(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクが導入されるインク導入口が貫通形成され、吐き出されるインクが満たされる圧力チャンバがその底面に形成された上部基板と、
前記インク導入口と連結されて流入されたインクが貯蔵されるタンクがその上面に形成され、前記圧力チャンバの一端部に対応する位置にダンパーが貫通形成された中間基板と、
前記ダンパーと対応する位置にインクを吐き出すためのノズルが貫通形成された下部基板と、
前記上部基板上に一体形成されて前記圧力チャンバにインクの吐出のための駆動力を提供する圧電アクチュエータと、
を備え、
前記中間基板において該中間基板の上面から垂直方向に前記タンクに沿って該タンクと同じ深さで延長形成され、前記圧力チャンバの他端部と前記タンクとを連結するリストリクタが形成され、
前記下部基板、中間基板及び上部基板は順次に積層されて相互接合され、前記３枚の基板は全て単結晶シリコン基板からなり、
前記リストリクタは、
前記中間基板の上面に対して平行な水平面における断面形状が、前記タンクと離隔し該タンクの長手方向に対して平行な長手方向を有するように形成された第１部位と、一端が前記第１部位の長手方向の中央と連結し他端が前記タンクと連結するように延長形成された第２部位と、を含む”Ｔ”字状であり、
延長形成された垂直方向における前記”Ｔ”字状の断面形状を有する前記中間基板の上面の端部で、前記圧力チャンバの他端部と連結することを特徴とする圧電方式のインクジェットプリントヘッド。
【請求項２】
前記上部基板の前記圧力チャンバの上部壁をなす部位は前記圧電アクチュエータの駆動により撓み変形される振動板としての役割を行うことを特徴とする請求項１に記載の圧電方式のインクジェットプリントヘッド。
【請求項３】
前記上部基板は、第１シリコン基板と、中間酸化膜と、第２シリコン基板とが順次に積層された構造を有するＳＯＩウェーハよりなり、
前記第１シリコン基板に前記圧力チャンバが形成され、
前記第２シリコン基板が前記振動板としての役割を行うことを特徴とする請求項２に記載の圧電方式のインクジェットプリントヘッド。
【請求項４】
前記圧力チャンバは、前記タンクの両側に２列に配されたことを特徴とする請求項１に記載の圧電方式のインクジェットプリントヘッド。
【請求項５】
前記タンクを左右に分離させるために前記タンクの内部にはその長手方向に隔壁が形成されたことを特徴とする請求項４に記載の圧電方式のインクジェットプリントヘッド。
【請求項６】
前記上部基板と前記圧電アクチュエータとの間にはシリコン酸化膜が形成されたことを特徴とする請求項１に記載の圧電方式のインクジェットプリントヘッド。
【請求項７】
前記シリコン酸化膜は、前記上部基板と前記圧電アクチュエータ間の物質拡散及び熱的ストレスを抑制する機能を有することを特徴とする請求項６に記載の圧電方式のインクジェットプリントヘッド。
【請求項８】
前記圧電アクチュエータは、
前記上部基板上に形成される下部電極と、
前記下部電極上に前記圧力チャンバの上部に位置するように形成される圧電膜と、
前記圧電膜上に形成されて前記圧電膜に電圧を印加するための上部電極と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の圧電方式のインクジェットプリントヘッド。
【請求項９】
前記下部電極は、Ｔｉ層とＰｔ層とが順次に積層された２層構造を有することを特徴とする請求項８に記載の圧電方式のインクジェットプリントヘッド。
【請求項１０】
前記Ｔｉ層及びＰｔ層は、
前記圧電アクチュエータの共通電極としての機能と、
前記上部基板と前記圧電膜間の相互拡散を防止する拡散防止膜としての機能と、
を有することを特徴とする請求項９に記載の圧電方式のインクジェットプリントヘッド。
【請求項１１】
前記ノズルは、
前記下部基板の下部分に形成されるオリフィスと、
前記下部基板の上部に形成されて前記ダンパーと前記オリフィスとを連結するインク誘導部と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の圧電方式のインクジェットプリントヘッド。
【請求項１２】
前記インク誘導部は、前記ダンパーから前記オリフィス側に行くほどその断面積が徐々に減少することを特徴とする請求項１１に記載の圧電方式のインクジェットプリントヘッド。
【請求項１３】
前記インク誘導部は、四角錘状を有することを特徴とする請求項１２に記載の圧電方式のインクジェットプリントヘッド。
【請求項１４】
単結晶シリコン基板よりなる上部基板、中間基板及び下部基板を用意する段階と、
用意された前記上部基板、中間基板及び下部基板各々を微細加工してインク流路を形成する段階と、
前記インク流路が形成された前記下部基板、中間基板及び上部基板を積層して接合させる段階と、
前記上部基板上にインクの吐出しのための駆動力を提供する圧電アクチュエータを形成する段階と、
を備え、
前記流路形成段階は、
前記上部基板の底面に吐き出されるインクが満たされる圧力チャンバとインクが導入されるインク導入口とを形成する段階と、
前記中間基板の上面に、前記圧力チャンバの一端と連結されるリストリクタを形成する段階と、
前記中間基板に前記圧力チャンバの他端と連結されるダンパーを貫通形成する段階と、
前記中間基板の上面にその一端が前記インク導入口に連結され、その側面が前記リストリクタに連結されるタンクを形成する段階と、
前記下部基板に前記ダンパーに連結されるノズルを貫通形成する段階と、
を含み、
前記リストリクタ形成段階では、前記リストリクタを、
前記中間基板において該中間基板の上面から垂直方向に前記タンクに沿って該タンクと同じ深さで延長形成され、
前記中間基板の上面に対して平行な水平面における断面形状が、前記タンクと離隔し該タンクの長手方向に対して平行な長手方向を有するように形成された第１部位と、一端が前記第１部位の長手方向の中央と連結し他端が前記タンクと連結するように延長形成された第２部位と、を含む”Ｔ”字状であり、
延長形成された垂直方向における前記”Ｔ”字状の断面形状を有する前記中間基板の上面の端部で、前記圧力チャンバの他端部と連結するように、形成することを特徴とする圧電方式のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項１５】
前記インク流路形成段階前に、前記３枚の基板各々に前記接合段階での整列基準として用いられるベースマークを形成する段階をさらに備えることを特徴とする請求項１４に記載の圧電方式のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項１６】
前記ベースマーク形成段階は、前記上部基板の少なくとも底面縁部と、前記中間基板及び下部基板それぞれの上面と底面縁部とを所定深さにエッチングすることによって前記ベースマークを形成することを特徴とする請求項１５に記載の圧電方式のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項１７】
前記ベースマークはエッチング液としてＴＭＡＨまたはＫＯＨを使用する湿式エッチングにより形成されることを特徴とする請求項１６に記載の圧電方式のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項１８】
前記圧力チャンバとインク導入口を形成する段階は、前記上部基板の底面を所定深さに乾式エッチングして前記圧力チャンバと前記インク導入口とを同時に形成することを特徴とする請求項１４に記載の圧電方式のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項１９】
前記圧力チャンバとインク導入口とを形成する段階において、前記上部基板として第１シリコン基板と、中間酸化膜と、第２シリコン基板とが順次に積層された構造を有するＳＯＩウェーハを使用し、前記中間酸化膜をエッチング停止層として前記第１シリコン基板をエッチングすることによって前記圧力チャンバとインク導入口とを形成することを特徴とする請求項１８に記載の圧電方式のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項２０】
前記圧力チャンバとインク導入口とを形成した後、ＴＭＡＨを使用して前記上部基板の全表面を洗浄することを特徴とする請求項１８に記載の圧電方式のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項２１】
前記上部基板の底面に所定深さに形成された前記インク導入口は前記圧電アクチュエータ形成段階後に貫通されることを特徴とする請求項１８に記載の圧電方式のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項２２】
前記リストリクタ形成段階は、前記上部基板の底面を乾式エッチングしたり、エッチング液としてＴＭＡＨまたはＫＯＨを使用して湿式エッチングすることによって前記リストリクタを形成することを特徴とする請求項１４に記載の圧電方式のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項２３】
前記リストリクタ形成段階は、前記中間基板の上面を乾式エッチングしたり、エッチング液としてＴＭＡＨまたはＫＯＨを使用して湿式エッチングすることによって前記リストリクタを形成することを特徴とする請求項１４に記載の圧電方式のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項２４】
前記リストリクタ形成段階は、前記上部基板の底面と前記中間基板の上面とを各々乾式エッチングしたり、エッチング液としてＴＭＡＨまたはＫＯＨを使用して湿式エッチングすることによって、前記上部基板の底面に前記リストリクタの一部を形成して前記中間基板の上面に前記リストリクタの残りの部分を形成することを特徴とする請求項１４に記載の圧電方式のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項２５】
前記リストリクタ形成段階は、前記中間基板の上面をＩＣＰによる乾式エッチングにより所定深さにエッチングすることによって前記”Ｔ”字状の断面を有する前記リストリクタを形成することを特徴とする請求項１４に記載の圧電方式のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項２６】
前記リストリクタ形成段階と前記タンク形成段階とは同時に行われることを特徴とする請求項２５に記載の圧電方式のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項２７】
前記ダンパー形成段階は、
前記中間基板の上面に前記圧力チャンバの他端部と連結される所定深さのホールを形成する段階と、
前記ホールを貫通させて前記圧力チャンバの他端に連結されるダンパーを形成する段階と、よりなることを特徴とする請求項１４に記載の圧電方式のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項２８】
前記ホール形成段階は、サンドブラストにより行われ、前記ホール貫通段階はＩＣＰによる乾式エッチングにより行われることを特徴とする請求項２７に記載の圧電方式のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項２９】
前記サンドブラストの前に、前記中間基板の他の部位を保護するための保護膜としてドライフィルム状のフォトレジストを前記中間基板上にラミネーション方法により塗布することを特徴とする請求項２８に記載の圧電方式のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項３０】
前記ホール形成段階及び前記ホール貫通段階は、ＩＣＰによる乾式エッチングにより行われることを特徴とする請求項２７に記載の圧電方式のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項３１】
前記ホール貫通段階は、前記タンク形成段階と同時に行われることを特徴とする請求項２７に記載の圧電方式のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項３２】
前記タンク形成段階は、前記中間基板の上面を所定深さに乾式エッチングすることによって前記タンクを形成することを特徴とする請求項１４に記載の圧電方式のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項３３】
前記タンク形成段階において、前記タンクを左右に分離させるために前記タンクの内部にその長手方向に隔壁を形成することを特徴とする請求項３２に記載の圧電方式のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項３４】
前記タンクは、ＩＣＰによる乾式エッチングにより形成されることを特徴とする請求項３２に記載の圧電方式のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項３５】
前記ノズル形成段階は、
前記下部基板の上面を所定深さにエッチングして前記ダンパーと連結されるインク誘導部を形成する段階と、
前記下部基板の底面をエッチングして前記インク誘導部と連結されるオリフィスを形成する段階と、
を含むことを特徴とする請求項１４に記載の圧電方式のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項３６】
前記インク誘導部形成段階において、前記下部基板として（１００）方向の結晶面を有するシリコン基板を使用して前記下部基板を異方性湿式エッチングすることによって、その側面が傾いた四角錘状の前記インク誘導部を形成することを特徴とする請求項３５に記載の圧電方式のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項３７】
前記接合段階において、前記３枚の基板の積層はマスク整列装置によって行われることを特徴とする請求項１４に記載の圧電方式のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項３８】
前記接合段階において、前記３枚の基板間の接合はＳＤＢ方法によって行われることを特徴とする請求項１４に記載の圧電方式のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項３９】
前記接合段階において、前記３枚の基板間の接合性を向上させるために前記上部基板の少なくとも底面と前記下部基板の少なくとも上面にはシリコン酸化膜が形成されている状態で前記３枚の基板が接合されることを特徴とする請求項３８に記載の圧電方式のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項４０】
前記圧電アクチュエータ形成段階前に、前記上部基板上にシリコン酸化膜を形成する段階をさらに備えることを特徴とする請求項１４に記載の圧電方式のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項４１】
前記圧電アクチュエータ形成段階は、
前記上部基板上にＴｉとＰｔ層とを順次に積層して下部電極を形成する段階と、
前記下部電極上に圧電膜を形成する段階と、前記圧電膜上に上部電極を形成する段階と、
を含むことを特徴とする請求項１４に記載の圧電方式のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項４２】
前記圧電膜形成段階は、前記圧力チャンバに対応する位置の前記下部電極上にペースト状態の圧電材料を塗布した後、これを焼結させることによって前記圧電膜を形成することを特徴とする請求項４１に記載の圧電方式のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項４３】
前記圧電材料の塗布はスクリーンプリントにより行われることを特徴とする請求項４２に記載の圧電方式のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項４４】
前記圧電材料の中に前記３枚の基板に形成された前記インク流路の内側壁面に酸化膜を形成させることを特徴とする請求項４２に記載の圧電方式のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項４５】
前記圧電アクチュエータ形成段階は、
前記上部電極の形成段階後、接合された状態の前記３枚の基板をチップ単位で切断するダイシング段階と、
前記圧電アクチュエータの圧電膜に電界を加えて圧電特性を生じるポーリング段階と、
をさらに含むことを特徴とする請求項４１に記載の圧電方式のインクジェットプリン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】
本発明はインクジェットプリントヘッドに係り、特に微細加工技術を用いてシリコン基板上に具現される圧電方式のインクジェットプリントヘッド及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般にインクジェットプリントヘッドは、印刷用インクの微小な液滴を記録用紙上の所望の位置に吐出して所定色相の画像として印刷する装置である。このようなインクジェットプリンタのインク吐出方式としては、熱源を用いてインクにバブルを生じ、この力でインクを吐き出す電気−熱変換方式（ｅｌｅｃｔｒｏ−ｔｈｅｒｍａｌ ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ、バブルゼット方式）と、圧電体を用いて圧電体の変形により生じるインクの体積変化によりインクを吐き出す電気−機械変換方式（ｅｌｅｃｔｒｏ−ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ、圧電方式）とがある。
【０００３】
前記圧電方式のインクジェットプリントヘッドの一般的な構成は、図１に示されている。図１を参照すれば、流路形成板１の内部にはインク流路をなすタンク２、リストリクタ３、インクチャンバ４、及びノズル５が形成されており、流路形成板１の上部には圧電アクチュエータ６が備えられている。タンク２はインクコンテナ（図示せず）から流入されたインクを貯蔵する所であり、リストリクタ３はタンク２からインクチャンバ４にインクが流入される通路である。インクチャンバ４は吐き出されるインクが満たされる所であって、圧電アクチュエータ６の駆動によりその体積が変化することによって、インクの吐出しまたは流入のための圧力変化を生成することになる。このようなインクチャンバ４はその機能によって圧力チャンバとも呼ばれる。
【０００４】
流路形成板１は、主にセラミック材、金属材または合成樹脂材の多数の薄板を各々切削加工して前記インク流路の部分を形成した後、これら多数の薄板を積層することでなされる。そして、圧電アクチュエータ６は、インクチャンバ４の上側に備えられ、圧電薄板と、この圧電薄板に電圧を印加するための電極とが積層された形態である。これにより、流路形成板１のインクチャンバ４の上部壁をなす部位は、圧電アクチュエータ６により変形される振動板１ａの役割を行う。
【０００５】
このような構成を有する従来の圧電方式のインクジェットプリントヘッドの作動を説明すれば、圧電アクチュエータ６の駆動により振動板１ａが変形されれば、インクチャンバ４の体積が減少され、これによるインクチャンバ４内の圧力変化により、インクチャンバ４内のインクはノズル５を通じて外部に吐き出される。次いで、圧電アクチュエータ６の駆動により振動板１ａが元の形に復元されれば、インクチャンバ４の体積が増加し、これによる圧力変化によりタンク２に貯蔵されているインクがリストリクタ３を通じてインクチャンバ４内に流入される。
【０００６】
このような圧電方式のインクジェットプリントヘッドの具体的な例として、図２には米国特許ＵＳ５，８５６，８３７号に開示された従来の圧電方式のインクジェットプリントヘッドが示されている。そして、図３は図２に示された圧力チャンバの長手方向に切断した従来のプリントヘッドの部分断面図であり、図４は図３に示されたＡ−Ａ’線の断面図である。
【０００７】
図２ないし図４を共に参照すれば、従来の圧電方式のインクジェットプリントヘッドは多数の薄いプレート１１〜１６を積層して接合することでなされる。すなわち、プリントヘッドの底部にはインクを吐き出すためのノズル１１ａが形成された第１プレート１１が配され、その上にタンク１２ａとインク排出口１２ｂとが形成されている第２プレート１２が積層され、またその上にはインク流入口１３ａとインク排出口１３ｂとが形成されている第３プレート１３が積層される。そして、第３プレート１３にはインクコンテナ（図示せず）からタンク１２ａにインクを導入するためのインク導入口１７が備えられている。第３プレート１３上にはインク流入口１４ａとインク排出口１４ｂとが形成されている第４プレート６が積層され、その上には両端部が各々インク流入口１４ａとインク排出口１４ｂとに連通された圧力チャンバ１５ａが形成されている第５プレート１５が積層される。前記インク流入口１３ａ、１４ａはタンク１２ａから圧力チャンバ１５ａにインクが流れ込む通路の役割を行い、インク排出口１２ｂ、１３ｂ、１４ｂは圧力チャンバ１５ａからノズル１１ａ側にインクが排出される通路の役割を行う。第５プレート１５上には圧力チャンバ１５ａの上部を閉鎖する第６プレート１６が積層され、その上には圧電アクチュエータとして駆動電極２０と圧電膜２１とが形成されている。したがって、第６プレート１６は圧電アクチュエータにより振動する振動板としての機能を行い、その撓み変形によりその下の圧力チャンバ１５ａの体積を変化させる。
【０００８】
前記第１、第２及び第３プレート１１、１２、１３は一般的に金属薄板をエッチングまたはプレス加工することで成形され、前記第４、第５及び第６プレート１４、１５、１６は一般的に薄板状のセラミック材を切削加工することで成形される。一方、タンク１２ａが形成された第２プレート１２は薄いプラスチック材やフィルム状の接着剤を射出モールディングやプレス加工で成形でき、またはペースト状の接着剤をスクリーンプリントにより成形しうる。そして、第６プレート１６上に形成される圧電膜２１は圧電性を有するペースト状のセラミック材を塗布した後、焼結することで成形される。
【０００９】
前述したように図２に示された従来の圧電方式のインクゼットプリントヘッドを製造するためには、多数の金属プレートとセラミックプレート各々を多様な加工方法により別途に加工した後、これらを積層して所定の接着剤により相互接合させる工程を経ることになる。ところが、従来のプリントヘッドでは、これを構成するプレートの数が比較的多く、これによりプレートを整列させる工程が多くなって整列誤差も共に大きくなる短所がある。整列誤差が生じれば、インク流路を通じたインクの流れが円滑でなく、これはプリントヘッドのインク吐き出す性能を低下させる。特に、解像度の向上のためにプリントヘッドを高密度に製作する最近の趨勢に応じて前記整列工程での精度向上はさらに要求され、これは製品コストの上昇に繋がる。
【００１０】
そして、プリントヘッドをなす多数のプレートが相異なる材料として相異なる方法により製造されるので、その製造工程の複雑性と異種材料間の接合による難点は製品収率を低下させることになる。また、多数のプレートが製造過程で正確に整列されて接合されたとしても、使用中に周囲温度の変化によって異種材料間の熱膨張係数の差による整列誤差または変形が生じうる問題点もある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は前記問題点を解決するために創出されたものであって、特に正確な整列と接合特性の向上及びその製造工程の単純化のために３枚の単結晶シリコン基板上にその構成要素を微細加工技術により集積させた圧電方式のインクジェットプリントヘッド及びその製造方法を提供するところにその目的がある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記技術的な課題を達成するために本発明は、インクが導入されるインク導入口が貫通形成され、吐き出されるインクが満たされる圧力チャンバがその底面に形成された上部基板と、前記インク導入口と連結されて流入されたインクが貯蔵されるタンクがその上面に形成され、前記圧力チャンバの一端部に対応する位置にダンパーが貫通形成された中間基板と、前記ダンパーと対応する位置にインクを吐き出すためのノズルが貫通形成された下部基板と、前記上部基板上に一体形成されて前記圧力チャンバにインクの吐出のための駆動力を提供する圧電アクチュエータと、を備え、前記上部基板の底面と前記中間基板の上面のうち少なくとも一面には前記圧力チャンバの他端部と前記タンクとを連結するリストリクタが形成され、前記下部基板、中間基板及び上部基板は順次に積層されて相互接合され、前記３枚の基板は全て単結晶シリコン基板よりなることを特徴とする圧電方式のインクジェットプリントヘッドを提供する。
【００１３】
本発明の望ましい実施例において、前記上部基板の前記圧力チャンバの上部壁をなす部位は前記圧電アクチュエータの駆動により撓み変形される振動板としての役割を行う。ここで、前記上部基板は、第１シリコン基板と、中間酸化膜と、第２シリコン基板とが順次に積層された構造を有するＳＯＩウェーハよりなり、前記第１シリコン基板に前記圧力チャンバが形成され、前記第２シリコン基板が前記振動板としての役割を行わせることが望ましい。そして、前記圧力チャンバは、前記タンクの両側に２列に配列でき、この場合、前記タンクを左右に分離させるために前記タンクの内部にはその長手方向に隔壁が形成されたことが望ましい。また、前記上部基板と前記圧電アクチュエータとの間にはシリコン酸化膜が形成されうる。ここで、前記シリコン酸化膜は、望ましくは、前記上部基板と前記圧電アクチュエータ間の物質拡散と熱的ストレスを抑制する機能を有することが望ましい。そして、前記圧電アクチュエータは、前記上部基板上に形成される下部電極と、前記下部電極上に前記圧力チャンバの上部に位置するように形成される圧電膜と、前記圧電膜上に形成されて前記圧電膜に電圧を印加するための上部電極と、を含むことが望ましい。ここで、前記下部電極は、Ｔｉ層とＰｔ層とが順次に積層された２層構造を有し、望ましくは、前記圧電アクチュエータの共通電極としての機能と、前記上部基板と前記圧電膜間の相互拡散を防止する拡散防止膜としての機能を有する。そして、前記ノズルは、前記下部基板の下部分に形成されるオリフィスと、前記下部基板の上部に形成されて前記ダンパーと前記オリフィスとを連結するインク誘導部と、を含むことが望ましい。ここで、前記インク誘導部は、前記ダンパーから前記オリフィス側に行くほどその断面積が徐々に減少する四角錘状を有することが望ましい。そして、前記リストリクタは、長方形の断面を有しうる。また、前記リストリクタは、水平方向に”Ｔ”字状の断面を有し、前記中間基板の上面の前記タンクに対する端部から垂直方向に前記タンクの深さと同じ深さで形成され、前記”Ｔ”字状における一端部が前記タンクと連結し、前記”Ｔ”字状の断面形状で前記圧力チャンバの他端部と連結しうる。
【００１４】
そして、本発明は前記構造のプリントヘッドの製造方法を提供する。
【００１５】
本発明の製造方法は、単結晶シリコン基板よりなる上部基板、中間基板及び下部基板を用意する段階と、用意された前記上部基板、中間基板及び下部基板各々を微細加工してインク流路を形成する段階と、前記インク流路が形成された前記下部基板、中間基板及び上部基板を順次に積層して接合させる段階と、前記上部基板上にインクの吐出しのための駆動力を提供する圧電アクチュエータを形成する段階と、を備えることを特徴とする。
【００１６】
そして、前記インク流路形成段階前に、前記３枚の基板各々に前記接合段階での整列基準として用いられるベースマークを形成する段階をさらに備えられ、前記圧電アクチュエータ形成段階前に、前記上部基板上にシリコン酸化膜を形成する段階がさらに備えられる。
【００１７】
前記流路形成段階は、前記上部基板の底面に吐き出されるインクが満たされる圧力チャンバとインクが導入されるインク導入口を形成する段階と、前記上部基板の底面と前記中間基板の上面のうち少なくとも一面に前記圧力チャンバの一端と連結されるリストリクタを形成する段階と、前記中間基板に前記圧力チャンバの他端と連結されるダンパーを貫通形成する段階と、前記中間基板の上面にその一端が前記インク導入口に連結され、その側面が前記リストリクタに連結されるタンクを形成する段階と、前記下部基板に前記ダンパーに連結されるノズルを貫通形成する段階と、を含むことが望ましい。
【００１８】
前記圧力チャンバとインク導入口とを形成する段階において、前記上部基板として第１シリコン基板と、中間酸化膜と、第２シリコン基板とが順次に積層された構造を有するＳＯＩウェーハを使用し、前記中間酸化膜をエッチング停止層として前記第１シリコン基板をエッチングすることによって前記圧力チャンバとインク導入口とを形成することが望ましい。
【００１９】
前記リストリクタ形成段階において、前記リストリクタは、前記上部基板の底面または前記中間基板の上面を乾式または湿式エッチングすることで形成されうる。一方、前記リストリクタは前記上部基板の底面にその一部を形成し、前記中間基板の上面にその残りの部分を形成することでなされうる。
【００２０】
そして、リストリクタ形成段階において、前記リストリクタは、前記中間基板の上面をＩＣＰによる乾式エッチングにより所定深さにエッチングすることによって”Ｔ”字状の断面を有するようにしうる。
この場合、前記リストリクタ形成段階と前記タンク形成段階とは同時に行われる。
【００２１】
前記ダンパー形成段階は、前記中間基板の上面に前記圧力チャンバの他端部と連結される所定深さのホールを形成する段階と、前記ホールを貫通させて前記圧力チャンバの他端に連結されるダンパーを形成する段階よりなることが望ましい。
ここで、前記ホール形成段階は、サンドブラストまたはＩＣＰによる乾式エッチングにより行われ、前記ホール貫通段階は、ＩＣＰによる乾式エッチングにより行われうる。また、前記ホール貫通段階は、前記タンク形成段階と同時に行われることが望ましい。
【００２２】
前記タンク形成段階は、前記中間基板の上面を所定深さに乾式エッチングすることによって前記タンクを形成することが望ましい。
【００２３】
前記ノズル形成段階は、前記下部基板の上面を所定深さだけエッチングして前記ダンパーと連結されるインク誘導部を形成する段階と、前記下部基板の底面をエッチングして前記インク誘導部と連結されるオリフィスを形成する段階と、を含むことが望ましい。
ここで、前記下部基板として（１００）方向の結晶面を有するシリコン基板を使用して前記下部基板を異方性湿式エッチングすることによって、その側面が傾いた四角錘状の前記インク誘導部を形成することが望ましい。
【００２４】
前記接合段階において、前記３枚の基板の積層はマスク整列装置によって行われることが望ましく、前記３枚の基板間の接合はＳＤＢ方法によって行われることが望ましい。そして、前記３枚の基板間の接合性を向上させるために前記上部基板の少なくとも底面と前記下部基板の少なくとも上面にはシリコン酸化膜が形成されていることが望ましい。
【００２５】
前記圧電アクチュエータ形成段階は、前記上部基板上にＴｉとＰｔ層とを順次に積層して下部電極を形成する段階と、前記下部電極上に圧電膜を形成する段階と、前記圧電膜上に上部電極を形成する段階と、を含むことが望ましく、前記上部電極の形成段階後、接合された状態の前記３枚の基板をチップ単位で切断するダイシング段階と、前記圧電アクチュエータの圧電膜に電界を加えて圧電特性を生じるポーリング段階と、をさらに含みうる。
【００２６】
前記圧電膜形成段階において、前記圧力チャンバに対応する位置の前記下部電極上にペースト状態の圧電材を塗布した後、これを焼結させることによって前記圧電膜を形成でき、前記圧電材料の塗布はスクリーンプリントにより行われうる。そして、前記圧電材料の焼結中に、前記３枚の基板に形成された前記インク流路の内側壁面に酸化膜を形成させることが望ましい。前記焼結工程は、前記ダイシング工程前／後に行われうる。
【００２７】
そして、本発明は、インクコンテナから流入されたインクが貯蔵されるタンクと、吐き出されるインクが満たされる圧力チャンバと、前記タンクと前記圧力チャンバとを連結するリストリクタと、前記圧力チャンバよりインクを吐き出すためのノズルと、前記圧力チャンバにインクの吐出のための駆動力を提供する圧電アクチュエータと、を備え、前記リストリクタは”Ｔ”字状の断面を有し、垂直方向に長く形成されることを特徴とする圧電方式のインクジェットプリントヘッドを提供する。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面に基づき、本発明の望ましい実施例を詳細に説明する。図面において同じ参照符号は同じ構成要素を示し、図面上で各構成要素の大きさは説明の明瞭性及び便宜上、誇張されうる。また、ある層が基板や他の層上に存在すると説明される時、その層は基板や他の層に直接接しつつその上に存在してもよく、その間に第３の層が存在してもよい。
【００２９】
図５は、本発明の望ましい実施例に係る圧電方式のインクジェットプリントヘッドを部分切断して示す分解斜視図であり、図６Ａは図５に示された圧力チャンバの長手方向に切断した本発明に係るプリントヘッドの組立て状態の部分断面図であり、図６Ｂは、図６Ａに表示されたＢ−Ｂ’線の拡大断面図である。
【００３０】
図５、図６Ａ及び図６Ｂを共に参照すれば、本発明に係る圧電方式のインクジェットプリントヘッドは３枚の基板１００、２００、３００を積層して接合することでなされる。そして、３枚の基板１００、２００、３００各々にはインク流路をなす構成要素が形成され、上部基板１００上にはインクを吐出すための駆動力を発生させる圧電アクチュエータ１９０が備えられる。特に、３枚の基板１００、２００、３００は全て単結晶シリコンウェーハよりなっている。これにより、フォトリソグラフィーやエッチングのような微細加工技術を用いて３枚の基板１００、２００、３００各々にインク流路を形成する構成要素をさらに微細なサイズに精度よく容易に形成しうる。
【００３１】
前述したインク流路は、インクコンテナ（図示せず）からインクが導入されるインク導入口１１０と、インク導入口１１０を通じて流入されたインクが貯蔵されるタンク２１０と、タンク２１０から圧力チャンバ１２０にインクを供給するためのリストリクタ２２０と、吐き出されるインクが満たされ、インクを吐き出すための圧力変化を発生させる圧力チャンバ１２０と、インクが吐き出されるノズル３１０とよりなる。そして、圧力チャンバ１２０とノズル３１０間には圧電アクチュエータ１９０により圧力チャンバ１２０で発生されたエネルギーをノズル３１０側に集中させ、急激な圧力変化を緩衝するためのダンパー２３０が形成されうる。このようなインク流路を形成する構成要素は前述したように３枚の基板１００、２００、３００に分けられて配される。
【００３２】
まず、上部基板１００の底面には所定深さの圧力チャンバ１２０が形成され、その一側には貫通されたインク導入口１１０が形成される。圧力チャンバ１２０はインクの流れ方向にさらに長い直六面体状になっており、中間基板２００に形成されるタンク２１０の両側に２列に配列されている。しかし、圧力チャンバ１２０はタンク２１０の一側に１列だけで配列されうる。
【００３３】
上部基板１００は集積回路の製造に広く用いられる単結晶シリコンウェーハよりなり、特にＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ−Ｏｎ−Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）ウェーハよりなることが望ましい。ＳＯＩウェーハは一般的に第１シリコン基板１０１と、第１シリコン基板１０１上に形成された中間酸化膜１０２と、中間酸化膜１０２上に接着される第２シリコン基板１０３の積層構造である。第１シリコン基板１０１はシリコン単結晶よりなり、略数十ないし数百μｍ程度の厚さを有しており、中間酸化膜１０２は第１シリコン基板１０１の表面を酸化させることによって形成でき、その厚さは略数百オングストローム〜２μｍ程度である。第２シリコン基板１０３もシリコン単結晶よりなり、その厚さは略数μｍないし数十μｍ程度である。このように上部基板１００としてＳＯＩウェーハを使用する理由は圧力チャンバ１２０の高さを正確に調節できるからである。すなわち、ＳＯＩウェーハの中間層をなす中間酸化膜１０２がエッチング停止層の役割を行うので、第１シリコン基板１０１の厚さが決まれば、圧力チャンバ１２０の高さも共に決まる。また、圧力チャンバ１２０の上部壁をなす第２シリコン基板１０３は圧電アクチュエータ１９０により撓み変形されることによって圧力チャンバ１２０の体積を変化させる振動板の役割を行うが、この振動板の厚さも第２シリコン基板１０３の厚さにより決まる。これについては後述する。
【００３４】
上部基板１００上には圧電アクチュエータ１９０が一体形成される。そして、上部基板１００と圧電アクチュエータ１９０間にはシリコン酸化膜１８０が形成される。シリコン酸化膜１８０は絶縁膜としての機能だけでなく、上部基板１００と圧電アクチュエータ１９０間の物質拡散を抑制して熱的ストレスを調節する機能も有する。圧電アクチュエータ１９０は共通電極の役割を行う下部電極１９１、１９２と、電圧の印加によって変形される圧電膜１９３と、駆動電極の役割を行う上部電極１９４とを備える。下部電極１９１、１９２は前記シリコン酸化膜１８０の全面に形成され、Ｔｉ層１９１とＰｔ層１９２の２枚の金属薄膜層よりなることが望ましい。このようなＴｉ／Ｐｔ層１９１、１９２は共通電極の役割を行うだけでなく、その上に形成される圧電膜１９３とその下の上部基板１００間の相互拡散（ｉｎｔｅｒ−ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ）を防止する拡散防止層の役割も行う。圧電膜１９３は下部電極１９１、１９２上に形成され、圧力チャンバ１２０の上部に位置するように配置される。圧電膜１９３は電圧の印加により変形され、その変形により圧力チャンバ１２０の上部壁をなす上部基板１００の第２シリコン基板１０３、すなわち振動板を撓み変形させる役割を行う。上部電極１９４は圧電膜１９３上に形成され、圧電膜１９３に電圧を印加する駆動電極の役割を行う。
【００３５】
中間基板２００の上面には、前記インク導入口１１０と連結するタンク２１０とが所定深さに長く形成され、またタンク２１０と圧力チャンバ１２０の一端を連結するリストリクタ２２０がさらに浅く形成される。そして、中間基板２００には圧力チャンバ１２０の他端に対応する位置に垂直に貫通されたダンパー２３０が形成される。ダンパー２３０の断面形状は円形または多角形よりなりうる。前述したように圧力チャンバ１２０がタンク２１０の両側に２列に配列される場合には、タンク２１０の内部にその長手方向に隔壁２１５を形成してタンク２１０を左右に分離させる。これは、インクの円滑な流れとタンク２１０の両側に位置した圧力チャンバ１２０間のクロストークとを防止するのに望ましい。リストリクタ２２０はタンク２１０から圧力チャンバ１２０にインクを供給する通路の役割を行うだけでなく、インクが吐き出される時、圧力チャンバ１２０からタンク１２０側にインクが逆流することを抑制する役割も行う。このようなインクの逆流を抑制するためにリストリクタ２２０は、圧力チャンバ１２０にインクの量を適正に供給できる範囲内でその断面積が圧力チャンバ１２０とダンパー２３０との断面積より非常に小さく形成される。
【００３６】
以上、リストリクタ２２０が中間基板２００の上面に形成されるものと図示及び説明された。しかし、リストリクタ２２０は、上部基板１００の底面に形成でき（図示せず）、また上部基板１００の底面にその一部が形成され、中間基板２００の上面にその残りの部分が形成されうる。リストリクタ２２０が上部基板１００と中間基板２００とに分けられて形成された場合には、上部基板１００と中間基板２００とを接合することで完全な大きさのリストリクタ２２０がなされる。
【００３７】
下部基板３００にはダンパー２３０と対応する位置に貫通されたノズル３１０が形成される。ノズル３１０は下部基板３００の下部に形成され、インクが吐き出されるオリフィス３１２と、下部基板３００の上部に形成されてダンパー２３０とオリフィス３１２とを連結し、ダンパー２３０からオリフィス３１２側にインクを加圧誘導するインク誘導部３１１よりなっている。オリフィス３１１は一定の直径を有する垂直ホールの形状になっており、インク誘導部３１１はダンパー２３０からオリフィス３１２側に行くほどその断面積が徐々に減少する四角錘状になっている。一方、インク誘導部３１１は四角錘状でなくても、円錘状などの形状にもなりうる。しかし、後述するように単結晶シリコンウェーハよりなる下部基板３００には四角錘状のインク誘導部３１１を形成することが容易である。
【００３８】
このように形成された３枚の基板１００、２００、３００は前述したように積層されて相互接合されることによって、本発明に係る圧電方式のインクジェットプリントヘッドをなす。そして、３枚の基板１００、２００、３００内には、インク導入口１１０、タンク２１０、リストリクタ２２０、圧力チャンバ１２０、ダンパー２３０及びノズル３１０が順次に連結されてなるインク流路が形成される。
【００３９】
このような構成を有する本発明に係る圧電方式のインクジェットプリントヘッドの作動を説明すれば次の通りである。インクコンテナ（図示せず）からインク導入口１１０を通じてタンク２１０内に流入されたインクはリストリクタ２２０を通じて圧力チャンバ１２０内に供給される。圧力チャンバ１２０内にインクが満たされた状態で、圧電アクチュエータ１９０の上部電極１９４を通じて圧電膜１９３に電圧が印加されれば、圧電膜１９３は変形され、これにより振動板の役割を行う上部基板１００の第２シリコン基板１０３は下方に撓む。第２シリコン基板１０３の撓み変形により圧力チャンバ１２０の体積が減少され、これに係る圧力チャンバ４内の圧力上昇により圧力チャンバ１２０内のインクはダンパー２３０を経てノズル３１０を通じて外部に吐き出される。この際、圧力チャンバ１２０内の上昇圧力はリストリクタ２２０よりはるかに広い断面積を有するダンパー２３０側に集中され、圧力チャンバ１２０内のインクはほとんどダンパー２３０側に排出され、リストリクタ２２０を通じてタンク２１０側に逆流されることは抑制される。ダンパー２３０を通じてノズル２３０に到達されたインクはインク誘導部３１１で加圧されてオリフィス３１２を通じて外部に吐き出される。
【００４０】
次いで、圧電アクチュエータ１９０の圧電膜１９３に印加された電圧が遮断されれば圧電膜１９３は復元され、これにより振動板の役割を行う第２シリコン基板１０３が復元されつつ圧力チャンバ１２０の体積が増加することになる。これに係る圧力チャンバ１２０内の圧力減少によりタンク２１０に貯蔵されているインクがリストリクタ２２０を通じて圧力チャンバ１２０内に流入されて圧力チャンバ１２０は再びインクで充満される。
【００４１】
一方、図７には”Ｔ”字状のリストリクタを有する本発明の他の実施例に係るインクジェットプリントヘッドが示されている。ここで、図５と同じ参照符号は同じ構成要素を示す。
【００４２】
示されたように、本実施例はリストリクタ２２０’を除いては図５に示された実施例と同一である。したがって、同じ構成要素に関する説明は略して違いについてのみ説明する。
【００４３】
図７を参照すれば、タンク２１０から圧力チャンバ１２０にインクを供給するためのリストリクタ２２０’は”Ｔ”字状の断面を有し、中間基板２００の上面から垂直方向に深く形成される。リストリクタ２２０’の深さはタンク２１０の深さと同じか若干浅くなりうる。このように、前記リストリクタ２２０’は図５に示されたリストリクタ２２０に比べて非常に深いので、その全体体積も図５に示されたリストリクタ２２０の体積より非常に大きくなる。したがって、圧力チャンバ１２０とリストリクタ２２０’間の体積変化が減る。このような形状のリストリクタ２２０’によれば、タンク２１０から圧力チャンバ１２０に供給されるインクの流動抵抗が減少され、リストリクタ２２０’を通じたインクの供給過程において圧力損失が減る。これにより、リストリクタ２２０’を通る流量が増加して圧力チャンバ１２０内のインクの再充填がより円滑で迅速になされる。結果的に、インクジェットプリントヘッドが高周波数で駆動される場合にも均一なインクの吐出し体積と吐出し速度とを有することになる長所がある。
【００４４】
一方、前述したように”Ｔ”字状の断面を有するリストリクタ２２０’は、図７に示された構造を有するインクジェットプリントヘッドだけでなく、他の構造を有するインクジェットプリントヘッドにも適用されうる。
【００４５】
以下では、添付した図面に基づいて本発明に係る圧電方式のインクジェットプリントヘッドを製造する方法を説明する。以下、製造方法は図５に示された構造を有するインクジェットプリントヘッドを基準に説明される。そして、図７に示された構造を有するインクジェットプリントヘッドの製造方法についてはリストリクタの形成段階についてのみ関連部分で説明する。
【００４６】
まず、本発明の望ましい製造方法を概括的に説明すれば、まずインク流路をなす構成要素が形成された上部基板、中間基板及び下部基板を各々製造し、次いで製造された３枚の基板を積層して接合した後、最後に上部基板上に圧電アクチュエータを形成することによって本発明に係る圧電方式のインクジェットプリントヘッドが完成される。一方、上部基板、中間基板及び下部基板を製造する段階は順序に関係なく行われうる。すなわち、下部基板や中間基板が先に製造されることもあり、２枚または３枚の基板が同時に製造されることもある。但し、以下では、説明の便宜上、上部基板、中間基板、下部基板順にそのそれぞれの製造方法を説明する。そして、前述したように、リストリクタは上部基板の底面や中間基板の上面に形成され、また上部基板の底面と下部基板の上面とに分けられて形成されてもよい。しかし、以下では、その説明の複雑さを避けるためにリストリクタが中間基板の上面に形成されることを例として説明する。
【００４７】
図８Ａないし図８Ｅは、本発明に係る圧電方式のインクジェットプリントヘッドの望ましい製造方法において上部基板にベースマークを形成する段階を説明するための断面図である。
【００４８】
まず、図８Ａを参照すれば、本実施例において上部基板１００は単結晶シリコン基板よりなる。これは、半導体素子の製造に広く使われるシリコンウェーハをそのまま使用できて量産に効果的であるからである。上部基板１００の厚さは１００〜２００μｍ、望ましくは約１３０ないし１５０μｍであり、これは上部基板１００の底面に形成される圧力チャンバ（図５の１２０）の高さに応じて適切に決められる。そして、上部基板１００としてＳＯＩウェーハを使用することが圧力チャンバ（図５の１２０）の高さを正確に形成できるので望ましい。ＳＯＩウェーハは前述したように第１シリコン基板１０１と、第１シリコン基板１０１上に形成された中間酸化膜１０２と、中間酸化膜１０２上に接着された第２シリコン基板１０３の積層構造である。特に、第２シリコン基板１０３は前記振動板の厚さを最適化するための条件として数μｍないし数十μｍの厚さを有する。
【００４９】
このような上部基板１００を酸化炉に入れて湿式または乾式酸化させれば、上部基板１００の上面と底面とが酸化されてシリコン酸化膜１５１ａ、１５１ｂが形成される。
【００５０】
次いで、図８Ｂに示されたように、上部基板１００の上面と底面とに形成されたシリコン酸化膜１５１ａ、１５１ｂの表面に各々フォトレジスト（ＰＲ）を塗布する。次いで、塗布されたＰＲを現像して上部基板１００の縁部にベースマークを形成するための開口部１４１を形成する。
【００５１】
次いで、図８Ｃに示されたように、前記開口部１４１を通じて露出された部位のシリコン酸化膜１５１ａ、１５１ｂをＰＲをエッチングマスクとして湿式エッチングして除去することによって、上部基板１００を部分的に露出した後、ＰＲをストリップする。
【００５２】
次いで、図８Ｄに示されたように、露出された部位の上部基板１００をシリコン酸化膜１５１ａ、１５１ｂをエッチングマスクとして所定深さに湿式エッチングすることによって、ベースマーク１４０を形成する。この際、上部基板１００の湿式エッチングではシリコン用エッチング液として、例えばＴＭＡＨ（Ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌ Ａｍｍｏｎｉｕｍ Ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ）またはＫＯＨを使用できる。
【００５３】
ベースマーク１４０が形成された後には、残存するシリコン酸化膜１５１ａ、１５１ｂを湿式エッチングにより除去できる。これは前記段階を経る過程で生じる副産物などの異物をシリコン酸化膜１５１ａ、１５１ｂの除去と共に洗浄するためのものである。
【００５４】
これにより、図８Ｅに示されたように、上面と底面縁部とにベースマーク１４０が形成された状態の上部基板１００が用意される。
【００５５】
前記段階を経て形成されるベースマーク１４０は、上部基板１００と後述する中間基板及び下部基板とを積層して接合する時、これらを正確に整列させるための基準として使われる。したがって、上部基板１００の場合には前記ベースマーク１４０はその底面にのみ形成されうる。また、他の整列方法や装置が使われる場合には、前記ベースマーク１４０が不要となり、この場合には前記段階は行われない。
【００５６】
図９Ａないし図９Ｇは、上部基板に圧力チャンバを形成する段階を説明するための断面図である。
【００５７】
まず、図９Ａに示されたように、前述した段階を経て準備された上部基板１００を酸化炉に入れて湿式または乾式酸化させ、上部基板１００の上面と底面とにシリコン酸化膜１５２ａ、１５２ｂを形成する。この際、上部基板１００の底面にのみシリコン酸化膜１５２ｂを形成しうる。
【００５８】
次いで、図９Ｂに示されたように、上部基板１００の底面に形成されたシリコン酸化膜１５２ｂの表面にＰＲを塗布する。次いで、塗布されたＰＲを現像して上部基板１００の底面に所定深さの圧力チャンバを形成するための開口部１２１を形成する。
【００５９】
次いで、図９Ｃに示されたように、前記開口部１２１を通じて露出された部位のシリコン酸化膜１５２ｂをＰＲをエッチングマスクとしてＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ ｅｔｃｈｉｎｇ；反応性イオンエッチング）のような乾式エッチングにより除去することによって、上部基板１００の底面を部分的に露出させる。この際、シリコン酸化膜１５２は乾式エッチングでなく、湿式エッチングにより除去されることもある。
【００６０】
次いで、図９Ｄに示されたように、露出された部位の上部基板１００をＰＲをエッチングマスクとして所定深さだけエッチングすることによって、圧力チャンバ１２０を形成する。この際、上部基板１００のエッチングはＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ）による乾式エッチング法により行われる。
【００６１】
そして、示されたように上部基板１００としてＳＯＩウェーハを使用すれば、ＳＯＩウェーハの中間酸化膜１０２がエッチング停止層の役割を行うので、この段階では第１シリコン基板１０１のみがエッチングされる。したがって、第１シリコン基板１０１の厚さを調節すれば、圧力チャンバ１２０を所望の高さに正確に合わせうる。そして、第１シリコン基板１０１の厚さはウェーハ研磨工程で容易に調節しうる。一方、圧力チャンバ１２０の上部壁をなす第２シリコン基板１０３は前述したように振動板の役割を行うが、その厚さも同じくウェーハ研磨工程で容易に調節しうる。
【００６２】
圧力チャンバ１２０が形成された後、ＰＲをストリップすれば、図９Ｅのような状態の上部基板１００が用意される。ところが、このような状態では前述した湿式エッチングやＲＩＥまたはＩＣＰによる乾式エッチング過程で生じる副産物やポリマーなどの異物が上部基板１００の表面に付着されうる。したがって、これら異物を除去するために硫酸溶液またはＴＭＡＨを使用して上部基板１００全面を洗浄することが望ましい。この際、残存するシリコン酸化膜１５２ａ、１５２ｂも湿式エッチングにより除去され、上部基板１００の中間酸化膜１０２の一部、すなわち圧力チャンバ１２０の上部壁面をなす部位も除去される。
【００６３】
これにより、図９Ｆに示されたように、上面と底面縁部とにベースマーク１４０が形成され、その底面に圧力チャンバ１２０が形成された状態の上部基板１００が用意される。
【００６４】
以上、ＰＲをエッチングマスクとして上部基板１００を乾式エッチングして圧力チャンバ１２０を形成した後、ＰＲをストリップすると図示及び説明した。しかし、これとは違って、まずＰＲをストリップした後、シリコン酸化膜１５２ｂをエッチングマスクとして上部基板１００を乾式エッチングすることによって、圧力チャンバ１２０を形成することもある。すなわち、上部基板１００の底面に形成されたシリコン酸化膜１５２ｂが比較的薄い場合には、ＰＲをそのまま置き、圧力チャンバ１２０を形成するためのエッチングを行うことが望ましく、シリコン酸化膜１５２ｂが比較的厚い場合にはＰＲをストリップした後、シリコン酸化膜１５２ｂをエッチングマスクとしてエッチングを行うことが望ましい。
【００６５】
そして、図９Ｇに示されたように、図９Ｆに示された状態の上部基板１００の上面と底面とに再びシリコン酸化膜１５３ａ、１５３ｂを形成しうる。この際、図９Ｆに示された段階で一部除去された中間酸化膜１０２が前記シリコン酸化膜１５３ｂにより補充される。このように、シリコン酸化膜１５３ａ、１５３ｂを形成すれば、後述する図１５Ａの段階で上部基板１００上に絶縁膜としてシリコン酸化膜１８０を形成する段階を略せる。また、インク流路を形成する圧力チャンバ１２０の内面にシリコン酸化膜１５３ｂが形成されれば、シリコン酸化膜１５３ｂの特性上、ほぼ全ての種類のインクと反応性がないので多様なインクを使用できる。
【００６６】
一方、図示しなかったが、インク導入口（図５の１１０）も図９Ａないし図９Ｇに示された段階を経て圧力チャンバ１２０と共に形成される。すなわち、図９Ｇに示された段階に至ると、上部基板１００の底面には所定深さの圧力チャンバ１２０と共に同じ深さのインク導入口（図５の１１０）が形成される。このように上部基板１００の底面に所定深さに形成されたインク導入口（図５の１１０）は全ての製造工程の完了後、ピンなどの道具を用いて貫通させる。
【００６７】
図１０Ａないし図１０Ｅは、中間基板にリストリクタを形成する段階を説明するための断面図である。
【００６８】
図１０Ａを参照すれば、中間基板２００は単結晶シリコン基板よりなり、その厚さは２００〜３００μｍである。中間基板２００の厚さはその上面に形成されるタンク（図５の２１０）の深さと貫通形成されるダンパー（図５の２３０）の長さとによって適切に決められる。
【００６９】
まず、中間基板２００の上面と底面縁部にベースマーク２４０を形成する。中間基板２００にベースマーク２４０を形成する段階は、図８Ａないし図８Ｅに示された段階と同一なので、中間基板２００のために別途の図示及びその説明は略す。
【００７０】
このようにベースマーク２４０が形成された状態の中間基板２００を酸化炉に入れて湿式または乾式酸化させれば、図１０Ａに示されたように中間基板２００の上面と底面とが酸化されてシリコン酸化膜２５１ａ、２５１ｂが形成される。
【００７１】
次いで、図１０Ｂに示されたように、中間基板２００の上面に形成されたシリコン酸化膜２５１ａの表面にＰＲを塗布する。引き続き、塗布されたＰＲを現像して中間基板２００の上面にリストリクタを形成するための開口部２２１を形成する。
【００７２】
次いで、図１０Ｃに示されたように、前記開口部２２１を通じて露出された部位のシリコン酸化膜２５１ａをＰＲをエッチングマスクとして湿式エッチングして除去することによって、中間基板２００の上面を部分的に露出した後、ＰＲをストリップする。この際、シリコン酸化膜２５１ａは湿式エッチングでなく、ＲＩＥのような乾式エッチングにより除去されうる。
【００７３】
次いで、図１０Ｄに示されたように、露出された部位の中間基板２００をシリコン酸化膜２５１ａをエッチングマスクとして所定深さに湿式または乾式エッチングすることによって、リストリクタ２２０を形成する。この際、中間基板２００の湿式エッチングではシリコン用エッチング液として、例えばＴＭＡＨまたはＫＯＨを使用する。
【００７４】
次いで、残存するシリコン酸化膜２５１ａ、２５１ｂを湿式エッチングにより除去すれば、図１０Ｅに示されたように、上面と底面縁部とにベースマーク２４０が形成され、その上面にリストリクタ２２０が形成された状態の中間基板２００が用意される。
【００７５】
一方、図７に示された”Ｔ”字状のリストリクタは、前記段階で形成されない。すなわち、この場合には、前記段階で中間基板２２０にベースマーク２４０のみを形成する。そして、”Ｔ”字状のリストリクタは、以下の段階でタンクの形成方法と同じ方法によりタンクと共に形成されうる。
【００７６】
図１１Ａないし図１１Ｊは、中間基板にタンクとダンパーとを形成する第１方法を段階別に示す断面図である。
【００７７】
まず、図１１Ａに示されたように、前述した段階を経て用意された中間基板２００を酸化炉に入れて湿式または乾式酸化させ、中間基板２００の上面と底面とにシリコン酸化膜２５２ａ、２５２ｂを形成する。この際、リストリクタ２２０が形成された部位にもシリコン酸化膜２５２ａが形成される。
【００７８】
次いで、図１１Ｂに示されたように、中間基板２００の上面に形成されたシリコン酸化膜２５２ａの表面にＰＲを塗布する。引き続き、塗布されたＰＲを現像して中間基板２００の上面にタンクを形成するための開口部２１１を形成する。この際、タンク内に隔壁が形成される部位にはＰＲを残存させる。
【００７９】
次いで、図１１Ｃに示されたように、前記開口部２１１を通じて露出された部位のシリコン酸化膜２５２ａをＰＲをエッチングマスクとして湿式エッチングして除去することによって、中間基板２００の上面を部分的に露出する。この際、シリコン酸化膜２５２ａは湿式エッチングでなく、ＲＩＥのような乾式エッチングによても除去されうる。
【００８０】
次いで、ＰＲをストリップすれば、図１１Ｄに示されたように、その上面中にタンクが形成される部位だけ露出され、残りの部位はシリコン酸化膜２５２ａ、２５２ｂにより覆われている状態の中間基板２００が形成される。
【００８１】
次いで、図１１Ｅに示されたように、中間基板２００の上面に形成されたシリコン酸化膜２５２ａの表面に再びＰＲを塗布する。この際、中間基板２００の上面中の露出された部位もＰＲにより覆われる。引き続き、塗布されたＰＲを現像してダンパーを形成するための開口部２３１を形成する。
【００８２】
次いで、図１１Ｆに示されたように、前記開口部２３１を通じて露出された部位のシリコン酸化膜２５２ａを、ＰＲをエッチングマスクとして湿式エッチングして除去することによって、ダンパーが形成される部位の中間基板２００の上面を部分的に露出させる。この際、シリコン酸化膜２５２ａは湿式エッチングでなく、ＲＩＥのような乾式エッチングによっても除去されうる。
【００８３】
次いで、図１１Ｇに示されたように、露出された部位の中間基板２００をＰＲをエッチングマスクとして所定深さにエッチングすることによって、ダンパー形成用ホール２３２を形成する。この際、中間基板２００のエッチングはＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ）による乾式エッチング法により行われる。
【００８４】
次いで、ＰＲをストリップし、図１１Ｈに示されたように、中間基板２００の上面中のタンクが形成される部位を再び露出させる。
【００８５】
次いで、中間基板２００の上面中の露出部位とダンパー形成用ホール２３２の底面とを、シリコン酸化膜２５２ａをエッチングマスクとして乾式エッチングすれば、図１１Ｉに示されたように、所定深さのタンク２１０と中間基板２００とを貫通するダンパー２３０が形成され、またタンク２１０内にはこれを左右に分離させる隔壁２１５が形成される。この際、中間基板２００のエッチングはＩＣＰによる乾式エッチング法によって行われる。
【００８６】
次いで、残存するシリコン酸化膜２５２ａ、２５２ｂを湿式エッチングにより除去できる。これは前記段階を経る過程で生じる副産物などの異物をシリコン酸化膜２５２の除去と共に洗浄するためのものである。一方、異物は硫酸などのような溶液で洗浄してもよい。
【００８７】
これにより、図１１Ｊに示されたように、ベースマーク２４０、リストリクタ２２０、タンク２１０、隔壁２１５及びダンパー２３０が形成されている状態の中間基板２００が用意される。
【００８８】
一方、図示されなかったが、図１１Ｊに示された状態の中間基板２００の上面と底面全体に再びシリコン酸化膜を形成しうる。
【００８９】
図１２Ａ及び図１２Ｂは、中間基板にタンクとダンパーとを形成する第２方法を段階別に示す断面図である。以下で説明する第２方法はダンパーを形成する方法を除いては前述した第１方法と同一である。したがって、以下では前述した第１方法と異なる部分のみを説明する。
【００９０】
第２方法において中間基板２００の上面中のタンク形成部位だけを露出させる段階までは、第１方法の図１１Ａないし図１１Ｄに示された段階と同一である。
【００９１】
その後、図１２Ａに示されたように、中間基板２００の上面に形成されたシリコン酸化膜２５２ａの表面にＰＲを塗布する。この際、ドライフィルム状のＰＲをシリコン酸化膜２５２ａの表面に加熱、加圧して圧着するラミネーション方法により塗布する。このドライフィルム状のＰＲは後述するサンドブラスト時に中間基板２００の他の部位を保護するための保護膜として機能する。引き続き、塗布されたＰＲを現像してダンパーを形成するための開口部２３１を形成する。
【００９２】
次いで、前記開口部２３１を通じて露出された部位のシリコン酸化膜２５２ａとその下の所定深さまでの中間基板２００とをサンドブラストにより除去すれば、図１２Ｂに示されたように、所定深さのダンパー形成用ホール２３２が形成される。
その次の段階は、第１方法の図１１Ｈないし図１１Ｊに示された段階と同一である。
【００９３】
このように、第２方法はダンパー形成用ホール２３２を乾式エッチングでなく、サンドブラストにより形成する点が第１方法と違う。すなわち、ダンパー形成用ホール２３２を形成するために、第１方法ではシリコン酸化膜２５２ａをエッチングした後、中間基板２００を所定深さだけ乾式エッチングしたが、第２方法ではシリコン酸化膜２５２ａと所定深さの中間基板２００とをサンドブラストにより一気に除去する。したがって、第２方法は第１方法に比べて工程段階が減って工程時間も短縮できる長所がある。
【００９４】
図１３Ａないし図１３Ｈは、下部基板にノズルを形成する段階を説明するための断面図である。
【００９５】
図１３Ａを参照すれば、下部基板３００は単結晶シリコン基板よりなり、その厚さは１００〜２００μｍである。
【００９６】
まず、下部基板３００の上面と底面縁部とにベースマーク３４０を形成する。下部基板３００にベースマーク３４０を形成する段階は、図８Ａないし図８Ｅに示された段階と同一なので、下部基板３００のために別途の図示及びその説明は略す。
【００９７】
このようにベースマーク３４０が形成された状態の下部基板３００を酸化炉に入れて湿式または乾式酸化させれば、図１３Ａに示されたように下部基板３００の上面と底面とが酸化されてシリコン酸化膜３５１ａ、３５１ｂが形成される。
【００９８】
次いで、図１３Ｂに示されたように、下部基板３００の上面に形成されたシリコン酸化膜３５１ａの表面にＰＲを塗布する。引き続き、塗布されたＰＲを現像して下部基板３００の上面にノズルのインク誘導部を形成するための開口部３１５を形成する。前記開口部３１５は図１１Ｊに示された中間基板２００に形成されたダンパー２３０に対応する位置に形成される。
【００９９】
次いで、図１３Ｃに示されたように、前記開口部３１５を通じて露出された部位のシリコン酸化膜３５１ａをＰＲをエッチングマスクとして湿式エッチングして除去することによって、下部基板３００の上面を部分的に露出した後、ＰＲをストリップする。この際、シリコン酸化膜３５１ａは湿式エッチングでなく、ＲＩＥのような乾式エッチングによっても除去されうる。
【０１００】
次いで、図１３Ｄに示されたように、露出部位の下部基板３００をシリコン酸化膜３５１ａをエッチングマスクとして所定深さだけ湿式エッチングすることによって、インク誘導部３１１を形成する。この際、下部基板３００の湿式エッチングではエッチング液としてＴＭＡＨまたはＫＯＨを使用する。そして、下部基板３００として（１００）方向の結晶面を有するシリコン基板を使用すれば、（１００）面と（１１１）面との異方性湿式エッチング特性を用いて四角錘状のインク誘導部３１１を形成しうる。すなわち、（１１１）面のエッチング速度は（１００）面のエッチング速度に比べて相当遅いので、結果的に下部基板３００は（１１１）面に沿って傾斜エッチングされて四角錘状のインク誘導部３１１を形成する。そして、インク誘導部３１１の底面は（１００）面になる。
【０１０１】
次いで、図１３Ｅに示されたように、下部基板３００の底面に形成されたシリコン酸化膜３５１ｂの表面にＰＲを塗布する。引き続き、塗布されたＰＲを現像して下部基板３００の底面にノズルのオリフィスを形成するための開口部３１６を形成する。
【０１０２】
次いで、図１３Ｆに示されたように、前記開口部３１６を通じて露出された部位のシリコン酸化膜３５１ｂをＰＲをエッチングマスクとして湿式エッチングして除去することによって、下部基板３００の底面を部分的に露出させる。この際、シリコン酸化膜３５１ｂは湿式エッチングでなく、ＲＩＥのような乾式エッチングによっても除去されうる。
【０１０３】
次いで、図１３Ｇに示されたように、露出部位の下部基板３００をＰＲをエッチングマスクとして貫通さるべくエッチングすることによって、インク誘導部３１１と連結するオリフィス３１２を形成する。この際、下部基板３００のエッチングはＩＣＰによる乾式エッチング法によって行われる。
【０１０４】
次いで、ＰＲをストリップすれば、図１３Ｈに示されたように、上面と底面縁部とにベースマーク３４０が形成され、インク誘導部３１１とオリフィス３１２よりなるノズル３１０が貫通形成された状態の下部基板３００が用意される。
【０１０５】
以上、インク誘導部３１１を形成した後、オリフィス３１２を形成すると説明したが、オリフィス３１２を先に形成した後、インク誘導部３１１を形成しても良い。
そして、下部基板３００の上面と底面とに形成されているシリコン酸化膜３５１ａ、３５１ｂは洗浄のために除去でき、引き続き下部基板３００の全面に新たにシリコン酸化膜を再び形成してもよい。
【０１０６】
図１４は、下部基板、中間基板及び上部基板を順次に積層して接合する段階を示す断面図である。
【０１０７】
図１４を参照すれば、前述した段階を経て用意された下部基板３００、中間基板２００及び上部基板１００を順次に積層し、これらを相互接合させる。この際、下部基板３００上に中間基板２００を接合させた後、中間基板２００上に上部基板３００を再び接合させることになるが、その順序は変われる。３枚の基板１００、２００、３００はマスク整列装置を使用して整列させ、さらに３枚の基板１００、２００、３００各々に整列用ベースマーク１４０、２４０、３４０が形成されているので、整列精度が高い。そして、３枚の基板１００、２００、３００間の接合は公知のＳＤＢ（Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｄｉｒｅｃｔ Ｂｏｎｄｉｎｇ）方法により行われる。一方、ＳＤＢ工程において、シリコンとシリコンとの接合性よりシリコンとシリコン酸化膜との接合性の方が優秀である。したがって、望ましくは、図１４に示されたように、上部基板１００及び下部基板３００はその表面に各々シリコン酸化膜１５３ａ、１５３ｂ、３５１ａ、３５１ｂが形成されている状態で使われ、中間基板２００はその表面にシリコン酸化膜が形成されていない状態で使われる。
【０１０８】
図１５Ａ及び図１５Ｂは上部基板上に圧電アクチュエータを形成し、本発明に係る圧電方式のインクジェットプリントヘッドを完成する段階を説明するための断面図である。
【０１０９】
まず、図１５Ａを参照すれば、下部基板１００、中間基板２００及び上部基板３００を順次に積層して接合した状態で、上部基板１００の上面に絶縁膜としてシリコン酸化膜１８０を形成する。しかし、このシリコン酸化膜１８０を形成する段階は省略されうる。すなわち、図１４に示されたように上部基板１００の上面に既にシリコン酸化膜１５３ａが形成されている場合、または前述したＳＤＢ工程でのアニーリング段階で上部基板１００の上面に十分な厚さの酸化膜が既に形成された場合には、再びその上に絶縁膜として図１５Ａに示されたシリコン酸化膜１８０を形成する必要がない。
【０１１０】
次いで、シリコン酸化膜１８０上に圧電アクチュエータの下部電極１９１、１９２を形成する。下部電極１９１、１９２はＴｉ層１９１とＰｔ層１９２との２つの金属薄膜層よりなる。Ｔｉ層１９１とＰｔ層１９２とはシリコン酸化膜１８０の全面に所定厚さだけスパッタリングすることによって形成されうる。このようなＴｉ／Ｐｔ層１９１、１９２は、圧電アクチュエータの共通電極の役割を行うだけでなく、その上に形成される圧電膜（図１５Ｂの１９３）とその下の上部基板１００との相互拡散を防止する拡散防止層の役割も行うことになる。特に、下のＴｉ層１９１はＰｔ１９２層の接着性を向上させる役割も行う。
【０１１１】
次いで、図１５Ｂに示されたように、下部電極１９１、１９２上に圧電膜１９３と上部電極１９４とを形成する。具体的に、ペースト状の圧電材をスクリーンプリントにより圧力チャンバ１２０の上部に所定厚さに塗布した後、これを所定時間乾燥させる。前記圧電材としては多様に使われうるが、望ましくは通常のＰＺＴ（Ｌｅａｄ Ｚｉｒｃｏｎａｔｅ Ｔｉｔａｎａｔｅ）セラミック材が使われる。次いで、乾燥された圧電膜１９３上に電極材料、例えばＡｇ−Ｐｄペーストをプリンティングする。次いで、圧電膜１９３を所定温度、例えば９００〜１，０００℃で焼結させる。この際、圧電膜１９３の高温焼結過程で生じる圧電膜１９３と上部基板１００との相互拡散は前記一Ｔｉ／Ｐｔ層１９１、１９２により防止される。
【０１１２】
これにより、上部基板１００上に下部電極１９１、１９２と、圧電膜１９３と、上部電極１９４よりなる圧電アクチュエータ１９０が形成される。
【０１１３】
一方、圧電膜１９３の焼結は大気下で行われるので、その段階で３枚の基板１００、２００、３００に形成されたインク流路の内面にシリコン酸化膜が形成される。このように形成されたシリコン酸化膜はほぼ全種のインクと反応性がないので多様なインクを使用可能となる。また、シリコン酸化膜は親水性を有するので、インクの初期流入時に気泡の流入が防止され、インクの吐出し時にも気泡の発生が抑制される。
【０１１４】
最後に、接合された状態の３枚の基板１００、２００、３００をチップ単位で切断するダイシング工程と、圧電膜１９３に電界を加えて圧電特性を生じるポーリング工程を経ると、本発明に係る圧電方式のインクジェットプリントヘッドが完成される。一方、ダイシングは前記圧電膜１９３の焼結段階前になされても良い。
【０１１５】
以上、本発明の望ましい実施例を詳細に説明したが、これは例示的なものに過ぎず、当業者ならばこれより多様な変形及び均等な他実施例が可能であるという点を理解しうる。例えば、本発明でプリントヘッドの各構成要素を形成する方法は単に例示されたものであって、多様なエッチング方法を適用でき、製造方法の各段階の順序も例示されたものと異ならせる。したがって、本発明の真の技術的保護範囲は特許請求の範囲によってのみ決まるべきである。
【０１１６】
【発明の効果】
前述したように本発明に係る圧電方式のインクジェットプリントヘッド及びその製造方法は次のような効果を有する。
【０１１７】
第１に、シリコン微細加工技術を用いて単結晶シリコンよりなる３枚の基板各々にインク流路をなす構成要素をさらに微細なサイズに精密で容易に形成しうる。したがって、加工公差が減り、これによりインク吐出し性能における偏差が最小化されうる。また、シリコン基板を用いるので、一般の半導体素子の製造工程との互換が可能で、量産しやすくなる。したがって、解像度の向上のためにプリントヘッドを高密度に製作する最近の趨勢に適している。
【０１１８】
第２に、マスク整列装置を使用して３枚の基板を積層して接合することによって正確な整列及び高い生産性が得られる。すなわち、従来に比べて接合される基板の数が減少されて整列及び接合工程が単純化され、整列工程での誤差も減少される。特に、各基板にベースマークを形成すれば、整列工程での精度がより向上される。
【０１１９】
第３に、プリントヘッドをなす３枚の基板が全て単結晶シリコン基板よりなって相互接合性に優れ、使用中に周囲温度の変化があっても各基板の熱膨張係数が同一で変形または後続の整列誤差が生じない。
【０１２０】
第４に、単結晶シリコン基板を基本的な材料として使用するので、乾式または湿式エッチング後のエッチング面の表面粗度値が非常に低くて流体、すなわちインクの挙動に有利な条件を提供する。
【０１２１】
第５に、製造工程の幾つかの段階でインク流路の内面にほぼ全種のインクと反応性がなく、親水性を有するシリコン酸化膜が形成されるので、多様なインクを使用でき、インクの初期流入時に気泡の流入が防止され、インクの吐出し時にも気泡の発生が抑制される。
【０１２２】
第６に、機械的特性に優れたシリコンよりなる上部基板の一部が振動板の役割を行うので、圧電アクチュエータと結合された状態で長時間駆動後にも特性の低下がほとんどない。
【０１２３】
第７に、圧電膜の焼結過程で生じる圧電膜と上部基板、特に振動板間の相互拡散がＴｉ／Ｐｔ層により防止され、圧電アクチュエータと振動板間に間隙なしに接合されるので、圧電膜の変形が時間的遅延や変位の損失なしに振動板に伝えられる。したがって、圧電アクチュエータの駆動に係る振動板の応答が即刻的になされるので、インクの吐出し挙動が速くなる。また、高周波領域で駆動しても前記の効果が得られる。
【０１２４】
第８に、インクジェットプリントヘッドが”Ｔ”字状のリストリクタを有する場合には、タンクから圧力チャンバに供給されるインクの流動抵抗が減少され、リストリクタを通じたインクの供給過程において圧力損失が減る。これにより、リストリクタを通過する流量が増加して圧力チャンバ内のインクの再充填がさらに円滑で迅速になされるので、インクジェットプリントヘッドが高周波数で駆動される場合にも均一なインクの吐出し体積と吐出速度とを有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  従来の圧電方式のインクジェットプリントヘッドの一般の構成を説明するための断面図である。
【図２】  従来の圧電方式のインクジェットプリントヘッドの具体的な一例を示す分解斜視図である。
【図３】  図２に示された圧力チャンバの長手方向に切断した従来のプリントヘッドの部分断面図である。
【図４】  図３に示されたＡ−Ａ’線の断面図である。
【図５】  本発明の望ましい実施例に係る圧電方式のインクジェットプリントヘッドを部分切断して示す分解斜視図である。
【図６Ａ】  図５に示された圧力チャンバの長手方向に切断した本発明の望ましい実施例に係るプリントヘッドの組立状態の部分断面図である。
【図６Ｂ】  Ａに表示されたＢ−Ｂ’線の拡大断面図である。
【図７】  ”Ｔ”字状のリストリクタを有する本発明の他の実施例に係るインクジェットプリントヘッドの分解斜視図である。
【図８Ａ】  本発明に係る圧電方式のインクジェットプリントヘッドの望ましい製造方法において上部基板にベースマークを形成する段階を説明するための断面図である。
【図８Ｂ】  本発明に係る圧電方式のインクジェットプリントヘッドの望ましい製造方法において上部基板にベースマークを形成する段階を説明するための断面図である。
【図８Ｃ】  本発明に係る圧電方式のインクジェットプリントヘッドの望ましい製造方法において上部基板にベースマークを形成する段階を説明するための断面図である。
【図８Ｄ】  本発明に係る圧電方式のインクジェットプリントヘッドの望ましい製造方法において上部基板にベースマークを形成する段階を説明するための断面図である。
【図８Ｅ】  本発明に係る圧電方式のインクジェットプリントヘッドの望ましい製造方法において上部基板にベースマークを形成する段階を説明するための断面図である。
【図９Ａ】  上部基板に圧力チャンバを形成する段階を説明するための断面図である。
【図９Ｂ】  上部基板に圧力チャンバを形成する段階を説明するための断面図である。
【図９Ｃ】  上部基板に圧力チャンバを形成する段階を説明するための断面図である。
【図９Ｄ】  上部基板に圧力チャンバを形成する段階を説明するための断面図である。
【図９Ｅ】  上部基板に圧力チャンバを形成する段階を説明するための断面図である。
【図９Ｆ】  上部基板に圧力チャンバを形成する段階を説明するための断面図である。
【図９Ｇ】  上部基板に圧力チャンバを形成する段階を説明するための断面図である。
【図１０Ａ】  中間基板にリストリクタを形成する段階を説明するための断面図である。
【図１０Ｂ】  中間基板にリストリクタを形成する段階を説明するための断面図である。
【図１０Ｃ】  中間基板にリストリクタを形成する段階を説明するための断面図である。
【図１０Ｄ】  中間基板にリストリクタを形成する段階を説明するための断面図である。
【図１０Ｅ】  中間基板にリストリクタを形成する段階を説明するための断面図である。
【図１１Ａ】  中間基板にタンクとダンパーとを形成する第１方法を段階別に示す断面図である。
【図１１Ｂ】  中間基板にタンクとダンパーとを形成する第１方法を段階別に示す断面図である。
【図１１Ｃ】  中間基板にタンクとダンパーとを形成する第１方法を段階別に示す断面図である。
【図１１Ｄ】  中間基板にタンクとダンパーとを形成する第１方法を段階別に示す断面図である。
【図１１Ｅ】  中間基板にタンクとダンパーとを形成する第１方法を段階別に示す断面図である。
【図１１Ｆ】  中間基板にタンクとダンパーとを形成する第１方法を段階別に示す断面図である。
【図１１Ｇ】  中間基板にタンクとダンパーとを形成する第１方法を段階別に示す断面図である。
【図１１Ｈ】  中間基板にタンクとダンパーとを形成する第１方法を段階別に示す断面図である。
【図１１Ｉ】  中間基板にタンクとダンパーとを形成する第１方法を段階別に示す断面図である。
【図１１Ｊ】  中間基板にタンクとダンパーとを形成する第１方法を段階別に示す断面図である。
【図１２Ａ】  中間基板にタンクとダンパーとを形成する第２方法を段階別に示す断面図である。
【図１２Ｂ】  中間基板にタンクとダンパーとを形成する第２方法を段階別に示す断面図である。
【図１３Ａ】  下部基板にノズルを形成する段階を説明するための断面図である。
【図１３Ｂ】  下部基板にノズルを形成する段階を説明するための断面図である。
【図１３Ｃ】  下部基板にノズルを形成する段階を説明するための断面図である。
【図１３Ｄ】  下部基板にノズルを形成する段階を説明するための断面図である。
【図１３Ｅ】  下部基板にノズルを形成する段階を説明するための断面図である。
【図１３Ｆ】  下部基板にノズルを形成する段階を説明するための断面図である。
【図１３Ｇ】  下部基板にノズルを形成する段階を説明するための断面図である。
【図１３Ｈ】  下部基板にノズルを形成する段階を説明するための断面図である。
【図１４】  下部基板、中間基板及び上部基板を順次積層して接合する段階を示す断面図である。
【図１５Ａ】  上部基板上に圧電アクチュエータを形成して本発明に係る圧電方式のインクジェットプリントヘッドを完成する段階を説明するための断面図である。
【図１５Ｂ】  上部基板上に圧電アクチュエータを形成して本発明に係る圧電方式のインクジェットプリントヘッドを完成する段階を説明するための断面図である。
【符号の説明】
１００、２００、３００：  基板
１０１：  第１シリコン基板
１０２：  中間酸化膜
１０３：  第２シリコン基板
１１０：  インク導入口
１２０：  圧力チャンバ
１８０：  シリコン酸化膜
１９０：  圧電アクチュエータ
１９１：  Ｔｉ層
１９２：  Ｐｔ層
１９３：  圧電膜
１９４：  上部電極
２００：  中間基板
２１０：  タンク
２３０：  ダンパー
【図１】
0004311933.tif 000002
【図２】
0004311933.tif 000003
【図３】
0004311933.tif 000004
【図４】
0004311933.tif 000005
【図５】
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【図６Ａ】
0004311933.tif 000007
【図６Ｂ】
0004311933.tif 000008
【図７】
0004311933.tif 000009
【図８Ａ】
0004311933.tif 000010
【図８Ｂ】
0004311933.tif 000011
【図８Ｃ】
0004311933.tif 000012
【図８Ｄ】
0004311933.tif 000013
【図８Ｅ】
0004311933.tif 000014
【図９Ａ】
0004311933.tif 000015
【図９Ｂ】
0004311933.tif 000016
【図９Ｃ】
0004311933.tif 000017
【図９Ｄ】
0004311933.tif 000018
【図９Ｅ】
0004311933.tif 000019
【図９Ｆ】
0004311933.tif 000020
【図９Ｇ】
0004311933.tif 000021
【図１０Ａ】
0004311933.tif 000022
【図１０Ｂ】
0004311933.tif 000023
【図１０Ｃ】
0004311933.tif 000024
【図１０Ｄ】
0004311933.tif 000025
【図１０Ｅ】
0004311933.tif 000026
【図１１Ａ】
0004311933.tif 000027
【図１１Ｂ】
0004311933.tif 000028
【図１１Ｃ】
0004311933.tif 000029
【図１１Ｄ】
0004311933.tif 000030
【図１１Ｅ】
0004311933.tif 000031
【図１１Ｆ】
0004311933.tif 000032
【図１１Ｇ】
0004311933.tif 000033
【図１１Ｈ】
0004311933.tif 000034
【図１１Ｉ】
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【図１１Ｊ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１３Ｄ】
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【図１３Ｅ】
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【図１３Ｆ】
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【図１３Ｇ】
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【図１３Ｈ】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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