液体噴射ヘッドの製造方法
【課題】振動板と流路形成基板との相対的な位置ずれの検査精度が低下してしまうという課題がある。
【解決手段】圧電振動子が接合されるための島部３８の周囲をエッチング処理し、島部３８より薄い層からなる薄膜部を有する振動板を形成する振動板エッチング処理工程と、島部３８に対応する領域に形成され、ノズル開口に通じる圧力室となるための空部を形成する隔壁４４と、振動板との相対的な位置の基準となる基準パターン４６（４６ａ，４６ｂ，４６ｃ）と、を有する流路形成基板をエッチング処理により形成する流路形成基板エッチング処理工程と、振動板と流路形成基板とを接合する接合工程と、を含み、流路形成基板エッチング処理工程では、隔壁４４と基準パターン４６とを形成するための一つのマスクパターンを用いて１回の露光処理により、隔壁４４と基準パターン４６とを形成する液体噴射ヘッド１の製造方法を提供する。
【解決手段】圧電振動子が接合されるための島部３８の周囲をエッチング処理し、島部３８より薄い層からなる薄膜部を有する振動板を形成する振動板エッチング処理工程と、島部３８に対応する領域に形成され、ノズル開口に通じる圧力室となるための空部を形成する隔壁４４と、振動板との相対的な位置の基準となる基準パターン４６（４６ａ，４６ｂ，４６ｃ）と、を有する流路形成基板をエッチング処理により形成する流路形成基板エッチング処理工程と、振動板と流路形成基板とを接合する接合工程と、を含み、流路形成基板エッチング処理工程では、隔壁４４と基準パターン４６とを形成するための一つのマスクパターンを用いて１回の露光処理により、隔壁４４と基準パターン４６とを形成する液体噴射ヘッド１の製造方法を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体噴射ヘッドの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液体噴射装置として、液体噴射ヘッドに形成された複数のノズルから紙などの記録媒体に液滴としてのインクを噴射するインクジェット式記録装置が知られている。例えば、圧力室に対応する圧電振動子を備えたアクチュエーターユニットと、液体噴射ヘッドの外部から供給される液体の貯留室、貯留室から各圧力室に液体が供給される複数の液体供給路を備えた流路ユニット等から構成される液体噴射ヘッドがある。流路ユニットは、圧力室や貯留室となるための空部や液体供給路となるための溝部が形成された流路形成基板と、これらの空部や溝部が形成された流路形成基板の一方の面を封止する振動板と、ノズル開口が形成され、流路形成基板の他方の面を封止するノズルプレートとが積層されて構成される。
【０００３】
振動板の圧力室と反対側の面には、圧電振動子の変形に伴って弾性変形するダイヤフラム部が形成される。このダイヤフラム部は、圧電振動子の先端面が接続される部分を島部として残した状態でその周囲をエッチング処理によって除去して弾性薄膜部のみとすることで構成されている。圧電振動子を駆動して圧電振動子の長手方向に伸縮させると、島部が圧力室に近接する方向または離隔する方向に変位する。これにより、圧力室の容積が変化し、圧力室内の液体に圧力変動が生じて、ノズル開口から液体が噴射される。
【０００４】
振動板と流路形成基板との相対的な位置がずれた状態で積層された液体噴射ヘッドでは、圧力室に対する島部の位置が正常な位置からずれてしまう虞がある。そのため、ノズル開口から噴射される液滴の経路が曲がってしまったり、規定量の液滴が噴射されなかったりする場合がある。そこで、特許文献１では、圧力室となるための空部を構成する流路形成基板の隔壁に基準パターンを設け、振動板と流路形成基板とが積層された状態において、振動板に形成された島部と流路形成基板の隔壁に形成された基準パターンとの位置ずれを検査することにより、振動板と流路形成基板との相対的な位置ずれの検査の精度を向上させる方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２６４１５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、流路形成基板の隔壁に形成される基準パターンの位置がずれてしまうと、振動板に形成された島部と基準パターンとの位置ずれの検査精度が低下してしまう。そのため、振動板と流路形成基板との相対的な位置ずれの検査精度が低下してしまうという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００８】
［適用例１］圧電振動子が接合されるための島部の周囲をエッチング処理し、前記島部より薄い層からなる薄膜部を有する振動板を形成する振動板エッチング処理工程と、前記島部に対応する領域に形成され、ノズル開口に通じる圧力室となるための空部を形成する隔壁と、前記振動板との相対的な位置の基準となる基準パターンと、を有する流路形成基板をエッチング処理により形成する流路形成基板エッチング処理工程と、前記振動板と前記流路形成基板とを接合する接合工程と、を含み、前記流路形成基板エッチング処理工程では、前記隔壁と前記基準パターンとを形成するための一つのマスクパターンを用いた１回の露光処理により、前記隔壁と前記基準パターンとを形成することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
【０００９】
この構成によれば、流路形成基板エッチング処理工程では、隔壁と基準パターンとを形成するための一つのマスクパターンを用いた１回の露光処理により、隔壁と基準パターンとを形成する。これにより、流路形成基板の隔壁に形成される基準パターンの位置がずれてしまうことが抑制される。そのため、振動板に形成された島部と基準パターンとの位置ずれの検査精度の低下が抑制され、振動板と流路形成基板との相対的な位置ずれの検査精度の低下が抑制される。
【００１０】
［適用例２］前記振動板に形成される前記薄膜部は半透明性を有し、前記基準パターンは、前記隔壁における前記薄膜部との接合面に形成されることを特徴とする上記液体噴射ヘッドの製造方法。
【００１１】
この構成によれば、振動板と流路形成基板とが接合された状態において、流路形成基板の隔壁に形成された基準パターンを振動板側から視認することができる。
【００１２】
［適用例３］前記基準パターンは、前記島部の長手方向の端部に対応する位置に形成されることを特徴とする上記液体噴射ヘッドの製造方法。
【００１３】
この構成によれば、島部の長手方向における振動板と流路形成基板との位置ずれを検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】インクジェット式液体噴射ヘッドの構成を説明する分解斜視図。
【図２】インクジェット式液体噴射ヘッドの構成を説明する要部断面図。
【図３】流路ユニットの構成を説明する分解斜視図。
【図４】流路形成基板と振動板の接合状態を説明する平面図。
【図５】（ａ）は図４におけるＡ−Ａ線断面図、（ｂ）は図４におけるＢ−Ｂ線断面図。
【図６】図４における領域Ｘの拡大図。
【図７】流路ユニットの製造方法におけるフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、実施の形態について図面を参照しつつ説明する。以下の説明は、インクジェット式液体噴射装置（以下、プリンターという）に搭載されるインクジェット式液体噴射ヘッド（以下、液体噴射ヘッドという）を例に挙げて行う。
【００１６】
図１は、本実施形態における液体噴射ヘッド１の分解斜視図、図２は、液体噴射ヘッド１の要部断面図である。液体噴射ヘッド１は、カートリッジ基台２（以下、「基台」という）、駆動用基板５、ケース１０、流路ユニット１１、及び、アクチュエーターユニット１３を主な構成要素としている。なお、以下においては、便宜上、液体噴射ヘッド１を構成する各部材の積層方向を上下方向として説明する。
【００１７】
上記基台２は、例えば、エポキシ系樹脂等の合成樹脂によって成型されており、その上面にはフィルター３を介在させた状態でインク導入針４が複数取り付けられている。これらのインク導入針４には、インク（液体の一種）を貯留したインクカートリッジ（図示せず）が装着されるようになっている。
【００１８】
駆動用基板５は、図示せぬプリンター本体側からの駆動信号を図２の圧電振動子１９へ供給するための配線パターン（不図示）が形成されると共に、プリンター本体側との接続のためのコネクター６や電子部品８等を実装している。コネクター６にはＦＦＣ（フレキシブルフラットケーブル）等の配線部材（不図示）が接続され、駆動用基板５は、このＦＦＣを介してプリンター本体側から駆動信号を受けるようになっている。そして、この駆動用基板５は、パッキンとして機能するエラストマー等の弾性シート７を介在させた状態で、インク導入針４とは反対側の基台２の底面側に配置される。
【００１９】
ケース１０は、合成樹脂製の中空箱体状部材であり、先端面（下面）には流路ユニット１１を接合し、内部に形成された収容空部１２内にはアクチュエーターユニット１３を収容し、流路ユニット１１側とは反対側の基板取付面１４には駆動用基板５を取り付けるようになっている。
【００２０】
また、このケース１０の先端面側には、金属製の薄板部材によって作製されたヘッドカバー１６が、流路ユニット１１の外側からその周縁部を包囲する状態に取り付けられる。このヘッドカバー１６は、流路ユニット１１やケース１０を保護すると共に、流路ユニット１１のノズル形成基板２５を接地電位に調整し、記録紙等から発生する静電気によるノイズ等の障害を防止する機能を果たす。
【００２１】
アクチュエーターユニット１３は、櫛歯状に列設された複数の圧電振動子１９と、圧電振動子１９が接合される固定板２０と、駆動用基板５からの駆動信号を圧電振動子１９に伝達するための、ＴＣＰ（テープキャリアパッケージ）等の配線部材２１等から構成される。各圧電振動子１９は、固定端部側が固定板２０上に接合され、自由端部側が固定板２０の先端面よりも外側に突出している。即ち、各圧電振動子１９は、所謂片持ち梁の状態で固定板２０上に取り付けられている。
【００２２】
また、各圧電振動子１９を支持する固定板２０は、例えば厚さ１ｍｍ程度のステンレス鋼によって構成されている。そして、アクチュエーターユニット１３は、固定板２０の背面を、収容空部１２を区画するケース内壁面に接着することで収容空部１２内に収納され固定されている。なお、圧電振動子列の両端に位置する圧電振動子１９は、駆動信号が供給されず実際には駆動しないダミー圧電振動子となっている。
【００２３】
図３は、本実施形態における流路ユニット１１の構成を説明する分解斜視図である。流路ユニット１１は、振動板２３、流路形成基板２４、及びノズル形成基板２５からなる各流路ユニット構成部材を積層した状態で接合して一体化することにより作製されている。
【００２４】
図２の貯留室としての共通インク室２７には、図１のインク導入針４を介して、液体噴射ヘッド１の外部に備えられたインクカートリッジからインクが供給されて貯留される。共通インク室２７から液体供給路としての図２のインク供給口２８及び圧力室２９を通りノズル開口３０に至るまでの一連の液体流路が形成されている。
【００２５】
図３の流路ユニット１１の最下部に配置されるノズル形成基板２５は、ドット形成密度に対応したピッチ（例えば１８０ｄｐｉ）で複数のノズル開口３０を、紙送り方向（副走査方向）に列状に開設した金属製の薄い板材であり、本実施形態においてはステンレス鋼によって作製されている。また、ノズル形成基板２５においては、１８０個のノズル開口３０によって１つのノズル列が形成されている。
【００２６】
ノズル形成基板２５と振動板２３との間に配置される流路形成基板２４は、液体流路となる部分、具体的には、共通インク室２７となる空部３３、インク供給口２８となる溝部３４、及び、圧力室２９となる空部３５が区画形成された板状の部材であり、本実施形態においては、結晶性を有する基材であるシリコンウェハーを異方性エッチング処理することによって作製されている。
【００２７】
また、流路形成基板２４には、流路ユニット構成部材間を接合する際の余分な接着剤或いは気泡を導入する逃げ穴としても機能する逃げ穴３６が、同様にエッチング処理によって複数開設されている。この逃げ穴３６を設けることで、部材間の接合境界部分からはみ出した接着剤が液体流路側に流れ込んだり、各部材間に気泡が入ることで接着不良が発生したりするのを防止することができる。また、この逃げ穴３６内に導入された接着剤が固化するとアンカーとして機能するので、接合強度を高めることができる。
【００２８】
ノズル形成基板２５とは反対側の流路形成基板２４の上面に配置される振動板２３は、例えばステンレス鋼等の金属製の支持板２３ａの表面にＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）樹脂フィルムを弾性薄膜部２３ｂとしてラミネートした複合板材によって構成されている。
【００２９】
図２の振動板２３の圧力室２９に対応する領域には、圧電振動子１９の作動に応じて変形して圧力室２９内のインクに圧力変動を生じさせ得るダイヤフラム部３７が形成されている。ダイヤフラム部３７は、圧電振動子１９の先端面が接続される部分を島部３８として残した状態でその周囲の支持板２３ａをエッチング処理で除去して弾性薄膜部２３ｂのみとすることで構成されている。
【００３０】
また、振動板２３には、流路形成基板２４の空部３３の一方の開口面を封止し、共通インク室２７の一部を区画するコンプライアンス部３９が形成されている。コンプライアンス部３９は、共通インク室２７（空部３３）に対応する領域の支持板２３ａを、エッチング処理によって除去することにより、弾性薄膜部２３ｂのみとされている。コンプライアンス部３９は、圧電振動子１９の駆動時の液体流路内のインクの圧力変動を緩和するダンパーとして機能する。
【００３１】
上記流路ユニット構成部材、即ち、振動板２３、流路形成基板２４、及びノズル形成基板２５には、基準ピン４１に挿通可能な基準穴４２（４２ａ，４２ｂ，４２ｃ）が各部材の厚さ方向を貫通してそれぞれ開設されている。そして、各流路ユニット構成部材は、各々の基準穴４２に基準ピン４１を挿通することで相対的な位置が合わされた上で接着剤等によって接合され、ノズル形成基板２５を下側にした姿勢でケース１０に固定される。
【００３２】
液体噴射ヘッド１では、駆動用基板５から配線部材２１を通じて圧電振動子１９に駆動信号が供給されると、圧電振動子１９が素子長手方向に伸縮し、これに伴いダイヤフラム部３７の島部３８が圧力室２９に近接する方向或いは離隔する方向に移動する。これにより、圧力室２９の容積が変化し、圧力室２９内のインクに圧力変動が生じる。この圧力変動によって圧力室２９内のインクがノズル開口３０からインク滴（液滴の一種）として吐出される。
【００３３】
圧力室２９等の液体流路やダイヤフラム部３７の島部３８等の各部位は、非常に微細な形状に作製されているため、流路ユニット構成部材の位置決めについては、数μｍオーダーの高い精度が要求される。特に、圧電振動子１９が接続される島部３８の位置決め精度は、ヘッドを高密度化することで圧電振動子の数が増加するのに伴って、より高い精度が求められる。本実施形態における液体噴射ヘッド１では、上述のように、各部材の基準穴４２に基準ピン４１を挿通することで各流路ユニット構成部材の相対的な位置が規定されるように構成されているが、基準穴４２と基準ピン４１との間に寸法誤差がある場合には、位置決め精度が低下してしまう。特に、流路形成基板２４と振動板２３との位置ずれに起因して島部３８と圧力室２９との相対的な位置が正常な位置からずれてしまうと、インク滴の吐出特性に悪影響を及ぼす虞がある。
【００３４】
そのため、上記液体噴射ヘッド１では、流路ユニット構成部材を接合した後、流路形成基板２４と振動板２３の接合状態の検査、より具体的には、圧力室２９に対する島部３８の位置ずれの検査が行われる。そして、液体噴射ヘッド１では、振動板２３に接合して振動板２３における圧力室２９を区画する、流路形成基板２４に形成された隔壁４４の振動板２３に接合される側の端面４５に、流路形成基板２４と振動板２３の相対的な位置の基準となる基準パターン４６が設けられており、基準パターン４６に対する島部３８の位置を測定することによって、高い精度で位置ずれの検査を行うことができるようになっている。以下、この点について説明する。
【００３５】
図４は、流路形成基板２４と振動板２３の接合状態を説明する平面図、図５（ａ）は、図４におけるＡ−Ａ線断面図、図５（ｂ）は、図４におけるＢ−Ｂ線断面図である。また、図６は、図４における領域Ｘの拡大図である。なお、弾性薄膜部２３ｂは、支持板２３ａより薄い半透明のシートであるため、図４では、流路形成基板２４と振動板２３の接合状態において、弾性薄膜部２３ｂを透過して流路形成基板２４と流路形成基板２４に形成された基準パターン４６を視認することができる。
【００３６】
ここで、本実施形態において、圧力室２９の列における両端に位置する圧力室は、インク滴の吐出には直接関与しないダミー圧力室２９´となっている。ダミー圧力室２９´に対応する島部は、上記ダミー圧電振動子が接続されるダミー島部３８´となっている。そして、本実施形態においては、各ダミー圧力室２９´を区画する隔壁４４の端面４５、即ち、振動板２３が配置される側の上端面に、それぞれ島部３８の長手方向（圧力室列設方向とは直交する方向）に沿って基準パターン４６が複数設けられている。より具体的には、各ダミー圧力室２９´を区画する隔壁のうち圧力室列設方向の隔壁４４（以下、圧力室長手方向の両側の隔壁４４と区別するため、適宜、隔壁４４´ともいう）の端面４５に、島部３８の長手方向の両端部毎にそれぞれ３つずつ基準パターン４６（４６ａ，４６ｂ，４６ｃ）が形成されている。即ち、１つのダミー圧力室２９´に対して合計６つの基準パターン４６が、島部の両端部に対応してそれぞれ形成されている。これらの基準パターン４６は、圧力室２９に対する島部３８（ダミー島部３８´）の長手方向の位置を検査する際の基準として用いられる。
【００３７】
基準パターン４６は、図６に示すように、平面視において多角形、本実施形態では略六角形状の微小な穴であり、圧力室２９等と同様にエッチング処理によって流路形成基板２４の厚さ方向の途中まで穿設されている。そして、この多角形状の基準パターン４６のうち、中央に配置されている基準パターン４６ｂの頂点Ｐが、流路形成基板２４と振動板２３との相対的な位置の基準点、即ち、本実施形態においては島部３８の長手方向の端の位置を測定するための基準点となっている。つまり、この中央の基準パターン４６ｂの頂点Ｐから圧力室列設方向に延した仮想線Ｌと島部３８の端が一致する状態が最も望ましい状態である。
【００３８】
また、本実施形態において、一組の基準パターン４６（４６ａ，４６ｂ，４６ｃ）の配置ピッチは、流路形成基板２４と振動板２３の相対的な位置ずれ量の公差に一致するように設定されている。すなわち、図６に示すように、３つの基準パターン４６（４６ａ，４６ｂ，４６ｃ）のうち中央の基準パターン４６ｂの頂点Ｐから、この中央の基準パターン４６ｂの両側に位置する基準パターン４６ａ，４６ｃの頂点Ｐまでの距離ｄが、それぞれ上記公差（例えば、１０μｍ）に一致するように設定されている。
【００３９】
上記位置ずれの検査は、例えば非接触段差測定機を用いて行う。なお、以下では、適宜、圧力室列設方向を上下方向とし、これに直交する島部３８の長手方向を左右方向として表現する。まず、上下両側のダミー島部３８´のうちの一方について、左右両端の基準パターン４６に対する位置ずれを一端ずつ検査する。即ち、例えば、図４における下側のダミー島部３８´の左端の位置に関し、ダミー圧力室２９´の隔壁４４´の端面４５の左側に設けられた中央の基準パターン４６ｂの頂点Ｐを中心として、その左右両側の基準パターン４６ａ，４６ｃの各頂点Ｐまでの左右の距離ｄの範囲内に位置するか否か、つまり公差範囲内に入るか否かを検査する。
【００４０】
上記非接触段差測定機を用いて検査を行う場合には、圧力室２９同士を隔てる隔壁４４´を測定機において平行に合わせる平行出しを行った上、測定機のターゲットマークをダミー島部３８´の左端に位置させてこの位置を測定開始地点として設定し、この地点から中央の基準パターン４６ｂの頂点Ｐまでターゲットマークを移動させることで、測定開始地点からの左右方向の距離がプラス又はマイナスの数値として測定機に表示される。これにより、中央の基準パターン４６ｂの頂点Ｐに対するダミー島部３８´の左右方向（島部長手方向）の位置ずれを測定することができる。そして、この位置ずれが公差範囲内であるか否かを検査する。同様にして、同島部３８´の右端について、端面４５の右側に設けられた基準パターン４６に基づいて位置ずれ量が公差範囲内に入るか否かを検査する。
【００４１】
一方のダミー島部３８´の左右方向（島部長手方向）両端の基準パターン４６に対する位置ずれを検査したならば、次に、他方（上側）のダミー島部３８´についても同様にして、左右両端の基準パターン４６に対する位置ずれを検査する。そして両方のダミー島部３８´の両端の位置ずれが、何れも公差範囲内に入っていれば適合であると判断され、何れか一つでも公差範囲外となった場合には不適合とされる。なお、圧力室２９に対する島部３８の上下方向（圧力室列設方向）の位置ずれについては、圧力室２９の隔壁４４´からの距離で測定される。
【００４２】
このように、上記液体噴射ヘッド１では、振動板２３における圧力室２９（ダミー圧力室２９´）を区画する隔壁４４（隔壁４４´）の端面４５に基準パターン４６を設け、この基準パターン４６に基づいて島部３８（ダミー島部３８´）の位置ずれを検査するので、基準パターン４６と島部３８との測定距離を可及的に短くすることができ、その結果、より高い精度で位置ずれの検査を行うことができる。これにより、圧力室に対する島部の位置ずれに起因して吐出不良等が生じる虞のある液体噴射ヘッドを未然に排除することができる。
【００４３】
また、本実施形態においては、島部３８の両端に対してそれぞれ複数の基準パターン４６（４６ａ，４６ｂ，４６ｃ）を設け、各基準パターン４６の配置ピッチを流路形成基板２４と振動板２３の相対的な位置ずれ量の公差に一致するように設定しているので、位置ずれの検査を迅速且つ高い精度で行うことが可能となる。即ち、上記の非接触段差測定機等の高精度な顕微鏡を用いなくとも、位置ずれが公差範囲内であるか否かを一般的な顕微鏡によっても容易に判断することができる。
【００４４】
さらに、本実施形態においては、インク滴の吐出に直接関与しない各ダミー圧力室２９´の隔壁４４´（隔壁４４）の端面４５に基準パターン４６を設ける一方、インク滴の吐出に関わる圧力室２９の隔壁４４には、基準パターン４６を設けない構成を採用している。これにより、ダミー圧力室２９´以外の圧力室２９における隔壁４４の剛性を一律に揃えることができる。その結果、インク滴の吐出に関わる全ての圧力室２９のインク滴吐出特性を揃えることができる。
【００４５】
ところで、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて種々の変形が可能である。
【００４６】
例えば、上記実施形態においては、各ダミー圧力室２９´の隔壁４４´の端面４５に形成された基準パターン４６に対するダミー島部３８´の両端の位置ずれを検査する例を示したが、これに限らず、通常の圧力室２９に対応する島部３８の両端について上記基準パターン４６に対する位置ずれを検査するようにしてもよい。つまり、ダミー圧力室２９´を除く圧力室列の両端の圧力室２９について、ダミー圧力室２９´の隔壁４４´の端面４５に形成された基準パターン４６に基づいて位置ずれを検査することもできる。この構成は、実際にインク滴の吐出に関わる圧力室２９と島部３８との位置ずれを検査するので、より好ましい。
【００４７】
また、上記実施形態では、ダミー圧力室２９´の隔壁４４´の端面４５に基準パターン４６を設ける一方、インク滴の吐出に関わる圧力室２９の隔壁４４には、基準パターン４６を設けない構成としたが、これには限らず、インク滴吐出特性への影響が少ないと判断される場合には、通常の圧力室２９の隔壁４４に基準パターン４６を設ける構成を採用することも可能である。
【００４８】
（液体噴射ヘッドの製造方法）
次に、液体噴射ヘッド１における流路ユニット１１の製造方法について説明する。図７は、流路ユニット１１の製造方法におけるフローチャートである。
【００４９】
振動板エッチング処理工程Ｓ１００では、ステンレス鋼等の金属製の支持板２３ａの表面にＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）樹脂フィルムを弾性薄膜部２３ｂとしてラミネートした複合板材によって構成された振動板２３を用意する。
【００５０】
そして、圧電振動子１９が接合されるための島部３８を残して、島部３８の周囲の支持板２３ａをエッチング処理することにより、ステンレス鋼等の金属層を除去し、島部３８より薄い層からなる樹脂フィルムで構成される弾性薄膜部２３ｂを形成する。
【００５１】
また、共通インク室２７に対応する領域の支持板２３ａを、エッチング処理によって除去することにより、弾性薄膜部２３ｂからなるコンプライアンス部３９を形成する。
【００５２】
また、エッチング処理により、金属製の支持板２３ａと弾性薄膜部２３ｂを除去し、基準穴４２ａを形成する。
【００５３】
流路形成基板エッチング処理工程Ｓ１１０では、空部３５、基準パターン４６（４６ａ，４６ｂ，４６ｃ）、空部３３、基準穴４２ｂ、溝部３４、逃げ穴３６が描かれた一つのマスクパターンを用いて、シリコンウェハーを露光する。
【００５４】
次に、エッチング処理により空部や穴部や溝部を除去することにより、空部３５、空部３５を形成する隔壁４４、基準パターン４６（４６ａ，４６ｂ，４６ｃ）、空部３３、基準穴４２ｂ、溝部３４、逃げ穴３６を形成する。
【００５５】
接合工程Ｓ１２０では、振動板２３の基準穴４２ａ、流路形成基板２４の基準穴４２ｂに基準ピン４１を挿入し、接着剤を用いて、振動板２３と流路形成基板２４とを接続する。さらに、ノズル開口３０が形成されたノズル形成基板２５の基準穴４２ｃに基準ピン４１を挿入し、流路形成基板２４とノズル形成基板２５とを接着剤を用いて接合する。
【００５６】
（比較例）
比較のため、液体噴射ヘッド１における流路ユニット１１の製造方法について説明する。比較例における振動板エッチング処理工程と接合工程は、本実施形態における振動板エッチング処理工程Ｓ１００と接合工程Ｓ１２０と同じである。
【００５７】
比較例における流路形成基板エッチング処理工程では、流路形成基板２４を貫通する空部３３、空部３５、基準穴４２ｂを形成するための１回目のマスクパターンを用いて露光処理し、１回目のエッチング処理を行う。
【００５８】
次に、流路形成基板２４を貫通しない溝部３４、逃げ穴３６、基準パターン４６（４６ａ，４６ｂ，４６ｃ）を形成するための２回目のマスクパターンを用いて露光処理し、２回目のエッチング処理を行う。
【００５９】
比較例における製造方法では、１回目のマスクパターンを用いて露光処理された空部３５を形成する隔壁４４の位置と、２回目のマスクパターンを用いて露光処理された基準パターン４６（４６ａ，４６ｂ，４６ｃ）の位置とのずれ量が大きくなってしまう場合がある。
【００６０】
そのため、振動板２３に形成された島部３８と基準パターン４６（４６ａ，４６ｂ，４６ｃ）との位置ずれの検査精度が低下してしまう。従って、振動板２３と流路形成基板２４との相対的な位置ずれの検査精度が低下してしまう場合がある。
【００６１】
以上、前述した本実施形態の液体噴射ヘッド１の製造方法によれば、圧電振動子１９が接合されるための島部３８の周囲をエッチング処理し、島部３８より薄い層からなる弾性薄膜部２３ｂを有する振動板２３を形成する振動板エッチング処理工程Ｓ１００と、島部３８に対応する領域に形成され、ノズル開口３０に通じる圧力室２９となるための空部３５を形成する隔壁４４と、振動板２３との相対的な位置の基準となる基準パターン４６（４６ａ，４６ｂ，４６ｃ）と、を有する流路形成基板２４をエッチング処理により形成する流路形成基板エッチング処理工程Ｓ１１０と、振動板２３と流路形成基板２４とを接合する接合工程Ｓ１２０と、を含み、流路形成基板エッチング処理工程Ｓ１１０では、隔壁４４と基準パターン４６とを形成するための一つのマスクパターンを用いた１回の露光処理により、隔壁４４と基準パターン４６とを形成する。
【００６２】
この構成によれば、流路形成基板エッチング処理工程Ｓ１１０では、隔壁４４と基準パターン４６とを形成するための一つのマスクパターンを用いて、隔壁４４と基準パターン４６とを同時に露光する。これにより、流路形成基板２４の隔壁４４の端面４５に形成される基準パターン４６の位置がずれてしまうことが抑制される。そのため、振動板２３に形成された島部３８と基準パターン４６との位置ずれの検査精度の低下が抑制され、振動板２３と流路形成基板２４との相対的な位置ずれの検査精度の低下が抑制される。
【００６３】
従って、振動板２３と流路形成基板２４との相対的な位置ずれの検査によって選択された液体噴射ヘッドでは、振動板２３と流路形成基板２４との相対的な位置ずれが小さいので、圧力室２９に対する島部３８の位置のずれが小さい。そのため、ノズル開口３０から噴射される液滴の経路が曲がってしまったり、規定量の液滴が噴射されなかったりすることが抑制される。
【００６４】
また、振動板２３に形成される弾性薄膜部２３ｂは半透明性を有し、基準パターン４６は、隔壁４４における弾性薄膜部２３ｂとの接合面に形成される。
【００６５】
この構成によれば、振動板２３と流路形成基板２４とが接合された状態において、流路形成基板２４の隔壁４４の端面４５に形成された基準パターン４６を振動板２３側から視認することができる。
【００６６】
また、基準パターン４６は、島部３８の長手方向の端部に対応する位置に形成される。
【００６７】
この構成によれば、島部３８の長手方向における振動板２３と流路形成基板２４との位置ずれを検出することができる。
【００６８】
また、以上、液体噴射ヘッドとして、インクジェット式液体噴射ヘッド１を例に挙げて説明したが、本発明は他の液体噴射ヘッドにも適用することができる。例えば、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（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイ、ＦＥＤ（面発光ディスプレイ）等の電極形成に用いられる電極材噴射ヘッド、バイオチップ（生物化学素子）の製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等にも本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００６９】
１…液体噴射ヘッド、１９…圧電振動子、２３…振動板、２３ｂ…弾性薄膜部、２４…流路形成基板、２９…圧力室、３０…ノズル開口、３５…空部、３８…島部、４４…隔壁、４６，４６ａ，４６ｂ，４６ｃ…基準パターン、Ｓ１００…振動板エッチング処理工程、Ｓ１１０…流路形成基板エッチング処理工程、Ｓ１２０…接合工程。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体噴射ヘッドの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液体噴射装置として、液体噴射ヘッドに形成された複数のノズルから紙などの記録媒体に液滴としてのインクを噴射するインクジェット式記録装置が知られている。例えば、圧力室に対応する圧電振動子を備えたアクチュエーターユニットと、液体噴射ヘッドの外部から供給される液体の貯留室、貯留室から各圧力室に液体が供給される複数の液体供給路を備えた流路ユニット等から構成される液体噴射ヘッドがある。流路ユニットは、圧力室や貯留室となるための空部や液体供給路となるための溝部が形成された流路形成基板と、これらの空部や溝部が形成された流路形成基板の一方の面を封止する振動板と、ノズル開口が形成され、流路形成基板の他方の面を封止するノズルプレートとが積層されて構成される。
【０００３】
振動板の圧力室と反対側の面には、圧電振動子の変形に伴って弾性変形するダイヤフラム部が形成される。このダイヤフラム部は、圧電振動子の先端面が接続される部分を島部として残した状態でその周囲をエッチング処理によって除去して弾性薄膜部のみとすることで構成されている。圧電振動子を駆動して圧電振動子の長手方向に伸縮させると、島部が圧力室に近接する方向または離隔する方向に変位する。これにより、圧力室の容積が変化し、圧力室内の液体に圧力変動が生じて、ノズル開口から液体が噴射される。
【０００４】
振動板と流路形成基板との相対的な位置がずれた状態で積層された液体噴射ヘッドでは、圧力室に対する島部の位置が正常な位置からずれてしまう虞がある。そのため、ノズル開口から噴射される液滴の経路が曲がってしまったり、規定量の液滴が噴射されなかったりする場合がある。そこで、特許文献１では、圧力室となるための空部を構成する流路形成基板の隔壁に基準パターンを設け、振動板と流路形成基板とが積層された状態において、振動板に形成された島部と流路形成基板の隔壁に形成された基準パターンとの位置ずれを検査することにより、振動板と流路形成基板との相対的な位置ずれの検査の精度を向上させる方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２６４１５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、流路形成基板の隔壁に形成される基準パターンの位置がずれてしまうと、振動板に形成された島部と基準パターンとの位置ずれの検査精度が低下してしまう。そのため、振動板と流路形成基板との相対的な位置ずれの検査精度が低下してしまうという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００８】
［適用例１］圧電振動子が接合されるための島部の周囲をエッチング処理し、前記島部より薄い層からなる薄膜部を有する振動板を形成する振動板エッチング処理工程と、前記島部に対応する領域に形成され、ノズル開口に通じる圧力室となるための空部を形成する隔壁と、前記振動板との相対的な位置の基準となる基準パターンと、を有する流路形成基板をエッチング処理により形成する流路形成基板エッチング処理工程と、前記振動板と前記流路形成基板とを接合する接合工程と、を含み、前記流路形成基板エッチング処理工程では、前記隔壁と前記基準パターンとを形成するための一つのマスクパターンを用いた１回の露光処理により、前記隔壁と前記基準パターンとを形成することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
【０００９】
この構成によれば、流路形成基板エッチング処理工程では、隔壁と基準パターンとを形成するための一つのマスクパターンを用いた１回の露光処理により、隔壁と基準パターンとを形成する。これにより、流路形成基板の隔壁に形成される基準パターンの位置がずれてしまうことが抑制される。そのため、振動板に形成された島部と基準パターンとの位置ずれの検査精度の低下が抑制され、振動板と流路形成基板との相対的な位置ずれの検査精度の低下が抑制される。
【００１０】
［適用例２］前記振動板に形成される前記薄膜部は半透明性を有し、前記基準パターンは、前記隔壁における前記薄膜部との接合面に形成されることを特徴とする上記液体噴射ヘッドの製造方法。
【００１１】
この構成によれば、振動板と流路形成基板とが接合された状態において、流路形成基板の隔壁に形成された基準パターンを振動板側から視認することができる。
【００１２】
［適用例３］前記基準パターンは、前記島部の長手方向の端部に対応する位置に形成されることを特徴とする上記液体噴射ヘッドの製造方法。
【００１３】
この構成によれば、島部の長手方向における振動板と流路形成基板との位置ずれを検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】インクジェット式液体噴射ヘッドの構成を説明する分解斜視図。
【図２】インクジェット式液体噴射ヘッドの構成を説明する要部断面図。
【図３】流路ユニットの構成を説明する分解斜視図。
【図４】流路形成基板と振動板の接合状態を説明する平面図。
【図５】（ａ）は図４におけるＡ−Ａ線断面図、（ｂ）は図４におけるＢ−Ｂ線断面図。
【図６】図４における領域Ｘの拡大図。
【図７】流路ユニットの製造方法におけるフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、実施の形態について図面を参照しつつ説明する。以下の説明は、インクジェット式液体噴射装置（以下、プリンターという）に搭載されるインクジェット式液体噴射ヘッド（以下、液体噴射ヘッドという）を例に挙げて行う。
【００１６】
図１は、本実施形態における液体噴射ヘッド１の分解斜視図、図２は、液体噴射ヘッド１の要部断面図である。液体噴射ヘッド１は、カートリッジ基台２（以下、「基台」という）、駆動用基板５、ケース１０、流路ユニット１１、及び、アクチュエーターユニット１３を主な構成要素としている。なお、以下においては、便宜上、液体噴射ヘッド１を構成する各部材の積層方向を上下方向として説明する。
【００１７】
上記基台２は、例えば、エポキシ系樹脂等の合成樹脂によって成型されており、その上面にはフィルター３を介在させた状態でインク導入針４が複数取り付けられている。これらのインク導入針４には、インク（液体の一種）を貯留したインクカートリッジ（図示せず）が装着されるようになっている。
【００１８】
駆動用基板５は、図示せぬプリンター本体側からの駆動信号を図２の圧電振動子１９へ供給するための配線パターン（不図示）が形成されると共に、プリンター本体側との接続のためのコネクター６や電子部品８等を実装している。コネクター６にはＦＦＣ（フレキシブルフラットケーブル）等の配線部材（不図示）が接続され、駆動用基板５は、このＦＦＣを介してプリンター本体側から駆動信号を受けるようになっている。そして、この駆動用基板５は、パッキンとして機能するエラストマー等の弾性シート７を介在させた状態で、インク導入針４とは反対側の基台２の底面側に配置される。
【００１９】
ケース１０は、合成樹脂製の中空箱体状部材であり、先端面（下面）には流路ユニット１１を接合し、内部に形成された収容空部１２内にはアクチュエーターユニット１３を収容し、流路ユニット１１側とは反対側の基板取付面１４には駆動用基板５を取り付けるようになっている。
【００２０】
また、このケース１０の先端面側には、金属製の薄板部材によって作製されたヘッドカバー１６が、流路ユニット１１の外側からその周縁部を包囲する状態に取り付けられる。このヘッドカバー１６は、流路ユニット１１やケース１０を保護すると共に、流路ユニット１１のノズル形成基板２５を接地電位に調整し、記録紙等から発生する静電気によるノイズ等の障害を防止する機能を果たす。
【００２１】
アクチュエーターユニット１３は、櫛歯状に列設された複数の圧電振動子１９と、圧電振動子１９が接合される固定板２０と、駆動用基板５からの駆動信号を圧電振動子１９に伝達するための、ＴＣＰ（テープキャリアパッケージ）等の配線部材２１等から構成される。各圧電振動子１９は、固定端部側が固定板２０上に接合され、自由端部側が固定板２０の先端面よりも外側に突出している。即ち、各圧電振動子１９は、所謂片持ち梁の状態で固定板２０上に取り付けられている。
【００２２】
また、各圧電振動子１９を支持する固定板２０は、例えば厚さ１ｍｍ程度のステンレス鋼によって構成されている。そして、アクチュエーターユニット１３は、固定板２０の背面を、収容空部１２を区画するケース内壁面に接着することで収容空部１２内に収納され固定されている。なお、圧電振動子列の両端に位置する圧電振動子１９は、駆動信号が供給されず実際には駆動しないダミー圧電振動子となっている。
【００２３】
図３は、本実施形態における流路ユニット１１の構成を説明する分解斜視図である。流路ユニット１１は、振動板２３、流路形成基板２４、及びノズル形成基板２５からなる各流路ユニット構成部材を積層した状態で接合して一体化することにより作製されている。
【００２４】
図２の貯留室としての共通インク室２７には、図１のインク導入針４を介して、液体噴射ヘッド１の外部に備えられたインクカートリッジからインクが供給されて貯留される。共通インク室２７から液体供給路としての図２のインク供給口２８及び圧力室２９を通りノズル開口３０に至るまでの一連の液体流路が形成されている。
【００２５】
図３の流路ユニット１１の最下部に配置されるノズル形成基板２５は、ドット形成密度に対応したピッチ（例えば１８０ｄｐｉ）で複数のノズル開口３０を、紙送り方向（副走査方向）に列状に開設した金属製の薄い板材であり、本実施形態においてはステンレス鋼によって作製されている。また、ノズル形成基板２５においては、１８０個のノズル開口３０によって１つのノズル列が形成されている。
【００２６】
ノズル形成基板２５と振動板２３との間に配置される流路形成基板２４は、液体流路となる部分、具体的には、共通インク室２７となる空部３３、インク供給口２８となる溝部３４、及び、圧力室２９となる空部３５が区画形成された板状の部材であり、本実施形態においては、結晶性を有する基材であるシリコンウェハーを異方性エッチング処理することによって作製されている。
【００２７】
また、流路形成基板２４には、流路ユニット構成部材間を接合する際の余分な接着剤或いは気泡を導入する逃げ穴としても機能する逃げ穴３６が、同様にエッチング処理によって複数開設されている。この逃げ穴３６を設けることで、部材間の接合境界部分からはみ出した接着剤が液体流路側に流れ込んだり、各部材間に気泡が入ることで接着不良が発生したりするのを防止することができる。また、この逃げ穴３６内に導入された接着剤が固化するとアンカーとして機能するので、接合強度を高めることができる。
【００２８】
ノズル形成基板２５とは反対側の流路形成基板２４の上面に配置される振動板２３は、例えばステンレス鋼等の金属製の支持板２３ａの表面にＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）樹脂フィルムを弾性薄膜部２３ｂとしてラミネートした複合板材によって構成されている。
【００２９】
図２の振動板２３の圧力室２９に対応する領域には、圧電振動子１９の作動に応じて変形して圧力室２９内のインクに圧力変動を生じさせ得るダイヤフラム部３７が形成されている。ダイヤフラム部３７は、圧電振動子１９の先端面が接続される部分を島部３８として残した状態でその周囲の支持板２３ａをエッチング処理で除去して弾性薄膜部２３ｂのみとすることで構成されている。
【００３０】
また、振動板２３には、流路形成基板２４の空部３３の一方の開口面を封止し、共通インク室２７の一部を区画するコンプライアンス部３９が形成されている。コンプライアンス部３９は、共通インク室２７（空部３３）に対応する領域の支持板２３ａを、エッチング処理によって除去することにより、弾性薄膜部２３ｂのみとされている。コンプライアンス部３９は、圧電振動子１９の駆動時の液体流路内のインクの圧力変動を緩和するダンパーとして機能する。
【００３１】
上記流路ユニット構成部材、即ち、振動板２３、流路形成基板２４、及びノズル形成基板２５には、基準ピン４１に挿通可能な基準穴４２（４２ａ，４２ｂ，４２ｃ）が各部材の厚さ方向を貫通してそれぞれ開設されている。そして、各流路ユニット構成部材は、各々の基準穴４２に基準ピン４１を挿通することで相対的な位置が合わされた上で接着剤等によって接合され、ノズル形成基板２５を下側にした姿勢でケース１０に固定される。
【００３２】
液体噴射ヘッド１では、駆動用基板５から配線部材２１を通じて圧電振動子１９に駆動信号が供給されると、圧電振動子１９が素子長手方向に伸縮し、これに伴いダイヤフラム部３７の島部３８が圧力室２９に近接する方向或いは離隔する方向に移動する。これにより、圧力室２９の容積が変化し、圧力室２９内のインクに圧力変動が生じる。この圧力変動によって圧力室２９内のインクがノズル開口３０からインク滴（液滴の一種）として吐出される。
【００３３】
圧力室２９等の液体流路やダイヤフラム部３７の島部３８等の各部位は、非常に微細な形状に作製されているため、流路ユニット構成部材の位置決めについては、数μｍオーダーの高い精度が要求される。特に、圧電振動子１９が接続される島部３８の位置決め精度は、ヘッドを高密度化することで圧電振動子の数が増加するのに伴って、より高い精度が求められる。本実施形態における液体噴射ヘッド１では、上述のように、各部材の基準穴４２に基準ピン４１を挿通することで各流路ユニット構成部材の相対的な位置が規定されるように構成されているが、基準穴４２と基準ピン４１との間に寸法誤差がある場合には、位置決め精度が低下してしまう。特に、流路形成基板２４と振動板２３との位置ずれに起因して島部３８と圧力室２９との相対的な位置が正常な位置からずれてしまうと、インク滴の吐出特性に悪影響を及ぼす虞がある。
【００３４】
そのため、上記液体噴射ヘッド１では、流路ユニット構成部材を接合した後、流路形成基板２４と振動板２３の接合状態の検査、より具体的には、圧力室２９に対する島部３８の位置ずれの検査が行われる。そして、液体噴射ヘッド１では、振動板２３に接合して振動板２３における圧力室２９を区画する、流路形成基板２４に形成された隔壁４４の振動板２３に接合される側の端面４５に、流路形成基板２４と振動板２３の相対的な位置の基準となる基準パターン４６が設けられており、基準パターン４６に対する島部３８の位置を測定することによって、高い精度で位置ずれの検査を行うことができるようになっている。以下、この点について説明する。
【００３５】
図４は、流路形成基板２４と振動板２３の接合状態を説明する平面図、図５（ａ）は、図４におけるＡ−Ａ線断面図、図５（ｂ）は、図４におけるＢ−Ｂ線断面図である。また、図６は、図４における領域Ｘの拡大図である。なお、弾性薄膜部２３ｂは、支持板２３ａより薄い半透明のシートであるため、図４では、流路形成基板２４と振動板２３の接合状態において、弾性薄膜部２３ｂを透過して流路形成基板２４と流路形成基板２４に形成された基準パターン４６を視認することができる。
【００３６】
ここで、本実施形態において、圧力室２９の列における両端に位置する圧力室は、インク滴の吐出には直接関与しないダミー圧力室２９´となっている。ダミー圧力室２９´に対応する島部は、上記ダミー圧電振動子が接続されるダミー島部３８´となっている。そして、本実施形態においては、各ダミー圧力室２９´を区画する隔壁４４の端面４５、即ち、振動板２３が配置される側の上端面に、それぞれ島部３８の長手方向（圧力室列設方向とは直交する方向）に沿って基準パターン４６が複数設けられている。より具体的には、各ダミー圧力室２９´を区画する隔壁のうち圧力室列設方向の隔壁４４（以下、圧力室長手方向の両側の隔壁４４と区別するため、適宜、隔壁４４´ともいう）の端面４５に、島部３８の長手方向の両端部毎にそれぞれ３つずつ基準パターン４６（４６ａ，４６ｂ，４６ｃ）が形成されている。即ち、１つのダミー圧力室２９´に対して合計６つの基準パターン４６が、島部の両端部に対応してそれぞれ形成されている。これらの基準パターン４６は、圧力室２９に対する島部３８（ダミー島部３８´）の長手方向の位置を検査する際の基準として用いられる。
【００３７】
基準パターン４６は、図６に示すように、平面視において多角形、本実施形態では略六角形状の微小な穴であり、圧力室２９等と同様にエッチング処理によって流路形成基板２４の厚さ方向の途中まで穿設されている。そして、この多角形状の基準パターン４６のうち、中央に配置されている基準パターン４６ｂの頂点Ｐが、流路形成基板２４と振動板２３との相対的な位置の基準点、即ち、本実施形態においては島部３８の長手方向の端の位置を測定するための基準点となっている。つまり、この中央の基準パターン４６ｂの頂点Ｐから圧力室列設方向に延した仮想線Ｌと島部３８の端が一致する状態が最も望ましい状態である。
【００３８】
また、本実施形態において、一組の基準パターン４６（４６ａ，４６ｂ，４６ｃ）の配置ピッチは、流路形成基板２４と振動板２３の相対的な位置ずれ量の公差に一致するように設定されている。すなわち、図６に示すように、３つの基準パターン４６（４６ａ，４６ｂ，４６ｃ）のうち中央の基準パターン４６ｂの頂点Ｐから、この中央の基準パターン４６ｂの両側に位置する基準パターン４６ａ，４６ｃの頂点Ｐまでの距離ｄが、それぞれ上記公差（例えば、１０μｍ）に一致するように設定されている。
【００３９】
上記位置ずれの検査は、例えば非接触段差測定機を用いて行う。なお、以下では、適宜、圧力室列設方向を上下方向とし、これに直交する島部３８の長手方向を左右方向として表現する。まず、上下両側のダミー島部３８´のうちの一方について、左右両端の基準パターン４６に対する位置ずれを一端ずつ検査する。即ち、例えば、図４における下側のダミー島部３８´の左端の位置に関し、ダミー圧力室２９´の隔壁４４´の端面４５の左側に設けられた中央の基準パターン４６ｂの頂点Ｐを中心として、その左右両側の基準パターン４６ａ，４６ｃの各頂点Ｐまでの左右の距離ｄの範囲内に位置するか否か、つまり公差範囲内に入るか否かを検査する。
【００４０】
上記非接触段差測定機を用いて検査を行う場合には、圧力室２９同士を隔てる隔壁４４´を測定機において平行に合わせる平行出しを行った上、測定機のターゲットマークをダミー島部３８´の左端に位置させてこの位置を測定開始地点として設定し、この地点から中央の基準パターン４６ｂの頂点Ｐまでターゲットマークを移動させることで、測定開始地点からの左右方向の距離がプラス又はマイナスの数値として測定機に表示される。これにより、中央の基準パターン４６ｂの頂点Ｐに対するダミー島部３８´の左右方向（島部長手方向）の位置ずれを測定することができる。そして、この位置ずれが公差範囲内であるか否かを検査する。同様にして、同島部３８´の右端について、端面４５の右側に設けられた基準パターン４６に基づいて位置ずれ量が公差範囲内に入るか否かを検査する。
【００４１】
一方のダミー島部３８´の左右方向（島部長手方向）両端の基準パターン４６に対する位置ずれを検査したならば、次に、他方（上側）のダミー島部３８´についても同様にして、左右両端の基準パターン４６に対する位置ずれを検査する。そして両方のダミー島部３８´の両端の位置ずれが、何れも公差範囲内に入っていれば適合であると判断され、何れか一つでも公差範囲外となった場合には不適合とされる。なお、圧力室２９に対する島部３８の上下方向（圧力室列設方向）の位置ずれについては、圧力室２９の隔壁４４´からの距離で測定される。
【００４２】
このように、上記液体噴射ヘッド１では、振動板２３における圧力室２９（ダミー圧力室２９´）を区画する隔壁４４（隔壁４４´）の端面４５に基準パターン４６を設け、この基準パターン４６に基づいて島部３８（ダミー島部３８´）の位置ずれを検査するので、基準パターン４６と島部３８との測定距離を可及的に短くすることができ、その結果、より高い精度で位置ずれの検査を行うことができる。これにより、圧力室に対する島部の位置ずれに起因して吐出不良等が生じる虞のある液体噴射ヘッドを未然に排除することができる。
【００４３】
また、本実施形態においては、島部３８の両端に対してそれぞれ複数の基準パターン４６（４６ａ，４６ｂ，４６ｃ）を設け、各基準パターン４６の配置ピッチを流路形成基板２４と振動板２３の相対的な位置ずれ量の公差に一致するように設定しているので、位置ずれの検査を迅速且つ高い精度で行うことが可能となる。即ち、上記の非接触段差測定機等の高精度な顕微鏡を用いなくとも、位置ずれが公差範囲内であるか否かを一般的な顕微鏡によっても容易に判断することができる。
【００４４】
さらに、本実施形態においては、インク滴の吐出に直接関与しない各ダミー圧力室２９´の隔壁４４´（隔壁４４）の端面４５に基準パターン４６を設ける一方、インク滴の吐出に関わる圧力室２９の隔壁４４には、基準パターン４６を設けない構成を採用している。これにより、ダミー圧力室２９´以外の圧力室２９における隔壁４４の剛性を一律に揃えることができる。その結果、インク滴の吐出に関わる全ての圧力室２９のインク滴吐出特性を揃えることができる。
【００４５】
ところで、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて種々の変形が可能である。
【００４６】
例えば、上記実施形態においては、各ダミー圧力室２９´の隔壁４４´の端面４５に形成された基準パターン４６に対するダミー島部３８´の両端の位置ずれを検査する例を示したが、これに限らず、通常の圧力室２９に対応する島部３８の両端について上記基準パターン４６に対する位置ずれを検査するようにしてもよい。つまり、ダミー圧力室２９´を除く圧力室列の両端の圧力室２９について、ダミー圧力室２９´の隔壁４４´の端面４５に形成された基準パターン４６に基づいて位置ずれを検査することもできる。この構成は、実際にインク滴の吐出に関わる圧力室２９と島部３８との位置ずれを検査するので、より好ましい。
【００４７】
また、上記実施形態では、ダミー圧力室２９´の隔壁４４´の端面４５に基準パターン４６を設ける一方、インク滴の吐出に関わる圧力室２９の隔壁４４には、基準パターン４６を設けない構成としたが、これには限らず、インク滴吐出特性への影響が少ないと判断される場合には、通常の圧力室２９の隔壁４４に基準パターン４６を設ける構成を採用することも可能である。
【００４８】
（液体噴射ヘッドの製造方法）
次に、液体噴射ヘッド１における流路ユニット１１の製造方法について説明する。図７は、流路ユニット１１の製造方法におけるフローチャートである。
【００４９】
振動板エッチング処理工程Ｓ１００では、ステンレス鋼等の金属製の支持板２３ａの表面にＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）樹脂フィルムを弾性薄膜部２３ｂとしてラミネートした複合板材によって構成された振動板２３を用意する。
【００５０】
そして、圧電振動子１９が接合されるための島部３８を残して、島部３８の周囲の支持板２３ａをエッチング処理することにより、ステンレス鋼等の金属層を除去し、島部３８より薄い層からなる樹脂フィルムで構成される弾性薄膜部２３ｂを形成する。
【００５１】
また、共通インク室２７に対応する領域の支持板２３ａを、エッチング処理によって除去することにより、弾性薄膜部２３ｂからなるコンプライアンス部３９を形成する。
【００５２】
また、エッチング処理により、金属製の支持板２３ａと弾性薄膜部２３ｂを除去し、基準穴４２ａを形成する。
【００５３】
流路形成基板エッチング処理工程Ｓ１１０では、空部３５、基準パターン４６（４６ａ，４６ｂ，４６ｃ）、空部３３、基準穴４２ｂ、溝部３４、逃げ穴３６が描かれた一つのマスクパターンを用いて、シリコンウェハーを露光する。
【００５４】
次に、エッチング処理により空部や穴部や溝部を除去することにより、空部３５、空部３５を形成する隔壁４４、基準パターン４６（４６ａ，４６ｂ，４６ｃ）、空部３３、基準穴４２ｂ、溝部３４、逃げ穴３６を形成する。
【００５５】
接合工程Ｓ１２０では、振動板２３の基準穴４２ａ、流路形成基板２４の基準穴４２ｂに基準ピン４１を挿入し、接着剤を用いて、振動板２３と流路形成基板２４とを接続する。さらに、ノズル開口３０が形成されたノズル形成基板２５の基準穴４２ｃに基準ピン４１を挿入し、流路形成基板２４とノズル形成基板２５とを接着剤を用いて接合する。
【００５６】
（比較例）
比較のため、液体噴射ヘッド１における流路ユニット１１の製造方法について説明する。比較例における振動板エッチング処理工程と接合工程は、本実施形態における振動板エッチング処理工程Ｓ１００と接合工程Ｓ１２０と同じである。
【００５７】
比較例における流路形成基板エッチング処理工程では、流路形成基板２４を貫通する空部３３、空部３５、基準穴４２ｂを形成するための１回目のマスクパターンを用いて露光処理し、１回目のエッチング処理を行う。
【００５８】
次に、流路形成基板２４を貫通しない溝部３４、逃げ穴３６、基準パターン４６（４６ａ，４６ｂ，４６ｃ）を形成するための２回目のマスクパターンを用いて露光処理し、２回目のエッチング処理を行う。
【００５９】
比較例における製造方法では、１回目のマスクパターンを用いて露光処理された空部３５を形成する隔壁４４の位置と、２回目のマスクパターンを用いて露光処理された基準パターン４６（４６ａ，４６ｂ，４６ｃ）の位置とのずれ量が大きくなってしまう場合がある。
【００６０】
そのため、振動板２３に形成された島部３８と基準パターン４６（４６ａ，４６ｂ，４６ｃ）との位置ずれの検査精度が低下してしまう。従って、振動板２３と流路形成基板２４との相対的な位置ずれの検査精度が低下してしまう場合がある。
【００６１】
以上、前述した本実施形態の液体噴射ヘッド１の製造方法によれば、圧電振動子１９が接合されるための島部３８の周囲をエッチング処理し、島部３８より薄い層からなる弾性薄膜部２３ｂを有する振動板２３を形成する振動板エッチング処理工程Ｓ１００と、島部３８に対応する領域に形成され、ノズル開口３０に通じる圧力室２９となるための空部３５を形成する隔壁４４と、振動板２３との相対的な位置の基準となる基準パターン４６（４６ａ，４６ｂ，４６ｃ）と、を有する流路形成基板２４をエッチング処理により形成する流路形成基板エッチング処理工程Ｓ１１０と、振動板２３と流路形成基板２４とを接合する接合工程Ｓ１２０と、を含み、流路形成基板エッチング処理工程Ｓ１１０では、隔壁４４と基準パターン４６とを形成するための一つのマスクパターンを用いた１回の露光処理により、隔壁４４と基準パターン４６とを形成する。
【００６２】
この構成によれば、流路形成基板エッチング処理工程Ｓ１１０では、隔壁４４と基準パターン４６とを形成するための一つのマスクパターンを用いて、隔壁４４と基準パターン４６とを同時に露光する。これにより、流路形成基板２４の隔壁４４の端面４５に形成される基準パターン４６の位置がずれてしまうことが抑制される。そのため、振動板２３に形成された島部３８と基準パターン４６との位置ずれの検査精度の低下が抑制され、振動板２３と流路形成基板２４との相対的な位置ずれの検査精度の低下が抑制される。
【００６３】
従って、振動板２３と流路形成基板２４との相対的な位置ずれの検査によって選択された液体噴射ヘッドでは、振動板２３と流路形成基板２４との相対的な位置ずれが小さいので、圧力室２９に対する島部３８の位置のずれが小さい。そのため、ノズル開口３０から噴射される液滴の経路が曲がってしまったり、規定量の液滴が噴射されなかったりすることが抑制される。
【００６４】
また、振動板２３に形成される弾性薄膜部２３ｂは半透明性を有し、基準パターン４６は、隔壁４４における弾性薄膜部２３ｂとの接合面に形成される。
【００６５】
この構成によれば、振動板２３と流路形成基板２４とが接合された状態において、流路形成基板２４の隔壁４４の端面４５に形成された基準パターン４６を振動板２３側から視認することができる。
【００６６】
また、基準パターン４６は、島部３８の長手方向の端部に対応する位置に形成される。
【００６７】
この構成によれば、島部３８の長手方向における振動板２３と流路形成基板２４との位置ずれを検出することができる。
【００６８】
また、以上、液体噴射ヘッドとして、インクジェット式液体噴射ヘッド１を例に挙げて説明したが、本発明は他の液体噴射ヘッドにも適用することができる。例えば、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（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイ、ＦＥＤ（面発光ディスプレイ）等の電極形成に用いられる電極材噴射ヘッド、バイオチップ（生物化学素子）の製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等にも本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００６９】
１…液体噴射ヘッド、１９…圧電振動子、２３…振動板、２３ｂ…弾性薄膜部、２４…流路形成基板、２９…圧力室、３０…ノズル開口、３５…空部、３８…島部、４４…隔壁、４６，４６ａ，４６ｂ，４６ｃ…基準パターン、Ｓ１００…振動板エッチング処理工程、Ｓ１１０…流路形成基板エッチング処理工程、Ｓ１２０…接合工程。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電振動子が接合されるための島部の周囲をエッチング処理し、前記島部より薄い層からなる薄膜部を有する振動板を形成する振動板エッチング処理工程と、
前記島部に対応する領域に形成され、ノズル開口に通じる圧力室となるための空部を形成する隔壁と、前記振動板との相対的な位置の基準となる基準パターンと、を有する流路形成基板をエッチング処理により形成する流路形成基板エッチング処理工程と、
前記振動板と前記流路形成基板とを接合する接合工程と、を含み、
前記流路形成基板エッチング処理工程では、前記隔壁と前記基準パターンとを形成するための一つのマスクパターンを用いた１回の露光処理により、前記隔壁と前記基準パターンとを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、
前記振動板に形成される前記薄膜部は半透明性を有し、前記基準パターンは、前記隔壁における前記薄膜部との接合面に形成され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、
前記基準パターンは、前記島部の長手方向の端部に対応する位置に形成されることを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項１】
圧電振動子が接合されるための島部の周囲をエッチング処理し、前記島部より薄い層からなる薄膜部を有する振動板を形成する振動板エッチング処理工程と、
前記島部に対応する領域に形成され、ノズル開口に通じる圧力室となるための空部を形成する隔壁と、前記振動板との相対的な位置の基準となる基準パターンと、を有する流路形成基板をエッチング処理により形成する流路形成基板エッチング処理工程と、
前記振動板と前記流路形成基板とを接合する接合工程と、を含み、
前記流路形成基板エッチング処理工程では、前記隔壁と前記基準パターンとを形成するための一つのマスクパターンを用いた１回の露光処理により、前記隔壁と前記基準パターンとを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、
前記振動板に形成される前記薄膜部は半透明性を有し、前記基準パターンは、前記隔壁における前記薄膜部との接合面に形成され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、
前記基準パターンは、前記島部の長手方向の端部に対応する位置に形成されることを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−１０１９８２（Ｐ２０１１−１０１９８２Ａ）
【公開日】平成２３年５月２６日（２０１１．５．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２５７７１０（Ｐ２００９−２５７７１０）
【出願日】平成２１年１１月１１日（２００９．１１．１１）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年５月２６日（２０１１．５．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月１１日（２００９．１１．１１）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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