JP4894603B2 - 流路基板の製造方法、液滴吐出ヘッドの製造方法及び液滴吐出装置の製造方法 - Google Patents
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実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係る液滴吐出ヘッド10を分解した状態を示す分解斜視図である。また、図2は、液滴吐出ヘッド10の断面構成を示す縦断面図である。図1及び図2に基づいて、液滴吐出ヘッド10の構成及び動作について説明する。この液滴吐出ヘッド10は、圧電駆動方式のアクチュエータ(駆動手段)の代表として、流路基板の表面側に設けられたノズル孔から液滴を吐出するフェイスイジェクトタイプの液滴吐出ヘッドを例として表している。なお、図1を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。
(c)それから、熱酸化膜101を適量エッチング除去して、第2ノズル孔11bになる部分111b、及び第2貫通孔部20bになる部分120bを開口させ、ICPドライエッチングで第2ノズル孔11bになる部分111b、及び第2貫通孔部20bになる部分120bを50μm程エッチング加工する。
(e)そして、熱酸化膜101を適量エッチング除去して、キャビティ12になる部分112及びオリフィス14になる部分114を開口させ、ICPドライエッチングでキャビティ12になる部分112及びオリフィス14になる部分114を80μm程エッチングする加工する。
(g)そして、この貫通孔部20をアライメントマークとして、第1ノズル孔11aになる部分111aの熱酸化膜101を、下面側から除去する。
(i)第1ノズル孔11aとなる部分111aをエッチング加工したら、第1ノズル孔11aと、第2ノズル孔11bとの間に存在する熱酸化膜102を除去して、連通させることによって、ノズル孔11が貫通形成される。そして、熱酸化膜101を除去した後に、再度、厚さ0.1μmの熱酸化膜103をインク保護膜として形成する。以上のように、流路基板1が作製される。
図5は、本発明の実施の形態2に係る液滴吐出ヘッド50を分解した状態を示す分解斜視図である。また、図6は、液滴吐出ヘッド50の断面構成を示す縦断面図である。図5及び図6に基づいて、液滴吐出ヘッド50の構成及び動作について説明する。この液滴吐出ヘッド50は、静電駆動方式のアクチュエータ(駆動手段)の代表として、流路基板の表面側に設けられたノズル孔から液滴を吐出するフェイスイジェクトタイプの液滴吐出ヘッドを例として表している。なお、この実施の形態2では上述した実施の形態1との相違点を中心に説明するものとし、実施の形態1と同一部分には、同一符号を付して説明を省略するものとする。
(c)それから、熱酸化膜101を適量エッチング除去して、第2ノズル孔11bになる部分111b、及び第2貫通孔部20bになる部分120bを開口させ、ICPドライエッチングで第2ノズル孔11bになる部分111b、及び第2貫通孔部20bになる部分120bを50μm程エッチング加工する。
(e)そして、熱酸化膜101を適量エッチング除去して、キャビティ12になる部分112、オリフィス14になる部分114及びリザーバ13になる部分113をそれぞれ開口させ、ICPドライエッチングでキャビティ12になる部分112、オリフィス14になる部分114及びリザーバ13になる部分113を80μm程エッチング加工する。
(g)次に、開口部131が形成されたシリコン製のマスク基板130を流路基板基材100aのA面側に密着させ、RIEにより熱酸化膜102をドライエッチングし、リザーバ13に対応する部分に開口140を形成する。
(i)そして、貫通孔部20をアライメントマークとして、第1ノズル孔11aになる部分111aの熱酸化膜101を、下面側から除去する。つまり、実施の形態1と同様に、貫通穴部20を構成する第1貫通孔部20aをアライメントマークとして利用し、フォトリソグラフィー法で第1ノズル部11aとなる部分111aを開口するのである。
(k)第1ノズル孔11aとなる部分111aをエッチング加工したら、第1ノズル孔11aと、第2ノズル孔11bとの間に存在する熱酸化膜102を除去して、連通させることによって、ノズル孔11が貫通形成される。そして、熱酸化膜101を除去した後に、再度、厚さ0.1μmの熱酸化膜103をインク保護膜として形成する。以上のように、流路基板1aが作製される。
図11は、実施の形態1の液滴吐出ヘッド10又は実施の形態2の液滴吐出ヘッド50を搭載した液滴吐出装置150の一例を示した斜視図である。図11に示す液滴吐出装置150は、一般的なインクジェットプリンタである。なお、この液滴吐出装置150は、周知の製造方法によって製造することができる。実施の形態1で得られた液滴吐出ヘッド10及び実施の形態2で得られた液滴吐出ヘッド50は、1枚の流路基板1及び流路基板1aに、インク流路(リザーバ13、オリフィス14、キャビティ12及びノズル孔11)が形成されているものである。
Claims (10)
- ノズル孔と、
前記ノズル孔に連通するキャビティと、
前記キャビティに連通し、所定の容積を有するリザーバとで構成される液体流路を1つのシリコン基板に形成する流路基板の製造方法であって、
前記シリコン基板の一方の面から、前記ノズル孔、前記キャビティ及び前記リザーバになる部分を所定の深さまでエッチング加工する際、前記シリコン基板に貫通させるアライメント用貫通孔部を併せて形成しておき、
前記ノズル孔を所定の深さまでエッチングした後、
前記シリコン基板をアライメントして、前記シリコン基板の他方の面から前記ノズル孔を貫通させる
ことを特徴とする流路基板の製造方法。 - 前記ノズル孔の径及び前記アライメント用貫通孔部の径を、
前記シリコン基板の一方の面から他方の面に向かって段階的に小さくするように形成するものにおいて、
前記シリコン基板の全面に酸化膜を形成し、
前記ノズル孔、前記キャビティ、前記リザーバ及び前記アライメント用貫通孔部になる部分における前記シリコン基板の一方の面の前記酸化膜にフォトリソグラフィーにより、各部の膜厚を変化させてパターニングし、
各部を順次ドライエッチングで加工する際に、前記アライメント用貫通孔部のみを貫通させ、
熱酸化により前記シリコン基板の加工部の内壁に酸化膜を形成してから、
前記シリコン基板をアライメントして、前記シリコン基板の反対の面における前記酸化膜に、前記ノズル孔になる部分をフォトリソグラフィーによりパターニングし、前記ノズル孔をドライエッチングで貫通させる
ことを特徴とする請求項1に記載の流路基板の製造方法。 - 前記シリコン基板に貫通させた前記アライメント用貫通孔部の小さい方の開口面の平面形状から基準点を算出し、
その基準点に基づいて、前記シリコン基板をアライメントする
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の流路基板の製造方法。 - 前記平面形状を複数の頂点を有する1又は2以上の多角形状とした
ことを特徴とする請求項3に記載の流路基板の製造方法。 - 前記シリコン基板の一方の面からICPドライエッチングで前記ノズル孔、前記キャビティ、前記リザーバ及び前記アライメント用貫通孔部になる部分を加工形成し、
前記シリコン基板の他方の面からRIEドライエッチングで前記ノズル孔を貫通させる
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の流路基板の製造方法。 - 前記シリコン基板の厚さを200μm以上とした
ことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の流路基板の製造方法。 - 前記請求項1〜6のいずれかに記載の流路基板に、
前記流路基板のキャビティ内に圧力を発生させる振動板を有する振動板基板を接合し、
前記振動板を変形させて前記キャビティ内に圧力変化を与えるアクチュエータを形成する
ことを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。 - 前記振動板基板に圧電素子を設け、
前記振動板基板に設けた前記圧電素子とは反対側の面に前記流路基板を接合させる
ことを特徴とする請求項7に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。 - 前記振動板基板の前記流路基板の接合面とは反対側の面に、前記振動板に一定距離を隔てた電極を形成する電極用凹部が設けられた電極基板を接合する
ことを特徴とする請求項7に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。 - 前記請求項7〜9のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドの製造方法を適用して液滴吐出装置を製造する
ことを特徴とする液滴吐出装置の製造方法。
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