專利名稱：液滴噴頭及其制造方法以及液滴噴出裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液滴噴頭及其制造方法以及液滴噴出裝置，特別涉及即使將噴出室高密度化也可以抑制流路阻力變高的情況從而能夠確保液滴的噴出性能的液滴噴頭等。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的靜電驅(qū)動方式的噴墨打印機中，為了實現(xiàn)高析像度圖像的高速打印、打印機的節(jié)省空間化，噴墨頭的多噴嘴化及小型化正在進展之中，與之相伴地噴出室(也稱作壓力室等)的高密度化也在進展之中。
以往的一般的靜電驅(qū)動方式的噴墨記錄裝置(噴墨頭)中，將3片基板接合而在1片基板上形成靜電驅(qū)動用的電極，在正中的基板上形成了多個成為噴出室的凹部及成為墨液空腔(也稱作公共墨液室等)的凹部。另外，成為墨液空腔的凹部被形成于與正中的基板的多個成為噴出室的凹部所排列的平面相同的平面上(例如參照專利文獻1)。
特開平5-50601號公報(圖1、圖2)以往的一般的靜電驅(qū)動方式的噴墨記錄裝置中(例如參照專利文獻1)，有如下的問題，即，在將噴出室高密度化時，作為流路的噴出室的截面積變小，墨液流路的流路阻力作為整體變高，墨液的噴出性能降低。另外，成為墨液空腔的凹部由于被形成于與正中的基板的多個成為噴出室的凹部所排列的平面相同的平面上，因此還有噴墨記錄裝置的面積變大這樣的問題。
當如上所述地將噴出室高密度化時，多個噴出室間的隔壁的厚度就會變薄，產(chǎn)生噴出室之間的壓力干擾(所謂的串擾crosstalk)。為了防止該串擾，一般的噴墨頭中，將形成有成為噴出室的凹部及成為公共墨液室的凹部的基板(稱作空腔基板等)減薄，降低了噴出室間的隔壁的高度。但是，當將形成有成為噴出室的凹部及成為公共墨液室的凹部的基板減薄時，由于噴出室的截面積會進一步變小，因此就會有流路的流路阻力越發(fā)變高的問題。另外，由于公共墨液室的高度也變小，因此公共墨液室的流路阻力也變高，在噴出墨液的噴出室較多時，就無法從公共墨液室向噴出室進行充分的墨液供給，從而有噴出性能降低這樣的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供即使將噴出室高密度化也可以抑制流路阻力變高的情況從而確保液滴的噴出性能的液滴噴頭及其制造方法以及具備了該液滴噴頭的打印性能等高的液滴噴出裝置。
本發(fā)明的液滴噴頭具備形成了噴出液滴的多個噴嘴孔的噴嘴基板、在底面形成有振動板并形成了成為存留有液滴的噴出室的凹部的空腔基板、與振動板相面對并形成了驅(qū)動振動板的獨立電極的電極基板、具有成為向噴出室供給液滴的公共液滴室的凹部、用于從公共液滴室向噴出室移送液滴的貫穿孔、從噴出室向噴嘴孔移送液滴的噴嘴連通孔的貯液室基板，在貯液室基板上，在一方的面上接合有噴嘴基板，在另一方的面上接合有空腔基板。
如上所述，成為噴嘴基板、貯液室基板、空腔基板、電極基板的4層構(gòu)造，由于成為噴出室的凹部被形成于空腔基板上，成為公共液滴室的凹部被形成于貯液室基板上，因此即使將空腔基板減薄，公共液滴室也可以確保足夠的高度，從而可以降低公共液滴室的流路阻力。
另外，例如如果相對于1個噴出室形成多個用于從公共液滴室向噴出室移送液滴的貫穿孔，則可以降低貫穿孔的流路阻力，從而可以降低液滴流路整體的流路阻力。
另外，本發(fā)明的液滴噴頭是公共液滴室的一部分在噴嘴基板、貯液室基板及空腔基板被層疊的方向上與噴出室重合的噴頭。
由于公共液滴室的一部分在噴嘴基板、貯液室基板及空腔基板被層疊的方向上與噴出室重合，因此與將公共液滴室和噴出室形成于同一平面上的情況相比，可以減小液滴噴頭的面積。
另外，本發(fā)明的液滴噴頭是電極基板、空腔基板及貯液室基板具有從液滴噴頭的外部向公共液滴室供給液滴的液滴供給孔的噴頭。
由于電極基板、空腔基板及貯液室基板具有從液滴噴頭的外部向公共液滴室供給液滴的液滴供給孔，因此就可以從電極基板側(cè)供給液滴，從而可以將液滴噴頭及液滴供給管緊湊化。
另外，本發(fā)明的液滴噴頭是噴嘴連通孔與噴出室的一端連通，貫穿孔與噴出室的另一端連通的噴頭。
由于噴嘴連通孔與噴出室的一端連通，貫穿孔與噴出室的另一端連通，因此液滴就可以順利地流過噴出室內(nèi)，氣泡等不會在液滴流路中停留。
另外，本發(fā)明的液滴噴頭是所述的貫穿孔也被形成于噴出室的另一端以外的噴頭。
由于貫穿孔也被形成于噴出室的另一端以外，因此與電路中的并聯(lián)電路相同，可以降低貫穿孔的流路阻力。
另外，本發(fā)明的液滴噴頭是貯液室基板具備用于從公共液滴室向噴嘴連通孔移送液滴的輔助連通槽的噴頭。
由于貯液室基板具備從公共液滴室向噴嘴連通孔移送液滴的輔助連通槽，因此在液滴的噴出后就可以不經(jīng)過噴出室地進行液滴向噴嘴連通孔的再次填充。由此，就能夠縮短噴嘴孔的彎月面(因毛細管現(xiàn)象而出現(xiàn)的液滴的凸面)回到待機狀態(tài)的時間，從而能夠?qū)崿F(xiàn)高速響應(yīng)。
另外，本發(fā)明的液滴噴頭是噴嘴基板具備用于從公共液滴室向噴嘴孔移送液滴的輔助連通槽的噴頭。
由于噴嘴基板具備用于從公共液滴室向噴嘴孔移送液滴的輔助連通槽，因此在液滴的噴出后就可以不經(jīng)過噴出室地進行液滴向噴嘴孔的再次填充。由此，就能夠縮短噴嘴孔的彎月面回到待機狀態(tài)的時間，從而能夠?qū)崿F(xiàn)高速響應(yīng)。
本發(fā)明的液滴噴頭的制造方法具備在第1基板上形成噴出液滴的多個噴嘴孔的工序、在第2基板上按照使底面成為振動板的方式形成成為貯存有液滴的噴出室的凹部的工序、在第3基板上形成驅(qū)動振動板的獨立電極的工序、在第4基板上形成成為向噴出室供給液滴的公共液滴室的凹部、成為用于從公共液滴室向噴出室移送液滴的貫穿孔的凹部、用于從噴出室向噴嘴孔移送液滴的噴嘴連通孔的工序、將第4基板按照被第1基板和第2基板夾持的方式接合的工序，在形成了成為貫穿孔的凹部后形成成為公共液滴室的凹部。
由于如果在第4基板上形成了成為貫穿孔的凹部后，形成成為公共液滴室的凹部，則可以容易地制造所述的液滴噴頭，另外材料利用率高，因此就可以削減制造成本。
另外，本發(fā)明的液滴噴頭的制造方法在形成成為貫穿孔的凹部及成為公共液滴室的凹部時，形成噴嘴連通孔。
如果在形成成為貫穿孔的凹部及成為公共液滴室的凹部時，形成噴嘴連通孔，則可以將制造工序簡單化，從而可以縮短制造時間。
另外，本發(fā)明的液滴噴頭的制造方法在形成了成為貫穿孔的凹部后，在第4基板的形成了成為貫穿孔的凹部的一側(cè)的面上接合支撐基板。
由于在形成了成為貫穿孔的凹部后，在第4基板的形成了成為貫穿孔的凹部的一側(cè)的面上接合支撐基板，因此例如在進行利用ICP放電的干式蝕刻時，就不會使第4基板破裂，從而可以提高材料利用率。
另外，本發(fā)明的液滴噴頭的制造方法利用ICP放電的干式蝕刻來形成成為貫穿孔的凹部及成為公共液滴室的凹部。
如果利用ICP放電的干式蝕刻來形成成為貫穿孔的凹部及成為公共液滴室的凹部，則可以精密并且容易地形成這些凹部。
另外，本發(fā)明的液滴噴頭的制造方法作為第4基板，使用單晶硅。
如果作為第4基板使用單晶硅，則利用ICP放電實施的干式蝕刻等加工就變得更為容易。
本發(fā)明的液滴噴出裝置是搭載了所述的任意一個液滴噴頭的裝置。
由于搭載有所述的流路阻力低的液滴噴頭，因此就可以獲得打印性能高的液滴噴出裝置。


圖1是本發(fā)明的實施方式1的液滴噴頭的分解立體圖。
圖2是圖1所示的液滴噴頭被安裝后的狀態(tài)的縱剖面圖。
圖3是用于對以往的一般的靜電驅(qū)動方式的液滴噴頭的流路阻力進行說明的圖。
圖4是用于對本發(fā)明的液滴噴頭的流路阻力進行說明的圖。
圖5是實施方式2的液滴噴頭被安裝后的狀態(tài)的縱剖面圖。
圖6是實施方式3的液滴噴頭被安裝后的狀態(tài)的縱剖面圖。
圖7是實施方式4的液滴噴頭被安裝后的狀態(tài)的縱剖面圖。
圖8是表示了實施方式1的液滴噴頭的制造工序的縱剖面圖。
圖9是表示了圖8所示的制造工序的下一個工序的縱剖面圖。
圖10是表示搭載了從實施方式1到實施方式4的任意一個液滴噴頭的液滴噴出裝置的一個例子的立體圖。
其中，1液滴噴頭，2電極基板，3空腔基板，4貯液室基板，5噴嘴基板，6凹部，7獨立電極，8引線部，9端子部，10液滴供給孔，10a液滴供給孔，10b液滴供給孔，10c液滴供給孔，11振動板，12噴出室，12a凹部，13公共液滴室，14貫穿孔，15噴嘴連通孔，16噴嘴孔，17密封材料，21輔助連通槽，22輔助連通槽，100液滴噴出裝置具體實施方式
實施方式1圖1是本發(fā)明的實施方式1的液滴噴頭的分解立體圖，以剖面圖表示了局部。另外，圖2是圖1所示的液滴噴頭被組裝后的狀態(tài)的縱剖面圖，表示圖1的A-A剖面。
而且，圖1及圖2所示的液滴噴頭是從設(shè)于噴嘴基板的表面?zhèn)鹊膰娮炜字袊姵鲆旱蔚拿鎳娚漕愋偷膰婎^，另外是利用靜電力驅(qū)動的靜電驅(qū)動方式的噴頭。以下將使用圖1及圖2對本實施方式1的液滴噴頭的構(gòu)造及動作進行說明。
如圖1所示，本實施方式1的液滴噴頭1并不是像以往的一般的靜電驅(qū)動方式的液滴噴頭(例如參照專利文獻1)那樣為3層構(gòu)造，而是由電極基板2、空腔基板3、貯液室基板4、噴嘴基板5這4個基板構(gòu)成。在貯液室基板4的一方的面上接合有噴嘴基板5，在貯液室基板4的另一方的面上接合有空腔基板3。另外，在空腔基板3的接合了貯液室基板4的面的相反一面上，接合有電極基板2。即，被以電極基板2、空腔基板3、貯液室基板4、噴嘴基板5的順序接合。
電極基板2例如由硼硅酸玻璃等玻璃形成。而且，本實施方式1中，雖然電極基板2由硼硅酸玻璃制成，但是例如也可以由單晶硅來形成電極基板2。
在電極基板2上，例如以深度0.3μm形成有多個凹部6。在該凹部6的內(nèi)部，按照具有一定的間隔而與后述的振動板11相面對的方式，例如通過將ITO(Indium Tin Oxide)以0.1μm的厚度濺射制作有獨立電極7。所述的例子中，在將電極基板2和空腔基板3接合后的獨立電極7與振動板11的間隔達到0.2μm。另外，獨立電極7借助引線部8與端子部9連結(jié)。端子部9成為從液滴噴頭10中露出的狀態(tài)(參照圖2)，通過在端子部9上連接FPC(Flexible Print Circuit)等，將獨立電極7與起振電路(未圖示)等連接。凹部6為了可以安裝獨立電極7的引線部8，被圖案處理為與它們的形狀類似的略大一些的形狀。
而且，在電極基板2和空腔基板3被接合后，為了不使異物進入獨立電極7和振動板11之間的空間，涂布有密封材料17(參照圖2)。
另外，在電極基板2上形成有液滴供給孔10a，該液滴供給孔10a將電極基板2貫穿。
空腔基板3例如由單晶硅制成，形成有將底面設(shè)為振動板11的成為噴出室12的凹部12a。本實施方式1中，空腔基板3由單晶硅制成，在其全面上利用等離子體CVD(Chemical Vapor Deposition)，形成0.1μm的由TEOS(TetraEthylOrthoSilicate)制成的絕緣膜(未圖示)。它是用于防止振動板11的驅(qū)動時的絕緣破壞及短路，并防止由墨液等的液滴造成的空腔基板3的蝕刻的部分。
另外，在空腔基板3上，形成有貫穿空腔基板3的液滴供給孔10b。
而且，液滴噴頭1的振動板11也可以由高濃度的摻硼層制成。利用氫氧化鉀水溶液等堿性溶液進行的單晶硅的蝕刻的蝕刻速率在摻雜劑為硼的情況下，在大約5×1019atoms/cm3以上的高濃度的區(qū)域中，將變得非常小。由此，通過使用如下的所謂蝕刻阻止技術(shù)，即，在將振動板11的部分設(shè)為高濃度的摻硼層，利用堿性溶液的異向性蝕刻形成成為噴出室12的凹部12a時，摻硼層露出而使蝕刻速率變得極小，從而可以將振動板11制成所需的厚度。
貯液室基板4例如由單晶硅制成，形成有用于向噴出室12供給液滴的成為公共液滴室13的凹部13a，在凹部13a的底面，形成有用于從公共液滴室13向噴出室12移送液滴的貫穿孔14。而且，本實施方式1中，相對于各個噴出室12形成有3個貫穿孔14，該3個貫穿孔14的1個與噴出室12的一端連通(參照圖2)。
另外，在凹部13a的底面，形成有貫穿凹部13a的底面的液滴供給孔10c。該形成于貯液室基板4上的液滴供給孔10c、形成于空腔基板3上的液滴供給孔10b及形成于電極基板2上的液滴供給孔10a在將貯液室基板4、空腔基板3及電極部件2接合的狀態(tài)下相互連結(jié)，形成用于從外部向公共液滴室13供給液滴的液滴供給孔10(參照圖2)。
如圖2所示，公共液滴室13的一部分在噴嘴基板5、貯液室基板4、空腔基板3被接合而層疊的方向(圖2中的上下方向)上，與噴出室12重合。即，公共液滴室13的一部分與噴出室12成為在圖2的上下方向上被層疊的狀態(tài)。通過形成此種構(gòu)造，與在同一平面上形成公共液滴室13和噴出室12的情況相比(參照圖3(a))，可以縮小液滴噴頭1的面積。
另外，在貯液室基板4的凹部13a以外的部分，形成有與各個噴出室12連通并用于從噴出室12向后述的噴嘴孔16移送液滴的噴嘴連通孔15。該噴嘴連通孔15貫穿貯液室基板4，與噴出室12的貫穿孔14所連通的一端的相反一側(cè)的一端連通(參照圖2)。
噴嘴基板5例如由厚度100μm的硅基板制成，形成有與各個噴嘴連通孔15連通的多個噴嘴孔16。而且，本實施方式1中，將噴嘴孔16制成2段而使噴出液滴時的直進性提高(參照圖2)。
而且，在將所述的電極基板2、空腔基板3、貯液室基板4及噴嘴基板5接合時，對于將由硅制成的基板和由硼硅酸玻璃制成的基板接合的情況，可以利用陽極接合來接合，對于將由硅制成的基板之間接合的情況，可以利用直接接合來接合。另外，由硅制成的基板之間也可以使用粘結(jié)劑來接合。
這里，對圖1及圖2所示的液滴噴頭的動作進行說明。從外部經(jīng)過液滴供給孔10向公共液滴室13供給墨液等液滴。另外，從公共液滴室13經(jīng)過貫穿孔14向噴出室12供給液滴。利用與端子部9連接的起振電路(未圖示)，經(jīng)過引線部8向獨立電極7施加40V左右的脈沖電壓，當獨立電極7帶正電時，對應(yīng)的振動板11就帶負電，振動板11就被靜電力向獨立電極7側(cè)吸引而彎曲。然后，當將脈沖電壓關(guān)掉時，則加在振動板11上的靜電力消失，振動板11復原。此時，噴出室12的內(nèi)部的壓力急劇上升，噴出室12內(nèi)的液滴穿過噴嘴連通孔15而從噴嘴孔16中噴出。此后，再次施加脈沖電壓，振動板11通過向獨立電極7側(cè)彎曲，液滴就被從公共液滴室13穿過貫穿孔14而向噴出室12內(nèi)補給。
而且，空腔基板3和起振電路的連接是由利用干式蝕刻在空腔基板3的局部開設(shè)的公共電極(未圖示)進行的。另外，液滴向液滴噴頭1的公共液滴室13的供給例如是利用與液滴供給孔10連接的液滴供給管(未圖示)進行的。
圖3是用于對以往的一般的靜電驅(qū)動方式的液滴噴頭的液滴流路的流路阻力進行說明的圖。另外，圖4是用于對本發(fā)明的液滴噴頭的液滴流路的流路阻力進行說明的圖。圖3(a)是以往的3層構(gòu)造的靜電驅(qū)動方式的液滴噴頭的縱剖面圖，圖3(b)是將該以往的液滴噴頭的流路阻力作為電路表示的圖。另外，圖4(a)是本發(fā)明的液滴噴頭的縱剖面圖，圖4(b)是將本發(fā)明的液滴噴頭的流路阻力作為電路表示的圖。而且，圖4中，為了將說明簡單化，采用了對各個噴出室12各形成了2個貫穿孔14的例子，1個貫穿孔14與噴出室12的一端連通，另一個貫穿孔14與噴出室12的中央部連通(參照圖4(a))。另外，圖3及圖4中，對于公共液滴室的流路阻力并未考慮。
圖3(a)所示的以往的靜電驅(qū)動方式的液滴噴頭50從液滴供給孔51向公共液滴室52供給墨液等液滴，經(jīng)過小孔53從公共液滴室52向噴出室54供給液滴。此后，在噴出室54中被施加了壓力的液滴從噴嘴孔55中噴出。
圖3所示的液滴噴頭50的整體的流路阻力Ra當將噴嘴孔55的流路阻力設(shè)為Rn，將噴出室54的流路阻力的1/2的值設(shè)為Rc，將小孔53的流路阻力設(shè)為Rs時，則變?yōu)镽a＝Rn+2Rc+Rs。這是因為，如圖3(b)所示，各個流路阻力被串聯(lián)地相加。
另一方面，圖4(a)所示的本發(fā)明的液滴噴頭1的整體的流路阻力Rb當將噴嘴孔16的流路阻力設(shè)為Rn，將噴出室12的流路阻力的1/2的值設(shè)為Rc，將貫穿孔14的流路阻力設(shè)為Rs時，則變?yōu)镽b＝Rn+2Rc+Rs(Rc+Rs)/(Rc+2Rs)。這是因為，由于貫穿孔14被形成多個，因此如圖4(b)所示，流路阻力被并聯(lián)地相加。
當比較所述的流路阻力Ra和Rb時，則總是成立Ra＞Rb的關(guān)系，本發(fā)明的液滴噴頭1的整體的流路阻力與以往的靜電驅(qū)動方式的液滴噴頭50的整體的流路阻力相比更小。而且，通過增加貫穿孔14的數(shù)目，可以使流路阻力Rb進一步減小。
本實施方式1中，由于構(gòu)成噴嘴基板5、貯液室基板4、空腔基板3、電極基板2的4層構(gòu)造，成為噴出室12的凹部12a形成于空腔基板3上，成為公共液滴室13的凹部13a形成于貯液室基板4上，因此即使將空腔基板3減薄，公共液滴室13也可以確保足夠的高度，從而可以降低公共液滴室13的流路阻力。
另外，由于相對于1個噴出室12形成有多個用于從公共液滴室13向噴出室12移送液滴的貫穿孔14，因此可以降低貫穿孔14的流路阻力，減小液滴流路整體的流路阻力。
另外，由于公共液滴室13的一部分在噴嘴基板5、貯液室基板4及空腔基板3被層疊的方向上與噴出室12重合，因此與將公共液滴室13和噴出室12形成于同一平面上的情況相比，可以縮小液滴噴頭1的面積。
實施方式2圖5是本發(fā)明的實施方式2的液滴噴頭被安裝后的狀態(tài)的縱剖面圖。而且，圖5所示的液滴噴頭1的將噴出室12和公共液滴室13連通的貫穿孔14僅為1個，該貫穿孔14與噴出室12的一端連通。另外，公共液滴室13在噴嘴基板5、貯液室基板4及空腔基板3被層疊的方向上，基本上與噴出室12不重合。對于其他的構(gòu)造及動作，與實施方式1的圖1及圖2所示的液滴噴頭相同，將說明省略。另外，對于與實施方式1的液滴噴頭1相同的構(gòu)成要素，使用相同的符號。
本實施方式2的液滴噴頭1中，與實施方式1的液滴噴頭1相比，利用多個貫穿孔14得到的流路阻力的降低或利用噴出室12和公共液滴室13上下重合得到的液滴噴頭1的小型化的效果不大。但是，由于成為噴出室12的凹部12a形成于空腔基板3上，成為公共液滴室13的凹部13a形成于貯液室基板4上，因此即使將空腔基板3減薄，公共液滴室13也可以確保足夠的高度，從而可以降低公共液滴室13的流路阻力。
另外，由于電極基板2、空腔基板3及貯液室基板4具有液滴供給孔10a等，經(jīng)過液滴供給孔10從外部向公共液滴室13供給液滴，因此就可以從電極基板2側(cè)供給液滴，可以將液滴噴頭1及液滴供給管(未圖示)緊湊化。
實施方式3圖6是本發(fā)明的實施方式3的液滴噴頭被安裝后的狀態(tài)的縱剖面圖。而且，圖6所示的液滴噴頭1在貯液室基板4上形成有用于從公共液滴室13向噴嘴連通孔15移送液滴的輔助連通槽21。對于其他的構(gòu)造及動作，與實施方式1的圖1及圖2所示的液滴噴頭1相同，將說明省略。另外，對于與實施方式1的液滴噴頭1相同的構(gòu)成要素，使用相同的符號。
本實施方式3中，由于在貯液室基板4上形成有用于從公共液滴室13向噴嘴連通孔15移送液滴的輔助連通槽21，因此在液滴的噴出后，就可以不經(jīng)過噴出室12地再次向噴嘴連通孔15中填充液滴。由此，就可以縮短噴嘴孔16的彎月面(因毛細管現(xiàn)象而出現(xiàn)的液滴的凸面)恢復到待機狀態(tài)的時間，從而能夠?qū)崿F(xiàn)高速響應(yīng)。對于其他的效果，與實施方式1的液滴噴頭1相同。
實施方式4圖7是本發(fā)明的實施方式4的液滴噴頭被安裝后的狀態(tài)的縱剖面圖。而且，圖7所示的液滴噴頭1在噴嘴基板5上形成有用于從公共液滴室13向噴嘴孔16移送液滴的輔助連通槽22。對于其他的構(gòu)造及動作，與實施方式1的圖1及圖2所示的液滴噴頭1相同，將說明省略。另外，對于與實施方式1的液滴噴頭1相同的構(gòu)成要素，使用相同的符號。
本實施方式4中，由于在噴嘴基板5上形成有用于從公共液滴室13向噴嘴孔16移送液滴的輔助連通槽22，因此在液滴的噴出后，就可以不經(jīng)過噴出室12地再次向噴嘴孔16中填充液滴。由此，與實施方式3相同，可以縮短噴嘴孔16的彎月面恢復到待機狀態(tài)的時間，從而能夠?qū)崿F(xiàn)高速響應(yīng)。對于其他的效果，與實施方式1的液滴噴頭1相同。
實施方式5圖8及圖9是表示了實施方式1的圖1及圖2所示的液滴噴頭的制造工序的縱剖面圖。本實施方式5中，對實施方式1的液滴噴頭1的貯液室基板4的制造工序進行說明，對于電極基板2、空腔基板3、噴嘴基板5，由于與以往的液滴噴頭的制造方法大致相同，因此將說明省略(例如參照專利文獻1)。
首先，準備例如由單晶硅制成的材料基板4a，利用熱氧化等在材料基板4a的全面上形成由氧化硅構(gòu)成的蝕刻掩模31。此后，通過在材料基板4a的表面對抗蝕劑進行圖案處理而用氫氟酸等進行蝕刻，將材料基板4a的一方的表面的與液滴供給孔10c、貫穿孔14及噴嘴連通孔15對應(yīng)的部分的蝕刻掩模31除去(圖8(a))。
然后，例如利用ICP(Inductively Coupled Plasma)放電實施的干式蝕刻，對材料基板4a進行蝕刻，形成成為液滴供給孔10c的凹部10d、成為貫穿孔的凹部14a及成為噴嘴連通孔15的凹部15a(圖8(b))。而且，也可以取代利用ICP放電實施的干式蝕刻，進行利用氫氧化鉀水溶液等進行的濕式蝕刻。
其后，在材料基板4a的形成有成為貫穿孔的凹部14a等的面上，使用抗蝕劑等粘接支撐基板32(圖8(c))。作為該支撐基板32，例如可以使用玻璃基板或硅基板。
其后，通過在材料基板4a的表面對抗蝕劑進行圖案處理而用氫氟酸水溶液等進行蝕刻，將與接合有支撐基板32的面相反的面的公共液滴室13及貫穿孔14對應(yīng)的部分的蝕刻掩模31除去(圖8(d))。
此后，通過例如利用ICP放電實施的干式蝕刻，對材料基板4a進行蝕刻，在與接合有支撐基板32的面相反的面上形成成為公共液滴室13的凹部13b及成為噴嘴連通孔15的凹部15b(圖9(e))。
然后，通過進行利用ICP放電實施的干式蝕刻，使成為公共液滴室13的凹部13b和成為貫穿孔14的凹部14a連通，形成成為公共液滴室13的凹部13a及貫穿孔14。另外，通過使成為噴嘴連通孔15的凹部15a和成為噴嘴連通孔15的凹部15b連通，形成噴嘴連通孔15(圖9(f))。
最后，從材料基板4a上取下支撐基板32，通過利用例如氫氟酸水溶液將全部的蝕刻掩模31除去，即完成貯液室基板4的制作(圖9(g))。而且，此后，為了防止由墨液等液滴造成的蝕刻，也可以形成由TEOS(TetraEthylOrthoSilicate)等構(gòu)成的液滴保護膜。另外，一般來說，由1片材料基板4a制造多個貯液室基板4，利用刻刀切出各個貯液室基板4。
本實施方式5中，由于在成為貯液室基板4的材料基板4a上形成了成為貫穿孔14的凹部14a后，形成成為公共液滴室13的凹部13a，因此就可以容易地制造所述的液滴噴頭，另外由于材料利用率高，因此可以削減制造成本。
另外，由于在形成成為貫穿孔14的凹部14a及成為公共液滴室13的凹部13a時，同時形成噴嘴連通孔15，因此可以將制造工序簡單化，從而可以縮短制造時間。
另外，由于在形成了成為貫穿孔14的凹部14a后，在材料基板4a的形成了成為貫穿孔14的凹部14a的一側(cè)的面上接合支撐基板32，因此在進行利用ICP放電實施的干式蝕刻時，材料基板4a就不會破裂，可以提高材料利用率。
實施方式6圖10是表示搭載了從實施方式1到實施方式4的任意一個液滴噴頭的液滴噴出裝置的一個例子的立體圖。而且，圖10所示的液滴噴出裝置100為一般的噴墨打印機。
從實施方式1到實施方式4的液滴噴頭1由于如上所述，流路阻力低，因此液滴噴出裝置100的打印性能等很高。
而且，從實施方式1到實施方式4的液滴噴頭1除了圖10所示的噴墨打印機以外，通過對液滴進行各種改變，還可以適用于液晶顯示器的濾色片的制造、有機EL顯示裝置的發(fā)光部分的形成、生物體液體的噴出等。
而且，本發(fā)明的液滴噴頭及其制造方法以及液滴噴出裝置并不受本發(fā)明的實施方式限定，在本發(fā)明的宗旨的范圍內(nèi)可以進行變形。例如，也可以相對于各個噴出室12形成4個以上的貫穿孔14。
權(quán)利要求
1.一種液滴噴頭，其特征是，具備形成了噴出液滴的多個噴嘴孔的噴嘴基板；在底面形成有振動板并形成了成為存留有所述液滴的噴出室的凹部的空腔基板；與所述振動板相面對并形成了驅(qū)動所述振動板的獨立電極的電極基板；貯液室基板，具有成為向所述噴出室供給液滴的公共液滴室的凹部、用于從所述公共液滴室向所述噴出室移送液滴的貫穿孔、以及從所述噴出室向所述噴嘴孔移送液滴的噴嘴連通孔，在所述貯液室基板上，在一方的面上接合有所述噴嘴基板，在另一方的面上接合有所述空腔基板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液滴噴頭，其特征是，所述公共液滴室的一部分在所述噴嘴基板、所述貯液室基板及所述空腔基板被層疊的方向上與所述噴出室重合。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液滴噴頭，其特征是，所述電極基板、所述空腔基板及所述貯液室基板具有從所述液滴噴頭的外部向所述公共液滴室供給液滴的液滴供給孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任意一項所述的液滴噴頭，其特征是，所述噴嘴連通孔與所述噴出室的一端連通，所述貫穿孔與所述噴出室的另一端連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的液滴噴頭，其特征是，所述貫穿孔在所述噴出室的另一端以外形成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1～5中任意一項所述的液滴噴頭，其特征是，所述貯液室基板具備用于從所述公共液滴室向所述噴嘴連通孔移送液滴的輔助連通槽。
7.根據(jù)權(quán)利要求1～5中任意一項所述的液滴噴頭，其特征是，所述噴嘴基板具備用于從所述公共液滴室向所述噴嘴孔移送液滴的輔助連通槽。
8.一種液滴噴頭的制造方法，其特征是，具備在第1基板上形成噴出液滴的多個噴嘴孔的工序、在第2基板上按照使底面成為振動板的方式形成成為貯存有所述液滴的噴出室的凹部的工序、在第3基板上形成驅(qū)動所述振動板的獨立電極的工序、在第4基板上形成成為向所述噴出室供給液滴的公共液滴室的凹部、成為用于從所述公共液滴室向所述噴出室移送液滴的貫穿孔的凹部、用于從所述噴出室向所述噴嘴孔移送液滴的噴嘴連通孔的工序、將所述第4基板按照被所述第1基板和所述第2基板夾持的方式接合的工序，在形成了成為所述貫穿孔的凹部后，形成成為所述公共液滴室的凹部。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的液滴噴頭的制造方法，其特征是，在形成成為所述貫穿孔的凹部及成為所述公共液滴室的凹部時，形成所述噴嘴連通孔。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的液滴噴頭的制造方法，其特征是，在形成了成為所述貫穿孔的凹部后，在所述第4基板的形成了成為所述貫穿孔的凹部的一側(cè)的面上接合支撐基板。
11.根據(jù)權(quán)利要求8～10中任意一項所述的液滴噴頭的制造方法，其特征是，利用ICP放電實施的干式蝕刻，形成成為所述貫穿孔的凹部及成為所述公共液滴室的凹部。
12.根據(jù)權(quán)利要求8～11中任意一項所述的液滴噴頭的制造方法，其特征是，作為所述第4基板，使用單晶硅。
13.一種液滴噴出裝置，其特征是，搭載了權(quán)利要求1～7中任意一項所述的液滴噴頭。
全文摘要
一種液滴噴頭，具備形成了噴出液滴的多個噴嘴孔(16)的噴嘴基板(5)、在底面形成有振動板(11)并形成了成為存留有液滴的噴出室(12)的凹部(12a)的空腔基板(3)、與振動板(11)相面對并形成了驅(qū)動振動板(11)的獨立電極(7)的電極基板(2)、具有成為向噴出室(12)供給液滴的公共液滴室(13)的凹部(13a)、用于從公共液滴室(13)向噴出室(12)移送液滴的貫穿孔(14)、從噴出室(12)向噴嘴孔(16)移送液滴的噴嘴連通孔(15)的貯液室基板(4)，在貯液室基板(4)上，在一方的面上接合有噴嘴基板(5)，在另一方的面上接合有空腔基板(3)。
文檔編號B05B1/00GK1757514SQ20051010753
公開日2006年4月12日 申請日期2005年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月6日
發(fā)明者松野靖史, 佐野朗 申請人:精工愛普生株式會社