JP2007261215A - 液体噴射ヘッドの製造方法及び液体噴射ヘッド - Google Patents
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Abstract
【解決手段】圧力発生室12を有する液体流路と連通部31とが形成される流路形成基板10の一方面側に振動板を介して圧電素子300を形成すると共に連通部13となる領域の振動板に貫通部52を形成し、配線層190で貫通部52を封止し、リザーバ形成基板30を流路形成基板10に接合し、流路形成基板10を複数の隔壁11により区画された液体流路と、連通部13とを隔壁11のリザーバ部31側の端部であって隔壁が振動板50と接している面の端部とリザーバ部31との間の距離が5〜200μmとなるように形成し、液体流路及び連通部13の内面に保護膜16を形成すると共に保護膜上に剥離層を形成し、剥離層を除去すると同時に配線層190上の保護膜を選択的に除去し、配線層を除去してリザーバ部31と連通部13とを連通させる。
【選択図】図2
Description
かかる第1の態様では、隔壁のリザーバ部側の端部であって当該隔壁が振動板と接している面の端部とリザーバ部との間の距離を200μm以下とすることで、隔壁によって振動板を拘束して変形量を減少させ、保護膜を除去する際に保護膜の残渣が発生するのを防止することができる。また、隔壁のリザーバ部側の端部であって当該隔壁が振動板と接している面の端部とリザーバ部との間の距離を5μm以上とすることで、流路形成基板とリザーバ形成基板とを接合した際の位置決めの誤差により、隔壁がリザーバ部側に突出するのを防止して、保護膜を除去した際に保護膜の残渣が発生するのを防止することができる。さらに、液体流路と連通部(リザーバ)との間の空間、具体的には、流路形成基板のみで構成され圧力発生室の幅方向に広がる空間を隔壁によって区画して小さくでき、且つ液体流路のリザーバ側の開口をリザーバ形成基板のリザーバ部に近づけることができるため、液体流路からの液体の流出を拡散して、隣り合う液体流路から流出する液体同士の干渉を低減でき、クロストークの発生を防止することができる。
かかる第2の態様では、圧力発生室、液体供給路及び連通部の寸法を変更することなく、隔壁のリザーバ部側の端部とリザーバ部との間の距離を所望の距離にすることができ、液体吐出特性が悪化するのを防止できる。
かかる第3の態様では、流路形成基板の液体による侵食を確実に防止することができると共に、所望の厚さで高精度に保護膜を形成することができる。
かかる第4の態様では、流路形成基板の液体による侵食を確実に防止することができると共に、所望の厚さで高精度に保護膜を形成することができる。
かかる第5の態様では、剥離層と保護膜とが良好に密着するため、配線層上の保護膜を剥離層と共にさらに容易且つ確実に除去することができる。
かかる第6の態様では、剥離層の内部応力によって配線層上の保護膜が実質的に剥離されるため、剥離層を除去する際に保護層をより確実に選択的に除去することができる。
かかる第7の態様では、所定応力の剥離層を用いることで配線層上の保護膜がより確実に剥離される。
かかる第8の態様では、配線層と保護膜との密着力が弱められるため、配線層上の保護膜をさらに良好且つ確実に除去することができる。
かかる第9の態様では、配線層をライトエッチングすることにより密着層と共に密着層が拡散した金属層の一部が除去されることで、配線層と保護膜との密着力がより確実に弱められ、配線層上の保護膜をさらに良好且つ確実に除去することができる。
かかる第10の態様では、隔壁のリザーバ部側の端部であって当該隔壁が振動板と接している面の端部とリザーバ部との間の距離を200μm以下とすることで、隔壁によって振動板を拘束して変形量を減少させ、保護膜を除去する際に保護膜の残渣が発生するのを防止することができる。また、隔壁のリザーバ部側の端部であって当該隔壁が振動板と接している面の端部とリザーバ部との間の距離を5μm以上とすることで、流路形成基板とリザーバ形成基板とを接合した際の位置決めの誤差により、隔壁がリザーバ部側に突出するのを防止して、保護膜を除去した際に保護膜の残渣が発生するのを防止することができる。また、液体供給路と連通部(リザーバ)との間の空間、具体的には、流路形成基板のみで構成され圧力発生室の幅方向に広がる空間を隔壁によって区画して小さくでき、且つ液体流路のリザーバ側の開口をリザーバ形成基板のリザーバ部に近づけることができるため、連通路からの液体の流出を拡散して、隣り合う連通路から流出する液体同士の干渉を低減でき、クロストークの発生を防止することができる。
(実施形態1)
図1は、本発明の実施形態1に係る製造方法によって製造されるインクジェット式記録ヘッドを示す分解斜視図であり、図2は、図1の平面図及び断面図である。図示するように、流路形成基板10は、本実施形態では面方位(110)のシリコン単結晶基板からなり、その一方の面には予め熱酸化によって二酸化シリコンからなる厚さ0.5〜2μmの弾性膜50が形成されている。
上述した実施形態1と同様の製造方法によって、流路形成基板に圧力発生室及び圧電素子を2列設け、圧力発生室の列の一方側にそれぞれの圧力発生室の列に連通する連通路を設けたインクジェット式記録ヘッドを2つ形成した。また、実施例1では、各インクジェット式記録ヘッドの液体流路を画成する隔壁のリザーバ部側の弾性膜と接している面側の端部と、リザーバ部との距離Sが33μmとなるようにした。
実施例1と同様に、圧力発生室及び圧電素子が2列設けられたインクジェット式記録ヘッドを2つ形成し、各インクジェット式記録ヘッドの液体流路を画成する隔壁のリザーバ部31側の弾性膜と接している面側の端部と、リザーバ部との距離Sが192μmとなるようにした。
比較のため、上述した実施形態1と同様の製造方法によって、流路形成基板に圧力発生室及び圧電素子を2列設け、圧力発生室の列の一方側にそれぞれの圧力発生室の列に連通する連通路を設けたインクジェット式記録ヘッドを2つ形成した。また、比較例1では、各インクジェット式記録ヘッドの液体流路を画成する隔壁のリザーバ部側の弾性膜と接している面側の端部と、リザーバ部との距離Sが242μmとなるようにした。
比較のため、上述した実施形態1と同様の製造方法によって、流路形成基板に圧力発生室及び圧電素子を2列設け、圧力発生室の列の一方側にそれぞれの圧力発生室の列に連通する連通路を設けたインクジェット式記録ヘッドを2つ形成した。また、比較例2では、各インクジェット式記録ヘッドの液体流路を画成する隔壁のリザーバ部側の弾性膜と接している面側の端部と、リザーバ部との距離Sが271μmとなるようにした。
各実施例1、2及び比較例1、2のそれぞれの2つのインクジェット式記録ヘッドの保護膜の残渣発生数を計測した。これらの結果を図10に示す。なお、図10は、距離Sと保護膜の残渣の発生数を示すグラフである。また、図10に示すグラフのA列、B列は、並設された圧力発生室の列を示すものである。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、もちろん上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、上述した実施形態では、密着層及び金属層で構成される配線層を例示したが、配線層の層構造は、特に限定されず、配線層は、例えば、金属層のみで形成されていてもよし、三層以上で形成されていてもよい。
Claims (10)
- 液体を噴射するノズル開口に連通すると共に複数の隔壁で区画された圧力発生室を有する液体流路と、該液体流路に連通して前記圧力発生室の共通の液体室となるリザーバの一部を構成する連通部とが形成される流路形成基板の一方面側に振動板を介して下電極、圧電体層及び上電極からなる圧電素子を形成すると共に前記連通部となる領域の前記振動板を除去して貫通部を形成する工程と、前記圧電素子から引き出されるリード電極を形成すると共に前記リード電極と同一の層からなるが当該リード電極とは不連続の配線層で前記貫通部を封止する工程と、前記連通部と連通してリザーバの一部を構成するリザーバ部が形成されたリザーバ形成基板を前記流路形成基板の前記一方面側に接合する工程と、前記流路形成基板を他方面側から前記振動板及び前記配線層が露出するまでウェットエッチングして複数の隔壁により区画された前記液体流路と、前記連通部とを前記隔壁の前記リザーバ部側の端部であって当該隔壁が前記振動板と接している面の端部と前記リザーバ部との間の距離が5〜200μmとなるように形成する工程と、前記流路形成基板に形成された前記液体流路及び前記連通部の内面に耐液体性を有する材料からなる保護膜を形成すると共に該保護膜上に当該保護膜とはエッチングの選択性を有する材料からなる剥離層を形成する工程と、前記剥離層をウェットエッチングによって除去すると同時に前記配線層上の前記保護膜を選択的に除去する工程と、前記連通部側からウェットエッチングすることにより前記配線層を除去して前記リザーバ部と前記連通部とを連通させて前記リザーバを形成する工程とを具備することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
- 前記液体流路を形成する工程では、前記圧力発生室と、当該圧力発生室に連通して前記圧力発生室の幅方向の断面積より小さい断面積を有する液体供給路と、この液体供給路に連通すると共に前記液体供給路の幅方向の断面積より大きい断面積を有する連通路とからなる前記液体流路を複数の前記隔壁で区画して設けることを特徴とする請求項1記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
- 前記保護膜の材料として、酸化物又は窒化物を用いたことを特徴とする請求項1又は2記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
- 前記保護膜の材料として、酸化タンタルを用いたことを特徴とする請求項3に記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
- 前記剥離層の前記保護膜との密着力が、前記保護膜と前記配線層との密着力より大きいことを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
- 前記剥離層の内部応力が圧縮応力であることを特徴とする請求項1〜5の何れかに記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
- 前記剥離層の材料として、チタンタングステンを用いたことを特徴とする請求項1〜6の何れかに記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
- 前記保護膜を形成する工程の前に、前記連通部内に露出した前記配線層の厚さ方向の一部を除去する工程をさらに有することを特徴とする請求項1〜7の何れかに記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
- 前記配線層が、密着層と該密着層上に形成される金属層とからなり、前記保護膜を形成する工程の前に、前記配線層の表面をライトエッチングして前記密着層を少なくとも除去することを特徴とする請求項8記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
- 液体を噴射するノズル開口に連通する複数の圧力発生室と、該圧力発生室に連通して当該圧力発生室の幅方向の断面積より小さい断面積を有する液体供給路と、この液体供給路に連通すると共に前記液体供給路の幅方向の断面積より大きい断面積を有する連通路とからなる液体流路が複数の隔壁により区画されていると共に、前記連通部に連通して複数の圧力発生室の共通の液体室となるリザーバの一部を構成する連通部が形成され、且つ前記液体流路及び前記連通部の内面に耐液体性を有する保護膜が形成された流路形成基板と、前記流路形成基板の一方面に振動板を介して設けられた下電極、圧電体層及び上電極からなる圧電素子と、前記流路形成基板の一方面側に接合されて前記連通部と連通して前記リザーバの一部を構成するリザーバ部が設けられたリザーバ形成基板とを具備し、
前記隔壁の前記リザーバ部側の端部であって当該隔壁が前記振動板と接している面の端部と前記リザーバ部との間の距離が5〜200μmであることを特徴とする液体噴射ヘッド。
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