(57)【要約】【課題】インクジェットヘッドの切断面を精度良く形成でき、且つ切断コストの低いインクジェットヘッドの製造方法を提供する。【解決手段】接合前の電極基板１１単体において、基板表裏面に感光性ドライフィルム５５を貼り付け、フォトリソグラフィの手法を用いて、基板裏面５０ａ側に切断経路（分離溝パターン５１）を、切断ブレード幅より大きい幅で形成し、その後、切断ブレード先端磨耗量より大きく、次工程の組み立てに必要な切断面高さを考慮した深さの分離溝５２を、サンドブラスト加工にて形成する。感光性ドライフィルム５５を剥離後、キャビティープレート１２とノズルプレート１３を接合して得られた複合基板４の両面に、粘着シート１ａ、１ｂを貼り付け、ノズルプレート１３を上面にし、切断ブレード５の端面ストレート部が常に分離溝上面５２ａより下方に位置し、且つ切断ブレード先端５ａが分離溝下面５２ｂより上方に位置するように調整しながら、切断する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のノズルが形成された第１の基板と、前記第１の基板の下方にインク室と該インク室の底壁に形成された振動板を備えた第２の基板と、前記第２の基板の下方に、前記振動板に静電気力を与えて変形させるための電極を備えた第３の基板が積層された基板を切断し、個々のインクジェットヘッドに分離するインクジェットヘッドの製造方法において、
第３の基板単体の状態で、基板接合面とは反対の面にサンドブラスト加工にて分離溝形状を形成することを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項２】
請求項１において、前記分離溝の溝幅は、切断ブレード幅より大きいことを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項３】
請求項１及び請求項２において、前記分離溝の溝深さは、切断ブレード磨耗量より大きいことを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板上に複数個のインクジェットヘッドを形成した後、基板を切断して個々のインクジェットヘッドに分離するインクジェットヘッドの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェットプリンタに用いられるインクジェットヘッドには、インク滴を外部に吐出する複数のインクノズルと、これらのインクノズルに連通したインク供給路とが半導体基板上に作り込まれたものが提案されている。近年インクジェットヘッドに対しては、高精細文字を印字可能にするために、より精密でより微細な加工が要求されている。このために、様々なインクジェットヘッドの製造方法が開発されている。例えば、リザーバー、キャビティ等のインク供給路、振動板が形成されたシリコン単結晶製の流路基板と、インク供給路を覆う蓋基板と、振動板を静電気力によって撓ませるための電極が形成されたガラス製の電極基板を個々に形成し、これら３枚の基板を接合し、積層して静電駆動方式のインクジェットヘッドを製造する方法が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
このような構造を採用することにより、ノズル、インク供給路、電極といった個々のインクジェットヘッドのパターンをそれぞれの基板に形成した後に、各基板を接合し、接合基板を切断して個々のインクジェットヘッドに分離するという多数個取りの製造方法が採用でき、インクジェットヘッドを安価に製造できる（例えば、文献２参照。）。
【０００４】
また、インク供給路を覆う蓋基板にノズルを形成し、蓋基板自体をノズルプレートとして用いる場合、特許文献２に開示された方法よりも基板状態のノズルプレートを流路基板に接合した後、個々のインクジェットヘッドに分離する方が精度上望ましい。
【０００５】
【特許文献１】
特開平５−５０６０１号公報（第１−１１頁）
【特許文献２】
特許特開平９−３００６３０号公報（第１−１１頁）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このようなノズルプレートを備えたインクジェットヘッドを製造するにあたり、以下の点に解決すべき課題があった。
【０００７】
切断ブレードにて、高硬度材料の積層基板と積層基板表裏の粘着シートを切断すると、切断ブレード磨耗が早く、刃先のメンテナンス（ツルーイング）頻度が増え、生産効率が低くなってしまうという課題があった。また、高価な切断ブレード１枚あたりの生産数量が減少し、コストアップに繋がってしまうという課題があった。更に、刃先メンテナンス頻度を減らすと切断ブレード刃先形状に沿った切り残しが発生し、切断面の直角度を得ることができず、次工程での切断面度当たり位置決めができなくなってしまうという課題があった。
【０００８】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、切断コストを下げ、インクジェットヘッドを高精度に加工するインクジェットヘッドの製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明のインクジェットヘッドの製造方法は、複数のノズルが形成された第１の基板と、前記第１の基板の下方にインク室と該インク室の底壁に形成された振動板を備えた第２の基板と、前記第２の基板の下方に、前記振動板に静電気力を与えて変形させるための電極を備えた第３の基板が積層された基板を切断し、個々のインクジェットヘッドに分離するインクジェットヘッドの製造方法において、第３の基板を接合前にサンドブラスト加工によって、基板接合面とは反対の面に分離溝形状を形成することを特徴とする。
【００１０】
また、前記分離溝の溝幅は、切断ブレード幅より大きいことを特徴とする。
【００１１】
更に、前記分離溝の溝深さは、切断ブレード磨耗量より大きいことを特徴とする。
【００１２】
前記分離溝が形成された第３の基板を第２の基板に接合し、更に第１の基板に接合し、第１の基板と第３の基板に粘着シートを貼り付け、第１の基板を表面にし切断ブレードにて切断する。この際、第３の基板に貼り付けた粘着シートまで切り込まずに、切断ブレードの端面ストレート部が常に分離溝上面より下方に位置し、且つ切断ブレード先端が第３の基板に貼り付けた粘着シートより上方に位置するように調整することにより、切断面の直角度を得ることができ、且つ切断ブレード磨耗が大幅に軽減されるため、刃先のメンテナンス（ツルーイング）頻度を廃止または大幅に軽減することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
（本発明に適用されるインクジェットヘッドの一例）
図３は、本発明を適用したインクジェットヘッドの分解斜視図である。また、図４は組み立てられたインクジェットヘッドの断面構成図である。
【００１４】
これらの図に示すように、インクジェットヘッド１００は、インク液滴を基板の上面に設けたインクノズルから吐出させるフェイスインクジェットタイプであり、静電駆動方式のものである。インクジェットヘッド１００は、キャビティープレート１２（第２の基板）を挟み、上方にノズルプレート１３（第１の基板）、下方に電極基板１１（第３の基板）がそれぞれ積層された３層構造となっている。
【００１５】
キャビティープレート１２は、シリコン基板であり、プレートの表面には底壁が振動板１０５として機能するインク室１０６を構成することになる凹部１０７と、凹部１０７の後部に設けられたインク供給口１０８を形成することになる細溝１０９と、各々のインク室１０６にインクを供給するためのインクリザーバ１１０を構成することになる凹部１１１とがエッチングによって形成されている。このキャビティープレート１２の下面は鏡面研磨によって平滑化されている。
【００１６】
このキャビティープレート１２の上側に接合されるノズルプレート１３は、シリコン基板であり、インク室１０６の上面を規定している部分に各インク室１０６に連通する複数のインクノズル１２１が形成されている。
【００１７】
このノズルプレート１３をキャビティープレート１２に接合することにより、前記凹部１０７、１１１、及び細溝１０９が塞がれて、インク室１０６、インク供給口１０８、インクリザーバ１１０のそれぞれが区画形成される。
【００１８】
なお、インクリザーバ１１０の底面を規定する部分には、インクリザーバ１１０にインクを供給するための孔１１２ａが設けられており、基板接合後、後述する電極基板１１に設けられた孔１１２ｂと共にインク供給孔１１２を形成する。インク供給孔１１２には、不図示の接続チューブを介して不図示のインクタンクに接続される。
【００１９】
キャビティープレート１２の下側に接合される電極基板１１は、厚さ１ｍｍ程度のホウ珪酸ガラス基板である。この電極基板１１において、各々の振動板１０５に対向する部分には振動室（隙間）１１５を形成することになる凹部１１６が形成されている。この凹部１１６の底面には、振動板１０５に対向する個別電極１１７が形成されている。個別電極１１７は、ＩＴＯからなるセグメント電極部１１８と端子部１１９を有している。
【００２０】
この電極基板１１をキャビティープレート１２に接合することにより、各インク室１０６の底面を規定している振動板１０５と個別電極１１７のセグメント電極部１１８は、非常に狭い隙間を隔てて対向する。この隙間１１５はキャビティープレート１２と電極基板１１の間に配置した封止材１２０により封止される。
【００２１】
振動板１０５は薄肉とされており、面外方向、すなわち、図４において上下方向に弾性変形可能となっている。この振動板１０５は、各インク室側の共通電極として機能する。隙間１１５を挟み、振動板１０５と対応する各セグメント電極部１１８とによって、対向電極が形成されている。
【００２２】
このように構成したインクジェットヘッド１００においては、駆動電圧が対向電極間に印加されると、対向電極間に充電された電荷によるクーロン力が発生し、振動板１０５はセグメント電極部１１８側へ撓み、インク室１０５の容積が拡大する。次に駆動電圧を解除して対向電極間の電荷を放電すると、振動板１０５はその弾性復帰力によって復帰し、インク室１０６の容積が急激に収縮する。この時に発生する内圧変動により、インク室１０６に貯蔵されたインクの一部が、インク室１０６に連通しているインクノズル１２１から吐出する。
【００２３】
後述するように、一つのインクジェットヘッド１００を形成するための前述した各要素は、各基板１１，１２，１３に複数セット形成されており、接合した基板を切断することにより、多数のインクジェットヘッドを得ることができる。個々のインクジェットヘッド１００に分離した際、形成される切断面２０は、プリンタへの取り付け工程での基準面としても用いられる。
【００２４】
（本発明の製造方法）
以下、本発明の製造方法実施例を図面に基づいて説明する。
【００２５】
図１（ａ）は、振動室１１５が形成された基板表面５０ｂと基板裏面５０ａの電極基板１１単体での断面を表しており、電極基板１１としてφ４インチ、厚み１．０ｍｍのホウ珪酸ガラス基板を用いた。次に電極基板１１の両面に膜厚１００μｍの感光性ドライフィルム５５をラミネーターにより、空気を巻き込まないように注意してラミネートすると図１（ｂ）の状態となる。
【００２６】
電極基板１１の基板裏面５０ａでのパターン形成は、フォトリソグラフィの手法を用いて行う。図１（ｃ）は、基板表面５０ｂに形成された凹部１１６または個別電極１１７を基準としてアライメントし、切断ブレードによる切断経路（分離溝パターン５１）を形成したものである。切断工程にて使用される切断ブレード幅は、０．３ｍｍであるため、形成された分離溝パターン５１の幅は、切断ブレード幅よりも大きい０．５ｍｍとした。パターン形成工程は、フォトマスクを介して露光量１００〜２００ｍｍＪの平行光で露光を行った後、アルカリ溶液にて現像する工程からなる。
【００２７】
次にサンドブラストによる加工を行う。サンドブラスト加工とは硬質微粒子を被加工物に吹き付け、吹き付け時のエネルギーで被加工物を削り取っていく加工方法である。図１（ｄ）は、基板裏面５０ａ面にサンドブラスト加工によって分離溝５２を形成したものである。分離溝深さに関しては、切断ブレード先端磨耗量より大きく、次工程の組み立てに必要な切断面高さを考慮し、０．５ｍｍになるように、圧力、加工時間等を設定する。
【００２８】
次に電極基板１１をアルカリ系の剥離液にて剥離することにより、図１（ｅ）及び図２に示すような、分離溝５２が形成された電極基板１１を得ることができる。
【００２９】
上述した電極基板１１とキャビティープレート１２とノズルプレート１３を接合して得られた複合基板４の両面に、粘着シート１ａ、１ｂを貼り付けた状態が図１（ｆ）である。粘着シート１ａ、１ｂは、紫外線硬化型シートあるいは熱硬化型シートであってもよく、厚さ１００μｍ程度である。
【００３０】
図１（ｇ）は、複合基板４を刃先部分にダイヤモンド、ＣＢＮ等の砥粒が固着された厚さ０．３ｍｍの切断ブレード５を用いて、ノズルプレート１３に設けられた切断用マークを基準にして、ノズルプレート１３側より切断している状態の断面を表している。この際、電極基板１１に貼り付けた粘着シート１ｂまで切り込まずに、切断ブレード５の端面ストレート部が常に分離溝上面５２ａより下方に位置し、且つ切断ブレード先端５ａが分離溝下面５２ｂより上方に位置するように調整する。これにより、切断面２０ａの直角度を得ることができ、且つ切断ブレード磨耗が大幅に軽減されるため、刃先のメンテナンス（ツルーイング）頻度を廃止または大幅に軽減することができる。
【００３１】
次に粘着シート１ａ，１ｂの剥離を行い、個々のインクジェットヘッドに分離する。
【００３２】
【発明の効果】
本発明のインクジェットヘッドの製造方法により、基板の切断面の精度を確保するために頻繁に行われていた刃先のメンテナンス（ツルーイング）の頻度を廃止または大幅に軽減することができ、且つ切断ブレードの寿命を延ばすことができるため、基板の切断面の精度を確保した状態で、生産効率を上げ、切断コストを下げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の説明図である。
【図２】分離溝を形成した基板上面図である。
【図３】本発明が適用されるインクジェットヘッドの一例を示す分解斜視図である。
【図４】図３のインクジェットヘッドの組み立て状態を示す断面構成図である。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ      粘着シート
４              複合基板
５              切断ブレード
５ａ            切断ブレード先端
１１            第３の基板（電極基板）
１２            第２の基板（キャビティープレート）
１３            第１の基板（ノズルプレート）
２０，２０ａ    切断面
５０ａ          基板裏面
５０ｂ          基板表面
５１            分離溝パターン
５２            分離溝
５２ａ          分離溝上面
５２ｂ          分離溝下面
５５            感光性ドライフィルム
１００          インクジェットヘッド
１０５          振動板
１０６          インク室
１０８          インク供給口
１１５          振動室（隙間）
１１７          個別電極
１２１          インクノズル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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