(57)【要約】【課題】  流路形成基板のクラックの発生を抑制することができる液体噴射ヘッドの製造方法を提供する。【解決手段】  複数の流路形成基板１２が一体的に形成されたウェハー１００の各流路形成基板１２の間に、流路形成基板１２毎に分割するためのブレイクパターン２００を形成する工程と、ウェハー１００と接合基板との間に接着剤を塗布する塗布工程と、塗布工程後にウェハー１００と接合基板とを加熱する加熱工程と、ウェハー１００をブレイクパターン２００に沿って、接合基板が接着された複数の流路形成基板１２に分割する分割工程と、を具備し、ブレイクパターン２００は、流路形成基板１２の長辺端部が他の部分よりも脆弱となるように形成する。【選択図】  図６
2012218187.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を噴射するノズル開口に連通する複数の圧力発生室が設けられた流路形成基板と、前記流路形成基板に接合され前記流路形成基板とは異なる材料からなる接合基板と、を具備する液体噴射ヘッドの製造方法であって、
複数の前記流路形成基板が一体的に形成されたウェハーの各前記流路形成基板の間に、前記流路形成基板毎に分割するためのブレイクパターンを形成する工程と、
前記ウェハーと前記接合基板との間に接着剤を塗布する塗布工程と、
前記塗布工程後に前記ウェハーと前記接合基板とを加熱する加熱工程と、
前記ウェハーを前記ブレイクパターンに沿って、前記接合基板が接着された複数の流路形成基板に分割する分割工程と、を具備し、
前記ブレイクパターンは、前記流路形成基板の長辺端部が他の部分よりも脆弱となるように形成することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の液体噴射ヘッドの製造方法であって、
前記ブレイクパターンは、複数の貫通孔及び該貫通孔間に設けられる接続部から構成され、前記流路形成基板の長辺端部の前記貫通孔の開口面積が他の部分の前記貫通孔の開口面積よりも大きくなるように形成することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の液体噴射ヘッドの製造方法であって、
前記ブレイクパターンは、複数の貫通孔及び該貫通孔間に設けられる接続部から構成され、前記流路形成基板の長辺端部の前記貫通孔の間隔が他の部分の前記貫通孔の間隔よりも狭くなるように形成することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか一項に記載の液体噴射ヘッドの製造方法であって、
前記ブレイクパターンは、複数の貫通孔及び該貫通孔間に設けられる接続部から構成され、前記流路形成基板の角部において長辺端部の前記貫通孔と短辺端部の前記貫通孔とが連続するように形成することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか一項に記載の液体噴射ヘッドの製造方法であって、
前記接合基板が、前記ノズル開口が形成されたノズルプレートであることを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか一項に記載の液体噴射ヘッドの製造方法であって、
前記流路形成基板がシリコン単結晶基板からなり、前記接合基板がステンレス鋼からなることを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノズル開口から液体を噴射する液体噴射ヘッドの製造方法に関し、特に液体としてインクを吐出するインクジェット式記録ヘッドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体噴射ヘッドの代表例としては、液滴としてインク滴を噴射するインクジェット式記録ヘッドが挙げられる。このインクジェット式記録ヘッドの構造としては、例えば、圧力発生室が形成された流路形成基板の一方面側に圧電素子等の圧力発生手段が設けられると共に、流路形成基板の他方面側にノズルが穿設されたノズルプレートが接合されたものが知られている。
【０００３】
ここで、インクジェット式記録ヘッドを構成する流路形成基板は、例えば、シリコンウェハーに複数一体的に形成された後、シリコンウェハーをブレイクパターンに沿って分割することによって形成される（例えば、特許文献１参照）。またこのような方法で流路形成基板を形成する場合、一般的には、ノズルプレート等をウェハーの状態で流路形成基板に接合した後に一つのチップサイズに分割している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２０１０１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、流路形成基板が複数一体的に形成されたシリコンウェハーに、流路形成基板とは異なる材料からなる接合基板、例えば、ノズルプレートを接合した場合、分割する際に流路基板にクラックが生じてしまうことがあった。
【０００６】
なお、このような問題は、インク滴を噴射するインクジェット式記録ヘッドだけでなく、インク滴以外の液滴を噴射する液体噴射ヘッドを製造する際にも同様に生じる虞がある。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑み、流路形成基板のクラックの発生を抑制することができる液体噴射ヘッドの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決する本発明の態様は、液滴を噴射するノズル開口に連通する複数の圧力発生室が設けられた流路形成基板と、前記流路形成基板に接合され前記流路形成基板とは異なる材料からなる接合基板と、を具備する液体噴射ヘッドの製造方法であって、複数の前記流路形成基板が一体的に形成されたウェハーの各前記流路形成基板の間に、前記流路形成基板毎に分割するためのブレイクパターンを形成する工程と、前記ウェハーと前記接合基板との間に接着剤を塗布する塗布工程と、前記塗布工程後に前記ウェハーと前記接合基板とを加熱する加熱工程と、前記ウェハーを前記ブレイクパターンに沿って、前記接合基板が接着された複数の流路形成基板に分割する分割工程と、を具備し、前記ブレイクパターンは、前記流路形成基板の長辺端部が他の部分よりも脆弱となるように形成することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法にある。
かかる態様では、応力が集中しやすい流路形成基板の長辺端部のブレイクパターンを長他の部分よりも脆弱となるように形成することにより、製造工程における流路形成基板のクラックの発生を抑制することができる。
【０００９】
本発明の好適な実施態様としては、前記ブレイクパターンは、複数の貫通孔及び該貫通孔間に設けられる接続部から構成され、前記流路形成基板の長辺端部の前記貫通孔の開口面積が他の部分の前記貫通孔の開口面積よりも大きくなるように形成するものが挙げられる。これによれば、製造工程における流路形成基板のクラックの発生を容易に抑制することができる。
【００１０】
本発明の好適な実施態様としては、前記ブレイクパターンは、複数の貫通孔及び該貫通孔間に設けられる接続部から構成され、前記流路形成基板の長辺端部の前記貫通孔の間隔が他の部分の前記貫通孔の間隔よりも狭くなるように形成するものが挙げられる。これによれば、製造工程における流路形成基板のクラックの発生を容易に抑制することができる。
【００１１】
前記ブレイクパターンは、複数の貫通孔及び該貫通孔間に設けられる接続部から構成され、前記各流路形成基板の角部において長辺端部の前記貫通孔と短辺端部の前記貫通孔とが連続するように形成するのが好ましい。これによれば、より確実に製造工程における流路形成基板のクラックの発生を容易に抑制することができる。
【００１２】
本発明の好適な実施態様としては、前記接合基板が、前記ノズル開口が形成されたノズルプレートであるものが挙げられる。
【００１３】
また、本発明の好適な実施態様としては、前記流路形成基板がシリコン単結晶基板からなり、前記接合基板がステンレス鋼からなるものが挙げられる。本発明によれば、このようにノズルプレートと流路形成基板との線膨張係数が大きく異なる場合でも、製造時の流路形成基板のクラックが発生するのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施形態１に係る記録ヘッドの断面図である。
【図２】実施形態１に係る流路形成基板の平面図である。
【図３】実施形態１に係る記録ヘッドの流路形成基板用ウェハーの平面図である。
【図４】実施形態１に係る記録ヘッドの製造方法を示す断面図である。
【図５】実施形態１に係る記録ヘッドの製造方法を示す断面図である。
【図６】実施形態１に係る記録ヘッドの製造方法を示す平面図である。
【図７】実施形態２に係る記録ヘッドの製造方法を示す平面図である。
【図８】実施形態３に係る記録ヘッドの製造方法を示す平面図である。
【図９】他の実施形態に係る記録ヘッドの流路形成基板用ウェハーの平面図である。
【図１０】一実施形態に係るインクジェット式記録装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態１に係るインクジェット式記録ヘッドの一例を示す断面図である。図２は、流路形成基板の平面図である。
【００１６】
図示するように、本実施形態のインクジェット式記録ヘッド１０は、複数の圧力発生室１１を有する流路形成基板１２と、各圧力発生室１１に連通する複数のノズル開口１３が穿設された接合基板であるノズルプレート１４と、流路形成基板１２のノズルプレート１４とは反対側の面に設けられる振動板１５と、該振動板１５上の各圧力発生室１１に対応する領域に設けられる圧電素子１６とを有する。
【００１７】
流路形成基板１２には、その一方面側の表層部分に、圧力発生室１１が隔壁１７によって区画されてその幅方向で複数並設されている。例えば、本実施形態では、流路形成基板１２には、複数の圧力発生室１１が並設された列が２列設けられている。また、各圧力発生室１１の列の外側には、各圧力発生室１１にインクを供給するためのリザーバー１８が、流路形成基板１２を厚さ方向に貫通して設けられている。そして、各圧力発生室１１とリザーバー１８とは、インク供給路１９を介して連通している。インク供給路１９は、本実施形態では、圧力発生室１１よりも狭い幅で形成されており、リザーバー１８から圧力発生室１１に流入するインクの流路抵抗を一定に保持する役割を果たしている。さらに、圧力発生室１１のリザーバー１８とは反対の端部側には、流路形成基板１２を貫通するノズル連通孔２０が形成されている。なお、このような流路形成基板１２は、本実施形態では、表面が（１１０）面であるシリコン単結晶基板からなり、圧力発生室１１等は、流路形成基板１２を異方性エッチングすることによって形成されている。
【００１８】
流路形成基板１２の一方面側にはノズル開口１３が穿設されたノズルプレート１４が接着剤や熱溶着フィルムを介して接着され、各ノズル開口１３は、流路形成基板１２に設けられたノズル連通孔２０を介して各圧力発生室１１と連通している。また、流路形成基板１２の他方面側、すなわち、圧力発生室１１の開口面側には振動板１５が接合されて、各圧力発生室１１はこの振動板１５によって封止されている。そして、圧力発生室１１内にインク滴を吐出するための圧力を発生する圧力発生手段である圧電素子１６は、この振動板１５上に先端部が当接した状態で固定されている。具体的には、圧電素子１６は、振動に寄与する活性領域と振動に寄与しない不活性領域とから構成され、この活性領域の先端が振動板１５上に当接する。
【００１９】
本実施形態に係る圧電素子１６は、いわゆる縦振動型の圧電素子であり、圧電材料２１と電極形成材料２２及び２３とを縦に交互にサンドイッチ状に挟んで積層され、振動に寄与しない不活性領域が固定基板２４に固着されている。また、本実施形態では、圧電素子１６の運動を阻害しない程度の空間を確保した状態でその空間を密封可能な圧電素子保持部２５を有するヘッドケース２６が振動板１５上に固定されている。そして、圧電素子１６が固定された固定基板２４が、圧電素子１６とは反対側の面でこのヘッドケース２６に固定されている。
【００２０】
ここで、圧電素子１６の先端が当接する振動板１５は、例えば、樹脂フィルム等の弾性部材からなる弾性膜２７と、この弾性膜２７を支持する、例えば、金属材料等からなる支持板２８との複合板で形成されており、弾性膜２７側が流路形成基板１２に接合されている。例えば、本実施形態では、弾性膜２７は、厚さが数μｍ程度のＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）フィルムからなり、支持板２８は、厚さが数十μｍ程度のステンレス鋼板（ＳＵＳ）からなる。また、振動板１５の各圧力発生室１１に対向する領域内には、圧電素子１６の先端部が当接する島部２９が設けられている。すなわち、振動板１５の各圧力発生室１１の周縁部に対向する領域に他の領域よりも厚さの薄い薄肉部３０が形成されて、この薄肉部３０の内側にそれぞれ島部２９が設けられている。例えば、本実施形態では、詳しくは後述するが、振動板１５の島部２９及び薄肉部３０は、支持板２８をエッチングにより除去することによって形成されており、薄肉部３０は実質的に弾性膜２７のみで形成されている。そして、各圧電素子１６は、上述したように、その活性領域の先端がこのような振動板１５の島部２９に当接した状態で固定されている。また、本実施形態では、振動板１５のリザーバー１８に対向する領域に、薄肉部３０と同様に、支持板２８がエッチングにより除去されて実質的に弾性膜のみで構成されるコンプライアンス部３１が設けられている。なお、このコンプライアンス部３１は、リザーバー１８内の圧力変化が生じた時に、このコンプライアンス部３１の弾性膜２７が変形することによって圧力変化を吸収し、リザーバー１８内の圧力を常に一定に保持する役割を果たす。
【００２１】
このようなインクジェット式記録ヘッド１０では、インク滴を吐出する際に、圧電素子１６及び振動板１５の変形によって各圧力発生室１１の容積を変化させて所定のノズル開口１３からインク滴を吐出させるようになっている。具体的には、図示しないインクカートリッジからヘッドケース２６に形成された図示しないインク流路を介してリザーバー１８にインクが供給されると、インク供給路１９を介して各圧力発生室１１にインクが分配される。実際には、圧電素子１６に電圧を印加することにより圧電素子１６を収縮させる。これにより、振動板１５が圧電素子１６と共に変形されて圧力発生室１１の容積が広げられ、圧力発生室１１内にインクが引き込まれる。そして、ノズル開口１３に至るまで内部にインクを満たした後、駆動回路からの記録信号に従い、圧電素子１６の電極形成材料２２及び２３に印加していた電圧を解除する。これにより、圧電素子１６が伸張されて元の状態に戻ると共に振動板１５も変位して元の状態に戻る。結果として圧力発生室１１の容積が収縮して圧力発生室１１内の圧力が高まりノズル開口１３からインク滴が吐出される。
【００２２】
ちなみに、このようなインクジェット式記録ヘッドを構成する流路形成基板１２及び接合基板であるノズルプレート１４は、組立段階においてはウェハーに複数一体的に形成されている。図３（ａ）は、記録ヘッドの流路形成基板用ウェハーの平面図であり、図３（ｂ）は、流路形成基板用ウェハーの要部拡大図である。例えば、流路形成基板１２は、図３（ａ）に示すように、例えば、６インチのシリコンウェハーである流路形成基板用ウェハー１００に複数一体的に形成される。具体的には、後述するように流路形成基板用ウェハー１００を異方性ウェットエッチングすることによって圧力発生室１１、リザーバー１８、インク供給路１９及びノズル連通孔２０が複数形成される。そして、この流路形成基板用ウェハー１００を図中点線で示す切断予定線に沿って分割することによって形成されている。この切断予定線上には、複数の貫通孔２０１が所定間隔で配列されてなるブレイクパターン２００が形成されている。このブレイクパターン２００は、図３（ｂ）に示すように、各貫通孔２０１の間が接続部２０２となっており、各流路形成基板１２の周縁部、すなわち、各流路形成基板１２の長辺及び短辺に形成されている。流路形成基板用ウェハー１００に外力を加えることでこれら接続部２０２に亀裂が入る。これにより流路形成基板用ウェハー１００はブレイクパターン２００に沿って複数の流路形成基板１２に分割されることになる。なお、図３（ｂ）では貫通孔２０１を簡略化して長方形の開口形状で示しているが、この貫通孔２０１は、実際にはシリコンウェハーである流路形成基板用ウェハー１００の結晶面に沿った開口形状に形成されるのが好ましい。例えば、本実施形態では、流路形成基板用ウェハー１００が面方位（１１０）のシリコンウェハーであるため、貫通孔２０１は、（１１０）面に垂直な２つの（１１１）面に沿った開口形状に形成される。
【００２３】
以下、このようなインクジェット式記録ヘッドの製造方法について説明する。
図４及び図５は、圧力発生室１１の長辺に沿った方向の断面図である。また、図６は、ブレイクパターン２００を構成する貫通孔２０１の形成工程を説明する平面図である。
【００２４】
まず、図４（ａ）に示すように、表面が（１１０）面のシリコンウェハーである流路形成基板用ウェハー１００を、例えば、約１１００℃の拡散炉で熱酸化することにより、その表面に二酸化シリコンからなる保護膜１０１を１μｍ程度の厚さで形成する。なお、この保護膜１０１は、後述する工程で流路形成基板用ウェハー１００をエッチングする際に、マスクとして用いられるものである。このため、保護膜１０１は、流路形成基板用ウェハー１００とはエッチングの選択性を有する材料であれば、二酸化シリコン以外の材料で形成されていてもよい。
【００２５】
次に、図４（ｂ）に示すように、流路形成基板用ウェハー１００の表面に形成された保護膜１０１上に所定形状のレジスト膜１０２を形成する。すなわち、流路形成基板１２を貫通して設けられる各リザーバー１８及びノズル連通孔２０が形成される領域に開口１０３を有すると共に、ブレイクパターン２００を構成する貫通孔２０１が形成される領域に開口１０４を有するレジスト膜１０２を保護膜１０１上に形成する。
【００２６】
なお、これら開口１０３、１０４は、流路形成基板用ウェハー１００の両面にそれぞれ形成する。また、レジストは、例えば、ネガレジストをスピンコート法等により塗布して形成し、レジスト膜１０２は、その後、所定のマスクを用いて露光・現像・ベークを行うことにより形成する。勿論、ネガレジストの代わりにポジレジストを用いてもよい。
【００２７】
次に、図４（ｃ）に示すように、このレジスト膜１０２をマスクとして、例えば、フッ酸等により保護膜１０１をハーフエッチングすることにより、リザーバー１８、ノズル連通孔２０が形成される領域に凹部１０５を形成すると共に、ブレイクパターン２００を構成する各貫通孔２０１が形成される領域に凹部１０６を形成する。
【００２８】
次に、レジスト膜１０２を除去した後、図４（ｄ）に示すように、再び、レジストを塗布してレジスト膜１０７を形成する。すなわち、各流路形成基板１２を貫通することなく設けられる圧力発生室１１及びインク供給路１９が形成される領域に開口１０８を有するレジスト膜１０７を形成する。これら圧力発生室１１等は、流路形成基板１２を貫通することなく形成されるため、開口１０８は、流路形成基板用ウェハー１００の一方面側のみに設けられる。
【００２９】
そして、図５（ａ）に示すように、このレジスト膜１０７を介して保護膜１０１をエッ
チングすることによって所定形状に形成する。すなわち、凹部１０５及び凹部１０６が貫
通するまで保護膜１０１をエッチングして、各リザーバー１８及びノズル連通孔２０に対応する領域に開口部１０９を形成すると共に、貫通孔２０１に対応する領域に開口部１１０を形成する。このとき、圧力発生室１１及びインク供給路１９に対応する領域には、凹部１１１が同時に形成される。
【００３０】
次に、図５（ｂ）に示すように、保護膜１０１のノズル連通孔２０に対応する開口部１０９から、流路形成基板用ウェハー１００にレーザー光、例えば、ＹＡＧレーザー等を照射して、先導用の小径の通孔を穿設した後、流路形成基板用ウェハー１００を、例えば、水酸化カリウム（ＫＯＨ）の水溶液に浸漬して異方性エッチングする。これにより、リザーバー１８及びノズル連通孔２０が形成され、また同時に、ブレイクパターン２００を構成する各貫通孔２０１が形成される（ブレイクパターン形成工程）。
【００３１】
ここで、図６を用いて、流路形成基板用ウェハー１００のブレイクパターンについて説明する。図６は、流路形成基板用ウェハー１００の要部拡大図である。
【００３２】
図６に示すように、ブレイクパターン２００は、貫通孔２０１と各貫通孔２０１の間の接続部２０２とで構成される。そして、このブレイクパターン２００は、流路形成基板１２の長辺端部が他の部分よりも脆弱となるように形成されている。すなわち、ブレイクパターン２００は、流路形成基板１２の長辺端部に脆弱部２０５を備えている。具体的には、貫通孔２０１は、流路形成基板１２の長辺端部に設けられる貫通孔２０１Ａと流路形成基板１２の他の部分に設けられる貫通孔２０１Ｂとから構成され、貫通孔２０１Ａの開口面積は貫通孔２０１Ｂの開口面積よりも大きい。貫通孔２０１Ａは、貫通孔２０１Ｂよりも流路形成基板１２の長手方向の長さが長いことにより、開口面積が大きくなっている。
【００３３】
ブレイクパターン２００の脆弱部２０５は、流路形成基板１２の長辺端部に形成されていればよいが、例えば、それぞれ流路形成基板１２の長辺の１０％〜２５％に形成すればよい。
【００３４】
また、ブレイクパターン２００の接続部２０２は、流路形成基板１２と比較して厚さが薄くなるように形成してもよい。接続部２０２の厚さを薄く形成することにより、より容易にブレイクパターン２００に沿って流路形成基板用ウェハー１００を複数の流路形成基板１２に分割することができるようになる。
【００３５】
図５に戻って、上述した形状の貫通孔２０１等を形成した後は、図５（ｃ）に示すように、圧力発生室１１及びインク供給路１９に対応する領域の凹部１１１が貫通するまで保護膜１０１をエッチングして、各圧力発生室１１及びインク供給路１９に対応する領域に開口部１１２を形成する。そして、このような保護膜１０１の開口部１１２を介して流路形成基板用ウェハー１００をハーフエッチングすることにより、図５（ｄ）に示すように、圧力発生室１１及びインク供給路１９を形成する。なお、これら圧力発生室１１及びインク供給路１９の深さは、エッチング時間により適宜調整する。これにより、流路形成基板用ウェハー１００には、複数の流路形成基板が一体的に形成される。
【００３６】
次いで、流路形成基板用ウェハー１００表面の保護膜１０１を、例えば、フッ酸（ＨＦ）等のエッチング液を用いて除去してから、流路形成基板用ウェハー１００の圧力発生室１１開口面とは反対側にノズルプレート１４を、例えば、接着剤によって接着する。具体的には、流路形成基板用ウェハー１００とノズルプレート１４とを、未硬化状態の熱硬化型接着剤、例えば、エポキシ系接着剤等を介して塗布する（塗布工程）。そして、流路形成基板用ウェハー１００とノズルプレート１４とをオーブン等により加熱することにより、流路形成基板用ウェハー１００とノズルプレート１４との間に挟まれた未硬化状態の接着剤を加熱硬化させることにより、流路形成基板用ウェハー１００とノズルプレート１４とを接着する（加熱工程）。
【００３７】
ここで、接着剤を硬化させる際の加熱により、流路形成基板用ウェハー１００とノズルプレート１４との線膨張係数の違いに起因して、流路形成基板用ウェハー１００には変形（反り）が生じ、この流路形成基板用ウェハー１００の変形に伴う応力がかかる。特に、流路形成基板用ウェハー１００とノズルプレート１４との線膨張係数が大きく異なる場合、例えば、本実施形態のように、流路形成基板用ウェハー１００がシリコン単結晶基板からなり、ノズルプレートがステンレス鋼（ＳＵＳ）からなる場合、加熱による膨張や冷却による収縮時に大きな応力が発生する。そして、この応力によって、ブレイクパターン２００に沿って割れずに、流路形成基板１２にクラックが発生する虞がある。流路形成基板用ウェハー１００に設けられるブレイクパターン２００の剛性が高い場合には、特にクラックが発生しやすい。
【００３８】
流路形成基板用ウェハー１００及びノズルプレート１４は、加熱に伴い、広がる方向に変形（膨張）しようとする。このとき、流路形成基板用ウェハー１００及びノズルプレート１４は線膨張係数が異なるが、接着剤が硬化することで流路形成基板用ウェハー１００とノズルプレート１４とが固定されてしまう。このため、膨張率の違いにより流路形成基板用ウェハー１００及びノズルプレート１４に変形（反り）が生じ、各流路形成基板１２の角部、すなわち、上下左右の隅部には応力（負荷）がかかる。流路形成基板１２の長さが長いほど変形量（反り量）が大きくなり、特に、各流路形成基板１２の長辺は、この線膨張係数の違いにより発生する応力の影響を受け易い。このため、各流路形成基板１２の長辺端部にはクラックが生じやすい。
【００３９】
また、接着工程後にオーブン等から取り出すことによる温度低下により、流路形成基板用ウェハー１００及びノズルプレート１４がそれぞれ異なる収縮率で収縮しようとする。このときも同様に、接着剤により固定されていることにより、流路形成基板用ウェハー１００に応力がかかる。この場合も同様に、各流路形成基板１２の長辺は、この線膨張係数の違いにより発生する応力の影響を受け易い。このため、各流路形成基板１２の長辺端部にはクラックが生じやすい。
【００４０】
しかしながら、本実施形態では、ブレイクパターン２００は、流路形成基板１２の長辺端部に脆弱部２０５を有する、すなわち、各流路形成基板１２の長辺端部が他の部分よりも脆弱となるように形成されている。この脆弱部２０５（貫通孔２０１Ａ）によって応力が緩和されることで、クラックが生じるのを抑制することができる。
【００４１】
また、各流路形成基板１２の長辺端部に大きな応力がかかった場合には、ブレイクパターン２００の流路形成基板１２の長辺端部が割れるように設計されている。すなわち、加熱に起因して流路形成基板１２に大きな応力が発生した場合、長辺端部がブレイクパターン２００に沿って割れるようになっている。これにより、インクジェット式記録ヘッドを製造する際の流路形成基板１２のクラックの発生を抑制することができる。また、ブレイクパターン２００の他の部分は、従来のブレイクパターンの構成と同程度の脆弱性が維持されていることにより、流路形成基板１２の長辺端部がブレイクパターン２００に沿って割れたとしても、各流路形成基板１２が離間してしまうことがない。
【００４２】
そして、流路形成基板用ウェハー１００とノズルプレート１４との接着後は、各圧力発生室１１に対応する領域に設けられる圧電素子１６を備えた振動板１５を、流路形成基板１２のノズルプレート１４とは反対側の面に、例えば、エポキシ系の接着剤等からなる接着層を介して接合する。なお、圧電素子１６等の製造方法は、公知の技術であるため詳しい説明は省略する。そして、ヘッドケース２６が複数一体的に形成されるヘッドケース用ウェハーを、流路形成基板用ウェハー１００の上方、具体的には、振動板１５上に、例えば、エポキシ系の接着剤等からなる接着層を介して接合する。
【００４３】
次に、図示しないが、外周縁部の不要部分を、例えば、ダイシング等により切断することによって除去する。そして、この流路形成基板用ウェハー１００に、例えば、エキスパンドリング等を用いて外力を加えることにより、ブレイクパターン２００に沿って流路形成基板用ウェハー１００が分割されて、複数の流路形成基板１２が形成される。すなわち、ブレイクパターン２００を構成する各貫通孔２０１間の接続部２０２に確実に亀裂を発生させて、流路形成基板用ウェハー１００を複数の流路形成基板１２に分割することができる。
【００４４】
本実施形態では、流路形成基板用ウェハー１００における各流路形成基板１２の長辺端部は応力が集中しやすいが、ブレイクパターン２００の各流路形成基板１２の長辺端部が他の部分よりも脆弱となるように形成されている。また、各流路形成基板１２の長辺端部に大きな応力がかかった場合には、割れるように設計されている。したがって、インクジェット式記録ヘッドを製造する際の流路形成基板１２のクラックの発生を抑制することができる。
【００４５】
また、接着剤の硬化時だけでなく、他の要因によるものであっても、ブレイクパターン２００の流路形成基板１２の長辺端部が脆弱となるように形成されていることにより、流路形成基板１２の長辺端部のクラックの発生を抑制することができる。
【００４６】
したがって、インクジェット式記録ヘッドを製造する際の流路形成基板１２のクラックの発生を抑制することができ、歩留まりを向上することができ、コストの削減をすることができる。
【００４７】
（実施形態２）
図７は、実施形態２に係る製造方法を示す図であり、流路形成基板用ウェハーの一部を拡大した平面図である。なお、同一部材には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００４８】
本実施形態では、実施形態１とは異なる形状のブレイクパターンを形成する以外は、実施形態１で説明した製造方法によって製造される。本実施形態のブレイクパターンの形状について図７を用いて説明する。
【００４９】
ブレイクパターン２１０は、貫通孔２１１と各貫通孔２１１の間の接続部２１２とで構成される。そして、このブレイクパターン２１０は、流路形成基板１２の長辺端部が他の部分よりも脆弱となるように形成されている。すなわち、ブレイクパターン２１０は、流路形成基板１２の長辺端部に脆弱部２１５を備えている。具体的には、接続部２１２は、流路形成基板１２の長辺端部の接続部２１２Ａと他の部分の接続部２１２Ｂとから構成され、接続部２１２Ａは、接続部２１２Ｂよりも長手方向の長さが短い。すなわち、ブレイクパターン２１０は、流路形成基板１２の長辺端部における貫通孔２１１の間隔が他の部分の貫通孔２１１の間隔よりも狭くなるように形成されている。
【００５０】
このようなブレイクパターン２１０を構成した場合、脆弱部２１５によって応力が緩和されることで、クラックが生じるのを抑制することができる。また、流路形成基板１２の長辺端部に大きな応力がかかった場合には、ブレイクパターン２１０に沿って割れるように設計されている。これにより、インクジェット式記録ヘッドを製造する際の流路形成基板１２のクラックの発生を抑制することができる。そして、ブレイクパターン２１０の他の部分は、従来のブレイクパターンの構成と同程度の脆弱性が維持されていることにより、流路形成基板１２の長辺端部がブレイクパターンに沿って割れたとしても、各流路形成基板１２が離間することがない。
【００５１】
したがって、インクジェット式記録ヘッドを製造する際の流路形成基板１２のクラックの発生を抑制することができ、歩留まりを向上することができ、コストの削減をすることができる。
【００５２】
（実施形態３）
図８は、実施形態３に係る製造方法を示す図であり、流路形成基板用ウェハーの一部を拡大した平面図である。なお、同一部材には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００５３】
本実施形態では、ブレイクパターンの形状を変更した以外は、実施形態１で説明した製造方法によって製造される。本実施形態のブレイクパターンの形状について図８を用いて説明する。
【００５４】
図８に示すように、ブレイクパターン２２０は、貫通孔２２１と各貫通孔２２１の間の接続部２２２とで構成される。そして、このブレイクパターン２２０は、流路形成基板１２の長辺端部が他の部分よりも脆弱となるように形成されている。すなわち、ブレイクパターン２２０は、流路形成基板１２の長辺端部に脆弱部２２５を備えている。具体的には、貫通孔２２１は、流路形成基板１２の長辺端部側に設けられる貫通孔２２１Ａと、流路形成基板１２の他の部分に設けられる貫通孔２２１Ｂとがあり、貫通孔２２１Ａの開口面積は貫通孔２２１Ｂの開口面積よりも大きい。
【００５５】
さらに、ブレイクパターン２２０は、流路形成基板１２の角部において、流路形成基板１２の長辺端部の貫通孔と流路形成基板１２の短辺端部の貫通孔とが連続して、十字状の貫通孔２２３を形成している。かかる貫通孔２２３を形成することにより、流路形成基板１２の角部へかかる応力に起因するクラックの発生をより確実に抑制することができる。
【００５６】
このようなブレイクパターン２２０を構成した場合、脆弱部２２５（貫通孔２２３）によって応力が緩和されることで、クラックが生じるのを抑制することができる。また、流路形成基板１２の長辺端部に大きな応力がかかった場合には、ブレイクパターン２２０に沿って割れるように設計されている。これにより、インクジェット式記録ヘッドを製造する際の流路形成基板１２のクラックの発生を抑制することができる。そして、ブレイクパターン２２０の他の部分は、従来のブレイクパターンの構成と同程度の脆弱性が維持されていることにより、流路形成基板１２の長辺端部がブレイクパターンに沿って割れたとしても、各流路形成基板１２が離間することがない。
【００５７】
以下、実施例を示し、本発明をさらに具体的に説明する。なお、本発明は以下の実施例
に限定されるものではない。
【００５８】
（実施例１）
実施形態３と同様の方法により、インクジェット式記録ヘッドを製造した。
【００５９】
（比較例１）
ブレイクパターン２２０の貫通孔２２１をすべて貫通孔２２１Ｂからなるものとした以外は実施例１と同様にして、インクジェット式記録ヘッドを製造した。
【００６０】
実施例１及び比較例１のインクジェット式記録ヘッドを１万個作製し、流路形成基板１２のクラックの発生による不良率を求めた。結果を表１に示す。
【００６１】
【表１】
2012218187.tif 000003
【００６２】
表１に示すように、実施例１では不良率が０％であり、製造工程における流路形成基板のクラックの発生を確実に防止できることが確認された。
【００６３】
（他の実施形態）
以上、本発明の実施形態１〜３について説明したが、本発明の基本的構成は上述したものに限定されるものではない。例えば、実施形態１では、ブレイクパターン２００の流路形成基板１２の長辺端部には、貫通孔２０１Ｂよりも開口面積が大きい貫通孔２０１Ａを１つ設けたものを図示したが、勿論、貫通孔２０１Ｂよりも開口面積が大きい貫通孔２０１Ａを流路形成基板１２の長辺端部側に複数設けるようにしてもよい。同様に、実施形態２では、ブレイクパターン２１０の流路形成基板１２の長辺端部には、接続部２１２Ｂよりも長さが短い接続部２１２Ａを３つ設けるようにしたが、これに限定されず、１つ以上設けるようにすればよい。
【００６４】
また、上述した実施形態では、ブレイクパターンは、流路形成基板の長辺端部が他の部分よりも脆弱となるように形成したが、さらに、流路形成基板の短辺端部が他の部分よりも脆弱となるように形成してもよい。
【００６５】
上述した実施形態では、流路形成基板１２として、結晶面方位が（１１０）面のシリコン単結晶基板を例示したが、特にこれに限定されず、例えば、結晶面方位が（１００）面のシリコン単結晶基板を用いるようにしてもよく、また、ＳＯＩ基板、ガラス等の材料を用いるようにしてもよい。また、上述した実施形態では、接合基板としてノズルプレートを例に挙げて説明したが、接合基板は流路形成基板とは異なる材料からなるものであればよく、これに限定されるものではない。
【００６６】
また、図９に示すように、流路形成基板用ウェハー１００Ａに各流路形成基板１２が千鳥状に配置された場合も同様に、ブレイクパターン２００Ａは、流路形成基板１２の長辺端部が他の部分よりも脆弱な脆弱部２０５Ａを備えるように形成すればよい。このとき、一の流路形成基板１２の長辺中央部に、他の流路形成基板１２の長辺端部が位置する場合は、ブレイクパターン２００Ａは、一の流路形成基板１２において、長辺端部及び長辺中央部において他の部分よりも脆弱となる。すなわち、ブレイクパターン２００Ａは、一の流路形成基板１２において、長辺端部だけではなく、長辺中央部に他の部分と比較して脆弱な部分が存在することになるが、いずれにしても、ブレイクパターン２００Ａは、少なくとも流路形成基板１２の長辺端部が他の部分よりも脆弱となるように形成されていればよい。
【００６７】
また、ブレイクパターンは、流路形成基板１２の長辺端部が他の部分よりも脆弱となるように形成すればよく、例えば、流路形成基板１２の長辺端部の接続部を他の部分よりも厚さを薄くすることにより、脆弱部としてもよい。
【００６８】
本発明の液体噴射ヘッドの製造方法は、流路形成基板が複数一体的に形成されたウェハーと、流路形成基板とは異なる材料からなる接合基板との間に接着剤を塗布する塗布工程と、塗布工程後にウェハーと接合基板とを加熱する加熱工程と、を備える液体噴射ヘッドの製造方法すべてに適用することができる。例えば、上述した実施形態では、熱硬化型接着剤を塗布し、加熱により熱硬化型接着剤を硬化させたが、熱硬化型接着剤以外の接着剤を塗布した後、接着剤を硬化させる以外の理由によりウェハーと接合基板とを加熱するものにも適用することができる。すなわち、接着工程の後に加熱工程を行うものにも適用することができる。また、接合基板は、流路形成基板とは異なる材料からなるものであればよく、ノズルプレート１４以外のものであってもよい。
【００６９】
上述した実施形態では、いわゆる縦振動型の圧電素子を有するインクジェット式記録ヘッドを例示したが、勿論、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、成膜及びリソグラフィ法を応用して製造される薄膜型の圧電素子、あるいは、グリーンシートを貼付する等の方法により形成される厚膜型の圧電素子等を有するインクジェット式記録ヘッドにも本発明を採用することができる。
【００７０】
また、これら各実施形態のインクジェット式記録ヘッドは、インクカートリッジ等と連通するインク流路を具備する記録ヘッドユニットの一部を構成して、インクジェット式記録装置に搭載される。図１０は、そのインクジェット式記録装置の一例を示す概略図である。
【００７１】
図１０に示すように、インクジェット式記録ヘッドを有する記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂは、インク供給手段を構成するカートリッジ２Ａ及び２Ｂが着脱可能に設けられ、この記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂを搭載したキャリッジ３は、装置本体４に取り付けられたキャリッジ軸５に軸方向移動自在に設けられている。この記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂは、例えば、それぞれブラックインク組成物及びカラーインク組成物を吐出するものとしている。
【００７２】
そして、駆動モーター６の駆動力が図示しない複数の歯車およびタイミングベルト７を介してキャリッジ３に伝達されることで、記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂを搭載したキャリッジ３はキャリッジ軸５に沿って移動される。一方、装置本体４にはキャリッジ軸５に沿ってプラテン８が設けられており、図示しない給紙ローラーなどにより給紙された紙等の記録媒体である記録シートＳがプラテン８に巻き掛けられて搬送されるようになっている。
【００７３】
また、上述したインクジェット式記録装置ＩＩでは、インクジェット式記録ヘッドＩ（ヘッドユニット１Ａ、１Ｂ）がキャリッジ３に搭載されて主走査方向に移動するものを例示したが、特にこれに限定されず、例えば、インクジェット式記録ヘッドＩが固定されて、紙等の記録シートＳを副走査方向に移動させるだけで印刷を行う、所謂ライン式記録装置にも本発明を適用することができる。
【００７４】
なお、上記実施の形態においては、液体噴射ヘッドの一例としてインクジェット式記録ヘッドを、また液体噴射装置の一例としてインクジェット式記録装置を挙げて説明したが、本発明は、広く液体噴射ヘッド及び液体噴射装置全般を対象としたものであり、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドや液体噴射装置にも勿論適用することができる。その他の液体噴射ヘッドとしては、例えば、プリンター等の画像記録装置に用いられる各種の記録ヘッド、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレイ、ＦＥＤ（電界放出ディスプレイ）等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオｃｈｉｐ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等が挙げられ、かかる液体噴射ヘッドを備えた液体噴射装置にも適用できる。
【符号の説明】
【００７５】
１１  圧力発生室、  １２  流路形成基板、  １３  ノズル開口、  １４  ノズルプレート、  １５  振動板、  １６  圧電素子、  １８  リザーバー、  １９  インク供給路、  ２０  ノズル連通孔、  ２１  圧電材料、  ２２，２３  電極形成材料、  ２４  固定基板、  １００  流路形成基板用ウェハー、  ２００  ブレイクパターン、  ２０１  貫通孔、  ２０２  接続部、  ２０５  脆弱部
【図１】
2012218187.tif 000004
【図２】
2012218187.tif 000005
【図３】
2012218187.tif 000006
【図４】
2012218187.tif 000007
【図５】
2012218187.tif 000008
【図６】
2012218187.tif 000009
【図７】
2012218187.tif 000010
【図８】
2012218187.tif 000011
【図９】
2012218187.tif 000012
【図１０】
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