(貫通孔)14が形成されている。すなわち、本実施形態では、流路形成基板10に液体流路として、リザーバー13、インク供給路12、圧力発生室11およびノズル連通孔14が設けられている。このような流路形成基板10は、シリコン単結晶基板で構成されている。
この流路形成基板10の一方面にはインクを吐出するノズル(貫通孔)21が複数穿設されたノズルプレート20が接合され、各ノズル21は、流路形成基板10に設けられたノズル連通孔(貫通孔)14を介して各圧力発生室11と連通している。
また、流路形成基板10の他方面、すなわち圧力発生室11の開口面には、振動部材15が接着層17で接合されており、各圧力発生室11はこの振動部材15によって封止されている。なお、振動部材15は、図示するように流路形成基板10の他方面の面積と同程度の面積を備えており、流路形成基板10の他方面全体を覆うように接合されている。
この振動部材15は、例えば、樹脂フィルム等の弾性部材からなる弾性膜15aと、この弾性膜15aを支持する、例えば、金属材料等からなる支持板15bとの複合板で形成されており、弾性膜15a側が流路形成基板10に接合されている。本実施形態では、弾性膜15aは、厚さが数μm程度のポリフェニレンサルファイド(PPS)フィルムからなり、支持板15bは、厚さが数十μm程度のステンレス鋼板(SUS)からなる。
また、この振動部材15の各圧力発生室11の周縁部に対向する領域は、支持板15bが除去されて実質的に弾性膜15aのみで構成された薄肉部15dとなっている。この薄肉部15dは、圧力発生室11の一方面を画成している。また、この薄肉部15dの内側には、各圧電素子35の先端が当接する支持板15bの一部からなる島部15cがそれぞれ設けられている。また、振動部材15のリザーバー13に対向する領域は、支持板15bが除去されて弾性膜15aのみで構成される振動部16となっている。この振動部16は、リザーバー13内の圧力変化が生じた時に、変形することによって圧力変化を吸収し、リザーバー13内の圧力を常に一定に保持する役割を果たす。そして、かかる振動部材15上に、ケース40が接着層18で接合されている。つまり、本実施形態のケース40は、振動部材15を介して流路形成基板10に接合されている。
ケース40には、図3に示すように、振動部16に対向する位置に、凹部からなる空間部42が設けられている。空間部42は、振動部16の変形を阻害しない程度の高さを備えており、本発明の部材(インクジェットヘッド部品)としてのケース40を貫通する大気開放孔であるケース貫通孔44によって外部空間に連通されている。これにより、空間部42内の圧力は常に外部空間と一定に保たれている。また、ケース40には、薄肉部15dに対向する位置に、かかるケース40を貫通する貫通部からなる圧電素子収容部43が設けられている。また、圧電素子収容部43のインク導入路41側には、段差部45が設けられており、後述する圧電素子ユニット30の固定基板36がこの段差部45に接合される。
また、ケース40の流路形成基板10側とは反対側の面には、後述するフレキシブルプリント基板50の各配線層51がそれぞれ接続される複数の導電パッド71が設けられた配線基板70が固定されている。配線基板70には、ケース40の圧電素子収容部43に対向する領域にスリット状の開口部72が形成されており、圧電素子収容部43は、かかる開口部72により外部空間に連通されている。そして、かかる圧電素子収容部43内に、圧電素子35を備える圧電素子ユニット30が収容されている。
圧電素子ユニット30は、各圧力発生室11に対向して設けられ、圧力発生室11とリザーバー13とを含む液体流路内の圧力を変動させる複数の圧電素子35と、かかる圧電素子35をケース40に取り付ける固定基板36とで構成されている。
各圧電素子35は、本実施形態では一つの圧電素子ユニット30において一体的に形成されている。すなわち、圧電材料31と電極形成材料32,33とを縦に交互にサンドイッチ状に挟んで積層した圧電素子形成部材34を形成し、この圧電素子形成部材34を各圧力発生室11に対応して櫛歯状に切り分けることによって各圧電素子35が形成されている。つまり、本実施形態では、複数の圧電素子35が一体的に形成されている。そして圧電素子35は、先端部が振動部材15の島部15cに接着剤(接合材料)で接合されるとともに、振動に寄与しない不活性領域となっている基端部側で固定基板36に固着されている。このように圧電素子35が固着された固定基板36は、圧電素子収容部43の段差部45でケース40に接合されている。これにより圧電素子ユニット30は、ケース40の圧電素子収容部43に収容されて固定されている。
なお、固定基板36は、上述のように圧電素子35と一体的に設けられることで、圧電素子ユニット30を構成し、圧電素子ユニット30はケース40に位置決め固定される。このとき、圧電素子35の振動部材15(島部15c)に対する位置合わせは、固定基板36の外周面とケース40の圧電素子収容部43の内面とによって行われる。これにより、脆性材料である圧電素子35を直接把持して位置合わせするのに比べて容易にかつ高精度に位置合わせを行うことができる。
固定基板36を構成する材料は特に限定されるものではないが、例えば、アルミニウム、銅、鉄およびステンレス鋼等で好適に構成することができる。そして、かかる圧電素子ユニット30の圧電素子35の基端部近傍には、固定基板36とは反対側の面に、各圧電素子35を駆動するための信号を供給する配線層51を有するフレキシブルプリント基板50が接続されている。
フレキシブルプリント基板50は、フレキシブルプリンティングサーキット(FPC)や、テープキャリアパッケージ(TCP)等からなる。詳しくは、フレキシブルプリント基板50は、例えば、ポリイミド等のベースフィルム52の表面に銅薄等で所定のパターンの配線層51を形成し、配線層51の圧電素子35と接続される端子部等の他の配線と接続される領域以外の領域をレジスト等の絶縁材料で覆ったものである。
このような、フレキシブルプリント基板50の配線層51は、その基端部側で、例えば、半田、異方性導電材等によって圧電素子35を構成する電極形成材料32,33に接続されている。
一方、先端部側では、各配線層51はケース40上に設けられた配線基板70の導電パッド71と電気的に接続されている。フレキシブルプリント基板50はこの配線基板70の開口部72から圧電素子収容部43の外側に引き出されて、引き出された領域が屈曲されて導電パッド71と接続されている。
そして本実施形態のインクジェットヘッド100では、図4に示すように、圧電素子収容部43と空間部42とが連通路46によって連通されている。
連通路46は、圧電素子収容部43と空間部42とを連通する通路であって、本実施形態では、ケース40の流路形成基板10側の面の一部を除去することでケース40の底面に形成されている。
連通路46は、圧電素子収容部43と空間部42とを連通する通路であって、本実施形態では、ケース40の流路形成基板10側の面の一部を除去することでケース40の底面に形成されている。
また、本実施形態において、連通路46は、流路形成基板10、振動部材15およびケース40の積層方向において、圧力発生室11を含む流路と重ならない位置に設けられている。具体的には連通路46は、各圧力発生室11の並設方向において、空間部42および圧電素子収容部43の両端部よりも外側の領域に設けられている。
また、連通路46は、空間部42に連続し空間部42の長手方向端部から圧力発生室11の並設方向に沿って外側に延びる第1の連通部46aと、第1の連通部46aに連続し圧力発生室11の長手方向に沿って延びる第2の連通部46bと、第2の連通部46bに連続し圧力発生室11の並設方向に沿って内側に延び圧電素子収容部43に連続する第3の連通部46cとで構成されている。このような連通路46により、圧電素子収容部43および空間部42は連通されている。本実施形態では、連通路46はケース40の流路形成基板10側の面に形成されている。すなわち、連通路46は、ケース40の流路形成基板10側の面に凹部として設けられている。
このような連通路46が設けられていることで、圧電素子収容部43および空間部42が空気の流れる流路を構成することになり、空間部42内の揮発ガスが比較的容易に外部空間に排出される。
このようなインクジェットヘッド100では、圧電素子35および振動部材15の変形によって各圧力発生室11の容積を変化させることで、各ノズル21からインク滴を吐出させている。具体的には、図示しない液体貯留手段から液体導入路であるインク導入路41を介してリザーバー13にインクが供給されると、インク供給路12を介して各圧力発生室11にインクが分配される。そして、図示しない駆動回路からの駆動信号によって所定の圧電素子35に電圧を印加および解除することによって、圧電素子35を収縮および伸張させて圧力発生室11に圧力変化を生じさせ、ノズル21からインクを吐出させる。
上記のようなインクジェットヘッドを構成する部品(貫通孔を有する部品)に本発明を適用することができる。
上記のようなインクジェットヘッドを構成する部品(貫通孔を有する部品)に本発明を適用することができる。
《インクジェットヘッドユニット、インクジェット式記録装置》
次に、本発明のインクジェットヘッドユニットおよびインクジェット式記録装置について説明する。
次に、本発明のインクジェットヘッドユニットおよびインクジェット式記録装置について説明する。
図5は、本発明のインクジェット式記録装置の好適な実施形態を示す概略図である。
図5に示すように、インクジェット式記録装置1000は、インクジェットヘッドユニット(記録ヘッドユニット)91Aおよび91Bと、カートリッジ92Aおよび92Bと、キャリッジ93と、装置本体94と、キャリッジ軸95と、駆動モーター96と、タイミングベルト97と、プラテン98とを備えている。
図5に示すように、インクジェット式記録装置1000は、インクジェットヘッドユニット(記録ヘッドユニット)91Aおよび91Bと、カートリッジ92Aおよび92Bと、キャリッジ93と、装置本体94と、キャリッジ軸95と、駆動モーター96と、タイミングベルト97と、プラテン98とを備えている。
前述したような本発明のインクジェットヘッド(記録ヘッド)を備える記録ヘッドユニット91Aおよび91Bは、インク供給手段を構成するカートリッジ92Aおよび92Bが着脱可能に設けられ、記録ヘッドユニット91Aおよび91Bを搭載したキャリッジ93は、装置本体94に取り付けられたキャリッジ軸95に軸方向移動自在に設けられている。記録ヘッドユニット91Aおよび91Bは、例えば、それぞれブラックインク組成物およびカラーインク組成物を吐出するものとすることができる。
そして、駆動モーター96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97を介してキャリッジ93に伝達されることで、記録ヘッドユニット91Aおよび91Bを搭載したキャリッジ93はキャリッジ軸95に沿って移動される。一方、装置本体94にはキャリッジ軸95に沿ってプラテン98が設けられており、図示しない給紙ローラー等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98に巻き掛けられて搬送されるようになっている。
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、これらに限定されるものではない。
例えば、本発明の貫通孔の形成方法においては、各工程の順番は、前述したしたものでなくてもよい。例えば、前述した実施形態では、形状調整工程の後に、マスク除去工程を有するものとして説明したが、形状調整工程は、マスク除去工程の後に行うものであってもよい。
また、前述した実施形態では、形状調整工程、マスク除去工程等を有するものとして説明したが、本発明の貫通孔の形成方法は、少なくとも、エッチング加工とレーザー加工とを施し、貫通孔を形成するものであればよく、他の工程は有していなくてもよい。
また、図示の構成では、基板の第1の凹部が形成される側とは反対側の面に設けられたマスクに開口部が設けられているが、当該開口部はなくてもよい。
また、前述した実施形態では、形状調整工程、マスク除去工程等を有するものとして説明したが、本発明の貫通孔の形成方法は、少なくとも、エッチング加工とレーザー加工とを施し、貫通孔を形成するものであればよく、他の工程は有していなくてもよい。
また、図示の構成では、基板の第1の凹部が形成される側とは反対側の面に設けられたマスクに開口部が設けられているが、当該開口部はなくてもよい。
また、前述した実施形態では、凹部形成のためのエッチング加工と、レーザー加工とを、基板の異なる面側に施す場合について説明したが、エッチング加工とレーザー加工とは、基板の同じ面側に施すものであってもよい。
また、本発明の貫通孔の形成方法においては、必要に応じて、前処理工程、中間処理工程、後処理工程を行ってもよい。
また、本発明の貫通孔の形成方法においては、必要に応じて、前処理工程、中間処理工程、後処理工程を行ってもよい。
また、前述した実施形態では、貫通孔が流路を構成するものである場合について中心に説明したが、貫通孔は流路を構成するものでなくてもよい。
また、前記の説明では、貫通孔を有する部材としてインクジェットヘッド部品について代表的に説明したが、本発明の部材(貫通孔を有する部材)は、インクジェットヘッド部品以外のものであってもよく、例えば、MEMS、光学素子等にも好適に適用することができる。これらも、微細な構造を有するものであるため、本発明を適用することによる効果が顕著に発揮される。
また、体外循環回路、輸液回路を構成する医療用チューブ同士を接続する医療用コネクタ、注射針等の穿刺針、カテーテル等の医療用具、医療用器具等にも好適に適用することができる
また、前記の説明では、貫通孔を有する部材としてインクジェットヘッド部品について代表的に説明したが、本発明の部材(貫通孔を有する部材)は、インクジェットヘッド部品以外のものであってもよく、例えば、MEMS、光学素子等にも好適に適用することができる。これらも、微細な構造を有するものであるため、本発明を適用することによる効果が顕著に発揮される。
また、体外循環回路、輸液回路を構成する医療用チューブ同士を接続する医療用コネクタ、注射針等の穿刺針、カテーテル等の医療用具、医療用器具等にも好適に適用することができる
P10…部材
P1…基板
P11…貫通孔
P111…第1の凹部(有底穴部)
P112…第2の凹部
P2…マスク
P21…開口部
100…インクジェットヘッド
10…流路形成基板
11…圧力発生室
12…インク供給路
13…リザーバー
14…ノズル連通孔(貫通孔)
15…振動部材
15a…弾性膜
15b…支持板
15c…島部
15d…薄肉部
16…振動部
17…接着層
18…接着層
20…ノズルプレート
21…ノズル(貫通孔)
30…圧電素子ユニット
31…圧電材料
32…電極形成材料
33…電極形成材料
34…圧電素子形成部材
35…圧電素子
36…固定基板
40…ケース
41…インク導入路
42…空間部
43…圧電素子収容部
44…ケース貫通孔
45…段差部
46…連通路
46a…第1の連通部
46b…第2の連通部
46c…第3の連通部
50…フレキシブルプリント基板
51…配線層
52…ベースフィルム
70…配線基板
71…導電パッド
72…開口部
81…シリコン基板
82…振動板
83…下電極
84…圧電体薄膜
85…上電極
86…第2の基板(ノズル板)
86A…インク吐出ノズル(貫通孔)
87…インク溜め(キャビティー)
1000…インクジェット式記録装置
91A…インクジェットヘッドユニット(記録ヘッドユニット)
91B…インクジェットヘッドユニット(記録ヘッドユニット)
92A…カートリッジ
92B…カートリッジ
93…キャリッジ
94…装置本体
95…キャリッジ軸
96…駆動モーター
97…タイミングベルト
98…プラテン
S…記録シート
P1…基板
P11…貫通孔
P111…第1の凹部(有底穴部)
P112…第2の凹部
P2…マスク
P21…開口部
100…インクジェットヘッド
10…流路形成基板
11…圧力発生室
12…インク供給路
13…リザーバー
14…ノズル連通孔(貫通孔)
15…振動部材
15a…弾性膜
15b…支持板
15c…島部
15d…薄肉部
16…振動部
17…接着層
18…接着層
20…ノズルプレート
21…ノズル(貫通孔)
30…圧電素子ユニット
31…圧電材料
32…電極形成材料
33…電極形成材料
34…圧電素子形成部材
35…圧電素子
36…固定基板
40…ケース
41…インク導入路
42…空間部
43…圧電素子収容部
44…ケース貫通孔
45…段差部
46…連通路
46a…第1の連通部
46b…第2の連通部
46c…第3の連通部
50…フレキシブルプリント基板
51…配線層
52…ベースフィルム
70…配線基板
71…導電パッド
72…開口部
81…シリコン基板
82…振動板
83…下電極
84…圧電体薄膜
85…上電極
86…第2の基板(ノズル板)
86A…インク吐出ノズル(貫通孔)
87…インク溜め(キャビティー)
1000…インクジェット式記録装置
91A…インクジェットヘッドユニット(記録ヘッドユニット)
91B…インクジェットヘッドユニット(記録ヘッドユニット)
92A…カートリッジ
92B…カートリッジ
93…キャリッジ
94…装置本体
95…キャリッジ軸
96…駆動モーター
97…タイミングベルト
98…プラテン
S…記録シート
Claims (10)
- 基板に、エッチング加工とレーザー加工とを施し、貫通孔を形成することを特徴とする貫通孔の形成方法。
- 前記基板は、エッチング異方性をもった結晶性材料で構成されたものである請求項1に記載の貫通孔の形成方法。
- 前記基板の厚さは、100μm以上1000μm以下である請求項1または2に記載の貫通孔の形成方法。
- 前記貫通孔の幅は、10μm以上50μm以下である請求項1ないし3のいずれか1項に記載の貫通孔の形成方法。
- 前記貫通孔の幅Wに対する前記基板の厚さDの比率(D/W)であるアスペクト比は、7以上20以下である請求項1ないし4のいずれか1項に記載の貫通孔の形成方法。
- 請求項1ないし5のいずれか1項に記載の方法を用いて形成された貫通孔を有することを特徴とする部材。
- 前記貫通孔を有する部材は、インクジェットヘッド部品である請求項6に記載の部材。
- 請求項7に記載の部材を用いて製造されたことを特徴とするインクジェットヘッド。
- 請求項8に記載のインクジェットヘッドを備えたことを特徴とするインクジェットヘッドユニット。
- 請求項9に記載のインクジェットヘッドユニットを備えたことを特徴とするインクジェット式記録装置。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014044426A JP2015168143A (ja) | 2014-03-06 | 2014-03-06 | 貫通孔の形成方法、部材、インクジェットヘッド、インクジェットヘッドユニットおよびインクジェット式記録装置 |
CN201510063767.3A CN104890375A (zh) | 2014-03-06 | 2015-02-06 | 贯通孔的形成方法、部件、喷墨头、喷墨头单元以及喷墨式记录装置 |
US14/639,914 US20150251425A1 (en) | 2014-03-06 | 2015-03-05 | Through-hole forming method, member, ink jet head, ink jet head unit, and ink jet recording apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014044426A JP2015168143A (ja) | 2014-03-06 | 2014-03-06 | 貫通孔の形成方法、部材、インクジェットヘッド、インクジェットヘッドユニットおよびインクジェット式記録装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015168143A true JP2015168143A (ja) | 2015-09-28 |
Family
ID=54016505
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014044426A Pending JP2015168143A (ja) | 2014-03-06 | 2014-03-06 | 貫通孔の形成方法、部材、インクジェットヘッド、インクジェットヘッドユニットおよびインクジェット式記録装置 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20150251425A1 (ja) |
JP (1) | JP2015168143A (ja) |
CN (1) | CN104890375A (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TW201714757A (zh) * | 2015-10-19 | 2017-05-01 | 精工愛普生股份有限公司 | 電子裝置、液體噴出頭、液體噴出裝置及電子裝置之製造方法 |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63237482A (ja) * | 1987-03-25 | 1988-10-03 | Nippon Denso Co Ltd | 半導体圧力センサの製造方法 |
JPH05309835A (ja) * | 1992-05-08 | 1993-11-22 | Seiko Epson Corp | インクジェットヘッド及びその製造方法 |
JPH06238904A (ja) * | 1993-01-25 | 1994-08-30 | Hewlett Packard Co <Hp> | インクジェットプリントヘッドにおけるインク充填スロットの形成方法 |
JPH11334084A (ja) * | 1998-05-22 | 1999-12-07 | Brother Ind Ltd | ノズルプレートの製造方法 |
JP2001063071A (ja) * | 1999-08-26 | 2001-03-13 | Seiko Epson Corp | インクジェットヘッドの製造方法 |
JP2003231262A (ja) * | 2002-01-31 | 2003-08-19 | Hewlett Packard Co <Hp> | スロット付きの基板およびその基板を形成するための方法およびシステム |
JP2007276256A (ja) * | 2006-04-06 | 2007-10-25 | Fuji Xerox Co Ltd | 液滴吐出ヘッド、液滴吐出装置及び液滴吐出ヘッドの製造方法 |
JP2010240869A (ja) * | 2009-04-01 | 2010-10-28 | Canon Inc | 液体吐出ヘッド用基板の製造方法 |
US20110069121A1 (en) * | 2009-09-22 | 2011-03-24 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Inkjet printhead and method of manufacturing the same |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4065213B2 (ja) * | 2003-03-25 | 2008-03-19 | 住友精密工業株式会社 | シリコン基板のエッチング方法及びエッチング装置 |
US7824560B2 (en) * | 2006-03-07 | 2010-11-02 | Canon Kabushiki Kaisha | Manufacturing method for ink jet recording head chip, and manufacturing method for ink jet recording head |
JP4656670B2 (ja) * | 2008-12-19 | 2011-03-23 | キヤノン株式会社 | 液体吐出ヘッド及び液体吐出ヘッドの製造方法 |
JP4659898B2 (ja) * | 2009-09-02 | 2011-03-30 | キヤノン株式会社 | 液体吐出ヘッド用基板の製造方法 |
JP5921186B2 (ja) * | 2011-12-26 | 2016-05-24 | キヤノン株式会社 | インクジェットヘッド基板の加工方法 |
-
2014
- 2014-03-06 JP JP2014044426A patent/JP2015168143A/ja active Pending
-
2015
- 2015-02-06 CN CN201510063767.3A patent/CN104890375A/zh active Pending
- 2015-03-05 US US14/639,914 patent/US20150251425A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63237482A (ja) * | 1987-03-25 | 1988-10-03 | Nippon Denso Co Ltd | 半導体圧力センサの製造方法 |
JPH05309835A (ja) * | 1992-05-08 | 1993-11-22 | Seiko Epson Corp | インクジェットヘッド及びその製造方法 |
JPH06238904A (ja) * | 1993-01-25 | 1994-08-30 | Hewlett Packard Co <Hp> | インクジェットプリントヘッドにおけるインク充填スロットの形成方法 |
JPH11334084A (ja) * | 1998-05-22 | 1999-12-07 | Brother Ind Ltd | ノズルプレートの製造方法 |
JP2001063071A (ja) * | 1999-08-26 | 2001-03-13 | Seiko Epson Corp | インクジェットヘッドの製造方法 |
JP2003231262A (ja) * | 2002-01-31 | 2003-08-19 | Hewlett Packard Co <Hp> | スロット付きの基板およびその基板を形成するための方法およびシステム |
JP2007276256A (ja) * | 2006-04-06 | 2007-10-25 | Fuji Xerox Co Ltd | 液滴吐出ヘッド、液滴吐出装置及び液滴吐出ヘッドの製造方法 |
JP2010240869A (ja) * | 2009-04-01 | 2010-10-28 | Canon Inc | 液体吐出ヘッド用基板の製造方法 |
US20110069121A1 (en) * | 2009-09-22 | 2011-03-24 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Inkjet printhead and method of manufacturing the same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN104890375A (zh) | 2015-09-09 |
US20150251425A1 (en) | 2015-09-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20080284819A1 (en) | Liquid ejecting head and liquid ejecting apparatus | |
US8123335B2 (en) | Liquid droplet ejecting head and liquid droplet ejecting apparatus | |
JP2010214894A (ja) | インクジェットヘッドおよびノズルプレート | |
JP4258605B2 (ja) | 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置 | |
JP5975202B2 (ja) | 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置 | |
JP5024543B2 (ja) | 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置 | |
JP5375138B2 (ja) | 液体噴射ヘッド、液体噴射装置及び液体噴射ヘッドの製造方法 | |
JP6330365B2 (ja) | 接合方法、接合体の製造装置、接合体、インクジェットヘッドユニットおよびインクジェット式記録装置 | |
JP2015168143A (ja) | 貫通孔の形成方法、部材、インクジェットヘッド、インクジェットヘッドユニットおよびインクジェット式記録装置 | |
JP5370648B2 (ja) | 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置 | |
JP6273901B2 (ja) | 接合方法、接合体の製造装置、接合体、インクジェットヘッドユニットおよびインクジェット式記録装置 | |
JP2009148980A (ja) | 液体噴射ヘッドの製造方法 | |
JP2013146885A (ja) | 液体噴射ヘッド、液体噴射装置、液体噴射ヘッドの製造方法 | |
JP5007813B2 (ja) | 液体噴射ヘッド及びその製造方法並びに液体噴射装置 | |
JP2009226650A (ja) | 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置 | |
JP2005153243A (ja) | 液体噴射ヘッド及びその製造方法並びに液体噴射装置 | |
JP2008195038A (ja) | 液体噴射ヘッドの製造方法 | |
JP6589431B2 (ja) | 接合体、接合方法および電子機器 | |
JP2009148985A (ja) | 液体噴射ヘッド | |
JP2010260295A (ja) | 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置 | |
JP2015160387A (ja) | 接合方法、接合体の製造装置、接合体、インクジェットヘッドユニットおよびインクジェット式記録装置 | |
JP2003237077A (ja) | インクジェット式記録ヘッド及びインクジェット記録装置 | |
JP2014148096A (ja) | 液体噴射ヘッド、液体噴射ヘッドの製造方法、および液体噴射装置 | |
JP2012218194A (ja) | 液体噴射ヘッド、及び液体噴射装置 | |
JP2010194831A (ja) | 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置並びに液体噴射ヘッドの製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170209 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20171019 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20171031 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20180424 |