JPH0578149A - 感光性ガラスの加工方法及びこの方法によつて製造したインクジエツトヘツド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 感光性ガラス板にエッチング深さが均一で表
面粗さが小さい溝を形成し、この方法により高精度なイ
ンクジェットヘッドを安価に提供する。 【構成】 Ａ工程で感光性ガラス板１の端面１ａに対向
して、露光パターン２ａと遮光部２ｂとを形成したフォ
トマスク２を配置し、感光性ガラス板を露光し、感光性
ガラス板の板厚方向中間部にエッチング停止層用露光部
を形成し、Ｂ工程でこの露光部を熱処理してエッチング
停止層１１を形成する。Ｃ工程で感光性ガラス板の表面
１ｂに対向して、露光パターン３ａと遮光部３ｂとを形
成したフォトマスク３を配置し、感光性ガラス板を露光
し、表面１ｂに溝用露光部を形成する。露光はエッチン
グ停止層１１で遮断され、裏面側を露光することはな
い。Ｄ工程で溝用露光部を熱処理してエッチング停止層
に連なる結晶部１２を形成し、Ｅ工程で結晶部を経てエ
ッチング停止層が溶出するまでエッチングして溝４を形
成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、感光性ガラス板に溝を
エッチングにより形成する加工方法及びこの方法によっ
て製造したインクジェットヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来よりインクジェットヘッドにはガラ
ス基板が用いられ、このガラス基板にインク射出口，加
圧室，インク溜り，インク供給口などが連通するインク
流路となる溝がエッチングにより形成してある。この様
な溝を設けた基板に振動板を接合し、加圧室に対向する
位置の振動板の表面に圧電素子を接着してヘッドとして
いる。ガラス基板の素材として、近来、複雑な流路の形
成が容易な感光性ガラス板を用いることが提案されてい
る。

【０００３】またヘッドの小型化と印字品質の向上のた
めに、多数のインク射出口を備え、インク射出口を複数
の列に配置するものが提案されている。複数の列のイン
ク射出口に至る各インク流路を、各列で同一の位置に配
置すると、加圧室もほぼ同じ位置に重なった状態になる
ために、１つのインク射出口からのインクの射出動作
が、他のインク射出口に影響するクロストーク現象を生
じやすい。そこでこれを避けるために、インク射出口を
千鳥状に配列し、加圧室の位置もずらして形成するもの
が提案されている。この構成のヘッドは、感光性ガラス
板を用いて加工しようとしても、流路となる部分を露光
するときに光が反対側にまで通過し、表裏に異なる流路
を形成できないので、通常のガラス基板が用いられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のように複雑な流
路の形成を容易にするために、基板の素材として感光性
ガラスを用い溝などを加工すると、エッチング液の当り
方や、エッチング液の成分や温度、或いは感光性ガラス
自体の組成の均一性や、露光，熱処理などの諸々の影響
により、エッチングの深さにばらつきを生じ、インク射
出特性もばらつき、高品質の画像を得られない問題があ
る。また露光，熱処理によって結晶化した層を、フッ酸
水溶液等のエッチング液でエッチングして所定の深さで
停止すると、結晶部の粒界等の影響もあり、表面粗さを
小さくすることができない。インクジェットヘッドの溝
の場合、この表面粗さによってインクに混入した気泡が
溝内で停滞し、インク射出特性に悪影響を及ぼす問題が
ある。

【０００５】そこで本発明の目的は、感光性ガラスを用
い、エッチング深さが均一で、表面粗さが小さく、また
表裏両面に溝を形成可能な加工方法を提供し、インクジ
ェットヘッドを高精度にしかも安価に提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の感光性ガラスの加工方法は、感光性ガラス
板の表面に溝をエッチングにより形成する加工方法であ
って、感光性ガラス板を端面側から露光して感光性ガラ
ス板の板厚方向中間部にエッチング停止層用露光部を形
成し、エッチング停止層用露光部を熱処理して感光性ガ
ラス板の板厚方向内部にエッチング停止層を形成し、そ
の後で感光性ガラス板の表面側から露光して溝用露光部
を形成し、溝用露光部を熱処理してエッチング停止層に
連なる結晶部を形成し、結晶部を経てエッチング停止層
が溶出するまでエッチングして溝を形成することを特徴
としている。

【０００７】また上記のエッチング停止層を２層設け、
感光性ガラス板の表裏両面に溝をエッチングにより形成
することを特徴としている。

【０００８】また上記の加工方法によって製造したイン
クジェットヘッドは、感光性ガラス板を端面側から露光
して感光性ガラス板の板厚方向中間部に形成したエッチ
ング停止層用露光部を熱処理し結晶化してなるエッチン
グ停止層と、感光性ガラス板を表面側から露光した溝用
露光部を熱処理し結晶化しエッチング停止層が溶出する
までエッチングして形成したインク流路となる溝部とを
有している。

【０００９】また上記のエッチング停止層は２層設けら
れ、溝部は感光性ガラス板の表裏両面にそれぞれ形成さ
れている。

【００１０】

【作用】感光性ガラス板を端面側から露光して板厚方向
中間部にエッチング停止層を設けると、感光性ガラス板
を表面側から溝用の露光，熱処理し、エッチング停止層
が溶出するまでエッチングを行うことにより、溝の深さ
が均一に定まり、かつ溝の内面は結晶化していない感光
性ガラスの面であるので、表面粗さが小さくなる。また
エッチング停止層は光遮断の作用を有し、裏面から別の
溝用の露光を行うことができ、表裏両面に溝を形成する
ことが可能となる。

【００１１】

【実施例】図１を参照して本発明の加工工程を説明す
る。まずＡ工程において、感光性ガラス板１の端面１ａ
に対向して、フォトマスク２を配置する。フォトマスク
２には感光性ガラス板の表面１ｂに形成される溝の深さ
に等しい間隔ｔ1 だけ表面１ｂから離れた位置に、所定
幅例えば０．１〜０．５μｍの露光パターン２ａと、そ
の両側に遮光部２ｂ，２ｂとが形成してある。紫外線を
このフォトマスク２を通過させて端面側（板厚方向に直
交する方向）から感光性ガラス板１を露光すると、感光
性ガラス板の板厚方向中間部に、表面１ｂと平行な薄い
エッチング停止層用露光部が形成される。

【００１２】次にＢ工程において、この露光部を熱処理
して結晶化し、結晶部であるエッチング停止層１１を形
成する。これは露光部を結晶化すると結晶部は着色して
紫外線を通さなくなるので、エッチング停止層１１は光
を遮断する作用をも有する。

【００１３】その後でＣ工程において、感光性ガラス板
１の表面１ｂに対向して、フォトマスク３を配置する。
フォトマスク３には感光性ガラス板１の表面に形成する
溝、この例ではインクジェットヘッド１０のインク射出
口，加圧室，インク溜り，インク供給口などを連通する
インク流路となるための溝４の露光パターン３ａと、そ
の周囲に遮光部３ｂとが形成してある。このフォトマス
ク３の露光パターン３ａは、反転することによりインク
射出口が反ピッチずれた位置に来るように形成してある
ので、裏面の露光に使用することもできる。紫外線をこ
のフォトマスク３を通過させて表面１ｂに直交する方向
から感光性ガラス板１を露光すると、感光性ガラス板の
表面１ｂに溝用露光部が形成される。先に説明したよう
に、エッチング停止層１１を形成しているので、表面１
ｂ側からの紫外線は感光性ガラス板１の表面側のエッチ
ング停止層１１の深さで止まり、エッチング停止層を通
過して裏面側を露光することはない。

【００１４】Ｄ工程において、溝用露光部を熱処理して
エッチング停止層１１に連なる結晶部１２を形成する。

【００１５】最後にＥ工程において、結晶部１２をエッ
チングする際には、結晶部１２を経てエッチング停止層
１１が溶出するまでエッチングする。結晶化されていな
い感光性ガラスはエッチングされ難いので、エッチング
停止層１１が溶出して感光性ガラスの面が露出したとこ
ろでエッチングは停止する。即ち均一な深さで溝４が形
成され、溝の表面も結晶化されていない感光性ガラスの
面が現れるので表面粗さが小さい。このようにして感光
性ガラス板１の表面１ｂにインク流路となる溝４が形成
される。

【００１６】図２は本発明の他の加工方法を説明するも
ので、感光性ガラス板５の表裏両面に溝をエッチングに
より形成する加工方法である。この場合には、Ａ工程に
おいて感光性ガラス板５の端面５ａに対向して配置する
フォトマスク６には、感光性ガラス板の表面５ｂに形成
される溝の深さに等しい間隔ｔ1 だけ表面５ｂから離れ
た位置と、感光性ガラス板の裏面５ｃに形成される溝の
深さに等しい間隔ｔ2だけ裏面５ｃから離れた位置との
２個所に、所定幅例えば０．１〜０．５μｍの露光パタ
ーン６ａと６ｂとが形成してあり、その他の部分には遮
光部６ｃが形成してある。紫外線をこのフォトマスク６
を通過させて端面側から感光性ガラス板５を露光する
と、感光性ガラス板の板厚方向内部に、２層の薄いエッ
チング停止層用露光部が形成される。

【００１７】次にＢ工程において、この露光部を熱処理
して、結晶部である２層のエッチング停止層５１と５２
とを形成する。これは露光部を結晶化すると結晶部は着
色して紫外線を通さなくなるので、２層のエッチング停
止層５１，５２は光を遮断する作用をも有する。

【００１８】この後の工程は図１にて説明したと同様で
あって、図１のＣ工程と同様にして感光性ガラス板５の
表面５ｂに、フォトマスク３を用いて溝用露光部を形成
し、次いで裏面５ｃに、別のフォトマスクを用いて溝用
露光部を形成する。表裏の溝用露光部は、表裏両面の異
なる位置にそれぞれ形成されており、かついずれもエッ
チング停止層５１と５２の深さで止まり、エッチング停
止層を通過してそれぞれの反対側を露光することはな
い。

【００１９】更に図１のＤ工程とＥ工程と実質的に同様
な熱処理及びエッチングが行われ、図３に示すように、
感光性ガラス板５の表面５ｂと裏面５ｃに、インク流路
となる溝７…が形成される。

【００２０】このようにして加工された感光性ガラス板
をインクジェットヘッド１０の流路基板として用い、溝
７…が形成されている表裏両面に振動板８，８を接合
し、この振動板の表面であって各溝の加圧室に対向する
位置に圧電素子９…を接着することによって、インクジ
ェットヘッド１０が形成できる。

【００２１】上記の加工工程では、表面側を露光した後
で裏面側を露光するように説明しているが、表裏両面に
それぞれのフォトマスクを配設し、両面の露光を同時に
行っても良い。

【００２２】またエッチング停止層は表面及び裏面に平
行となるように形成しているが、これに限られず、図４
にフォトマスク１６の他の例を示しているように、深溝
部であるインク溜り及び加圧室の深さｔ3 に対応する深
さの凹部が、浅溝部である流路の深さｔ4 に連続するよ
うに露光パターン１６ａ，１６ｂを形成しても良い。こ
れによってインク流路中のインク溜り及び加圧室を深く
形成することが可能となる。

【００２３】なお、本発明の感光性ガラスの加工方法
は、インクジェットヘッドの基板の加工に限られず、マ
イクロマシーンの極微小部品の加工その他種々の感光性
ガラスの加工に適用可能である。

【００２４】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明の感光性
ガラスの加工方法では、感光性ガラス板を端面側から露
光し熱処理してエッチング停止層を形成し、このエッチ
ング停止層が溶出するまでエッチングするので、エッチ
ング深さを均一にすることができ、エッチングによって
形成された溝の表面は、結晶化していない感光性ガラス
の面が現れるので、表面粗さを小さくすることができ
る。また加工工程が少ないので加工が容易であり、低コ
スト化が達成できる。

【００２５】またエッチング停止層は光を遮断する作用
を有するので、エッチング停止層を２層設け、感光性ガ
ラスの表裏両面から露光しても、このエッチング停止層
によって遮断されて相互に反対側を露光することがな
く、両面に別々の露光を行って表裏両面の異なる位置
に、かつ上記のような特性の溝を形成することができ
る。この溝は露光時に用いられるマスクによってその位
置を定められるので、位置精度を出すことが容易であ
る。

【００２６】更にこの方法によって製造されたインクジ
ェットヘッドは、基板に形成されるインク流路である溝
の深さが均一であるのでインク射出特性が安定し、かつ
溝の表面粗さが小さいのでインクの流路抵抗を低減で
き、ヘッドの初期化がやり易く、印字品質の向上に有効
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の加工方法の加工工程を示す説明図であ
る。

【図２】本発明の他の加工方法の加工工程を示す説明図
である。

【図３】同上の加工方法により製造したインクジェット
ヘッドの拡大正面図である。

【図４】本発明の加工方法に使用するフォトマスクの他
の例を示す平面図である。

【符号の説明】

１，５ 感光性ガラス板 １ａ，５ａ 端面 １ｂ，５ｂ 表面 ５ｃ 裏面 ４，７ 溝 １１，５１，５２ エッチング停止層 １２ 結晶部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感光性ガラス板の表面に溝をエッチング
   により形成する加工方法であって、 上記感光性ガラス板を端面側から露光して上記感光性ガ
   ラス板の板厚方向中間部にエッチング停止層用露光部を
   形成し、 上記エッチング停止層用露光部を熱処理して上記感光性
   ガラス板の板厚方向内部にエッチング停止層を形成し、 その後で上記感光性ガラス板の表面側から露光して溝用
   露光部を形成し、 上記溝用露光部を熱処理して上記エッチング停止層に連
   なる結晶部を形成し、 上記結晶部を経て上記エッチング停止層が溶出するまで
   エッチングして上記溝を形成することを特徴とする感光
   性ガラスの加工方法。
2. 【請求項２】 請求項１において、上記エッチング停止
   層を２層設け、上記感光性ガラス板の表裏両面に溝をエ
   ッチングにより形成することを特徴とする感光性ガラス
   の加工方法。
3. 【請求項３】 感光性ガラス板を端面側から露光して上
   記感光性ガラス板の板厚方向中間部に形成したエッチン
   グ停止層用露光部を熱処理し結晶化してなるエッチング
   停止層と、 上記感光性ガラス板を表面側から露光した溝用露光部を
   熱処理し結晶化し上記エッチング停止層が溶出するまで
   エッチングして形成したインク流路となる溝部とを有す
   ることを特徴とするインクジェットヘッド。
4. 【請求項４】 請求項３において、上記エッチング停止
   層は２層設けられ、上記溝部は上記感光性ガラス板の表
   裏両面にそれぞれ形成されていることを特徴とするイン
   クジェットヘッド。