JP2019151003A - Substrate member, liquid ejection head, liquid ejection unit, device for ejecting liquid, manufacturing method for substrate member - Google Patents

Substrate member, liquid ejection head, liquid ejection unit, device for ejecting liquid, manufacturing method for substrate member Download PDF

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Abstract

To provide a substrate member in which a fine structure such as a through-groove is formed, the substrate member being manufactured at a high yielding percentage without breaking the fine structure.SOLUTION: In a substrate member 200 in which a plurality of through-grooves 62 are arrayed in one direction, side wall parts 63 defining the through-grooves 62 adjacent to each other are in the form of a cantilever, in which one end orthogonal to the array direction of the through-grooves 62 are connected to a substrate body. In each side wall part 63, the areas of the end faces 64a, 65a of the end parts 64, 65 in the thickness direction of the substrate body are different one from the other. In addition, in each side wall part 63, the end face 64a of the one end part 64 of the ends in the thickness direction of the substrate body is located in a further receding position than the end face of the substrate body.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、基板部材、液体吐出ヘッド、液体吐出ユニット、液体を吐出する装置、及び基板部材の製造方法に関する。   The present invention relates to a substrate member, a liquid ejection head, a liquid ejection unit, an apparatus for ejecting liquid, and a method for manufacturing the substrate member.

インクなどの液体の液滴を吐出するノズル孔と、このノズル孔に連通し液体を収容する液室(以下、「個別液室」、「加圧液室」等ともいう)と、各個別液室に連通する共通液室と、各個別液室に圧力変動を発生させる圧電素子などの電気機械変換素子とを備えた液体吐出ヘッドが知られている。   Nozzle holes for discharging liquid drops such as ink, liquid chambers (hereinafter also referred to as “individual liquid chambers”, “pressurized liquid chambers”, etc.) that communicate with the nozzle holes and store liquids, and individual liquids There is known a liquid discharge head including a common liquid chamber communicating with a chamber and an electromechanical conversion element such as a piezoelectric element that generates pressure fluctuation in each individual liquid chamber.

このような液体吐出ヘッドでは、共通液室を介して各個別液室に液体を供給し、電圧が印加された圧電素子によって個別液室内に圧力変動を生じさせることにより、ノズルから液滴を吐出させることができる。   In such a liquid discharge head, liquid is supplied to each individual liquid chamber through a common liquid chamber, and a pressure fluctuation is generated in the individual liquid chamber by a piezoelectric element to which a voltage is applied, thereby discharging a droplet from the nozzle. Can be made.

上述の液滴吐出ヘッドは、ノズル孔が形成されたノズル板や、液室が形成される基板に接合される基板であって、外部から液室に液体を供給するための流路の一部となる開口部が形成された基板部材を備えている。このような基板部材は、例えば、シリコン基板にエッチングを適用して形成される。   The above-described droplet discharge head is a substrate bonded to a nozzle plate in which nozzle holes are formed or a substrate in which a liquid chamber is formed, and is a part of a flow path for supplying liquid to the liquid chamber from the outside A substrate member in which an opening to be formed is formed. Such a substrate member is formed, for example, by applying etching to a silicon substrate.

近年、特に微細な液滴を精度良く吐出できる液体吐出ヘッドが求められており、基板に微細な加工が施されるとともに、各部材は小型化され、高密度に実装されるようになってきている。
しかしながら、ノズルを高密度に配列した液体吐出ヘッドでは、複数の個別液室のうち一の個別液室内で生じた圧力変動が個別液室に連通する共通液室に伝播して、隣接する他の個別液室内の液体の圧力に影響が及ぶ相互干渉(クロストーク)が発生するおそれがある。このような個別液室間の相互干渉が発生すると、個別液室内の液体が液滴として吐出されるときの吐出状態が不安定になる。
In recent years, there has been a demand for a liquid ejection head capable of ejecting particularly fine droplets with high accuracy, and the substrate is finely processed, and each member is miniaturized and mounted with high density. Yes.
However, in the liquid discharge head in which the nozzles are arranged at high density, the pressure fluctuation generated in one individual liquid chamber among the plurality of individual liquid chambers propagates to the common liquid chamber communicating with the individual liquid chamber, and other adjacent liquid chambers There is a possibility that mutual interference (crosstalk) that affects the pressure of the liquid in the individual liquid chamber occurs. When such mutual interference between the individual liquid chambers occurs, the discharge state when the liquid in the individual liquid chambers is discharged as droplets becomes unstable.

この問題を解決するために、個別液室と共通液室との間に最適な流体抵抗部を設け、液滴吐出後の加圧液室の残留圧力を収束させ、自身の残留圧力及び隣接する加圧液室への残留圧力伝搬を抑制し、クロストークを抑えるインクジェットヘッドが提案されている(例えば、特許文献1参照)。   In order to solve this problem, an optimum fluid resistance portion is provided between the individual liquid chamber and the common liquid chamber to converge the residual pressure of the pressurized liquid chamber after droplet discharge, and to maintain the own residual pressure and adjacent one. An ink jet head that suppresses residual pressure propagation to the pressurized liquid chamber and suppresses crosstalk has been proposed (see, for example, Patent Document 1).

特許文献1のインクジェットヘッドのように、クロストークを抑制するために流体抵抗部等の微細構造を開口部内に形成する場合、製造工程においてその微細構造が破壊されてしまうことがある。   When a fine structure such as a fluid resistance portion is formed in the opening in order to suppress crosstalk as in the ink-jet head of Patent Document 1, the fine structure may be destroyed in the manufacturing process.

例えば、基板にドライエッチング装置で貫通溝を形成する場合、基板が貫通した時に装置サセプターをプラズマに晒してダメージを与えないように、後の工程で剥離可能な樹脂テープを用いてサポート基板を貼り付けることがあるが、ドライエッチング後に樹脂テープを剥離するとき、樹脂テープの粘着力によって形成された微細パターンが折れや欠け等のダメージを受けることがある。   For example, when a through-groove is formed on a substrate with a dry etching device, a support substrate is attached using a resin tape that can be peeled off in a later process so that the device susceptor is not exposed to plasma and damaged when the substrate penetrates. However, when the resin tape is peeled after dry etching, the fine pattern formed by the adhesive force of the resin tape may be damaged such as breaking or chipping.

近年の液体吐出ヘッドの高密度化に伴い、形成されるパターンもより微細化されるため、上記のような問題は解消されることがなく、高精度な基板部材を歩留まり良く製造することがますます困難となる。   With the recent increase in the density of liquid discharge heads, the patterns that are formed become finer, so the above problems are not solved and high-precision substrate members can be manufactured with high yield. It becomes increasingly difficult.

そこで本発明は、貫通溝等の微細構造が形成された基板部材において、当該微細構造が破壊されることなく、歩留まりよく製造される基板部材を提供することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a substrate member that is manufactured with a high yield without destroying the microstructure, in the substrate member on which a microstructure such as a through groove is formed.

かかる目的を達成するため、本発明に係る基板部材は、一方向に配列された複数の貫通溝が形成された基板部材であって、隣接する前記貫通溝を画成する側壁部は、前記貫通溝の配列方向と直交する方向の一方の端部が基板本体と接続された片持ち梁形状であり、前記側壁部は、前記基板本体の厚み方向端部の端面の面積が、一方と他方とで異なっていることを特徴とする基板部材である。また、一方向に配列された複数の貫通溝が形成された基板部材であって、隣接する前記貫通溝を画成する側壁部は、前記貫通溝の配列方向と直交する方向の一方の端部が基板本体と接続された片持ち梁形状であり、前記側壁部は、前記基板本体の厚み方向端部のうち一方の端部の端面が、前記基板本体の端面よりも凹んだ位置にあることを特徴とする基板部材である。   In order to achieve such an object, a substrate member according to the present invention is a substrate member in which a plurality of through grooves arranged in one direction are formed, and a side wall portion that defines the adjacent through grooves is formed through the through holes. One end portion in a direction orthogonal to the direction in which the grooves are arranged has a cantilever shape connected to the substrate body, and the side wall portion has an area of an end surface of the end portion in the thickness direction of the substrate body as one and the other. It is a board | substrate member characterized by differing. Further, the substrate member is formed with a plurality of through grooves arranged in one direction, and the side wall portion defining the adjacent through grooves is one end in a direction orthogonal to the arrangement direction of the through grooves Is a cantilever shape connected to the substrate body, and the side wall portion has an end surface of one end portion in a thickness direction of the substrate body at a position recessed from the end surface of the substrate body. A substrate member characterized by the above.

本発明によれば、貫通溝等の微細構造が形成された基板部材において、当該微細構造が破壊されることなく、歩留まりよく製造される基板部材を提供することを目的とする。   According to the present invention, it is an object of the present invention to provide a substrate member that is manufactured with a high yield without destroying the microstructure in the substrate member on which a microstructure such as a through groove is formed.

本発明にかかる基板部材の一例を示す平面図及び断面図である。It is the top view and sectional drawing which show an example of the board | substrate member concerning this invention. 側壁部の厚み方向端部のうち一方の端部の形状の例を示す側面図である。It is a side view which shows the example of the shape of one edge part among the thickness direction edge parts of a side wall part. 本発明にかかる液体吐出ヘッドのノズル面側からの平面図である。It is a top view from the nozzle surface side of the liquid discharge head concerning this invention. 本発明にかかる液体吐出ヘッドの断面図であって、図3のX1−X2断面図、Y1−Y2断面図、及びY3−Y4断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of the liquid discharge head according to the present invention, which is a cross-sectional view taken along X1-X2, Y1-Y2, and Y3-Y4 in FIG. 本発明にかかる液体吐出ヘッドのサブフレーム基板の一例を示す平面図である。It is a top view which shows an example of the sub-frame board | substrate of the liquid discharge head concerning this invention. 本発明にかかる液体吐出ヘッドのサブフレーム基板の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the sub-frame board | substrate of the liquid discharge head concerning this invention. 実施例1の基板部材の製造工程(工程A〜D)を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the manufacturing process (process AD) of the board | substrate member of Example 1. FIG. 実施例1の基板部材の製造工程(工程E〜H)を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the manufacturing process (process EH) of the board | substrate member of Example 1. FIG. 実施例2の基板部材の製造工程(工程A〜D)を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the manufacturing process (process AD) of the board | substrate member of Example 2. FIG. 実施例2の基板部材の製造工程(工程E〜H)を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the manufacturing process (process EH) of the board | substrate member of Example 2. FIG. 実施例3及び実施例4の基板部材の断面図である。It is sectional drawing of the board | substrate member of Example 3 and Example 4. FIG. 従来の基板部材の一例を示す平面図及び断面図である。It is the top view and sectional drawing which show an example of the conventional board | substrate member. 本発明にかかる液体を吐出する装置の一例の要部平面説明図である。It is principal part plane explanatory drawing of an example of the apparatus which discharges the liquid concerning this invention. 本発明にかかる液体を吐出する装置の一例の要部側面説明図である。It is principal part side explanatory drawing of an example of the apparatus which discharges the liquid concerning this invention. 本発明にかかる液体吐出ユニットの一例の要部平面説明図である。It is principal part top explanatory drawing of an example of the liquid discharge unit concerning this invention. 本発明にかかる液体吐出ユニットの一例の正面説明図である。It is front explanatory drawing of an example of the liquid discharge unit concerning this invention.

以下、本発明に係る基板部材、液体吐出ヘッド、液体吐出ユニット、液体を吐出する装置、及び基板部材の製造方法について、図面を参照して説明する。なお、本発明は以下に示す実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、修正、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。   Hereinafter, a substrate member, a liquid discharge head, a liquid discharge unit, an apparatus for discharging liquid, and a method for manufacturing a substrate member according to the present invention will be described with reference to the drawings. The present invention is not limited to the embodiments described below, and other embodiments, additions, modifications, deletions, and the like can be changed within a range that can be conceived by those skilled in the art, and any aspect is possible. As long as the functions and effects of the present invention are exhibited, the scope of the present invention is included.

本発明にかかる基板部材の一例を図1に示す。
図1(A)は基板部材の平面図(上面図)であり、図1(B)及び図1(C)は、製造工程における図1(A)のY−Y断面図である。
図1に示すように、本実施形態の基板部材200は、複数の貫通溝62及び該貫通溝62を画成する複数の側壁部63からなる櫛歯部61と、貫通孔60とを有する。
貫通溝62を画成する側壁部63は、貫通溝62の配列方向(Y方向)と直交する方向(X方向)の一方の端部が基板本体と接続された片持ち梁形状である。
An example of the substrate member according to the present invention is shown in FIG.
FIG. 1A is a plan view (top view) of a substrate member, and FIGS. 1B and 1C are cross-sectional views taken along line YY of FIG. 1A in the manufacturing process.
As shown in FIG. 1, the substrate member 200 according to the present embodiment includes a plurality of through grooves 62, comb teeth 61 including a plurality of side walls 63 that define the through grooves 62, and through holes 60.
The side wall portion 63 that defines the through groove 62 has a cantilever shape in which one end portion in a direction (X direction) orthogonal to the arrangement direction (Y direction) of the through grooves 62 is connected to the substrate body.

図1(B)の断面図に示す第一の実施形態の基板部材200においては、側壁部63の基板本体の厚み方向(Z方向)の端部(64,65)の端面(64a,65a)の面積が、一方と他方とで異なっている。
図1(B)に示す断面図では、製造工程において基板部材200に樹脂テープ610を介して、サポート基板600が貼り付けられた状態を示しているが、樹脂テープ610と当接する側壁部63の端部64の端面64aの面積が、他方の端部65の端面65aの面積よりも小さい。
In the substrate member 200 of the first embodiment shown in the cross-sectional view of FIG. 1B, the end surfaces (64a, 65a) of the end portions (64, 65) of the side wall portion 63 in the thickness direction (Z direction) of the substrate body. Are different from one to the other.
In the cross-sectional view shown in FIG. 1B, the support substrate 600 is attached to the substrate member 200 via the resin tape 610 in the manufacturing process, but the side wall 63 that contacts the resin tape 610 is shown. The area of the end surface 64 a of the end portion 64 is smaller than the area of the end surface 65 a of the other end portion 65.

なお、図1(B)では、側壁部63の一方の端部64側の形状が楔型である例を示しているが、端面64aの面積が、端面65aの面積よりも小さくなる形状であればこれに限定されない。側壁部63の端部64の他の形状の例を図2に示す。例えば、図2(A)のように、端部64の断面に段差が形成された形状であってもよく、図2(B)のように、切欠部64bが形成された形状であってもよい。
なお、後述するように基板部材200を液体吐出ヘッドに適用する場合、端部64は流路又は液室中の液体に含まれる気泡がトラップされない形状であることが好ましい。
FIG. 1B shows an example in which the shape of one end portion 64 side of the side wall portion 63 is a wedge shape, but the shape of the end surface 64a may be smaller than the area of the end surface 65a. It is not limited to this. An example of another shape of the end portion 64 of the side wall portion 63 is shown in FIG. For example, a shape in which a step is formed in the cross section of the end portion 64 may be used as shown in FIG. 2A, or a shape in which a notch portion 64b is formed as shown in FIG. Good.
As will be described later, when the substrate member 200 is applied to a liquid discharge head, the end portion 64 preferably has a shape that does not trap bubbles contained in the liquid in the flow path or the liquid chamber.

図1(C)の断面図に示す第二の実施形態の基板部材200においては、側壁部63の基板本体の厚み方向(Z方向)の端部(64,65)のうち一方の端部64の端面64aが、基板本体の端面よりも凹んだ位置にある。
図1(C)に示す断面図では、製造工程において樹脂テープ610を介して、サポート基板600が貼り付けられた状態を示しているが、樹脂テープ610と対向する端面64aの位置が、基板本体の端面よりも内側に位置している。
In the substrate member 200 of the second embodiment shown in the cross-sectional view of FIG. 1C, one end portion 64 of the end portions (64, 65) of the side wall portion 63 in the thickness direction (Z direction) of the substrate body. The end face 64a is in a position recessed from the end face of the substrate body.
In the cross-sectional view shown in FIG. 1C, the support substrate 600 is attached via the resin tape 610 in the manufacturing process, but the position of the end face 64a facing the resin tape 610 is the substrate body. It is located inside the end face.

なお、図1(C)では、側壁部63の一方の端部64側の形状は、他方の端部65側の形状と同じであり、この場合端面64aの面積も端面65aの面積と等しいが、端部64の形状は、図1(B)や図2に示すような形状であってもよい。
すなわち、側壁部63は、基板本体の厚み方向(Z方向)において基板本体の端面よりも貫通孔の内部側へ凹んだ位置にある一方の端部64の端面64aの面積が、他方の端部65の端面65aの面積よりも小さくなるような形状であってもよい。
In FIG. 1C, the shape of the side wall 63 on one end 64 side is the same as the shape on the other end 65 side, and in this case, the area of the end face 64a is also equal to the area of the end face 65a. The end 64 may have a shape as shown in FIG. 1B or FIG.
That is, the side wall portion 63 has an area of the end surface 64a of one end portion 64 at a position recessed toward the inner side of the through hole from the end surface of the substrate body in the thickness direction (Z direction) of the substrate body. The shape may be smaller than the area of the end face 65a of 65.

図12に従来の基板部材201の例を示す。図12(B)に示すように、従来の基板部材201の貫通孔に形成された側壁部63の端面64aは樹脂テープ610と密着しているため、樹脂テープ610の剥離時に樹脂テープ610の粘着力によって側壁部63に折れや欠け等のダメージが生じることがある。   FIG. 12 shows an example of a conventional substrate member 201. As shown in FIG. 12B, since the end surface 64a of the side wall 63 formed in the through hole of the conventional substrate member 201 is in close contact with the resin tape 610, the adhesive of the resin tape 610 when the resin tape 610 is peeled off. The side wall 63 may be damaged or broken by force.

これに対し、図1(B)及び図1(C)に示す本実施形態の基板部材200は、形成された微細構造の側壁部63の端部64の端面64aと樹脂テープ610との接触面積が極めて少ないか、端面64aが63と樹脂テープ610とが接触していないため、樹脂テープ610の剥離時に側壁部63が破壊されることなく、歩留まりよく製造される。   On the other hand, the substrate member 200 of this embodiment shown in FIGS. 1B and 1C has a contact area between the end surface 64a of the end portion 64 of the side wall portion 63 of the formed microstructure and the resin tape 610. Since the end face 64a is not in contact with the resin tape 610, the side wall portion 63 is not broken when the resin tape 610 is peeled off, and thus it is manufactured with a high yield.

また、高精度に製造された側壁部63からなる櫛歯部61を備える本実施形態の基板部材200は、耐久性及び信頼性にも優れるため、液体吐出ヘッドを構成する基板部材として適用することにより、残留圧力の伝播を効果的に抑制することができ、クロストークの低減を実現することができる。
以下、本実施形態の基板部材200を備えた液体吐出ヘッド、及び基板部材200の製造方法について説明する。
Further, the substrate member 200 of the present embodiment including the comb-tooth portion 61 including the side wall portion 63 manufactured with high accuracy is excellent in durability and reliability, and therefore, is applied as a substrate member constituting the liquid ejection head. Thus, propagation of the residual pressure can be effectively suppressed, and crosstalk can be reduced.
Hereinafter, a liquid discharge head including the substrate member 200 of the present embodiment and a method for manufacturing the substrate member 200 will be described.

本実施形態の液体吐出ヘッドの一例として、圧電型アクチュエータを有し、ノズル孔から液滴を吐出させる液体吐出ヘッドについて図3及び図4に基づき説明する。
図3はノズル面側の平面図である。図4(A)は図3のX1−X2断面、図4(B)は図3のY1−Y2断面、及び図4(C)は図3のY3−Y4断面をそれぞれ示している。
As an example of the liquid discharge head of the present embodiment, a liquid discharge head that includes a piezoelectric actuator and discharges liquid droplets from nozzle holes will be described with reference to FIGS.
FIG. 3 is a plan view of the nozzle surface side. 4A shows the X1-X2 cross section of FIG. 3, FIG. 4B shows the Y1-Y2 cross section of FIG. 3, and FIG. 4C shows the Y3-Y4 cross section of FIG.

本実施形態の液体吐出ヘッドは、液滴を吐出するノズル孔6が形成された第1の基板部材(ノズル基板)300と、第1の基板部材300に接合され、ノズル孔6と連通する液室5が形成された第2の基板部材(アクチュエータ基板)100と、第2の基板100に接合され、液室5に液体を供給するための流路が形成された第3の基板部材(サブフレーム基板)200と、共通液室9の一部が形成されたフレーム400を備えている。   The liquid discharge head according to the present embodiment includes a first substrate member (nozzle substrate) 300 in which nozzle holes 6 for discharging droplets are formed, and a liquid that is bonded to the first substrate member 300 and communicates with the nozzle holes 6. A second substrate member (actuator substrate) 100 in which the chamber 5 is formed, and a third substrate member (sub-substrate) bonded to the second substrate 100 and having a flow path for supplying liquid to the liquid chamber 5. And a frame 400 in which a part of the common liquid chamber 9 is formed.

第3の基板部材200は、前記流路を構成する貫通孔60と、複数の貫通溝62を有する。複数の貫通溝62は複数の側壁部63により画成され、複数の側壁部63により櫛歯部61が形成されている。
側壁部63は、貫通溝62の配列方向と直交する方向の一方の端部が基板本体と接続された片持ち梁形状である。
The third substrate member 200 includes a through hole 60 that forms the flow path and a plurality of through grooves 62. The plurality of through grooves 62 are defined by a plurality of side wall portions 63, and a plurality of side wall portions 63 form comb teeth portions 61.
The side wall portion 63 has a cantilever shape in which one end portion in a direction orthogonal to the arrangement direction of the through grooves 62 is connected to the substrate body.

第一の実施形態では、側壁部63の基板本体の厚み方向(Z方向)の端部(64,65)の端面(64a,65a)の面積が、一方と他方とで異なっている。
第二の実施形態では、側壁部63の基板本体の厚み方向(Z方向)の端部(64,65)のうち一方の端部64の端面64aが、基板本体の端面よりも凹んだ位置にある。この場合、側壁部63は、基板本体の厚み方向(Z方向)において基板本体の端面よりも貫通孔の内部側へ凹んだ位置にある一方の端部64の端面64aの面積が、他方の端部65の端面65aの面積よりも小さくなるような形状であってもよい。
In the first embodiment, the areas of the end surfaces (64a, 65a) of the end portions (64, 65) in the thickness direction (Z direction) of the substrate body of the side wall portion 63 are different from each other.
In the second embodiment, the end surface 64a of one end portion 64 of the end portions (64, 65) of the side wall portion 63 in the thickness direction (Z direction) of the substrate body is at a position recessed from the end surface of the substrate body. is there. In this case, the side wall portion 63 has an area of the end surface 64a of one end portion 64 at a position recessed toward the inner side of the through hole from the end surface of the substrate body in the thickness direction (Z direction) of the substrate body. The shape may be smaller than the area of the end surface 65a of the portion 65.

本実施形態の液体吐出ヘッドは、図4に示すように、アクチュエータ基板100、サブフレーム基板200、およびノズル基板300を接合することにより形成されている。
また引き出し配線40を保護するパッシベーション膜50、及び開口部である引き出し配線パッド41が形成され、配線パターン42は、サブフレーム基板200との接合部となる箇所に形成されている。
As shown in FIG. 4, the liquid discharge head according to the present embodiment is formed by bonding the actuator substrate 100, the subframe substrate 200, and the nozzle substrate 300.
In addition, a passivation film 50 that protects the lead wiring 40 and a lead wiring pad 41 that is an opening are formed, and the wiring pattern 42 is formed at a location that becomes a joint with the subframe substrate 200.

アクチュエータ基板100は、液体吐出エネルギーを発生する圧電体素子2、振動板3を備え、加圧液室隔壁4、液室(加圧液室)5、流体抵抗部7、及び液体導入孔8が形成されている。各加圧液室5は、加圧液室隔壁4で仕切られている。
アクチュエータ基板100の加圧液室5、流体抵抗部7、液体導入孔8、並びにサブフレーム基板200の貫通溝62が個別流路を構成している。すなわち、サブフレーム基板200の貫通溝62は、アクチュエータ基板100の加圧液室に連通している。
ノズル基板300には、個々の加圧液室5に対応した位置にノズル孔6が形成されている。
The actuator substrate 100 includes a piezoelectric element 2 that generates liquid discharge energy and a diaphragm 3, and includes a pressurized liquid chamber partition wall 4, a liquid chamber (pressurized liquid chamber) 5, a fluid resistance portion 7, and a liquid introduction hole 8. Is formed. Each pressurized liquid chamber 5 is partitioned by a pressurized liquid chamber partition wall 4.
The pressurized liquid chamber 5 of the actuator substrate 100, the fluid resistance portion 7, the liquid introduction hole 8, and the through groove 62 of the subframe substrate 200 constitute an individual flow path. That is, the through groove 62 of the subframe substrate 200 communicates with the pressurized liquid chamber of the actuator substrate 100.
Nozzle holes 6 are formed in the nozzle substrate 300 at positions corresponding to the individual pressurized liquid chambers 5.

加圧液室5の一部壁面を形成する振動板3と振動板3を介して加圧液室5と対向する側に圧電体素子2が形成されている。
また、サブフレーム基板200に接合されるフレーム400には、共通液室9の一部が形成されている。すなわち、サブフレーム基板200の貫通孔60とフレーム400に形成された流路とで共通液室9を構成している。
The piezoelectric element 2 is formed on the side facing the pressurizing liquid chamber 5 through the vibration plate 3 forming a partial wall surface of the pressurizing liquid chamber 5 and the vibration plate 3.
A part of the common liquid chamber 9 is formed in the frame 400 joined to the subframe substrate 200. That is, the common liquid chamber 9 is configured by the through hole 60 of the subframe substrate 200 and the flow path formed in the frame 400.

振動板3を介して加圧液室5に対向する側に形成されている圧電体素子2は、共通電極10と個別電極11に圧電体12から形成されている。   The piezoelectric element 2 formed on the side facing the pressurized liquid chamber 5 through the vibration plate 3 is formed of the piezoelectric body 12 on the common electrode 10 and the individual electrode 11.

図4(B)に示すように、サブフレーム基板200の側壁部63は、基板本体の厚み方向の端面のうち面積が大きい端面65aが、アクチュエータ基板100、具体的にはアクチュエータ基板100上に形成された(成膜された)絶縁膜(パッシベーション膜50)に接合されている。また、側壁部63の基板本体の厚み方向の端面のうち面積が小さい端面が、共通液室9に面している。(図4(B)に示す先細り形状の端部側が共通液室9に面している。)
これにより、サブフレーム基板200とアクチュエータ基板100の接合面積を確保するとともに、共通液室9から貫通溝62へ液体をスムーズに供給することができる。
As shown in FIG. 4B, the side wall portion 63 of the sub-frame substrate 200 has an end surface 65a having a large area among end surfaces in the thickness direction of the substrate body formed on the actuator substrate 100, specifically, the actuator substrate 100. Bonded to the insulating film (passivation film 50) thus formed (deposited). In addition, an end surface having a small area among end surfaces in the thickness direction of the substrate body of the side wall portion 63 faces the common liquid chamber 9. (The tapered end portion side shown in FIG. 4B faces the common liquid chamber 9.)
Accordingly, a bonding area between the sub-frame substrate 200 and the actuator substrate 100 can be ensured, and the liquid can be smoothly supplied from the common liquid chamber 9 to the through groove 62.

サブフレーム基板200の貫通溝62が、共通液室9と液体導入孔8との間を接続することにより、加圧液室5で発生した圧力波の残留圧力成分が共通液室9へ伝搬することを抑制することができるので、隣接する加圧液室5間のクロストークを低減することができる。   The through groove 62 of the subframe substrate 200 connects the common liquid chamber 9 and the liquid introduction hole 8, so that the residual pressure component of the pressure wave generated in the pressurized liquid chamber 5 propagates to the common liquid chamber 9. Since this can be suppressed, crosstalk between the adjacent pressurized liquid chambers 5 can be reduced.

液滴吐出ヘッドにおいては、各加圧液室5内に液体、例えば記録液(インク)が満たされた状態で、図示しない制御部から画像データに基づいて、記録液の吐出を行いたいノズル孔6に対応する個別電極11に対し、発振回路により、引き出し配線40及び層間絶縁膜45に形成された接続孔30を介して電圧パルス(例えば、20Vのパルス)が印加される。電圧パルスの印加による電歪効果で圧電体12そのものが振動板3と平行方向に縮み、振動板3が加圧液室5方向に撓む。これにより、加圧液室5内の圧力が急激に上昇し、加圧液室5に連通するノズル孔6から記録液が吐出される。
パルス電圧の印加後は、縮んだ圧電体12が元に戻るのに伴い、振動板3も元の位置に戻り、加圧液室5内が液体導入孔8内に比べて負圧となり、外部から液滴供給口66を介して供給されているインクが共通液室9、液体導入孔8から流体抵抗部7を介して加圧液室5に供給される。
上記の動作繰り返すことにより液滴が連続的に吐出され、例えば、液滴吐出ヘッドに対向して配置された被記録媒体(用紙)に画像が形成される。
In the droplet discharge head, a nozzle hole for discharging recording liquid based on image data from a control unit (not shown) in a state where each pressurized liquid chamber 5 is filled with a liquid, for example, a recording liquid (ink). A voltage pulse (for example, a pulse of 20 V) is applied to the individual electrode 11 corresponding to 6 through the connection hole 30 formed in the lead wiring 40 and the interlayer insulating film 45 by the oscillation circuit. The piezoelectric body 12 itself contracts in the direction parallel to the diaphragm 3 due to the electrostrictive effect by applying the voltage pulse, and the diaphragm 3 bends in the direction of the pressurized liquid chamber 5. As a result, the pressure in the pressurized liquid chamber 5 rises rapidly, and the recording liquid is ejected from the nozzle holes 6 communicating with the pressurized liquid chamber 5.
After application of the pulse voltage, as the contracted piezoelectric body 12 returns to its original position, the diaphragm 3 also returns to its original position, and the inside of the pressurized liquid chamber 5 becomes negative compared to the inside of the liquid introduction hole 8, and the external The ink supplied from the liquid supply port 66 through the liquid droplet supply port 66 is supplied from the common liquid chamber 9 and the liquid introduction hole 8 to the pressurized liquid chamber 5 through the fluid resistance portion 7.
By repeating the above operation, droplets are continuously ejected, and, for example, an image is formed on a recording medium (paper) disposed facing the droplet ejection head.

本実施形態の基板部材の製造方法は、一方向に配列された複数の貫通溝62が形成された基板部材200の製造方法であって、隣接する貫通溝62を画成する側壁部63を、貫通溝62の配列方向と直交する方向の一方の端部が基板本体と接続された片持ち梁形状となるようにエッチングする工程を含む。   The substrate member manufacturing method of the present embodiment is a manufacturing method of the substrate member 200 in which a plurality of through grooves 62 arranged in one direction are formed, and the side wall portion 63 that defines the adjacent through grooves 62 is formed as follows. Etching is included so that one end portion in a direction orthogonal to the arrangement direction of the through grooves 62 has a cantilever shape connected to the substrate body.

そして、側壁部63の形成において、以下の(1)及び/又は(2)の工程を含む。
(1)基板本体の厚み方向端部(64,65)の端面(64a,65a)の面積が一方と他方とで異なる形状となるようにエッチングする工程
(2)基板本体の厚み方向端部のうち一方の端部64の端面64aが、基板本体の端面よりも凹んだ位置となる形状となるようにエッチングする工程
And formation of the side wall part 63 includes the following steps (1) and / or (2).
(1) A step of etching so that the areas of the end faces (64a, 65a) of the end portions (64, 65) in the thickness direction of the substrate body are different in one and the other (2) The process of etching so that the end surface 64a of one end part 64 may be in a shape that is recessed from the end surface of the substrate body.

側壁部63の形成においては、基板本体の厚み方向の一方の端部64の端面64aは、他の部材(例えば、樹脂テープ610)との接触面積が最小限となる状態、又は接触させない状態でエッチングを行うことが好ましい。   In the formation of the side wall part 63, the end surface 64a of the one end part 64 in the thickness direction of the substrate body is in a state where the contact area with the other member (for example, the resin tape 610) is minimized or not in contact. It is preferable to perform etching.

櫛歯部61をドライエッチングで形成する場合、基板貫通時にエッチャーのサセプターをプラズマに晒さないように、サポート基板600を後に剥がすことができる樹脂テープ610(例えば熱剥離テープ)で貼り付ける。ドライエッチングで形成された櫛歯部61は、各櫛歯を構成する側壁部63の幅が小さく、長さもあるため、樹脂テープ610の剥離時のストレスで破損してしまうことがある。
これに対し本実施形態においては、上述のように樹脂テープ610と接触する側壁部63の端面64aの接触面積を極力小さくする、あるいは接触しないようにすることにより、櫛歯部61を破壊することなく樹脂テープ610を剥離することが可能となる。
When the comb-tooth portion 61 is formed by dry etching, the support substrate 600 is pasted with a resin tape 610 (for example, a thermal peeling tape) that can be peeled later so that the susceptor of the etcher is not exposed to plasma when the substrate penetrates. Since the comb teeth 61 formed by dry etching have a small width and a long side wall 63 constituting each comb, the comb teeth 61 may be damaged by stress when the resin tape 610 is peeled off.
On the other hand, in this embodiment, the comb-tooth part 61 is destroyed by making the contact area of the end surface 64a of the side wall part 63 in contact with the resin tape 610 as small as possible or not contacting as described above. Therefore, the resin tape 610 can be peeled off.

このように作製された微細構造である櫛歯部61を有する基板部材200を液体吐出ヘッドに適用することにより、隣接する個別加圧液室からの残留圧力の伝搬を効果的に抑制できるため、隣接する個別加圧液室の駆動状態に影響されることなく、安定した液滴吐出特性が得られる。   By applying the substrate member 200 having the comb-tooth portion 61 having the fine structure thus manufactured to the liquid discharge head, it is possible to effectively suppress the propagation of the residual pressure from the adjacent individual pressurized liquid chamber. Stable droplet ejection characteristics can be obtained without being affected by the driving state of the adjacent individual pressurized liquid chambers.

(実施例1)
本実施例に係る液体吐出ヘッドを構成する基板部材(サブフレーム基板)200の平面図を図5、断面図を図6に示す。
図6の左側の(a)は、図5中A−Aで示す櫛歯部61(貫通溝62及び側壁部63)の断面図であり、図6の右側の(b)は、図5中B−Bで示すザグリ部67の断面図である。
Example 1
FIG. 5 is a plan view of a substrate member (subframe substrate) 200 constituting the liquid discharge head according to the present embodiment, and FIG. 6 is a sectional view thereof.
6A is a cross-sectional view of the comb-tooth portion 61 (the through groove 62 and the side wall portion 63) indicated by AA in FIG. 5, and FIG. 6B is a cross-sectional view of the right side of FIG. It is sectional drawing of the counterbore part 67 shown by BB.

以下、図5及び図6に示す基板部材200の第一の製造方法について説明する。
本実施形態の基板部材200を、液体吐出ヘッドを構成するサブフレーム基板として製造する場合には、ウェハ上に複数のチップに相当するパターンを形成するが、ここでは、櫛歯部61(貫通溝62及び側壁部63)と、アクチュエータ基板100のアクチュエータ部68に位置するザグリ部67を形成する製造工程について図7及び図8に基づき説明する。
Hereinafter, the first manufacturing method of the substrate member 200 shown in FIGS. 5 and 6 will be described.
When the substrate member 200 of the present embodiment is manufactured as a sub-frame substrate constituting the liquid ejection head, a pattern corresponding to a plurality of chips is formed on the wafer. 62 and the side wall part 63) and the manufacturing process for forming the counterbore part 67 located in the actuator part 68 of the actuator substrate 100 will be described with reference to FIGS.

なお、図7及び図8は、図6と同様、左側の(a)が図5中A−Aで示す櫛歯部61(貫通溝62及び側壁部63)の断面図であり、右側の(b)が図5中B−Bで示すザグリ部67の断面図である。   7 and 8 are cross-sectional views of the comb-tooth portion 61 (the through groove 62 and the side wall portion 63) indicated by AA in FIG. b) is a cross-sectional view of a counterbore part 67 indicated by BB in FIG. 5.

〔工程A〕
図7の工程Aについて説明する。
サブフレーム基板200として面方位(110)のシリコン単結晶基板(例えば、板厚400μm)の表面に、シリコン酸化膜51をP−CVD法により成膜(例えば、膜厚1μm)する。シリコン酸化膜51は、後のザグリ部67の空隙形成時のドライエッチングのマスク材とする。
[Process A]
Step A in FIG. 7 will be described.
A silicon oxide film 51 is formed by a P-CVD method (for example, a film thickness of 1 μm) on the surface of a silicon single crystal substrate (for example, a film thickness of 400 μm) having a plane orientation (110) as the subframe substrate 200. The silicon oxide film 51 is used as a mask material for dry etching when forming a gap in the counterbore portion 67 later.

なお、表面に形成される膜は、ドライエッチングのマスクとなり、かつ簡便な方法で除去できるものであれば、シリコン酸化膜以外であってもよい。
また、膜厚はザグリ部67の空隙のエッチング時になくならない膜厚であればよい。
The film formed on the surface may be other than a silicon oxide film as long as it can serve as a mask for dry etching and can be removed by a simple method.
Moreover, the film thickness should just be a film thickness which is not lost at the time of the etching of the space | gap of the counterbore part 67. FIG.

〔工程B〕
図7の工程Bについて説明する。
櫛歯部61のドライエッチング時、サブフレーム基板200を貫通した際にエッチング装置のサセプターをプラズマのダメージから保護するために、サブフレーム基板200の裏面に、後に剥離可能な樹脂テープ610を介してサポート基板600(例えば、シリコン基板)を貼り付ける。樹脂テープ610としては、例えば、熱剥離タイプのものを適用することができる。
[Process B]
Step B in FIG. 7 will be described.
In order to protect the susceptor of the etching apparatus from plasma damage when penetrating the subframe substrate 200 during dry etching of the comb-tooth portion 61, a resin tape 610 that can be peeled off later is provided on the back surface of the subframe substrate 200. A support substrate 600 (for example, a silicon substrate) is attached. As the resin tape 610, for example, a thermal peeling type can be applied.

なお、樹脂テープ610のみで、貫通時のダメージからエッチング装置のサセプターを保護できる場合は、サポート基板600を貼り付けなくてもよい。   Note that in the case where the susceptor of the etching apparatus can be protected from damage during penetration with only the resin tape 610, the support substrate 600 may not be attached.

〔工程C〕
図7の工程Cについて説明する。
シリコン酸化膜51上にレジスト52を塗布し、櫛歯部61及びザグリ部67の空隙となる箇所のシリコン酸化膜51をリソエッチ法で除去する。その後、レジスト52を除去する。
[Process C]
Step C in FIG. 7 will be described.
A resist 52 is applied on the silicon oxide film 51, and the silicon oxide film 51 at a portion that becomes a gap between the comb-tooth portion 61 and the counterbore portion 67 is removed by a lithoetch method. Thereafter, the resist 52 is removed.

〔工程D〕
図7の工程Dについて説明する。
再度レジスト52を塗布し、(a)に示す櫛歯部61に相当する部分を露光、現像する。
(b)に示すザグリ部67では、空隙を貫通溝62の形成後にエッチングするため、ここではレジスト52で被覆しておく。
[Process D]
Step D in FIG. 7 will be described.
A resist 52 is applied again, and a portion corresponding to the comb tooth portion 61 shown in FIG.
In the counterbore part 67 shown in (b), the gap is etched after the through-groove 62 is formed.

〔工程E〕
図8の工程Eについて説明する。
(a)に示す櫛歯部61では、ドライエッチングにより櫛歯部61のバルクSiをエッチングし、貫通させる。ドライエッチングの方法としては、例えば、ICPエッチャーでボッシュプロセスを用いることができる。
[Process E]
Step E in FIG. 8 will be described.
In the comb tooth portion 61 shown in FIG. 5A, the bulk Si of the comb tooth portion 61 is etched by dry etching and penetrated. As a dry etching method, for example, a Bosch process can be used with an ICP etcher.

この時、櫛歯部61を構成する側壁部63の端部64の端面64aと、樹脂テープ610との接触面積が極力小さくなるような形状にエッチングする。
例えば、樹脂テープ610が露出した後、若干等方的エッチング条件になるようにエッチング条件を変更するなどして、側壁部63の端部64がサイドエッチされるようにする。
これにより、側壁部63の端部64の端面64aの面積は、他方の端部65の端面65aの面積よりも小さくなる。そのような端部64側の断面形状としては、図に示すような楔型が挙げられるが、これに限定されない。
(b)に示すザグリ部67では、工程Dと同様、レジスト52で被覆しておく。
At this time, the etching is performed so that the contact area between the end surface 64a of the end portion 64 of the side wall portion 63 constituting the comb tooth portion 61 and the resin tape 610 is as small as possible.
For example, after the resin tape 610 is exposed, the end portion 64 of the side wall portion 63 is side-etched by changing the etching conditions so as to be slightly isotropic etching conditions.
Thereby, the area of the end surface 64 a of the end portion 64 of the side wall portion 63 is smaller than the area of the end surface 65 a of the other end portion 65. Such a cross-sectional shape on the end 64 side includes a wedge shape as shown in the figure, but is not limited thereto.
In the counterbore part 67 shown in (b), as in the step D, it is covered with a resist 52.

〔工程F〕
図8の工程Fについて説明する。
(b)に示すザグリ部67において、シリコン酸化膜51をエッチングマスクとして、ザグリ部67の空隙のシリコン基板を20μm程度エッチングする。
[Process F]
Step F in FIG. 8 will be described.
In the counterbore part 67 shown in FIG. 5B, the silicon substrate in the gap of the counterbore part 67 is etched by about 20 μm using the silicon oxide film 51 as an etching mask.

〔工程G〕
図8の工程Gについて説明する。
樹脂テープ610及びサポート基板600を剥離、除去する。
樹脂テープ610として熱剥離テープを適用した場合、ホットプレート等により剥離温度(例えば150℃)以上に加熱することで、サポート基板600をサブフレーム基板200から容易に剥離することができる。
[Process G]
Process G in FIG. 8 will be described.
The resin tape 610 and the support substrate 600 are peeled off and removed.
When a thermal peeling tape is applied as the resin tape 610, the support substrate 600 can be easily peeled from the subframe substrate 200 by heating to a peeling temperature (for example, 150 ° C.) or higher with a hot plate or the like.

櫛歯部61を構成する側壁部63は微細なパターンであるため、接着した樹脂テープ610を剥離する時、破損してしまうことがある。本実施形態においては、工程Eで端部64の端面64aが樹脂テープ610との接触面積が極力小さくなるようにエッチングされているため、粘着力の影響が低減されて側壁部63の破損を防ぐことができる。   Since the side wall part 63 which comprises the comb-tooth part 61 is a fine pattern, when peeling the bonded resin tape 610, it may be damaged. In this embodiment, since the end surface 64a of the end portion 64 is etched so that the contact area with the resin tape 610 becomes as small as possible in the process E, the influence of the adhesive force is reduced to prevent the side wall portion 63 from being damaged. be able to.

〔工程H〕
図8の工程Hについて説明する。
シリコン酸化膜51をHF溶液で除去し、本実施形態の基板部材200が得られる。
[Process H]
Step H in FIG. 8 will be described.
The silicon oxide film 51 is removed with an HF solution, and the substrate member 200 of this embodiment is obtained.

なお、本実施形態の基板部材200を液体吐出ヘッドに適用するにあたり、吐出させる液体がシリコンを侵食する液体である場合は、当該液体に耐性があり、かつシリコン基板との密着性が十分な膜を形成することが好ましい。例えば、適切な膜厚のシリコン酸化膜やタンタル系酸化膜等を、得られた基板部材200の表面全体に被覆するように形成することが好ましい。   In applying the substrate member 200 of the present embodiment to a liquid discharge head, if the liquid to be discharged is a liquid that erodes silicon, the film is resistant to the liquid and has sufficient adhesion to the silicon substrate. Is preferably formed. For example, it is preferable to form a silicon oxide film, a tantalum oxide film, or the like having an appropriate thickness so as to cover the entire surface of the obtained substrate member 200.

上述のように、本実施形態の基板部材200は、微細構造である櫛歯部61が破壊されることなく、歩留まりよく製造される。また、製造された基板部材200をサブフレーム基板として液体吐出ヘッドに適用することにより、安定した液滴吐出特性が得られる。   As described above, the substrate member 200 of the present embodiment is manufactured with a high yield without breaking the comb-tooth portion 61 having a fine structure. Further, by applying the manufactured substrate member 200 as a subframe substrate to a liquid discharge head, stable droplet discharge characteristics can be obtained.

(実施例2)
基板部材200の第二の製造方法について説明する。
実施例1と同様、櫛歯部61(貫通溝62及び側壁部63)と、アクチュエータ基板100のアクチュエータ部68に位置するザグリ部67を形成する製造工程について図9及び図10に基づき説明する。
なお、図9及び図10は、図6と同様、左側の(a)が図5中A−Aで示す櫛歯部61(貫通溝62及び側壁部63)の断面図であり、右側の(b)が図5中B−Bで示すザグリ部67の断面図である。
(Example 2)
A second manufacturing method of the substrate member 200 will be described.
As in the first embodiment, a manufacturing process for forming the comb-tooth portion 61 (the through groove 62 and the side wall portion 63) and the counterbore portion 67 located in the actuator portion 68 of the actuator substrate 100 will be described with reference to FIGS.
9 and 10 are cross-sectional views of the comb tooth portion 61 (the through groove 62 and the side wall portion 63) indicated by AA in FIG. b) is a cross-sectional view of a counterbore part 67 indicated by BB in FIG. 5.

〔工程A〕
図9の工程Aについて説明する。
サブフレーム基板200として面方位(110)のシリコン単結晶基板(例えば、板厚400μm)の両面に、ドライエッチングのマスクとなるシリコン酸化膜51を熱酸化法により成膜(例えば、各膜厚1μm)する。
[Process A]
Process A in FIG. 9 will be described.
A silicon oxide film 51 serving as a dry etching mask is formed on both surfaces of a silicon single crystal substrate (for example, 400 μm thick) as a subframe substrate 200 by a thermal orientation method (for example, each film thickness is 1 μm). )

なお、表面に形成される膜は、ドライエッチングのマスクとなり、かつ簡便な方法で除去できるものであれば、シリコン酸化膜以外であってもよい。
また、膜厚はザグリ部67の空隙のエッチング時になくならない膜厚であればよい。
The film formed on the surface may be other than a silicon oxide film as long as it can serve as a mask for dry etching and can be removed by a simple method.
Moreover, the film thickness should just be a film thickness which is not lost at the time of the etching of the space | gap of the counterbore part 67. FIG.

〔工程B〕
図9の工程Bについて説明する。
(a)に示す櫛歯部61において、櫛歯部61が形成される領域の一方の面(裏面)のシリコン酸化膜51をリソエッチ法により除去する。図中、除去された領域を51aで示している。
当該領域にシリコン酸化膜51が残存していると、櫛歯部61をエッチングしてサブフレーム基板200を貫通した時、シリコン酸化膜51の圧縮応力のために座屈し、割れてしまうことがあるためである。
[Process B]
Step B in FIG. 9 will be described.
In the comb tooth portion 61 shown in FIG. 6A, the silicon oxide film 51 on one surface (back surface) of the region where the comb tooth portion 61 is formed is removed by a lithoetch method. In the figure, the removed region is indicated by 51a.
If the silicon oxide film 51 remains in the region, when the comb-tooth portion 61 is etched and penetrates through the subframe substrate 200, the silicon oxide film 51 may be buckled and cracked due to the compressive stress of the silicon oxide film 51. Because.

〔工程C〕
図9の工程Cについて説明する。
櫛歯部61のドライエッチング時、サブフレーム基板200を貫通した際にエッチング装置のサセプターをプラズマのダメージから保護するために、サブフレーム基板200の裏面に、後に剥離可能な樹脂テープ610を介してサポート基板600(例えば、シリコン基板)を貼り付ける。樹脂テープ610としては、例えば、熱剥離タイプのものを適用することができる。
[Process C]
Step C in FIG. 9 will be described.
In order to protect the susceptor of the etching apparatus from plasma damage when penetrating the subframe substrate 200 during dry etching of the comb-tooth portion 61, a resin tape 610 that can be peeled off later is provided on the back surface of the subframe substrate 200. A support substrate 600 (for example, a silicon substrate) is attached. As the resin tape 610, for example, a thermal peeling type can be applied.

なお、樹脂テープ610のみで、貫通時のダメージからエッチング装置のサセプターを保護できる場合は、サポート基板600を貼り付けなくてもよい。   Note that in the case where the susceptor of the etching apparatus can be protected from damage during penetration with only the resin tape 610, the support substrate 600 may not be attached.

〔工程D〕
図9の工程Dについて説明する。
レジスト52を塗布し、櫛歯部61及びザグリ部67の空隙となる箇所のシリコン酸化膜51をリソエッチ法で除去する。その後、レジスト52を除去する。
[Process D]
Step D in FIG. 9 will be described.
A resist 52 is applied, and the silicon oxide film 51 at a portion that becomes a gap between the comb-tooth portion 61 and the counterbore portion 67 is removed by a lithoetch method. Thereafter, the resist 52 is removed.

〔工程E〕
図10の工程Eについて説明する。
再度レジスト52を塗布し、(a)に示す櫛歯部61に相当する部分を露光、現像する。
(b)に示すザグリ部67では、空隙を貫通溝62の形成後にエッチングするため、ここではレジスト52で被覆しておく。
[Process E]
Step E in FIG. 10 will be described.
A resist 52 is applied again, and a portion corresponding to the comb tooth portion 61 shown in FIG.
In the counterbore part 67 shown in (b), the gap is etched after the through-groove 62 is formed.

〔工程F〕
図10の工程Fについて説明する。
(a)に示す櫛歯部61では、ドライエッチングにより櫛歯部61のバルクSiをエッチングし、貫通させる。ドライエッチングの方法としては、例えば、ICPエッチャーでボッシュプロセスを用いることができる。
[Process F]
The process F in FIG. 10 will be described.
In the comb tooth portion 61 shown in FIG. 5A, the bulk Si of the comb tooth portion 61 is etched by dry etching and penetrated. As a dry etching method, for example, a Bosch process can be used with an ICP etcher.

この時、櫛歯部61を構成する側壁部63の端部64側の断面形状が、図に示すような楔型となるようにエッチングする。例えば、樹脂テープ610が露出した後、若干等方的エッチング条件になるようにエッチング条件を変更するなどして、側壁部63の端部64がサイドエッチされるようにする。
これにより、側壁部63の端部64の端面64aの面積は、他方の端部65の端面65aの面積よりも小さくなる。
(b)に示すザグリ部67では、工程Dと同様、レジスト52で被覆しておく。
At this time, etching is performed so that the cross-sectional shape of the side wall portion 63 constituting the comb tooth portion 61 on the end portion 64 side becomes a wedge shape as shown in the figure. For example, after the resin tape 610 is exposed, the end portion 64 of the side wall portion 63 is side-etched by changing the etching conditions so as to be slightly isotropic etching conditions.
Thereby, the area of the end surface 64 a of the end portion 64 of the side wall portion 63 is smaller than the area of the end surface 65 a of the other end portion 65.
In the counterbore part 67 shown in (b), as in the step D, it is covered with a resist 52.

本実施形態では、上記工程Bにおいて櫛歯部61のシリコン酸化膜51を除去したことによる段差があり、側壁部63の端面64aは樹脂テープ610と接触していない。
なお、側壁部63の端部64側の断面形状は、端面64aの面積が、他方の端部65の端面65aの面積よりも小さくなる形状であれば楔型に限定されない。
In the present embodiment, there is a step due to the removal of the silicon oxide film 51 of the comb tooth portion 61 in the step B, and the end face 64 a of the side wall portion 63 is not in contact with the resin tape 610.
The cross-sectional shape of the side wall 63 on the end 64 side is not limited to the wedge shape as long as the area of the end face 64a is smaller than the area of the end face 65a of the other end 65.

〔工程G〕
図10の工程Gについて説明する。
樹脂テープ610及びサポート基板600を剥離、除去する。
樹脂テープ610として熱剥離テープを適用した場合、ホットプレート等により剥離温度(例えば150℃)以上に加熱することで、サポート基板600をサブフレーム基板200から容易に剥離することができる。
[Process G]
The process G in FIG. 10 will be described.
The resin tape 610 and the support substrate 600 are peeled off and removed.
When a thermal peeling tape is applied as the resin tape 610, the support substrate 600 can be easily peeled from the subframe substrate 200 by heating to a peeling temperature (for example, 150 ° C.) or higher with a hot plate or the like.

櫛歯部61を構成する側壁部63は微細なパターンであるため、接着した樹脂テープ610を剥離する時に破損してしまうことがあるが、本実施形態においては、側壁部63の端部64は樹脂テープ610と接触していないため、樹脂テープ610の粘着力の影響を受けることがなく、側壁部63の破損を防ぐことができる。   Since the side wall portion 63 constituting the comb tooth portion 61 is a fine pattern, the side wall portion 63 may be damaged when the bonded resin tape 610 is peeled off. In this embodiment, the end portion 64 of the side wall portion 63 is Since it is not in contact with the resin tape 610, the side wall 63 can be prevented from being damaged without being affected by the adhesive force of the resin tape 610.

〔工程H〕
図8の工程Hについて説明する。
シリコン酸化膜51をHF溶液で除去し、本実施形態の基板部材200が得られる。
[Process H]
Step H in FIG. 8 will be described.
The silicon oxide film 51 is removed with an HF solution, and the substrate member 200 of this embodiment is obtained.

なお、本実施形態の基板部材200を液体吐出ヘッドに適用するにあたり、吐出させる液体がシリコンを侵食する液体である場合は、当該液体に耐性があり、かつシリコン基板との密着性が十分な膜を形成することが好ましい。例えば、適切な膜厚のシリコン酸化膜やタンタル系酸化膜等を、得られた基板部材200の表面全体に被覆するように形成することが好ましい。   In applying the substrate member 200 of the present embodiment to a liquid discharge head, if the liquid to be discharged is a liquid that erodes silicon, the film is resistant to the liquid and has sufficient adhesion to the silicon substrate. Is preferably formed. For example, it is preferable to form a silicon oxide film, a tantalum oxide film, or the like having an appropriate thickness so as to cover the entire surface of the obtained substrate member 200.

本実施形態の基板部材200は、微細構造である櫛歯部61が樹脂テープ610の剥離時に破損することを確実に防止することができ、歩留まりよく製造される。
また、製造された基板部材200をサブフレーム基板として液体吐出ヘッドに適用することにより、高品質で信頼性の高いアクチュエータを実現することができ、安定した液滴吐出特性が得られる。
The substrate member 200 of this embodiment can reliably prevent the comb-tooth portion 61 having a fine structure from being damaged when the resin tape 610 is peeled off, and is manufactured with a high yield.
In addition, by applying the manufactured substrate member 200 as a sub-frame substrate to a liquid discharge head, a high-quality and highly reliable actuator can be realized, and stable droplet discharge characteristics can be obtained.

(実施例3)
図5中A−Aで示す櫛歯部61(貫通溝62及び側壁部63)の断面が、図11(A)に示す形状を有する基板部材200の製造方法について説明する。
本実施形態の基板部材200は、側壁部63の基板本体の厚み方向の一方の端部64の端面64aが、基板本体の端面よりも凹んだ位置にある。すなわち、図中dで示す長さ分、内側に位置している。
(Example 3)
A method for manufacturing the substrate member 200 in which the cross section of the comb tooth portion 61 (the through groove 62 and the side wall portion 63) shown in FIG. 5 has the shape shown in FIG. 11A will be described.
In the substrate member 200 of the present embodiment, the end surface 64a of one end portion 64 of the side wall portion 63 in the thickness direction of the substrate body is in a position recessed from the end surface of the substrate body. That is, it is located inside by the length indicated by d in the figure.

上述の実施例2の製造工程の図9に示す工程Bにおいて、櫛歯部61が形成される領域の一方の面(裏面)のシリコン酸化膜51をリソエッチ法により除去した後、エッチングを行うことにより、dで示す長さ分の凹みを形成する。
その他の工程については、工程Fにおいて端部64側の形状が楔型となるようにエッチングする工程を行わない以外は実施例2と同様にして製造することができる。
In the process B shown in FIG. 9 of the manufacturing process of the second embodiment described above, the silicon oxide film 51 on one surface (back surface) of the region where the comb-tooth portion 61 is formed is removed by the litho-etching method, and then etching is performed. Thus, a recess having a length indicated by d is formed.
Other processes can be manufactured in the same manner as in Example 2 except that the etching process is not performed so that the shape on the end portion 64 side becomes a wedge shape in the process F.

(実施例4)
図5中A−Aで示す櫛歯部61(貫通溝62及び側壁部63)の断面が、図11(B)に示す形状を有する基板部材200の製造方法について説明する。
本実施形態の基板部材200は、側壁部63の基板本体の厚み方向の一方の端部64の端面64aが、基板本体の端面よりも凹んだ位置にあり、端部64の端面64aの面積が、他方の端部65の端面65aの面積よりも小さい。
Example 4
A method for manufacturing the substrate member 200 in which the cross section of the comb tooth portion 61 (the through groove 62 and the side wall portion 63) shown in FIG. 5 has the shape shown in FIG. 11B will be described.
In the substrate member 200 of the present embodiment, the end surface 64a of one end portion 64 of the side wall portion 63 in the thickness direction of the substrate body is in a position recessed from the end surface of the substrate body, and the area of the end surface 64a of the end portion 64 is larger. The area of the other end portion 65 is smaller than the area of the end surface 65a.

上述の実施例2の製造工程の図9に示す工程Bにおいて、櫛歯部61が形成される領域の一方の面(裏面)のシリコン酸化膜51をリソエッチ法により除去した後、エッチングを行うことにより、dで示す長さ分の凹みを形成する。
その他の工程については、実施例2と同様にして製造することができる。
In the process B shown in FIG. 9 of the manufacturing process of the second embodiment described above, the silicon oxide film 51 on one surface (back surface) of the region where the comb-tooth portion 61 is formed is removed by the litho-etching method, and then etching is performed. Thus, a recess having a length indicated by d is formed.
Other processes can be produced in the same manner as in Example 2.

実施例3及び実施例4の基板部材200は、微細構造である櫛歯部61が樹脂テープ610の剥離時に破損することを確実に防止することができ、歩留まりよく製造される。
また、製造された基板部材200をサブフレーム基板として液体吐出ヘッドに適用することにより、高品質で信頼性の高いアクチュエータを実現することができ、安定した液滴吐出特性が得られる。
The substrate members 200 according to the third and fourth embodiments can be reliably prevented from being damaged when the comb-tooth portions 61 having a fine structure are peeled off when the resin tape 610 is peeled off, and are manufactured with a high yield.
In addition, by applying the manufactured substrate member 200 as a sub-frame substrate to a liquid discharge head, a high-quality and highly reliable actuator can be realized, and stable droplet discharge characteristics can be obtained.

次に、本発明に係る液体吐出ユニット、及び液体を吐出する装置について説明する。
本実施形態の液体吐出ユニットは、上述の本実施形態の基板部材または液体吐出ヘッドを備えている。
また、本実施形態の液体を吐出する装置は、上述の本実施形態の基板部材または液体吐出ヘッドを備えている。
Next, a liquid discharge unit and a device for discharging a liquid according to the present invention will be described.
The liquid discharge unit of this embodiment includes the substrate member or the liquid discharge head of the above-described embodiment.
In addition, the apparatus for discharging a liquid according to the present embodiment includes the substrate member or the liquid discharge head according to the above-described embodiment.

本発明に係る液体を吐出する装置の一例について図13及び図14を参照して説明する。図13は同装置の要部平面説明図、図14は同装置の要部側面説明図である。   An example of an apparatus for ejecting liquid according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 13 is an explanatory plan view of the main part of the apparatus, and FIG. 14 is an explanatory side view of the main part of the apparatus.

この装置は、シリアル型装置であり、主走査移動機構493によって、キャリッジ403は主走査方向に往復移動する。主走査移動機構493は、ガイド部材401、主走査モータ405、タイミングベルト408等を含む。ガイド部材401は、左右の側板491A、491Bに架け渡されてキャリッジ403を移動可能に保持している。そして、主走査モータ405によって、駆動プーリ406と従動プーリ407間に架け渡したタイミングベルト408を介して、キャリッジ403は主走査方向に往復移動される。   This apparatus is a serial type apparatus, and the carriage 403 reciprocates in the main scanning direction by the main scanning moving mechanism 493. The main scanning movement mechanism 493 includes a guide member 401, a main scanning motor 405, a timing belt 408, and the like. The guide member 401 spans the left and right side plates 491A and 491B and holds the carriage 403 so as to be movable. The carriage 403 is reciprocated in the main scanning direction by the main scanning motor 405 via the timing belt 408 spanned between the driving pulley 406 and the driven pulley 407.

このキャリッジ403には、本発明に係る液体吐出ヘッド404及びヘッドタンク441を一体にした液体吐出ユニット440を搭載している。液体吐出ユニット440の液体吐出ヘッド404は、例えば、イエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(K)の各色の液体を吐出する。また、液体吐出ヘッド404は、複数のノズル孔6からなるノズル列を主走査方向と直交する副走査方向に配置し、吐出方向を下方に向けて装着している。   A liquid discharge unit 440 in which the liquid discharge head 404 and the head tank 441 according to the present invention are integrated is mounted on the carriage 403. The liquid discharge head 404 of the liquid discharge unit 440 discharges, for example, yellow (Y), cyan (C), magenta (M), and black (K) liquids. The liquid ejection head 404 is mounted with a nozzle row composed of a plurality of nozzle holes 6 arranged in the sub-scanning direction orthogonal to the main scanning direction and with the ejection direction facing downward.

液体吐出ヘッド404の外部に貯留されている液体を液体吐出ヘッド404に供給するための供給機構494により、ヘッドタンク441には、液体カートリッジ450に貯留されている液体が供給される。   The liquid stored in the liquid cartridge 450 is supplied to the head tank 441 by the supply mechanism 494 for supplying the liquid stored outside the liquid discharge head 404 to the liquid discharge head 404.

供給機構494は、液体カートリッジ450を装着する充填部であるカートリッジホルダ451、チューブ456、送液ポンプを含む送液ユニット452等で構成される。液体カートリッジ450はカートリッジホルダ451に着脱可能に装着される。ヘッドタンク441には、チューブ456を介して送液ユニット452によって、液体カートリッジ450から液体が送液される。   The supply mechanism 494 includes a cartridge holder 451 that is a filling unit for mounting the liquid cartridge 450, a tube 456, a liquid feeding unit 452 including a liquid feeding pump, and the like. The liquid cartridge 450 is detachably attached to the cartridge holder 451. Liquid is fed from the liquid cartridge 450 to the head tank 441 by the liquid feeding unit 452 via the tube 456.

この装置は、用紙410を搬送するための搬送機構495を備えている。搬送機構495は、搬送手段である搬送ベルト412、搬送ベルト412を駆動するための副走査モータ416を含む。   This apparatus includes a transport mechanism 495 for transporting the paper 410. The transport mechanism 495 includes a transport belt 412 serving as transport means, and a sub-scanning motor 416 for driving the transport belt 412.

搬送ベルト412は用紙410を吸着して液体吐出ヘッド404に対向する位置で搬送する。この搬送ベルト412は、無端状ベルトであり、搬送ローラ413と、テンションローラ414との間に掛け渡されている。吸着は静電吸着、あるいは、エアー吸引などで行うことができる。   The conveyance belt 412 adsorbs the paper 410 and conveys it at a position facing the liquid ejection head 404. The transport belt 412 is an endless belt and is stretched between the transport roller 413 and the tension roller 414. The adsorption can be performed by electrostatic adsorption or air suction.

そして、搬送ベルト412は、副走査モータ416によってタイミングベルト417及びタイミングプーリ418を介して搬送ローラ413が回転駆動されることによって、副走査方向に周回移動する。   The transport belt 412 rotates in the sub-scanning direction when the transport roller 413 is rotationally driven by the sub-scanning motor 416 via the timing belt 417 and the timing pulley 418.

さらに、キャリッジ403の主走査方向の一方側には搬送ベルト412の側方に液体吐出ヘッド404の維持回復を行う維持回復機構420が配置されている。
維持回復機構420は、例えば液体吐出ヘッド404のノズル面(ノズル孔6が形成された面)をキャッピングするキャップ部材421、ノズル面を払拭するワイパ部材422などで構成されている。
Further, on one side of the carriage 403 in the main scanning direction, a maintenance / recovery mechanism 420 that performs maintenance / recovery of the liquid ejection head 404 is disposed on the side of the transport belt 412.
The maintenance / recovery mechanism 420 includes, for example, a cap member 421 for capping the nozzle surface (surface on which the nozzle holes 6 are formed) of the liquid ejection head 404, a wiper member 422 for wiping the nozzle surface, and the like.

主走査移動機構493、供給機構494、維持回復機構420、搬送機構495は、側板491A,491B、背板491Cを含む筐体に取り付けられている。   The main scanning movement mechanism 493, the supply mechanism 494, the maintenance / recovery mechanism 420, and the transport mechanism 495 are attached to a housing including the side plates 491A and 491B and the back plate 491C.

このように構成したこの装置においては、用紙410が搬送ベルト412上に給紙されて吸着され、搬送ベルト412の周回移動によって用紙410が副走査方向に搬送される。
そこで、キャリッジ403を主走査方向に移動させながら画像信号に応じて液体吐出ヘッド404を駆動することにより、停止している用紙410に液体を吐出して画像を形成する。
In this apparatus configured as described above, the paper 410 is fed and sucked onto the transport belt 412, and the paper 410 is transported in the sub-scanning direction by the circular movement of the transport belt 412.
Therefore, the liquid ejection head 404 is driven in accordance with the image signal while moving the carriage 403 in the main scanning direction, thereby ejecting liquid onto the stopped paper 410 to form an image.

このように、本実施形態にかかる液体を吐出する装置は、上述の本実施形態の液体吐出ヘッドを備えているので、高画質画像を安定して形成することができる。   As described above, since the apparatus for ejecting liquid according to the present embodiment includes the liquid ejection head according to the present embodiment described above, a high-quality image can be stably formed.

次に、本発明に係る液体吐出ユニットについて図15を参照して説明する。図15は液体吐出ユニットの一例の要部平面説明図である。   Next, a liquid discharge unit according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 15 is an explanatory plan view of a main part of an example of the liquid discharge unit.

この液体吐出ユニットは、前記液体を吐出する装置を構成している部材のうち、側板491A、491B及び背板491Cで構成される筐体部分と、主走査移動機構493と、キャリッジ403と、液体吐出ヘッド404で構成されている。   The liquid discharge unit includes a casing portion composed of side plates 491A and 491B and a back plate 491C, a main scanning moving mechanism 493, a carriage 403, and a liquid among the members constituting the liquid discharge device. The discharge head 404 is configured.

なお、この液体吐出ユニットの例えば側板491Bに、前述した維持回復機構420、及び供給機構494の少なくともいずれかを更に取り付けた液体吐出ユニットを構成することもできる。   Note that a liquid discharge unit in which at least one of the above-described maintenance and recovery mechanism 420 and the supply mechanism 494 is further attached to, for example, the side plate 491B of the liquid discharge unit may be configured.

次に、本発明に係る液体吐出ユニットの更に他の例について図16を参照して説明する。図16は同ユニットの正面説明図である。   Next, still another example of the liquid discharge unit according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 16 is an explanatory front view of the unit.

この液体吐出ユニットは、流路部品444が取付けられた液体吐出ヘッド404と、流路部品444に接続されたチューブ456で構成されている。   This liquid discharge unit includes a liquid discharge head 404 to which a flow path component 444 is attached, and a tube 456 connected to the flow path component 444.

なお、流路部品444はカバー442の内部に配置されている。流路部品444に代えてヘッドタンク441を含むこともできる。また、流路部品444の上部には液体吐出ヘッド404と電気的接続を行うコネクタ443が設けられている。   The flow path component 444 is disposed inside the cover 442. A head tank 441 may be included instead of the flow path component 444. In addition, a connector 443 that is electrically connected to the liquid ejection head 404 is provided above the flow path component 444.

本願において、「液体を吐出する装置」は、液体吐出ヘッド又は液体吐出ユニットを備え、液体吐出ヘッドを駆動させて、液体を吐出させる装置である。液体を吐出する装置には、液体が付着可能なものに対して液体を吐出することが可能な装置だけでなく、液体を気中や液中に向けて吐出する装置も含まれる。   In the present application, the “apparatus for discharging liquid” is an apparatus that includes a liquid discharge head or a liquid discharge unit and drives the liquid discharge head to discharge liquid. The apparatus for ejecting liquid includes not only an apparatus capable of ejecting liquid to an object to which liquid can adhere, but also an apparatus for ejecting liquid toward the air or liquid.

この「液体を吐出する装置」は、液体が付着可能なものの給送、搬送、排紙に係わる手段、その他、前処理装置、後処理装置なども含むことができる。   This “apparatus for discharging liquid” may include means for feeding, transporting, and discharging a liquid to which liquid can adhere, as well as a pre-processing apparatus and a post-processing apparatus.

例えば、「液体を吐出する装置」として、インクを吐出させて用紙に画像を形成する装置である画像形成装置、立体造形物(三次元造形物)を造形するために、粉体を層状に形成した粉体層に造形液を吐出させる立体造形装置(三次元造形装置)がある。   For example, as a “liquid ejecting device”, an image forming device that forms an image on paper by ejecting ink, a powder is formed in layers to form a three-dimensional model (three-dimensional model) There is a three-dimensional modeling apparatus (three-dimensional modeling apparatus) that discharges a modeling liquid onto the powder layer.

また、「液体を吐出する装置」は、吐出された液体によって文字、図形等の有意な画像が可視化されるものに限定されるものではない。例えば、それ自体意味を持たないパターン等を形成するもの、三次元像を造形するものも含まれる。   Further, the “apparatus for ejecting liquid” is not limited to an apparatus in which significant images such as characters and figures are visualized by the ejected liquid. For example, what forms a pattern etc. which does not have a meaning in itself, and what forms a three-dimensional image are also included.

上記「液体が付着可能なもの」とは、液体が少なくとも一時的に付着可能なものであって、付着して固着するもの、付着して浸透するものなどを意味する。具体例としては、用紙、記録紙、記録用紙、フィルム、布などの被記録媒体、電子基板、圧電素子などの電子部品、粉体層(粉末層)、臓器モデル、検査用セルなどの媒体であり、特に限定しない限り、液体が付着するすべてのものが含まれる。   The above-mentioned “applicable liquid” means that the liquid can be attached at least temporarily and adheres and adheres, or adheres and penetrates. Specific examples include recording media such as paper, recording paper, recording paper, film, and cloth, electronic parts such as electronic substrates and piezoelectric elements, powder layers (powder layers), organ models, and test cells. Yes, unless specifically limited, includes everything that the liquid adheres to.

上記「液体が付着可能なもの」の材質は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス、壁紙や床材などの建材、衣料用のテキスタイルなど液体が一時的でも付着可能であればよい。   The material of the above-mentioned “applicable liquid” is temporary liquid such as paper, thread, fiber, fabric, leather, metal, plastic, glass, wood, ceramics, building materials such as wallpaper and flooring, textiles for clothing, etc. However, it only needs to be attached.

また、「液体」は、インク、処理液、DNA試料、レジスト、パターン材料、結着剤、造形液、又は、アミノ酸、たんぱく質、カルシウムを含む溶液及び分散液なども含まれる。   In addition, “liquid” includes ink, processing liquid, DNA sample, resist, pattern material, binder, modeling liquid, or a solution and dispersion containing amino acid, protein, calcium, and the like.

また、「液体を吐出する装置」は、液体吐出ヘッドと液体が付着可能なものとが相対的に移動する装置があるが、これに限定するものではない。具体例としては、液体吐出ヘッドを移動させるシリアル型装置、液体吐出ヘッドを移動させないライン型装置などが含まれる。   In addition, the “device for ejecting liquid” includes a device in which the liquid ejection head and the device to which the liquid can adhere move relatively, but is not limited thereto. Specific examples include a serial type apparatus that moves the liquid discharge head, a line type apparatus that does not move the liquid discharge head, and the like.

また、「液体を吐出する装置」としては他にも、用紙の表面を改質するなどの目的で用紙の表面に処理液を塗布するために処理液を用紙に吐出する処理液塗布装置、原材料を溶液中に分散した組成液をノズルを介して噴射させて原材料の微粒子を造粒する噴射造粒装置などがある。   In addition to the “device for discharging liquid”, a processing liquid coating apparatus for discharging a processing liquid onto a sheet for applying a processing liquid to the surface of the sheet for the purpose of modifying the surface of the sheet, or a raw material There is an injection granulator for granulating raw material fine particles by spraying a composition liquid dispersed in a solution through a nozzle.

「液体吐出ユニット」とは、液体吐出ヘッドに機能部品、機構が一体化したものであり、液体の吐出に関連する部品の集合体である。例えば、「液体吐出ユニット」は、ヘッドタンク、キャリッジ、供給機構、維持回復機構、主走査移動機構の構成の少なくとも一つを液体吐出ヘッドと組み合わせたものなどが含まれる。   A “liquid ejection unit” is a unit in which functional parts and mechanisms are integrated with a liquid ejection head, and is an assembly of parts related to liquid ejection. For example, the “liquid discharge unit” includes a combination of at least one of a head tank, a carriage, a supply mechanism, a maintenance / recovery mechanism, and a main scanning movement mechanism with a liquid discharge head.

ここで、一体化とは、例えば、液体吐出ヘッドと機能部品、機構が、締結、接着、係合などで互いに固定されているもの、一方が他方に対して移動可能に保持されているものを含む。また、液体吐出ヘッドと、機能部品、機構が互いに着脱可能に構成されていても良い。   Here, the term “integrated” refers to, for example, a liquid discharge head, a functional component, and a mechanism that are fixed to each other by fastening, adhesion, engagement, etc., and one that is held movably with respect to the other. Including. Further, the liquid discharge head, the functional component, and the mechanism may be configured to be detachable from each other.

例えば、液体吐出ユニットとして、図14で示した液体吐出ユニット440のように、液体吐出ヘッドとヘッドタンクが一体化されているものがある。また、チューブなどで互いに接続されて、液体吐出ヘッドとヘッドタンクが一体化されているものがある。ここで、これらの液体吐出ユニットのヘッドタンクと液体吐出ヘッドとの間にフィルタを含むユニットを追加することもできる。   For example, there is a liquid discharge unit in which a liquid discharge head and a head tank are integrated as in the liquid discharge unit 440 shown in FIG. Also, there are some in which the liquid discharge head and the head tank are integrated by being connected to each other by a tube or the like. Here, a unit including a filter may be added between the head tank and the liquid discharge head of these liquid discharge units.

また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドとキャリッジが一体化されているものがある。   In addition, there is a liquid discharge unit in which a liquid discharge head and a carriage are integrated.

また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドを走査移動機構の一部を構成するガイド部材に移動可能に保持させて、液体吐出ヘッドと走査移動機構が一体化されているものがある。また、図15で示したように、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドとキャリッジと主走査移動機構が一体化されているものがある。   In addition, there is a liquid discharge unit in which the liquid discharge head and the scanning movement mechanism are integrated by holding the liquid discharge head movably on a guide member that constitutes a part of the scanning movement mechanism. As shown in FIG. 15, there is a liquid discharge unit in which a liquid discharge head, a carriage, and a main scanning movement mechanism are integrated.

また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドが取り付けられたキャリッジに、維持回復機構の一部であるキャップ部材を固定させて、液体吐出ヘッドとキャリッジと維持回復機構が一体化されているものがある。   Also, there is a liquid discharge unit in which a cap member that is a part of the maintenance / recovery mechanism is fixed to a carriage to which the liquid discharge head is attached, and the liquid discharge head, the carriage, and the maintenance / recovery mechanism are integrated. .

また、液体吐出ユニットとして、図16で示したように、ヘッドタンク若しくは流路部品が取付けられた液体吐出ヘッドにチューブが接続されて、液体吐出ヘッドと供給機構が一体化されているものがある。   Further, as shown in FIG. 16, there is a liquid discharge unit in which a tube is connected to a liquid discharge head to which a head tank or a flow path component is attached, and the liquid discharge head and a supply mechanism are integrated. .

主走査移動機構は、ガイド部材単体も含むものとする。また、供給機構は、チューブ単体、装填部単体も含むものする。   The main scanning movement mechanism includes a guide member alone. The supply mechanism includes a single tube and a single loading unit.

また、「液体吐出ヘッド」は、使用する圧力発生手段が限定されるものではない。例えば、上記実施形態で説明したような圧電アクチュエータ(積層型圧電素子を使用するものでもよい。)以外にも、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いるサーマルアクチュエータ、振動板と対向電極からなる静電アクチュエータなどを使用するものでもよい。   The “liquid discharge head” is not limited to the pressure generating means to be used. For example, in addition to the piezoelectric actuator as described in the above embodiment (a multilayer piezoelectric element may be used), a thermal actuator using an electrothermal conversion element such as a heating resistor, a diaphragm and a counter electrode are included. An electrostatic actuator or the like may be used.

また、本願の用語における、画像形成、記録、印字、印写、印刷、造形等はいずれも同義語とする。   In addition, the terms “image formation”, “recording”, “printing”, “printing”, “printing”, “modeling” and the like in the terms of the present application are all synonymous.

2 圧電体素子
3 振動板
4 加圧液室隔壁
5 液室(加圧液室)
6 ノズル孔
7 流体抵抗部
8 共通液室
9 共通液滴供給路
10 共通電極
11 個別電極
12 圧電体
30 接続孔
40 引き出し配線
41 引き出し配線パッド
42 配線パターン
45 層間絶縁膜
50 パッシベーション膜
51 シリコン酸化膜
52 レジスト
60 貫通孔
61 櫛歯部
62 貫通溝
63 側壁部
64 端部(厚み方向の一方の端部)
64a 端面
65 端部(厚み方向の他方の端部)
65a 端面
66 液滴供給口
67 空隙部
68 アクチュエータ部
100 アクチュエータ基板(第3の基板部材)
200 基板部材(第2の基板部材、サブフレーム基板)
201 サブフレーム基板
300 ノズル基板(第1の基板部材)
400 フレーム
404 液体吐出ヘッド
600 サポート基板
610 樹脂テープ
2 Piezoelectric element 3 Diaphragm 4 Pressurized liquid chamber partition wall 5 Liquid chamber (pressurized liquid chamber)
6 Nozzle hole 7 Fluid resistance part 8 Common liquid chamber 9 Common droplet supply path 10 Common electrode 11 Individual electrode 12 Piezoelectric body 30 Connection hole 40 Lead wire 41 Lead wire pad 42 Wiring pattern 45 Interlayer insulating film 50 Passivation film 51 Silicon oxide film 52 resist 60 through-hole 61 comb-tooth part 62 through-groove 63 side wall part 64 end part (one end part in the thickness direction)
64a end face 65 end (the other end in the thickness direction)
65a End face 66 Droplet supply port 67 Gap 68 Actuator 100 Actuator substrate (third substrate member)
200 substrate member (second substrate member, subframe substrate)
201 Subframe substrate 300 Nozzle substrate (first substrate member)
400 Frame 404 Liquid discharge head 600 Support substrate 610 Resin tape

特開2003−237065号公報JP 2003-237065 A

Claims (10)

一方向に配列された複数の貫通溝が形成された基板部材であって、
隣接する前記貫通溝を画成する側壁部は、前記貫通溝の配列方向と直交する方向の一方の端部が基板本体と接続された片持ち梁形状であり、
前記側壁部は、前記基板本体の厚み方向端部の端面の面積が、一方と他方とで異なっていることを特徴とする基板部材。
A substrate member in which a plurality of through grooves arranged in one direction are formed,
The side wall portion that defines the adjacent through groove is a cantilever shape in which one end portion in a direction orthogonal to the arrangement direction of the through grooves is connected to the substrate body,
The board | substrate member characterized by the area of the end surface of the thickness direction edge part of the said board | substrate body differing in the said side wall part by one side and the other.
一方向に配列された複数の貫通溝が形成された基板部材であって、
隣接する前記貫通溝を画成する側壁部は、前記貫通溝の配列方向と直交する方向の一方の端部が基板本体と接続された片持ち梁形状であり、
前記側壁部は、前記基板本体の厚み方向端部のうち一方の端部の端面が、前記基板本体の端面よりも凹んだ位置にあることを特徴とする基板部材。
A substrate member in which a plurality of through grooves arranged in one direction are formed,
The side wall portion that defines the adjacent through groove is a cantilever shape in which one end portion in a direction orthogonal to the arrangement direction of the through grooves is connected to the substrate body,
The said side wall part is a board | substrate member in which the end surface of one edge part is dented rather than the end surface of the said board | substrate body among the thickness direction edge parts of the said board | substrate body.
前記側壁部は、前記基板本体の厚み方向端部のうち前記基板本体の端面よりも凹んだ位置にある一方の端部の端面の面積が、他方の端部の端面の面積よりも小さいことを特徴とする請求項2に記載の基板部材。   The side wall portion has an area of an end surface of one end portion at a position recessed from an end surface of the substrate main body in an end portion in the thickness direction of the substrate main body, which is smaller than an area of an end surface of the other end portion. The board | substrate member of Claim 2 characterized by the above-mentioned. 液滴を吐出するノズル孔が形成された第1の基板部材と、
前記第1の基板部材に接合され、前記ノズル孔と連通する液室が形成された第2の基板部材と、
前記第2の基板部材に接合され、前記液室に液体を供給するための流路が形成された第3の基板部材と、を備えた液体吐出ヘッドであって、
前記第3の基板部材は、一方向に配列された複数の貫通溝を有し、
隣接する前記貫通溝を画成する側壁部は、前記貫通溝の配列方向と直交する方向の一方の端部が基板本体と接続された片持ち梁形状であり、
前記側壁部は、前記基板本体の厚み方向端部の端面の面積が、一方と他方とで異なっていることを特徴とする基板部材。
A first substrate member formed with nozzle holes for discharging droplets;
A second substrate member bonded to the first substrate member and formed with a liquid chamber communicating with the nozzle hole;
A liquid ejection head comprising: a third substrate member bonded to the second substrate member and having a flow path for supplying a liquid to the liquid chamber;
The third substrate member has a plurality of through grooves arranged in one direction,
The side wall portion that defines the adjacent through groove is a cantilever shape in which one end portion in a direction orthogonal to the arrangement direction of the through grooves is connected to the substrate body,
The board | substrate member characterized by the area of the end surface of the thickness direction edge part of the said board | substrate body differing in the said side wall part by one side and the other.
液滴を吐出するノズル孔が形成された第1の基板部材と、
前記第1の基板部材に接合され、前記ノズル孔と連通する液室が形成された第2の基板部材と、
前記第2の基板部材に接合され、前記液室に液体を供給するための流路が形成された第3の基板部材と、を備えた液体吐出ヘッドであって、
前記第3の基板部材は、一方向に配列された複数の貫通溝を有し、
隣接する前記貫通溝を画成する側壁部は、前記貫通溝の配列方向と直交する方向の一方の端部が基板本体と接続された片持ち梁形状であり、
前記側壁部は、前記基板本体の厚み方向端部のうち一方の端部の端面が、前記基板本体の端面よりも凹んだ位置にあることを特徴とする基板部材。
A first substrate member formed with nozzle holes for discharging droplets;
A second substrate member bonded to the first substrate member and formed with a liquid chamber communicating with the nozzle hole;
A liquid ejection head comprising: a third substrate member bonded to the second substrate member and having a flow path for supplying a liquid to the liquid chamber;
The third substrate member has a plurality of through grooves arranged in one direction,
The side wall portion that defines the adjacent through groove is a cantilever shape in which one end portion in a direction orthogonal to the arrangement direction of the through grooves is connected to the substrate body,
The said side wall part is a board | substrate member in which the end surface of one edge part is dented rather than the end surface of the said board | substrate body among the thickness direction edge parts of the said board | substrate body.
前記側壁部は、前記基板本体の厚み方向端部のうち前記基板本体の端面よりも凹んだ位置にある一方の端部の端面の面積が、他方の端部の端面の面積よりも小さいことを特徴とする請求項5に記載の基板部材。   The side wall portion has an area of an end surface of one end portion at a position recessed from an end surface of the substrate main body in an end portion in the thickness direction of the substrate main body, which is smaller than an area of an end surface of the other end portion. The board | substrate member of Claim 5 characterized by the above-mentioned. 請求項4から6のいずれかに記載の液体吐出ヘッドを備えていることを特徴とする液体吐出ユニット。   A liquid discharge unit comprising the liquid discharge head according to claim 4. 請求項4から6のいずれかに記載の液体吐出ヘッドを備えていることを特徴とする液体を吐出する装置。   An apparatus for discharging a liquid, comprising the liquid discharge head according to claim 4. 一方向に配列された複数の貫通溝が形成された基板部材の製造方法であって、
隣接する前記貫通溝を画成する側壁部を、前記貫通溝の配列方向と直交する方向の一方の端部が基板本体と接続された片持ち梁形状となるようにエッチングする工程を含み、
前記側壁部を、
前記基板本体の厚み方向端部の端面の面積が一方と他方とで異なる形状、及び/又は前記基板本体の厚み方向端部のうち一方の端部の端面が、前記基板本体の端面よりも凹んだ位置となる形状、となるようにエッチングすることを特徴とする基板部材の製造方法。
A method of manufacturing a substrate member in which a plurality of through grooves arranged in one direction are formed,
Etching the side walls defining the adjacent through grooves so that one end in a direction perpendicular to the direction in which the through grooves are arranged has a cantilever shape connected to the substrate body;
The side wall,
The shape of the end surface of the thickness direction end of the substrate body is different in one and the other, and / or the end surface of one end of the thickness direction ends of the substrate body is recessed from the end surface of the substrate body. A substrate member manufacturing method, wherein etching is performed so as to obtain a shape to be a position.
前記側壁部のエッチングにおいて、前記基板本体の厚み方向端部のうち一方の端部の端面に対し、他の部材と接触させない状態でエッチングを行うことを特徴とする請求項9に記載の基板部材の製造方法。   10. The substrate member according to claim 9, wherein, in the etching of the side wall portion, etching is performed in a state where one end portion of the end portions in the thickness direction of the substrate body is not in contact with another member. Manufacturing method.
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