CN1159157C - 喷墨打印头及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
为了能用简单的工序廉价地制造可适应于分辨率的提高的喷墨头，本发明提出一种喷墨打印头的制造方法，该方法利用因设置在形成墨水压力室的头基台上的电信号而变形的压电元件对所述墨水压力室进行加压从而喷出墨水，所述头基台的制造工序包括：制造具有对应于所述头基台的预定的凹凸图形的原盘(10)的第1工序；通过使所述头基台形成用的材料涂敷在所述原盘的具有凹凸图形的表面上并使其固化来形成所述头基台(12)的第2工序；从所述原盘(10)剥离所述头基台(12)的第3工序；以及在所述头基台(12)上形成墨水喷出用的喷口(13)的第4工序。
Description
技术领域
本发明涉及使用压电体元件作为喷出墨水的驱动源的喷墨打印头及其制造方法。
背景技术
作为喷出液体或墨水的驱动源、即电气-机械变换元件，有使用由PZT构成的压电元件的压电型的喷墨打印头。
图11是示出该类型的喷墨打印头的结构的一例的图。12是头基台，29是共用电极(振动板)，32是压电元件，33是墨水压力室，35是具有墨水喷出用的喷 13的喷嘴板，36是墨水供给口，37是储存器(reservoir)，38是墨水容器口，其它组成包括未图示的布线图形、信号电路、墨水容器等。
这样的喷墨打印头一般通过应用光刻技术的工序来制造。图12是简单地示出该制造工序的一例的图，以图11中的A-A’的剖面图来示出。
首先，如图12(a)中所示，在表面上形成了热氧化膜40的硅衬底(晶片)39上依次形成共用电极29、压电体薄膜30、上电极31。
其次，如图12(b)中所示，在上电极31上形成抗蚀剂层15，通过掩模以预定的图形进行曝光、显影，对抗蚀剂层15进行图形刻蚀。
然后，如图12(c)中所示，以抗蚀剂层15作为掩模对压电体薄膜30和上电极31进行刻蚀后，将抗蚀剂层15剥离下来，得到压电元件32。
其次，如图12(d)中所示，在与形成了压电元件32的相反的面上形成抗蚀剂层15，通过掩模以预定的图形进行曝光、显影，对抗蚀剂层15进行图形刻蚀。
然后，将该抗蚀剂层15作为掩模，对氧化膜40和硅晶片39进行了刻蚀后，将抗蚀剂层15剥离下来，如图12(e)中所示，得到形成了墨水压力室33等的头基台12。
如图12(f)中所示，将在对应于墨水压力室33的位置上形成了墨水喷出用的喷口13的喷嘴板35通过粘接层等接合(粘接)到这样制造的头基台12上，再者，形成布线图形、信号电路、墨水容器等，得到喷墨打印头。
发明的公开
近年来，随着个人计算机的发展，喷墨打印机正在迅速地得到普及。今后，为了喷墨打印机的进一步普及，必须降低成本和提高分辨率，为了实现这一点，降低喷墨打印头成本和提高其分辨率是必不可少的课题。
但是，在上述的现有技术中，在头基台的制造中需要非常多的工序，要大幅度地降低成本是不容易的。
此外，随着分辨率的提高，必须减小墨水压力室的宽度和高度以及将墨水压力室隔开的隔壁的宽度(在图12中，分别由W、H、W’来示出)。
但是，在上述的现有技术中，墨水压力室的高度大致与所使用的硅晶片的厚度相同。因而，为了降低墨水压力室的高度，必须使用更薄的硅晶片。但是，目前的情况是使用厚度约为200微米的硅晶片，如使用比此更薄的硅晶片，则在强度等的方面看，在工艺流程时的操作变得困难。
再者，在上述的现有技术中，使用粘接剂使头基台与喷嘴板一体化，随着分辨率的提高，不使粘接剂溢出到墨水压力室中变得困难。
因此，本发明是解决这样的问题的发明，其目的在于提供一种喷墨头的制造方法，该方法能廉价地并用简单的工序来制造可适应于分辨率的提高的喷墨头。
与本发明有关的喷墨头的制造方法是一种利用因设置在形成墨水压力室的头基台上的电信号而变形的压电元件对所述墨水压力室进行加压从而喷出墨水的喷墨打印头的制造方法，上述头基台的制造工序的特征在于包括下述工序：制造具有对应于所述头基台的预定的凹凸图形的原盘的第1工序；通过使所述头基台形成用的材料涂敷在所述原盘的具有凹凸图形的表面上并使其固化来形成所述头基台的第2工序；从所述原盘剥离所述头基台的第3工序；以及在所述头基台上形成墨水喷出用的喷口的第4工序。根据该特征，由于能用简单的工序制造墨水喷出用的喷嘴一体型的喷墨打印头，故可提供能廉价地制造可适应于分辨率的提高的喷墨打印头。
简要地说，本发明是将原盘作为模子来复制形成头基台的方法。由于如果一旦制造了原盘后，则在耐久性许可的范围内可使用多次，故在第2个以后的头基台的制造工序中可将上述原盘的制造省略，可谋求工序数的减少和成本的降低。
此外，由于一体地形成喷嘴板，故分辨率的提高变得容易。
作为第1工序，具体地说有例如下述的方法。
(1)在原盘母体材料上形成对应于预定的图形的抗蚀剂层，其次，利用刻蚀在上述原盘母体材料上形成上述凹凸图形以制造上述原盘的工序。
按照该工序，通过改变刻蚀条件，能以高精度且自由地控制凹凸图形的形状。
作为上述原盘母体材料，硅晶片是合适的。刻蚀硅晶片的技术作为半导体器件的制造技术被使用，可进行高精度的加工。
此外，作为上述原盘母体材料，石英玻璃也是合适的。石英玻璃在机械强度、耐热性、耐化学药品性等方面性能良好，再者，在下面叙述的使照射光照射到原盘与头基台界面上来提高剥离性的方法中，对于在使用方面很合适的短波长范围的光的透射性很好。
(2)在第2原盘上形成对应于预定的图形的抗蚀剂层，其次，使所述第2原盘和抗蚀剂层变成导体，再用电镀法来电镀金属并形成了金属层之后，将该金属层从上述第2原盘和抗蚀剂层剥离下来以制造上述原盘的工序。
利用该工序得到的金属制原盘一般来说在耐久性和剥离性方面性能良好。
其次，上述头基台形成用的材料最好是通过施加能量能硬化的物质。
如果利用这样的物质，则在原盘上涂敷时可作为低粘性的液状的物质来处理，故可容易地将基台形成用的材料充填到原盘上的凹部的微细部分，因而，可精密地复制原盘上的凹凸图形。
作为能量，最好是光、热、或光和热两者中的任一种。通过这样做，可利用通用的的曝光装置及烘炉、热板，可谋求设备的低成本和节省空间。
此外，如果能满足所要求的机械强度、耐腐蚀性、耐热性等的物理性质、而且能容易地充填到原盘上的凹部的微细部分，则也可用热可塑性的物质来形成上述头基台。
作为这样的物质，具体地说，例如水合玻璃是合适的。
水合玻璃是在低温下显示出可塑性的玻璃材料，在成形后通过施加脱水处理，可得到机械强度、耐腐蚀性、耐热性等方面性能良好的头基台。
此外，在第3工序中，通过原盘与头基台的材料的组合，密接性提高，有时从原盘将头基台剥离下来变得困难。通过以下举出的任一种方法，或合并使用2种或2种以上的方法，可良好地进行从原盘的脱模。
(3)将在上述原盘上形成的凹凸图形的凹部形状作成开口部比底部大的锥状的方法。
(4)在具有上述凹凸图形的原盘表面上形成由与上述头基台的密接性低的材料构成的脱模层的方法。
(5)使照射光照射到上述原盘与头基台的界面上的方法。
此时，也可在原盘与头基台之间设置因照射光的照射在与内部和/或上述原盘的界面上产生剥离的分离层。通过这样做，不会对头基台直接造成损伤，此外，也增加头基台形成用的材料的选择的自由度。
其次，作为第4工序，具体地说有下述方法。
(6)利用光刻法形成上述墨水喷出用的喷口的方法。
(7)利用激光形成上述墨水喷出用的喷口的方法。
(8)利用会聚离子束形成上述墨水喷出用的喷口的方法。
(9)利用放电加工形成上述墨水喷出用的喷口的方法。
再有，本发明的特征在于，是利用上述各工序制造的喷墨打印头。
附图的简单说明
图1是示出制造本发明的实施形态中的头基台的工序的图。
图2是示出制造本发明的第1工序的第1实施形态中的原盘的工序的图。
图3是示出制造本发明的第1工序的第2实施形态中的原盘的工序的图。
图4是示出制造本发明的第1工序的第2实施形态中的原盘的工序的图。
图5是示出本发明的实施形态中的原盘的图。
图6是示出形成了本发明的实施形态中的脱模层的原盘的图。
图7是说明本发明的实施形态中照射照射光的工序的图。
图8是说明本发明的实施形态中照射照射光的工序的图。
图9是示出形成本发明的实施形态中的墨水喷出用的喷口的工序的图。
图10是示出在本发明的实施形态中的头基台上形成压电元件的工序的图。
图11是示出喷墨打印头的结构的一例的图。
图12是示出喷墨打印头的现有的制造工序的一例的图。
符号的说明
10原盘
11凹部
12头基台
13墨水喷出用的喷口
14原盘母体材料
15抗蚀剂层
16掩模
17光
18曝光区域
19刻蚀剂
20第2原盘
21掩模
22导体层
23金属层
24脱模层
25照射光
26分离层
27掩模
28第3原盘
29共用电极
30压电体薄膜
31上电极
32压电元件
33墨水压力室
34粘接层
35喷嘴板
36墨水供给口
37储存器
38墨水容器口
39硅基板(晶片)
40热氧化膜
用于实施发明的最佳形态
以下参照附图说明本发明的优选实施形态。
图1是示出制造本发明的实施形态中的头基台的工序的图。
本发明的头基台的制造方法包括：如图1(a)中所示的制造具有对应于打算制造的头基台的凹凸图形的原盘10的第1工序；如图1(b)中所示的通过在原盘10的具有凹凸图形的表面上对头基台形成用的材料进行涂敷、固化来形成头基台12的第2工序；如图1(c)中所示的将该头基台12从原盘10剥离下来的第3工序；以及如图1(d)中所示的在头基台12上形成墨水喷出用的喷口13的第4工序。
以下，对各工序进行详细的叙述。
(第1工序)
该工序是制造具有对应于打算制造的头基台的凹凸图形的原盘10的工序。
图2是示出制造第1工序的第1实施形态中的原盘的工序的图。
具体地说，通过以下的方法来进行。
首先，如图2(a)中所示，在原盘母体材料14上形成抗蚀剂层15。
原盘母体材料14是用于对表面进行刻蚀作成原盘的材料，在此使用硅晶片。刻蚀硅晶片的技术在半导体器件的制造技术中已被确立，可实现高精度的刻蚀。再有，只要原盘母体材料14是能刻蚀的材料，则不限定于硅晶片，例如，可利用玻璃、石英、树脂、金属、陶瓷等基板或膜等。
作为形成抗蚀剂层15的物质，可原封不动地利用例如在半导体器件制造中一般使用的在市场上出售的正型的抗蚀剂，该抗蚀剂在甲酚酚醛清漆系列的树脂中掺合了重氮萘醌诱导剂作为感光剂。在此，所谓正型的抗蚀剂是能用显影液有选择地除去被曝光的区域的抗蚀剂。
作为形成抗蚀剂层15的方法，可使用旋转涂敷法、浸渍法、喷射涂敷法、辊压涂敷法、棒涂敷法等方法。
其次，如2(b)中所示，在抗蚀剂层15上配置掩模16，通过掩模16使光17只照射到抗蚀剂层15的预定区域上，形成曝光区18。
掩模16的图形是这样来形成的，使得光17只透过对应于图2(e)中示出的凹部11的区域。
此外，凹部11对应于形成打算制造的喷墨头的墨水压力室、墨水供给口、储存器等的隔壁的形状和排列而形成。
然后，在对抗蚀剂层15进行曝光后，如果以预定的条件进行显影处理，则如图2(c)中所示，有选择地只除去曝光区18的抗蚀剂，露出原盘母体材料14，除此以外的区域成为被抗蚀剂层15覆盖的原有的状态。
如果以这种方式对抗蚀剂层15进行图形刻蚀，则如图2(d)中所示，以该抗蚀剂层15作为掩模将原盘母体材料14刻蚀到预定的深度。
作为刻蚀方法，有湿法方式或干法方式，可根据原盘母体材料14的材料性质、刻蚀剖面形状及刻蚀率等诸特性所要求的规格进行适当的选择。从控制性方面来看，干法方式较好，如果通过变更刻蚀气体种类、气体流量、气体压力、偏置电压等的条件，将凹部11加工成矩形、或是作成锥形，则可刻蚀成所希望的形状。尤其是，感应耦合型(ICP)方式、电子回旋共振(ECR)方式、螺旋波激励方式等的高密度等离子的刻蚀方式，在将原盘母体材料14刻蚀得较深方面是合适的。
其次，在刻蚀结束后，如图2(e)中所示，除去抗蚀剂层15，作成具有对应于头基台的凹凸图形的原盘10。
在上述实施形态中，在原盘母体材料上形成凹凸图形时，使用了正型的抗蚀剂，但也可使用负型的抗蚀剂，在负型的抗蚀剂中，曝光区相对于显影液不溶化、可用显影液有选择地除去未曝光的区域，在这种情况下，可使用与上述掩模16相比其图形反转了的掩模。或者，也可不使用掩模，而是利用激光或电子线直接以图形的形状对抗蚀剂进行曝光。
其次，说明第1工序的第2实施形态。
图3和图4是示出制造第1工序的第2实施形态中的原盘的工序的图。
具体地说，通过以下的方法来进行。
首先，如图3(a)中所示，在第2原盘20上形成抗蚀剂层15。
第2原盘20起到作为工艺流程中的抗蚀剂层15的支撑体的作用，只要是对于工艺流程具有必要的机械强度及抗化学药品性等抗工艺的性能并与形成抗蚀剂层15的物质的润湿性、密接性良好的材料，则不作特别的限定，例如，可利用玻璃、石英、硅晶片、树脂、金属、陶瓷等的基板。在此，使用利用氧化铈系列的研磨剂将表面研磨成平坦状之后进行了清洗、干燥的玻璃制的原盘。
此外，作为形成抗蚀剂层15的物质和方法，由于可利用与上述第1实施形态中已说明的物质和方法相同的物质和方法，故省略其说明。
其次，如图3(b)中所示，在抗蚀剂层15上配置掩模21，通过掩模21使光17只照射到抗蚀剂层15的预定区域上，形成曝光区18。
由于掩模21的图形是这样来形成的，使得光17只透过相当于打算制造的原盘10的凸部的区域，故具有与图2的掩模16相比其图形反转了的关系。
然后，在对抗蚀剂层15进行曝光后，如果以预定的条件进行显影处理，则如图3(c)中所示，有选择地只除去曝光区18的抗蚀剂，对抗蚀剂层15进行图形刻蚀。
然后，如图4(a)中所示，在抗蚀剂层15和第2原盘20上形成导体层22，使表面变成导体。
作为导体层22，例如形成厚度为500埃～1000埃的Ni即可。作为导体层22的形成方法，可使用溅射法、CVD、蒸镀、无电解电镀法等方法。
然后，将由该导体层22变成了导体的抗蚀剂层15和第2原盘20作为阴极，将片状或球状的Ni作为阳极，用电镀法再次进行Ni的电镀，如图4(b)中所示，形成金属层23。
以下示出电镀液的组成的一例。
氨基磺酸镍：500g/l
硼酸： 30g/l
氯化镍： 5g/l
均化剂： 15g/l
其次，如图4(c)中所示，将导体层22和金属层23从第2原盘20剥离下来后，根据需要进行清洗，将其作成原盘10。
再有，也可根据需要通过进行剥离处理从金属层23除去导体层22。
此外，在耐久性许可的范围内，通过进行再生、清洗处理，可再次利用第2原盘20。
在上述第2实施形态中与上述第1实施形态相同，也可使用负型的抗蚀剂，在这种情况下，可使用上述掩模21，即，具有与图2的掩模16相同的图形的掩模。或者，也可不使用掩模，而是利用激光或电子线直接以图形的形状对抗蚀剂进行曝光。
(第2工序)
第2工序是通过在具有第1工序中制造的原盘10的凹凸图形的表面上涂敷头基台形成用的材料、并使之固化来形成头基台12的工序。
作为头基台形成用的材料，只要是满足作为喷墨头的头基台所要求的机械强度及耐腐蚀性等的特性，而且具有耐工艺处理的性能的材料，则不作特别的限定，可利用各种物质，但最好是通过施加能量可硬化的物质。
如果利用这样的物质，则在原盘上进行涂敷时可作为低粘性的液状的物质来处理，因此，可以容易地将头基台形成用的材料充填到原盘上的凹部的微细部分，因而，可精密地复制原盘上的凹凸图形。
作为能量，最好是光、热、或光和热两者中的任一种。通过这样做，可利用通用的的曝光装置及烘炉、热板，可谋求设备的低成本和节省空间。
作为这样的物质，具体地说，例如可利用丙烯系列树脂、环氧系列树脂、蜜胺系列树脂、酚醛清漆系列树脂、苯乙烯系列树脂、聚酰亚胺系列等合成树脂、聚硅氮烷(polysilazane)等的硅系列的聚合物。
在原盘10上涂敷这样的基台形成用的材料。
作为涂敷头基台形成用的材料的方法，可利用旋转涂敷法、浸渍法、喷射涂敷法、辊压涂敷法、棒涂敷法等方法。
对于在头基台形成用的材料中包含溶剂成分的材料，可进行热处理来除去溶剂。
然后，通过进行对应于头基台形成用的材料的硬化处理，使其固化，形成头基台12。
此外，作为头基台形成用的材料也可利用热可塑性的物质。作为这样的物质，水合玻璃是合适的。所谓水合玻璃，是在常温下含有几至几十重量百分比的水的固体的玻璃，在低温下(根据组成的情况在100℃以下)显示出可塑性。在将该水合玻璃成形为头基台之后，如果进行脱水处理，则可得到机械强度、耐腐蚀性、耐热性方面性能良好的头基台。
(第3工序)
第3工序是将在第2工序中在原盘10上形成的头基台12从原盘10剥离下来的工序。
作为剥离方法，具体地说，例如对形成了头基台12的原盘10进行固定，以吸附方式支撑头基台12，以机械方式将其剥离下来。
在剥离时，有时由于原盘10与头基台12的材料的组合情况，其密接性提高，难以将头基台12从原盘10上剥离下来。
在这种情况下，例如如图5中所示，最好将在原盘10上形成的凹凸图形的凹部形状作成开口部比底部大的锥状。通过这样做，由于可降低在剥离时在原盘10与头基台12间起作用的摩擦力等的应力，故可很好地进行从原盘10的脱模。
此外，如图6中所示，即使在原盘10的具有凹凸图形的表面上形成由与头基台12的密接性低的材料构成的脱模层24，也可得到同样的效果。作为脱模层24，与原盘10与头基台12的材料性质相一致地进行适当的选择即可。
此外，如图7中所示，也可在剥离之前，使照射光25照射到原盘10与头基台12的界面上，使原盘10与头基台12的密接力降低或消失，可很好地进行从原盘10的脱模。该方法是利用照射光25在原盘10与头基台12的界面处使原子间或分子间的各种耦合力降低或消失，实际上是使消融(ablation)等的现象发生，以便达到界面剥离。
再者，也有因照射光25而使气体从头基台12放出而显现出分离效果的情况。即，在头基台12中含有的成分发生气化而被放出，有助于分离。
作为照射光25，例如受激准分子激光是较为理想的。受激准分子激光器那样的在短波长范围内输出高能量的装置已达到实用化，可进行极短时间的处理。于是，只在界面附近引起消融，几乎不对原盘10和头基台12产生温度冲击。
再有，作为照射光25，只要是在原盘10与头基台12的界面处引起界面剥离的光，则不限定于受激准分子激光，可利用各种光(放射线)。
此时，原盘10相对于照射光25具有透射性是必要的。透射率在50％以上是较为理想的，更为理想的是50％以上。如果透射率太低，则照射光在透过原盘时的衰减变大，在引起消融等现象方面所需要的光量变大。由于石英玻璃在短波长范围的透射率高、机械强度及耐热性方面性能良好，故作为原盘材料是很合适的。
此外，如图8中所示，也可在原盘10与头基台12的界面间设置因照射光25的缘故在与原盘10的界面处产生剥离的分离层26。通过在分离层26内和/或界面处引起消融剥离，不会对原盘10和头基台12直接造成冲击。
作为分离层26，具体地说，例如可利用非晶硅、氧化硅、硅酸化合物、氧化钛、钛酸化合物、氧化锆、锆酸化合物，氧化镧、镧酸化合物等各种氧化物陶瓷、(强)电介质或半导体、氮化硅、氮化铝、氮化钛等氮化物陶瓷、丙烯系列树脂、环氧系列树脂、聚酰胺、聚酰亚胺等的有机高分子材料、从Al、Li、Ti、Mn、In、Sn、Y、La、Ce、Nd、Pr、Gd、Sm中选择的1种或2种及2种以上的合金等，从这些材料中根据工艺条件、原盘10和头基台12的材料性质等进行适当的选择。
作为形成分离层26的方法，不作特别限定，可根据分离层26的组成及形成膜厚进行适当的选择。具体地说，例如，CVD、蒸镀、溅射、离子镀等各种气层生长法、电镀、无电解电镀、Langmuir-Blodgett(LB)法、旋转涂敷法、浸渍法、喷射涂敷法、辊压涂敷法、棒涂敷法等。
分离层26的厚度根据剥离目的及分离层26的组成等不同而不同，但通常为1nm～20μm较好、10nm～20μm更好、约40nm～1μm则更为理想。如果分离层26的厚度太薄，则对于头基台12的损伤变大，此外，如果膜厚太厚，则为了确保分离层26的良好的剥离性所必要的照射光的光量必须增大。再有，分离层26的膜厚最好尽可能均匀。
然后，通过进行清洗处理等，将分离层26的残骸除去。
(第4工序)
第4工序是在第3工序中得到的头基台12上形成墨水喷出用的喷口13的工序。
作为墨水喷出用的喷口13的形成方法，不作特别限定，具体地说，例如可利用光刻法、激光加工、FIB加工、放电加工等。
图9是示出利用光刻法形成墨水喷出用的喷口13的工序的图。具体地说，通过以下的方法来进行。
首先，如图9(a)中所示，在头基台12上形成抗蚀剂层15。
作为形成抗蚀剂层1 5的物质和方法，由于可利用与图2中已说明的物质和方法相同的物质和方法，故省略其说明。
其次，如图9(b)中所示，在抗蚀剂层15上配置掩模27，通过掩模27使光17只照射到抗蚀剂层15的预定区域上，形成曝光区18。
掩模27的图形是这样来形成的，使得光17只透过对应于图9(e)中示出的墨水喷出用的喷口13的区域。
然后，在对抗蚀剂层15进行曝光后，如果以预定的条件进行显影处理，则如图9(c)中所示，有选择地只除去曝光区18的抗蚀剂，露出头基台12，除此以外的区域成为被抗蚀剂层15覆盖的原有的状态。
如果以这种方式对抗蚀剂层15进行图形刻蚀，则如图9(d)中所示，以该抗蚀剂层15为掩模对头基台12进行刻蚀直到贯通。
作为刻蚀方法，有湿法方式或干法方式，可根据喷墨基台12的材料性质，从刻蚀剖面形状、刻蚀率、面内均匀性等方面进行适当的选择。从控制性方面来看，干法方式较好，例如可利用平行平板型反应离子刻蚀(RIE)方式、感应耦合型(ICP)方式、电子回旋共振(ECR)方式、螺旋波激励方式、磁控管方式、等离子刻蚀方式、离子束刻蚀方式等的装置，通过改变刻蚀气体种类、气体流量、气体压力、偏置电压等条件，将墨水喷出用的喷口13加工成矩形、或形成为锥形，可刻蚀成所希望的形状。
其次，在刻蚀结束后，如图9(e)中所示，如果除去抗蚀剂层15，则可得到形成了墨水喷出用的喷口13的头基台12。
此外，作为激光加工中使用的激光装置，可利用各种气体激光器、固体激光器(半导体激光器)等，而使用KrF等的受激准分子激光器、YAG激光器、Ar激光器、He-Cd激光器、CO2激光器等是合适的，其中受激准分子激光器是很合适的。
由于受激准分子激光器在短波长范围内输出高能量的激光，故能在极短时间内进行加工，于是，生产率高。
按照光刻法，能一次形成多个部位的墨水喷出用的喷口13，但设备成本和材料成本高、所需要的设备空间也大。
另一方面，关于激光加工、FIB加工和放电加工，由于每次在一个部位上形成墨水喷出用的喷口13，故生产率低，但在降低设备成本、降低材料成本和节省空间方面有优点。
按照以上叙述的头基台的制造方法，由于如果一旦制造了原盘10，则在耐久性许可的范围内可使用多次，故在在第2个以后的头基台的制造工序中可将原盘10的制造省略，可谋求工序数的减少和成本的降低。
其次，使用图10说明在上述实施形态中形成的头基台12上形成压电元件的工序的一例。按照该工序，一旦在第3原盘28上形成了压电元件之后，将其转移到头基台12上。具体地说，通过以下的方法来进行。
首先，如图10(a)中所示，在第3原盘28上依次层叠共用电极29、压电体薄膜30、上电极31。
第3原盘28起到在对压电体薄膜30和上电极31进行图形刻蚀形成元件时的支撑体的作用，最好要具有耐工艺处理的性能，特别是耐热性及高的机械强度。此外，在对压电体薄膜30和上电极31进行图形刻蚀后的工序中与头基台12进行了接合(粘接)后，由于在共用电极29与第3原盘28的界面处被剥离，故第3原盘28最好与共用电极29的密接性不太高。
作为共用电极29和上电极31，只要是导电率高的材料，则不作特别限定，例如，可利用Pt、Au、Al、Ni、In等。再有，作为共用电极29和上电极31的形成方法，根据这些材料的性质及形成膜厚进行适当的选择即可，例如，可利用溅射、蒸镀、CVD、电镀、无电解电镀等。
作为压电体薄膜30，在喷墨打印机的使用方面，锆酸钛酸铅(PZT)系列是合适的。作为PZT系列的成膜方法，溶胶凝胶法是合适的。按照溶胶凝胶法能用简便的方法得到质量好的薄膜。
通过以预定的次数重复进行将调整为预定成分的PZT系列的溶胶用旋转涂敷法涂敷在共用电极29上并进行暂时烧结的工序，形成非晶质的凝胶薄膜，其后再次进行正式烧结，得到具有钙钛矿晶体结构的压电体薄膜30。
再有，作为压电体薄膜30的形成方法，除溶胶凝胶法之外，也可使用溅射法。
其次，如图10(b)中所示，根据图10(c)的头基台12的墨水压力室33的图形，对压电体薄膜30和上电极31进行图形刻蚀，作成压电元件32。
作为图形刻蚀方法，由于例如可使用图12中示出的光刻法，故省略其说明。
其次，如图10(c)中所示，将由图1的工序得到的头基台12接合到、或通过粘接层34粘接到形成了共用电极29和压电元件32的第3原盘28上。
作为粘接层34，根据头基台12、共用电极29和压电元件32的材料性质进行适当的选择即可。
然后，如图10(d)中所示，将头基台12、共用电极29和压电元件32一体地从第3原盘28上剥离下来。
如果第3原盘28与共用电极29的密接性高、在剥离变得困难的情况下，与上述图7的工序中已说明的情况相同，也可通过照射照射光来促进剥离，也可如图8中所示那样设置分离层。
如果以这种方式在头基台12上形成压电元件32，则其后再将布线图形、信号电路、墨水容器等组合起来，得到喷墨打印头。
Claims (12)
1.一种喷墨打印头的制造方法，该喷墨打印头利用因设置在形成墨水压力室的头基台上的电信号而变形的压电元件对所述墨水压力室进行加压而喷出墨水，所述制造方法的特征在于：
所述头基台的制造工序包括：
制造具有对应于所述头基台的预定的凹凸图形的原盘的第1工序；通过使所述头基台形成用的材料涂敷在所述原盘的具有凹凸图形的表面上并使其固化来形成所述头基台的第2工序；从所述原盘剥离所述头基台的第3工序；以及在所述头基台上形成墨水喷出用的喷口的第4工序；
所述第1工序包括下述工序：在原盘母体材料上形成对应于预定的图形的抗蚀剂层，其次利用刻蚀在所述原盘母体材料上形成所述凹凸图形，来制造所述原盘。
2.如权利要求1所述的喷墨打印头的制造方法，其特征在于：
所述原盘母体材料是硅晶片。
3.如权利要求1所述的喷墨打印头的制造方法，其特征在于：
所述原盘母体材料是石英玻璃。
4.一种喷墨打印头的制造方法，该喷墨打印头利用因设置在形成墨水压力室的头基台上的电信号而变形的压电元件对所述墨水压力室进行加压而喷出墨水，所述制造方法的特征在于：
所述头基台的制造工序包括：
制造具有对应于所述头基台的预定的凹凸图形的原盘的第1工序；通过使所述头基台形成用的材料涂敷在所述原盘的具有凹凸图形的表面上并使其固化来形成所述头基台的第2工序；从所述原盘剥离所述头基台的第3工序；以及在所述头基台上形成墨水喷出用的喷口的第4工序；
所述第1工序包括下述工序：在第2原盘上形成对应于预定的图形的抗蚀剂层，其次将所述第2原盘和抗蚀剂层变成导体，再利用电镀法使金属电沉积而形成了金属层之后，从所述第2原盘和抗蚀剂层剥离该金属层，来制造所述原盘。
5.一种喷墨打印头的制造方法，该喷墨打印头利用因设置在形成墨水压力室的头基台上的电信号而变形的压电元件对所述墨水压力室进行加压而喷出墨水，所述制造方法的特征在于：
所述头基台的制造工序包括：
制造具有对应于所述头基台的预定的凹凸图形的原盘的第1工序；通过使所述头基台形成用的材料涂敷在所述原盘的具有凹凸图形的表面上并使其固化来形成所述头基台的第2工序；从所述原盘剥离所述头基台的第3工序；以及在所述头基台上形成墨水喷出用的喷口的第4工序；
在具有所述凹凸图形的原盘表面上形成了由与所述头基台的密接性低的材料构成的脱模层。
6.一种喷墨打印头的制造方法，该喷墨打印头利用因设置在形成墨水压力室的头基台上的电信号而变形的压电元件对所述墨水压力室进行加压而喷出墨水，所述制造方法的特征在于：
所述头基台的制造工序包括：
制造具有对应于所述头基台的预定的凹凸图形的原盘的第1工序；通过使所述头基台形成用的材料涂敷在所述原盘的具有凹凸图形的表面上并使其固化来形成所述头基台的第2工序；从所述原盘剥离所述头基台的第3工序；以及在所述头基台上形成墨水喷出用的喷口的第4工序；
在所述第3工序中，通过对所述原盘与头基台的界面照射照射光，使所述头基台从所述原盘剥离下来。
7.一种喷墨打印头的制造方法，该喷墨打印头利用因设置在形成墨水压力室的头基台上的电信号而变形的压电元件对所述墨水压力室进行加压而喷出墨水，所述制造方法的特征在于：
所述头基台的制造工序包括：
制造具有对应于所述头基台的预定的凹凸图形的原盘的第1工序；通过使所述头基台形成用的材料涂敷在所述原盘的具有凹凸图形的表面上并使其固化来形成所述头基台的第2工序；从所述原盘剥离所述头基台的第3工序；以及在所述头基台上形成墨水喷出用的喷口的第4工序；
在所述原盘与头基台之间设置分离层，通过对所述原盘与分离层的界面照射所述照射光，在所述分离层的内部和/或与所述原盘的界面处使所述头基台从所述原盘剥离下来。
8如权利要求1中所述的喷墨打印头的制造方法，其特征在于：所述第4工序利用光刻法形成所述墨水喷出用的喷口。
9如权利要求1中所述的喷墨打印头的制造方法，其特征在于：所述第4工序利用激光形成所述墨水喷出用的喷口。
10如权利要求1中所述的喷墨打印头的制造方法，其特征在于：所述第4工序利用会聚离子束形成所述墨水喷出用的喷口。
11如权利要求1中所述的喷墨打印头的制造方法，其特征在于：所述第4工序利用放电加工形成所述墨水喷出用的喷口。
12一种喷墨打印头，其特征在于：
利用权利要求1至权利要求17的任一项中所述的喷墨打印头的制造方法进行制造。
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