KR20010022979A

KR20010022979A - 유체 분사 장치 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20010022979A
Application number: KR1020007001587A
Authority: KR
Inventors: 미키가츠마사; 나카타니마사야; 간노이사쿠; 다카야마료이치; 노무라고지
Original assignee: 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤
Priority date: 1998-06-18
Filing date: 1999-06-16
Publication date: 2001-03-26
Also published as: DE69932911D1; JP4357600B2; WO1999065689A1; EP1005986B1; TW473436B; MY124609A; DE69932911T2; EP1005986A4; KR100567478B1; CN1272818A; CN1210156C; EP1005986A1; US6554408B1

Abstract

본 발명은 노즐의 고밀도화 및 공정의 효율화를 도모하는 잉크 젯 등에 이용되는 유체 분사 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 유리 기판(18)에 샌드블라스트로 관통 구멍(15)을 마련하고, 이것에 제 2 실리콘 기판(19)을 직접 접합하여 토출구(14)를 형성한다. 또한, 제 1 실리콘 기판(17)을 에칭하여 압력실(12)과 유로(13), 유체 공급구(16)를 형성하여 유리 기판(18)에 직접 접합한 후, 압력실(12) 바로 위에 탄성체(20)를 갖는 압전 박막(11)과 접합한다.

도면의 참조 부호의 일람표

11, 22, 59, 81, 108 : 압전 박막

12, 34, 51, 64, 82, 94, 103 : 압력실

13, 33, 52, 63, 83, 106 : 유로

14, 46, 53, 74, 84a, 84b, 93, 102 : 토출구

15, 43, 54, 73 : 관통 구멍 16, 55, 65, 85 : 유체 공급구

17, 56, 61 : 제 1 실리콘 기판 18, 57 : 유리 기판

19, 58 : 제 2 실리콘 기판 20, 28, 89, 109 : 탄성체

21 : 개별 전극 23 : 개별 전극용 재료

23a, 23b, 23c, 90a, 90b : 개별 전극

24, 60, 110 : 압전 박막용 기판 MgO

25 : 수지 재료 26a, 26b, 26c : 압력실

27, 86, 91, 101 :실리콘 기판

32a, 32b, 42a, 42b, 45, 62, 67, 92a, 92b : 레지스트

41, 71 : 유리 기판 44, 72 : 제 2 실리콘 기판

62 : 제 1 레지스트 66 : 밀봉용 유리 기판

67 : 제 2 레지스트 68 : 제 1 유리 관통 구멍

69 : 제 2 유리 관통 구멍 87, 105 : 제 1 유리 기판

88, 107 : 제 2 유리기판 130 : 오목부(130)

140 : 절단선

Description

유체 분사 장치 및 그 제조 방법{FLUID JET APPARATUS AND MANUFACTURING FOR THE SAME}

최근 정보화 사회가 발달함에 따라, 각종 OA 기기의 수요가 급속하게 증가하고 있다. 이 가운데 각종 프린터는 단순한 기록 수단으로서가 아니라, 고속 인쇄, 고화질 등의 측면에서 그 요구가 점점 강하게 대두되고 있다.

일반적으로 널리 보급되어 있는 잉크 젯 프린터에 있어서, 잉크의 토출을 고속으로 또한 임의로 실행할 수 있는 온디맨드(on-demand) 방식의 잉크 젯 헤드는 기기의 성능을 결정하는 주요 장치(key device)이다. 잉크 젯 헤드는, 크게 잉크의 유로, 잉크가 가압되는 압력실, 액추에이터 등의 잉크 가압 수단, 그리고 잉크를 토출하는 토출구로 이루어진다. 온디맨드 방식을 실현하기 위해서는 제어성이 좋은 가압 수단을 필요로 하는데, 종래에는 잉크를 가열해서 발생하는 기포로 토출하는 방식(가열 방식)이나, 압전 세라믹스 등의 변형에 의해서 직접 잉크를 가압하는 방식(압전 방식) 등이 많이 이용되고 있다.

도 11은 종래의 잉크 젯 헤드의 구성의 일례를 나타내는 단면 사시도이다. 종래의 압전 방식 잉크 젯 헤드는, 압전체(111), 압력실(112), 유로(113), 토출구(114), 유체(잉크) 공급구(115), 구조체 A116, 구조체 B117, 구조체 C118, 진동판(119) 및 개별 전극(120(120a, 120b))으로 구성된다.

여기서, 압전체(111)의 제 1 면에는 개별 전극(120)이 마련되고, 제 2 면에도 마찬가지로 전극(도시하지 않음)이 형성되어 있다. 압전체(111)는 제 2 면의 전극을 개재시켜 진동판(119)에 접합되어 있다.

다음에, 진동판(119)과 구조체 A116, 구조체 B117, 구조체 C118은 접착제에 의해 접합되어 적층 구조를 이루고 있다. 구조체 A116의 내부에는 압력실(112) 및 유로(113)를 형성하기 위한 공동(空洞)이 마련된다. 압력실(112), 유로(113), 개별 전극(120) 등은 일반적으로 복수 조(組:set)로 마련되며, 별개로 구획되어 있다. 구조제 B117도 마찬가지이며, 잉크 공급구(115)가 또한 형성되어 있다. 또한, 압력실(112)의 위치에 대응하여, 구조체 C118에는 토출구(114)가 마련되어 있고, 잉크 공급구(115)로부터 잉크가 도입되어 유로(113)와 압력실(112)에 잉크가 충전된다.

진동판(119)은 도전 재료이며, 압전체(111)와 접착되는 쪽의 전극과 도통되어 있다. 따라서, 진동판(119)과 개별 전극(120) 사이에 전압을 가함으로써 압전체(111)와 진동판(119)의 적층부가 휨 변형된다. 이 때, 전압을 가할 전극을 선택함으로써, 압전체(111)의 임의의 위치, 즉 임의의 압력실(112)에 대응한 위치에 휨 변형이 생기게 할 수 있다. 이 변형에 의해서 압력실(112) 내부의 잉크가 가압되어, 토출구(114)로부터 가압력에 따른 양만큼의 잉크가 토출된다. 변형량은 압전체(111)에 가하는 전압에 의존한 것으로, 전압의 크기와 인가 위치를 제어함으로써 임의의 위치로부터 임의의 양만큼 잉크를 토출시키는 것이 가능해진다.

종래의 가열 방식의 잉크 젯 헤드는 일반적으로 응답 속도 등의 측면에서 압전 방식에 뒤떨어진다. 한편, 압전 방식의 잉크 젯 헤드의 경우에는 압전체의 두께에 따라 진동판과의 휨 변형이 제약을 받는다. 즉, 두께가 두꺼우면 압전체 그 자체의 강성에 의해서 충분한 변형을 얻을 수 없다. 충분한 변형을 얻기 위해서 압전체의 면적을 확대하면, 잉크 젯 헤드가 대형화되고, 노즐의 고밀도화가 저해되어, 재료 비용이 증가하는 등의 요인으로 작용한다. 또한, 면적을 확대할 수 없는 경우에는, 충분한 변형을 얻기 위해서 보다 높은 구동 전압이 필요하게 된다.

현재, 후막 형성이나 일체 소성의 기술에 의해 압전체 두께가 20㎛ 정도인 것이 실현되었지만, 더욱더 고화질화를 이룩하기 위해서는 노즐을 보다 고밀도화할 필요가 있다. 노즐 고밀도화를 위한 압전체 면적의 축소를 위해서 압전체 두께의 감소가 필수불가결하지만, 종래의 기술에 있어서는 한계가 있었다.

또한, 유로를 형성하기 위해서는 스테인레스 등의 구조체 내부에 공동부를 마련할 필요가 있는데, 정밀하고도 복잡한 유로를 실현하기 위해서는 보다 많은 적층이 필요하게 된다. 또한, 접합부의 접착 재료는 장시간 액체에 노출되기 때문에, 신뢰성의 측면에서 주의가 필요했다.

본 발명은 보다 고화질로 신뢰성이 높으면서 저비용인 잉크 젯 헤드 등으로 대표되는 유체 분사 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

발명의 개시

본 발명의 유체 분사 장치는, 각각 개별적으로 분할된 적어도 1개의 공간과, 상기 공간에 도통하는 유로와, 상기 공간에 도통하는 토출구와, 상기 공간의 한쪽 면을 덮는 두께가 7㎛ 이하의 압전 재료와 탄성 재료와의 적층체로 이루어지는 압력 발생부로 구성된다.

또한, 본 발명의 유체 분사 장치의 제조 방법은, 제 1 기판에 압력실용 관통 구멍과 공급구용 관통 구멍을 형성하는 공정과, 상기 제 1 기판과 제 2 기판을 접합하는 공정과, 상기 제 2 기판과 제 3 기판을 접합하는 공정과, 상기 압력실용 관통 구멍을 덮도록 압전 재료와 탄성 재료의 적층체로 이루어지는 압력 발생부를 형성하는 공정으로 구성된다.

또한, 본 발명은, 압전체로서 스퍼터링법에 의해서 형성된 PZT계의 박막 재료를 이용한다.

또한, 본 발명은, 구조체로서 실리콘 기판과 유리 기판을 이용하고, 에칭 및 샌드블라스트법에 의해서 가공을 행한다.

또한, 본 발명에서 구조체의 접합은 수지 등을 이용하지 않고 표면 처리와 가열 처리에 의한 직접 접합에 의해서 실행된다.

이러한 구성에 의해, 압전체를 용이하게 박형화할 수 있어, 노즐(토출구)의 고밀도화에 기여한다. 또한, 실리콘과 유리는 에칭 및 샌드블라스트에 의해서 여러장을 한번에 미세하게 가공할 수 있기 때문에, 제품의 가공 정밀도 향상이나, 생산 공정수의 삭감을 도모할 수 있다. 또한, 실리콘 및 유리는 서로 직접 접합이 가능하고, 액체의 봉입에 대한 장기적인 신뢰성을 용이하게 확보할 수 있음과 동시에, 일괄 처리로의 접합이 가능하기 때문에 공정의 간략화를 도모할 수 있다.

본 발명은 잉크 젯 프린터의 헤드 등에 이용되어, 잉크 등의 유체를 제어성 좋게 토출시키기 위한 유체 분사 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예 1에 있어서의 유체 분사 장치의 단면 사시도,

도 2a∼2d는 동일 압전 박막의 제조 공정도,

도 3a∼3e는 동일 실리콘 기판 가공의 제조 공정도,

도 4a∼4e는 동일 토출구 형성의 제조 공정도,

도 5a∼5d는 동일 유체 분사 장치의 제조 공정도,

도 6a∼6f는 실리콘 기판 가공의 다른 제조 공정도,

도 7a∼7d는 토출구 형성의 다른 제조 공정도,

도 8은 본 발명의 실시예 2에 있어서의 유체 분사 장치의 단면 사시도,

도 9a∼9e는 동일 실리콘 기판 가공의 제조 공정도,

도 10a∼10f는 동일 유체 분사 장치의 제조 공정도,

도 11은 종래의 유체 분사 장치의 구성을 나타내는 단면 사시도,

도 12는 본 발명의 실시예 1에 있어서의 가공된 실리콘 기판의 평면도,

도 13a∼13e는 동일 실리콘 기판과 유리 기판의 가공 순서를 나타내는 제조 공정도,

도 14a∼14e는 동일 실리콘 기판과 유리 기판의 다른 가공 순서를 나타내는 제조 공정도,

도 15a, 15b는 본 발명의 실시예 2에 있어서의 실리콘 기판의 가공 상태를 나타내는 도면.

실시예 1

도 1은 실리콘, 유리 및 압전 박막을 이용한 유체 분사 장치의 일례를 나타내는 단면 사시도이다.

본 실시예의 유체 분사 장치는 도 1에 도시하는 바와 같이, 압전 박막(11), 압력실(12), 유로(13), 토출구(14), 관통 구멍(15), 유체(잉크) 공급구(16), 제 1 실리콘 기판(17), 유리 기판(18), 제 2 실리콘 기판(19), 탄성체(20) 및 개별 전극(21(21a, 21b, ... ))으로 구성된다. 즉, 본 실시예의 유체 분사 장치는, 제 1 실리콘 기판(17)과 유리 기판(18)과 제 2 실리콘 기판(19)의 적층체에, 압전 박막(11)과 탄성체(20), 그리고 압전 박막(11)상에 마련된 개별 전극(21)으로 이루어진다.

제 1 실리콘 기판(17)에는 개별 전극(21)의 위치에 대응하여 각기 따로따로 마련된 관통 구멍인 압력실(12)과, 압력실(12)과 도통하여 두께 방향으로 중간까지의 깊이로 가공된 유로(13)와, 유로(13)와 도통하는 관통 구멍인 유체 공급구(16)가 마련되어 있다. 유로(13)는 중도에 압력실(12)로부터 이탈함에 따라서 개구 면적이 커지는 형상을 취하고 있다(도 1의 점선으로 도시). 또한, 도 1에서는 주로, 1조의 개별 전극, 압력실, 토출구 등을 나타내고 있다. 유체 분사 장치는, 일반적으로 마찬가지 구성인 복수조의 개별 전극, 압력실, 토출구 등으로 구성된다. 도 1에서 개별 전극(21)은 개별 전극(21a, 21b)의 2조를 나타낸다.

다음에, 제 1 실리콘 기판(17)과 유리 기판(18)을 접합함으로써, 압력실(12)과 유로(13)는 일부만 남기고 밀봉된다. 유리 기판(18)의 압력실(12)에 대응하는 부분에는 각각 관통 구멍(15)이 마련된다. 또한, 관통 구멍(15)의 대략 중앙부에 대응하여, 관통 구멍(15)의 개구부보다도 좁은 면적의 토출구(14)가 제 2 실리콘 기판(19)에 형성된다. 또한, 유리 기판(18)과 제 2 실리콘 기판(19)은 접합되어 있다. 압력실(12)의 관통 구멍(15)과 반대측 면에는 압전 박막(11)이 탄성체(20)를 개재시켜 접합되어 있다. 압전 박막(11)의 표면에는 개별 전극(21)이, 이면에도 개별 전극(도시하지 않음)이 마련된다.

유체 공급구(16)로부터 유입된 액체는 유로(13), 압력실(12), 관통 구멍(15)에 충전되어, 토출구(14) 근방에 정체한다. 이 상태에서 압전 박막(11)의 양면의 전극 사이에 전압을 가하면, 압전 박막(11)과 탄성체(20)의 적층체가 휨 변형을 일으킨다. 탄성체(20)가 도전 재료일 경우에는, 압전체의 이면 전극과 도통되어, 탄성체(20)와 개별 전극(21)사이에 전압을 가함으로써 휨 변형이 발생한다. 전압을 가할 개별 전극(21)의 위치를 선택함으로써, 임의의 개소 변형을 발생시킬 수 있다. 그리고 압전 박막(11)과 탄성체(20)의 적층체가 휘어짐에 따라 압력실(12)내의 유체가 가압되고, 토출구(14)로부터 가압량에 따라 유체가 분사된다.

일반적으로, 압전 박막(11)은 높은 압전 정수를 갖는 PbZr_xTi_1-xO₃(PZT계)의 재료 등이 이용된다. 이 재료의 박막은, 예를 들어 압전 박막용 기판 MgO상에, 소정 조건하에서 스퍼터링법에 의해 성막하여 얻을 수 있다. 압전 박막용 기판 MgO는 인산 등으로의 침지(浸漬)에 의해 에칭되어, 용이하게 압전 박막(11)의 박막만을 얻을 수 있다.

토출구(14)의 형상은 분사되는 유체의 분사 속도나 면적 등에 영향을 끼쳐, 잉크 젯 등에서는 인자(印字)의 성능을 결정하는 중요한 요소이다. 토출구(14)의 개구 면적이 작으면 보다 미세한 인자가 가능해지지만, 압력실과의 면적차가 지나치게 크면 손실이 크고, 양호한 토출을 실행할 수 없다. 그래서 유리 기판(18)에 있어서 관통 구멍(15)을 마련하고, 또한 관통 구멍(15)에 압력실로부터 토출구를 향하여 면적이 감소하는 테이퍼를 마련함으로써, 손실을 경감시킬 수 있다. 또한, 이 구성을 취하면, 테이퍼 구멍만을 마련하는 것보다 토출구의 형상을 제어하기 쉬워서, 보다 미세하고 균일한 형상의 토출구(14)를 형성할 수 있다.

여기서, 가압시에는 토출구(14)뿐만 아니라 유로(13)측에도 압력이 전달되어, 유체가 역류하는 경우가 있을 수 있다. 그래서 유로(13)에 압력실(12)을 향해 개구 면적이 좁아지는 테이퍼를 마련하는 것에 의해, 역류에 대한 저항이 증가하여 보다 양호하게 토출을 실행할 수 있게 된다. 또한, 유로(13) 중에 면적이 좁은 부분을 마련해도 마찬가지의 효과를 기대할 수 있는데, 유로(13)의 좁은 부분의 면적을 토출구(14)의 면적에 대하여 0.5내지 1.5배 정도로 함으로써 역류를 막아 양호한 토출을 실행할 수 있다.

또한, 압전 박막(11)은, 스퍼터링법에 의하면 수㎛ 두께의 것을 용이하게 얻을 수 있으며, 종래의 것과 비교하여 대단히 박형(薄型이)다. 압전 박막(11)의 두께가 얇아지면, 자신의 강성이 저하하기 때문에 보다 큰 휘어짐을 획득하기 쉽고, 동일한 휨에 있어서는 얇은 쪽이 변형량이 작아, 반복 하중에 대한 신뢰성이 증가한다. 따라서 압전 재료의 박형화는 액추에이터부의 소형화와 토출구(14)의 면적을 작게 하며, 나아가 밀도의 증가에 기여하여 고화질화에 한층 기여하게 된다.

압전 박막(11)의 두께에 관해서는, 지나치게 얇으면 구동력의 부족을 초래하고, 반대로 박막 기술로 두꺼운 재료를 얻고자 하면 스퍼터링의 시간이 늘어나 효율이 나쁘다. 이 때문에, 압전 박막(11)의 두께로서는 7㎛ 이하가 구동력 및 성막 비용의 면에서 타당하다. 액추에이터는 압전 박막(11)만으로는 휨 변형되지 않기 때문에, 다른 탄성체(20)와 적층 구조로 할 필요가 있다. 탄성체(20)로서 기능하고, 동시에 도전성을 갖는다는 관점에서 보아, 스테인레스 등의 금속 재료가 이용되지만, 양자의 두께와 재료에 기인하는 강성에 따라서 휨 변형시의 중립면이 변화한다. 중립점이 계면(界面)으로부터 이탈할수록 계면에 있어서의 왜곡이 더해져 박리의 위험성이 발생하고, 또한 압전체 내부일 경우에는 구동 효율이 저하한다. 따라서 중립점의 위치를 계면 근방으로 하기 위해서 양자의 두께 관계는, 압전체 두께에 대하여 금속 재료의 탄성체는 동등 내지 그 이하로 한다.

압전 재료는 각 압력실만으로 구동할 수 있으면 되기 때문에, 인접하는 압력실의 격벽부에서는 압전 재료를 형성할 필요가 없다. 오히려 각 압력실 단위로 분할됨에 따라 인접하는 압전체 끼리의 간섭을 방지할 수 있고, 또한 접합 작업시나 구동시에 있어서 압전 재료에 응력이 가해지는 것을 피할 수 있기 때문에, 압전 재료의 균열 등을 방지할 수 있다.

도 2는 압전 재료를 분할하는 경우의 공법의 일례를 나타내는 단면도이다.

먼저, 도 2a와 마찬가지로, 압전 박막용 기판 MgO(24)상에 스퍼터링에 의해 개별 전극용 재료(23), 압전 박막(22)이 적층된다. 다음에 개별 전극용 재료(23)와 압전 박막(22)을 선택 에칭에 의해 제거하고, 개별 전극(23a, 23b, 23c)과 압전 박막(22a, 22b, 22c)으로 분할한다(도 2b). 계속해서 크롬 등의 금속 재료로 이루어지는 탄성체(28)를 형성하고, 그 위에 폴리이미드 등의 수지 재료(25)를 도포한다(도 2c). 다음에, 분할 개소, 즉, 개별 전극용 재료(23)와 압전 박막(22)을 선택 에칭에 의해 제거한 개소에 있어서 실리콘 기판(27)을 접합하고, 압력실(26a, 26b, 26c)의 부분에만 압전 박막(22a, 22b, 22c)이 배치되도록 한다. 마지막으로 압전 박막용 기판 MgO를 인산에 침지하여 제거한다(도 2d). 이 결과, 수지 재료(25)에 의해서 분할 개소의 보강이 이루어지고, 더구나 수지 재료(25)는 강성이 낮기 때문에 구동에 대해서는 큰 영향이 없다.

이상의 구성에 의해, 기판 평면의 임의의 토출구로부터 유체를 토출할 수 있는 유체 분사 장치를 실현할 수 있다.

다음에, 조립 공정도의 일례를 나타낸다. 도 3a∼3e, 도 4a∼4e, 도 5a∼5d는 본 발명에 있어서의 유체 분사 장치의 조립 공정도를 나타내는 단면도이다.

도 3a∼3e는 제 1 실리콘 기판(31)의 가공 방법의 일례를 나타낸다. 도 3a와 같은 제 1 실리콘 기판(31)의 양면에는 레지스트(32a, 32b)가 도포되고, 포토리소그래피법을 이용하여 소정의 위치에 패터닝된다(도 3b). 이 때, 각 압력실(34)이나 유로(33)등에 대응하는 위치 및 형상에 따라 패턴이 형성된다.

다음에, 레지스트(32b) 측으로부터 RIE (reactive ion etching)에 의해 실리콘을 에칭한다. 이 에칭은 기판 두께 방향으로 소정의 깊이가 되는 위치에서 정지하고, 한면에만 개구되어 유로(33)가 형성된다(도 3c). 다음에 레지스트(32a)측에서부터 에칭을 행하여, 유로(33)와 도통하는 관통부를 형성한다. 이에 따라 압력실(34) 및 유체 공급구(35)가 만들어진다(도 3d). 마지막으로 레지스트(32a, 32b)를 박리하여 제 1 실리콘 기판(31)의 가공이 종료된다(도 3e).

도 4a∼4e는 유리 기판(41)과 제 2 실리콘 기판(44)의 가공 방법의 일례를 나타낸다.

먼저, 유리 기판(41)의 양면에 레지스트(42a, 42b)가 도포되고, 레지스트(42a)측에만 압력실에 대응하는 위치에 패턴이 형성된다(도 4a). 다음에 레지스트(42a)측에서부터 샌드블라스트 공법에 의해 연마용 입자를 분사하고, 유리 기판(41)을 가공하여 관통 구멍(43)을 마련한다(도 4b). 이 때, 관통 구멍(43)은 연마용 입자 분사측으로부터 관통측을 향하여 좁아지는 테이퍼가 형성된다. 또한, 레지스트(42b)는 연마용 입자에 의해서 이면이 손상되는 것을 막는 기능을 한다.

계속해서 레지스트(42a, 42b)를 박리한 후, 제 2 실리콘 기판(44)과 유리 기판(41)을 직접 접합하고, 제 2 실리콘 기판(44)상에는 각 압력실에 대응하여 토출구(46)를 형성하기 위한 레지스트(45)의 패턴이 형성된다(도 4c).

직접 접합은 각 기판을 수지 등의 개재물을 이용하는 일 없이, 또한 양극 접합 등과 같이 높은 전압도 이용하는 일 없이, 기판 세정과 가열에 의해서만 접합하는 방법이다. 예를 들어, 표면의 평탄성이 양호한 유리와 실리콘을 황산과수 등으로 세정하여, 건조시킨 후에 중첩시킨다.

그 후 양 기판을 가압하면 일단 흡착시킬 수가 있고, 다시 수백번의 가열 처리를 함으로써, 양 기판 사이의 접합 강도가 상승하는 것이다. 이 방법은 기판 재료, 세정 조건, 가열 조건 등의 최적화에 의해서 상당히 높은 강도를 획득할 수 있다. 예를 들어, 유리 기판끼리의 접합에서는 박리 시험의 결과 계면이 아닌 기판내에서 파괴를 일으키는 모드가 발견될 때까지 이루어진다. 따라서 수지 등을 이용한 경우와 비교해서 접착층에 발견되는 시간 경과적인 열화나, 유체와의 접촉에 의한 열화 등의 우려 없이, 높은 신뢰도를 얻을 수 있다. 또한, 세정과 가열만의 공정이기 때문에 공정이 간단하다. 그 다음, 제 2 실리콘 기판(44)에 RIE에 의해서 에칭 가공을 실행하고(도 4d), 레지스트(45)를 박리하여 완성한다(도 4e).

이와 같이 도 4a∼4e에 도시하는 방법을 이용하면, 양쪽 관통 구멍끼리의 위치 결정이 용이하고, 또한 접합에 의해서 기판의 두께가 두꺼워지기 때문에 취급이 용이하며, 보다 얇은 제 2 실리콘 기판의 사용이 가능해져, 토출성에 크게 영향을 미치는 제 2 실리콘 기판의 토출구용 관통 구멍을 정밀도 있게 균일한 형태로 형성할 수 있다.

도 5a∼5d는 가공후의 제 1 실리콘 기판(56), 유리 기판(57), 제 2 실리콘 기판(58)과의 접합체 및 압전 박막(59)(탄성체를 포함)을 접합하는 공정을 나타내는 단면도이다.

먼저, 전술한 도 3a∼3e와 같이 하여 가공 완료의 제 1 실리콘 기판(56)과, 도 4a∼4e와 마찬가지로 하여 가공된 제 2 실리콘 기판(58)과 유리 기판(57)과의 접합체(도 5a)를, 전술과 마찬가지의 방법으로 직접 접합을 실행한다(도 5b). 이 때, 사전에 압력실(51)과 관통 구멍(54)의 위치 정합을 실행한다. 그 후, 압력실(51) 상부에 MgO 등의 압전 박막용 기판(60)상에 성막된 압전 박막(59)(탄성체를 포함)을 접합한다(도 5c). 마지막으로 압전 박막용 기판(60)을 제거하여 완성한다(도 5d). 압전 박막용 기판(60)이 Mg0일 경우에는, 인산 수용액 등으로의 침지에 의해 제거할 수 있다.

상기 방법에 의하면, 미세 가공 기술에 의해 고정밀도이면서 동시에 효율이 좋은 가공을 실행할 수 있고, 또한 접합 공정도 간단하며 신뢰성도 높다. 또한, 샌드블라스트 공정을 이용하면, 특히 유리 등의 취성(脆性) 재료의 가공을 신속하게 실행할 수 있고, 또한 관통 구멍의 형상은 자동적으로 균일성 있게 테이퍼를 갖기 때문에, 유체 토출에 적합한 형상을 형성할 수 있다. 또한, 상기 가공은 패턴 설계에 따라 여러가지 형상의 가공이 가능하여, 설계의 폭이 넓다.

또한, 상기의 제 1 실리콘 기판(56)의 가공 방법에 있어서의 유로 형성 방법에서는 기판 두께 방향으로 소정의 깊이의 홈을 형성하였는데, 유로부에서도 관통부를 형성하는 다른 방법도 있어, 이를 이하에 설명한다.

도 6a∼도 6f는 제 1 실리콘 기판(61)의 가공 및 조립 방법을 나타내는 단면도이다.

도 6a에 나타내는 제 1 실리콘 기판(61)에 제 1 레지스트(62)를 도포하여 패터닝한다(도 6b). 이 때, 유로(63), 압력실(64), 유체 공급구(65)를 가공 가능하도록 소정의 위치에 패터닝을 실행한다. 다음에, RIE 등의 방법에 의해 유로(63), 압력실(64), 유체 공급구(65) 모두를 관통시켜 형성한다(도 6c). 제 1 레지스트(62)를 제거한 후, 밀봉용 유리 기판(66)을 직접 접합하고, 제 2 레지스트(67)를 도포, 패터닝한다(도 6d). 그 후 샌드블라스트에 의해 압력실(64)과 유체 공급구(65)에 대응한 부분을 가공하여, 압력실(64)과 유체 공급구(65)에 각각 도통하는 제 1 유리 관통 구멍(68), 제 2 유리 관통 구멍(69)을 형성한다(도 6e). 이 경우 제 1 실리콘 기판(61)을 샌드블라스트로부터 보호해야 하는 경우에는, 양면에 레지스트를 마련해도 무방하다. 또는 샌드블라스트에 의한 가공을 관통 직전에 멈추어, 중불화 암모늄 등에 의해서 나머지 부분의 유리를 에칭하여 유리 관통 구멍을 형성해도 무방하다. 마지막으로 제 2 레지스트(67)를 박리하여 완성한다(도 6f).

이 방법에 있어서 가공된 제 1 실리콘 기판의 형상을 기판 표면으로부터 본 개관을 도 12에 나타낸다. 압력실(64)과 공급구(65)를 잇는 유로(63)는, 도시된 바와 같이 압력실로 갈수록 좁아지도록 형성된다. 이것은 앞에서도 설명한 바와 마찬가지로, 유체의 역류에 대한 저항을 증가시켜 토출을 보다 양호하게 실행하기 위함이다.

이 방법에 의하면, 제 1 실리콘 기판(61)의 가공은 도 3a∼3e와 마찬가지로 두 번 실행할 필요 없이, 한번에 실행할 수 있어 효율이 좋고, 또한 유로(63)의 형상도 제 1 실리콘 기판(61)의 두께에 의해서 결정되기 때문에, 균일한 형상으로 형성할 수 있다. 덧붙여 압력실의 공동 부분을 밀봉용 유리 기판(66) 부분의 두께만큼 증가시킬 수 있어, 보다 많은 유체를 압력실내에 충전시켜, 토출 조건의 최적화에 기여할 수 있다. 실리콘 기판의 두께가 두꺼우면 관통 가공을 양호하게 실행할 수 없게 되기 때문에, 그러한 의미에서도 대단히 유효하다.

그리고 도 6에 도시한 공정에 의해, 유로(63)의 한쪽은 밀봉되기 때문에, 다른 요소와의 접합 공정은 도 5에 도시한 예와 마찬가지로 실시 가능하다. 또한, 도 6에 도시한 예에 있어서는 유리 기판과 실리콘 기판을 직접 접합한 후에 유리 기판의 가공을 실행하는데, 이것과 같은 방법은 다른 공정에서도 마찬가지로 실시 가능하다.

일례로서, 도 13을 참조하여 유로부를 형성하는 또 다른 방법에 대하여 서술한다. 샌드블라스트에 의해 이미 관통 구멍(54)이 마련된 유리 기판(57)(도 13a)을 제 1 실리콘 기판(61)과 직접 접합한다(도 13b). 다음에, 제 1 실리콘 기판(61)에 레지스트(62)를 도포, 패터닝한다(도 13c). 여기서, 레지스트는 평면적으로는 도 12에 도시한 형상으로 패터닝되어 있다. 그 후, RIE에 의해 압력실과 유체 공급구에 대응하는 관통 구멍(64, 65)과 유로용 관통 구멍(63)을 일괄적으로 가공하고(도 13d), 레지스트(62)를 제거하여 완성시킨다(도 13e).

이 방법에 의하면 기판의 총 두께가 증가하여 강도가 향상되기 때문에, 공정중의 파손을 방지할 수 있다. 또한, 먼지나 오염에 의해서 영향을 받기 쉬운 직접 접합을 맨 먼저 실행함으로써, 그 후의 공정에서의 영향이 없어진다. 또한, 직접 접합이기 때문에, 수지 등에 의한 접합과 비교하여 에칭시 등에 있어서의 계면으로의 침식을 고려할 필요가 없다. 또한, 유리와 제 1 실리콘을 접합한 후에, 제 1 실리콘의 가공을 실행하기 때문에, 관통 구멍 등의 위치 결정이 용이하고, 또한 판두께의 증가에 의해 균열이 발생하기 어렵다. 또한, 제 1 실리콘의 에칭은 유리 기판과의 접합면에서 저해되기 때문에, 홈 부분의 관통측의 형상을 균일성 있게 제어할 수 있어, 균일성이 좋은 유로를 형성할 수 있다.

또한, 본 실시예의 최초의 방법(도 3a∼도 5d) 에 있어서도, 다음과 같은 가공법이 가능하다. 제 1 실리콘 기판(31)에 레지스트(32a, 32b)를 도포, 패터닝한다(도 14a). RIE에 의해 실리콘 기판(31)의 두께 방향으로 중간까지 가공함으로써 유로(33)를 형성한다(도 14b). 다음에 샌드블라스트에 의해서 이미 관통 구멍(54)이 마련된 유리 기판(57)과 직접 접합한다(도 14c). 제 1 실리콘 기판(31)에 레지스트(32c)를 도포, 패터닝한다(도 14d). 다음에 RIE에 의해 제 1 실리콘 기판(31)에 압력실과 유체 공급구에 대응하는 관통 구멍(34, 35)을 가공한다(도 14e). 이 방법에 의하면, 제 1 실리콘 기판(31)의 관통 구멍(34) 가공의 위치 결정이나 크기의 제어가, 유리 기판(57)의 관통 구멍(54)을 참조하면서 실행할 수 있어서 정밀도 가 높고 또한 용이하다. 제 1 실리콘 기판(31)과 유리 기판(57)과의 접합부에 있어서는 재질이 다르기 때문에 에칭 속도가 서로 달라, 관통 구멍(54)의 가공은 정확히 정지되어, 관통 구멍 형상의 균일성이 좋다.

이와 마찬가지로 도 7에 도시하는 바와 같이, 유리 기판(71)과 제 2 실리콘 기판(72)을 접합하는 경우에 대해서도 마찬가지이며, 양자를 직접 접합한 후, 양자의 관통 구멍을 가공해도 무방하다.

또한, 제 2 실리콘 기판(72)을 연마에 의해 박판화함으로써, 보다 미세하고 정밀한 가공이 가능해진다. 도 7a∼7d는 연마에 의해 제 2 실리콘 기판(72)을 얇게 하는 경우를 포함한 공정의 일례를 나타내는 단면도이다.

유리 기판(71)과 제 2 실리콘 기판(72)은 상기 예와 마찬가지로 직접 접합된다(도 7a). 그 후, 제 2 실리콘 기판(72)을 연마하여 두께를 감소시킨다(도 7b). 계속해서 상기와 마찬가지로 샌드블라스트, RIE 등에 의해서 관통 구멍(73)과 토출구(74)를 형성한다(도 7c 및 7d). 제 2 실리콘 기판(72)의 두께가 두꺼우면 가공에 시간이 걸리고, 또한 가공 편차가 발생하기 쉬워 균일한 구멍을 확보하기 어려워, 더욱 미소하고 깊은 관통 구멍을 가공하는 것은 곤란하다.

따라서, 제 2 실리콘 기판(72)의 두께가 얇은 경우가 바람직하지만, 실리콘 단판으로서는 공정의 취급상, 가공상의 양품률의 관점에서 한계가 있다. 그래서 유리 기판과 직접 접합함으로써 강성이 증가하여, 연마 작업이 용이해진다. 또한, 연마후, 그대로 다음 공정으로 보낼 수 있다. 보다 토출 밀도가 높은 유체 분사 장치의 실현을 위해서는 토출 구경을 약 수십 ㎛ 이하까지 소형화할 필요가 있지만, 실리콘의 판두께도 마찬가지로 축소하여 50㎛ 이하로 함으로써, 보다 소형이면서 고밀도이고 균일 형상의 토출구 형성이 가능해진다. 또한, 유리 기판과 제 2 실리콘의 관통 구멍의 가공을 양 기판의 접합후에 실행하기 때문에, 접합시에 위치 결정할 필요가 없고, 또한 가공전에 접합되어 있기 때문에 가공중에 접합면을 손상시키거나, 오염이 부착되는 일도 없이, 양호한 접합을 획득할 수 있다는 작용을 갖는다.

또한, 연마시에 문제가 없으면, 유리 기판에 관통 구멍을 마련한 후에 직접 접합, 연마를 행해도 무방하고, 또한 제 1 실리콘 기판의 두께가 지나치게 두꺼운 경우에도 마찬가지로 실시 가능하여, 마찬가지의 효과를 얻을 수 있는 것은 물론이다.

또한, 샌드블라스트에 의해서 가공된 관통 구멍은, 전술한 바와 같이 연마용 입자 분사측에서부터 관통측을 향해 개구 면적이 축소되는 테이퍼 형상을 갖는다. 따라서, 연마용 입자의 크기나 분사 속도 등에도 약간은 영향을 받지만, 유리의 판두께와 연마용 입자 분사측의 직경(레지스트의 개구경)을 균일하게 하면, 관통측의 개구경도 결정된다. 따라서 관통측의 직경이 토출구경보다 약간 크게 되도록 유리판 두께와 연마용 입자 분사측의 직경을 선택함으로써, 최적의 형상을 일의적으로 가공할 수 있다. 전술한 바와 같이 수십 ㎛ 이하의 토출구에 대응하기 위해서, 0.8㎜ 이하의 유리 기판의 경우, 연마용 입자 분사측의 직경을 rg, 관통측의 직경을 rs로 한 경우의 유리 기판의 두께는 대략 1.2∼1.9×(rg-rs)이라는 조건으로 된다.

실시예 2

도 8은 실시예 2에 있어서의 유체 분사 장치를 나타내는 단면 사시도이다.

도 8에 있어서, 실리콘 기판(86), 제 1 유리 기판(87), 제 2 유리 기판(88)은 실시예 1에 서술한 직접 접합에 의해서 접합되고, 적층 구조를 이루고 있다. 실리콘 기판(86)은 RIE 등의 방법에 의해서, 기판 단면부에 개구되는 토출구(84(84a, 84b))와, 이것에 도통하여 관통하고 있는 압력실(82)과, 유체 공급구(85)의 일부를 이루는 관통부가 마련되어 있다. 또한, 제 1 유리 기판(87)에 있어서도 관통부가 마련되며, 관통부의 일부는 압력실(82)과 도통하여 유로(83)를 형성하고, 또한 일부는 유체 공급구(85)의 일부를 구성한다.

압력실(82)의 바로 위에는 개별 전극(90(90a, 90b)) 등이 마련된 압전 박막(81)과 탄성체(89)의 적층체가 접합된다. 각각의 압력실(82)과 유로(83)는 서로 분할되어 독립되어 있고, 각 압력실(82)에 대응하여 각 개별 전극(90a, 90b)이 배치되어 있다. 제 2 유리 기판(88)은 제 1 유리 기판(87)의 관통부의 한쪽을 밀봉하여, 유로(83)의 일부를 형성한다. 유체 공급구(85)로부터 유체가 유로(83)를 통하여 압력실(82)에 충전되고, 압전 박막으로의 전압 인가시의 변형에 의해서 유체가 가압되어, 토출구(84a, 84b) 등으로부터 유체가 분사된다.

다음에 제조 방법을 설명한다.

도 9a∼9e는 실리콘 기판의 가공 방법을 나타내는 단면도이다.

도 9a와 같은 실리콘 기판(91)의 양면에 레지스트(92a, 92b)를 도포하여 패터닝한다(도 9b). 다음에 한쪽 면에서부터 RIE에 의해 에칭하고, 얕게 가공을 하여 토출구(93)를 형성한다(도 9c). 다음에 다른 한쪽의 면에서 관통 가공을 실행하여, 압력실(94)과 유체 공급구(95)를 형성한다. 이 때, 토출구(93)와 압력실(94)은 일부가 도통하는 구성으로 한다(도 9d). 마지막으로 양면의 레지스트를 박리하여 완성한다(도 9e).

도 10a∼10f는 전체의 조립 방법을 나타내는 단면도이다.

도 9a∼9e와 마찬가지로 하여 가공 완료된 실리콘 기판(101)(도 10a)에 대하여, 샌드블라스트에 의해 관통 가공을 실행하여 유로(106)가 이미 마련된 제 1 유리 기판(105)을 직접 접합한다(도 10b). 그 때에 유로(106)는 압력실(103)과 유체 공급구(104)와 도통하도록 하고, 직접 접합은 토출구(102)의 쪽으로 한다. 또한 제 2 유리 기판(107)과 제 1 유리 기판(105)을 직접 접합하여, 유로(106)의 한쪽을 밀봉한다 (도 10c).

다음에 실시예 1과 같이 MgO 기판(110)상에 마련된 압전 박막(108)과 탄성체(109)를 접합하여(도 10d), 인산수용액에 침지하여 MgO 기판(110)을 제거한다(도 10e). 마지막으로 3장의 기판의 적층체를 분할하는데 있어서, 토출구(102)의 길이 방향과 직교하는 방향으로 다이싱 등을 행함으로써, 토출구(102)가 외부로 개구되어 완성된다(도 10f).

그런데, 토출구(102)의 형상은 유체 토출 능력을 좌우하는 중요한 요인인데, 토출구(102)가 미세한 경우에는 상기한 다이싱 등에 의한 분할시의 칩핑(chipping) 등의 발생에 의해 형상이 파괴될 우려가 있다. 이것을 회피하는 방법의 일례로서는, 우선 실리콘 기판의 에칭 가공에 의한 토출구를 형성하기 전에 토출구로 되는 위치에 실리콘 기판을 미리 절단해 두고, 토출구 형성후에는 가공을 가하지 않도록 하는 것을 들 수 있다. 또한, 절단에 의해서 웨이퍼 처리상의 문제 등이 발생하는 경우에는 토출구 부분을 완전히 절단하지 않고서 중간까지 노치를 넣은 등의 방법이 있다. 예를 들면 도 15a에 실리콘 기판의 단면 형상, 도 15b에 실리콘 기판을 아래로부터 본 평면도를 도시한 바와 같이, 실리콘 기판(101)에 오목부(130)를 형성해 두고 이것과 직교하여 토출구용 홈(102)을 형성하며, 전체 분할시에는 상기 오목부보다도 좁은 블레이드 등으로 절단선(140)을 따라 절단하고, 토출구는 절단시에는 가공하지 않은 등의 방법을 들수 있다. 또한, 도 15a∼15b에 있어서 참조부호(103)는 압력실, 참조부호(104)는 공급구이다. 이에 따라, 실리콘 기판으로의 홈 형성과 동시에 토출구가 모두 형성되고, 토출구 부분에는 그 후 가공을 가할 필요가 없기 때문에 토출구가 균일한 상태로 유지되어, 토출 성능이 손상되지 않는다.

또한, 본 발명의 모든 실시예에서는, 전부가 평판 부재의 적층에 의해 형성할 수 있는 특징이 있어, 미세 가공이 용이하고 구조의 미세화가 가능하다. 도 9 또는 도 15에 도시한 바와 같은 단위 구조를 대면적의 실리콘 기판에 다수 매트릭스 형상으로 만들고, 제 1 및 제 2 유리 기판에도 마찬가지로 단위 구조를 다수 만들어, 그것을 도 10과 같이 접합하고, 그 후 각기 개별적으로 절단하는 방법을 채용할 수 있다. 그로 인해 한번에 대량의 유체 분사 장치를 제조할 수 있어 효율이 좋다.

이상 본 실시예의 방법에 따르면, 실시예 1에 기술한 미세 가공 및 직접 접합, 압전 박막의 효과를 마찬가지로 얻을 수 있을 뿐 아니라, 단면으로부터의 분사라고 하는 상이한 형태의 유체 분사 장치의 형성이 가능하다. 이 방법에 의하면, 토출구의 설계를 레지스트 패턴에 따라서 임의로 실행할 수 있어, 형상의 최적화에 크게 기여한다. 토출구의 면적은 가공의 폭과 깊이 양만으로 용이하고도 균일성 있게 미세하게 설정할 수 있다. 또한, 제 1 유리 기판의 유로를 관통이 아닌 하프 에칭할 수 있는 경우에는, 제 2 유리 기판이 불필요하게 되어 한번의 직접 접합만으로 실시 가능한 것은 물론, 공정수를 더욱 삭감할 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 따르면, 실리콘 및 유리의 미세 가공 기술과 압전 박막을 이용함으로써, 보다 소형이면서 고밀도인 토출구를 갖는 유체 분사 장치의 형성이 가능하다. 또한, 평판상의 기판의 면 방향으로부터 가공 및 적층하기 때문에, 복수 일체로 형성할 수 있고, 생산 효율이 대단히 좋으며, 설계의 자유도도 크다. 또한, 각 기판 사이의 접합은 직접 접합이기 때문에, 접착 재료 사용이 불필요하여 공정 관리가 용이하고, 또한 유체 밀봉의 관점에 있어서 장기적 신뢰성의 열화 요인도 삭제할 수 있다.

그 결과, 잉크 젯 프린터의 온디맨드 방식 잉크 젯 헤드의 고밀도화, 고신뢰성화, 저가격화가 실현된다.

Claims

각각이 개별로 분할된 적어도 1개의 공간과,

상기 공간에 도통하는 유로와,

상기 공간에 도통하는 토출구와,

상기 공간의 한쪽면을 덮는, 두께가 7㎛ 이하인 압전 재료와 탄성 재료의 적층체로 이루어지는 압력 발생부

로 구성되는 것을 특징으로 하는 유체 분사 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 탄성 재료의 두께가 상기 압전 재료의 두께와 동등 또는 그 이하의 금속 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유체 분사 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 압전 재료는 각 공간에 대응하여 각각 분할되고, 적어도 상기 압전 재료의 분할 개소에는 수지 재료층이 마련되는 것을 특징으로 하는 유체 분사 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 공간과 상기 유로와 상기 토출구가, 실리콘판과 유리판의 평판 형상 부재의 적층에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유체 분사 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 압전 재료의 주성분이 PbZr_xTi_1-xO₃인 것을 특징으로 하는 유체 분사 장치.
제 4 항에 있어서,

상기 실리콘판과 상기 유리판은 직접 접합에 의해 접합되어 있는 것을 특징으로 하는 유체 분사 장치.
제 1 기판에 압력실용 관통 구멍과 공급구용 관통 구멍을 형성하는 공정 A1과,

상기 제 1 기판과 제 2 기판을 접합하는 공정 B와,

상기 제 2 기판과 제 3 기판을 접합하는 공정 C와,

상기 압력실용 관통 구멍을 덮도록 압전 재료와 탄성 재료와의 적층체로 이루어지는 압력 발생부를 형성하는 공정 D

로 구성되는 유체 분사 장치의 제조 방법.
제 7 항에 있어서,

상기 제 1 기판에 상기 압력실용 관통 구멍과 공급구용 관통 구멍에 그 일 부가 도통하는 유로용 홈을 형성하는 공정 A2와,

상기 제 2 기판에 상기 제 1 기판과 접합하는 쪽이 넓은 테이퍼를 갖는 관통 구멍을 형성하는 공정 E와,

상기 제 3 기판에 토출구용 관통 구멍을 형성하는 공정 F

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 분사 장치의 제조 방법.
제 8 항에 있어서,

상기 공정 A2와 상기 공정 B를 실행한 후에 상기 공정 A1을 실행하는 것을 특징으로 하는 유체 분사 장치의 제조 방법.
제 7 항에 있어서,

상기 제 1 기판에 유로용 관통 홈을 형성하는 공정 A3와,

상기 제 2 기판에 상기 제 1 기판과 접합하는 쪽이 넓은 테이퍼를 갖는 관통 구멍을 형성하는 공정 E와,

상기 제 3 기판에 토출구용 관통 구멍을 형성하는 공정 F와,

제 4 기판에 압력실용 관통 구멍을 형성하는 공정 G와,

상기 제 1 기판과 제 4 기판을 접합하여 유로용 홈을 형성하는 공정 H

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 분사 장치의 제조 방법.
제 10 항에 있어서,

상기 공정 E와 상기 공정 B를 실행한 후에 상기 공정 A1 및 공정 A3을 실행하는 것을 특징으로 하는 유체 분사 장치의 제조 방법.
제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 공정 E와 상기 공정 C를 실행하고, 그 후에 상기 공정 F를 실행하는 것을 특징으로 하는 유체 분사 장치의 제조 방법.
제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 공정 C를 실행한 후에 상기 공정 E와 상기 공정 F를 실행하는 것을 특징으로 하는 유체 분사 장치의 제조 방법.
제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 공정 E와 상기 공정 F를 실행한 후, 혹은 상기 공정 E를 실행한 후에 상기 공정 C를 실행하고, 그 후 상기 제 3 기판을 연마하여 적어도 상기 제 2 기판에 형성된 관통 구멍에 대응하는 위치 근방의 두께를 얇게 하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 분사 장치의 제조 방법.
제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제 3 기판의 두께를 50㎛ 이하로 한 것을 특징으로 하는 유체 분사 장치의 제조 방법.
제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 공정 F에 있어서 상기 제 3 기판에 형성되는 토출구용 관통 구멍의 직경을, 상기 제 2 기판의 관통 구멍의 테이퍼가 좁은 쪽에 형성된 직경보다도 작게 형성함과 동시에, 상기 공정 C에 있어서 상기 제 2 기판의 관통 구멍의 직경이 좁은 쪽의 대략 중앙부에 상기 제 3 기판의 토출구용 관통 구멍을 위치시켜 접합하는 것을 특징으로 하는 유체 분사 장치의 제조 방법.
제 15 항에 있어서,

상기 제 2 기판의 두께를 0.8mm 이하로 함과 동시에, 상기 제 2 기판에 형성된 테이퍼 형상 관통 구멍이 넓은 쪽의 직경을 rg, 상기 제 3 기판에 형성된 토출용 관통 구멍의 직경을 rs로 하였을 때, 상기 제 2 기판은 1.2×(rg-rs)∼1.9×(rg-rs)의 두께를 갖도록 형성한 유체 분사 장치의 제조 방법.
제 7 항에 있어서,

상기 제 1 기판에 상기 압력실용 관통 구멍에 그 일부가 도통하도록 토출구용 홈을 형성하는 공정 A4와,

상기 제 2 기판에 유로용 관통부를 형성하는 공정 I

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 분사 장치의 제조 방법.
제 18 항에 있어서,

상기 공정 B에 있어서, 상기 제 1 기판의 압력실용 관통 구멍 및 공급구용 관통 구멍과 상기 제 2 기판의 유로용 관통부가 일부에서 도통하여 유로를 형성하도록 위치 결정하여 접합하는 것을 특징으로 하는 유체 분사 장치의 제조 방법.
제 18 항에 있어서,

상기 공정 A4에 있어서 상기 토출구용 홈이 제 1 기판의 단면에 개구하도록 형성된 것을 특징으로 하는 유체 분사 장치의 제조 방법.
제 18 항에 있어서,

상기 공정 A4에 있어서, 상기 제 1 기판에 오목부를 더 마련함과 동시에 상기 토출구용 홈을 상기 오목부에 교차하도록 형성하고, 상기 토출구용 홈의 길이 방향과 거의 직교하는 개구부를 형성함과 동시에, 상기 제 1 기판을 상기 오목부를 따라서 상기 개구부에 닿는 일 없이 절단하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 분사 장치의 제조 방법.
제 17 항에 있어서,

상기 제 1 기판에 형성된 토출구용 홈의 길이 방향과 직각으로 상기 제 1 기판을 절단하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 분사 장치의 제조방법.
제 8 항, 제 10 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 유로의 일부가 토출구의 면적에 대하여, 0.5내지 1.5배 범위의 면적이 되도록 유로를 형성하는 것을 특징으로 하는 유체 분사 장치의 제조 방법.
제 8 항, 제 10 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 공정 A2, 상기 공정 A3, 또는 상기 공정 I에 있어서, 상기 토출구측으로 가까이 갈수록 그 면적이 좁아지도록 유로를 형성하는 것을 특징으로 하는 유체 분사 장치의 제조 방법.
제 8 항, 제 10 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제 1 기판이 실리콘 단결정 기판이고, 상기 제 2 기판이 유리 기판이며, 상기 제 3 및 제 4 기판이 유리 혹은 단결정 실리콘인 것을 특징으로 하는 유체 분사 장치의 제조 방법.
제 8 항, 제 10 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 공정 B, 공정 C 및 공정 H에 있어서의 접합이 직접 접합에 의해 실행되는 것을 특징으로 하는 유체 분사 장치의 제조 방법.
제 25 항에 있어서,

실리콘 기판의 가공을 RIE(Reactive Ion Etch)로 실행하고, 유리 기판의 가공을 주로 샌드블라스트에 의해 실행하는 것을 특징으로 하는 유체 분사 장치의 제조 방법.