JP2000343714A - 水晶穴加工方法およびインクジェット式記録ヘッドの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 安価で高精度な水晶穴加工方法の提供。 【解決手段】 水晶基板１００に所定の穴を形成するた
めの水晶穴加工方法である。Ｚ面方位となる水晶基板１
００面に所定パターンの開口部１１０を備えたマスク
（１０２）を形成し、マスクの開口部１１０に先穴１１
１を形成し、先穴１１１が形成された水晶基板１００を
異方性エッチングすることにより、精度の高い穴を安価
に作成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水晶への微細穴の
加工方法に係り、特に高い精度で穴を加工することが可
能な水晶穴加工方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、インクジェット式記録ヘッドを製
造するために、シリコン単結晶基板が用いられていた。
シリコン単結晶基板にマスクを形成し、インクを充填す
るためのキャビティをエッチングして開口させて圧力室
基板を製造していた。この圧力室基板の一面には振動板
と圧電体素子が設けられ、他面にはノズルを開口させた
ノズルプレートを貼り合せていた。

【０００３】シリコンにはエッチングに対する異方性が
あるため、適正なキャビティを形成させることができる
ものとして、基板面が（１１０）面方位のシリコン単結
晶基板が用いられていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、（１１
０）面方位のシリコン単結晶基板は量産されている半導
体製造用の（１００）面方位の基板に比べ遥かに高価で
あるため、シリコン単結晶基板を利用する限り安価なイ
ンクジェット式記録ヘッドを製造することが困難であっ
た。

【０００５】シリコンはアルカリに対する耐性が悪い。
インクジェット式記録ヘッドを工業材料吐出手段として
使用する場合には、アルカリ性の吐出材料液を使用でき
ないという不都合もあった。

【０００６】上記不都合に鑑み、本願発明は、安価な材
料で精度の高い穴を加工することが可能な水晶穴加工方
法を提供することを第１の課題とする。

【０００７】本願発明は、安価な材料で精度の高いイン
クジェット式記録ヘッドを製造することが可能なインク
ジェット式記録ヘッドの製造方法を提供することを第２
の課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本願出願人は、安価であ
ってかつ微細穴の加工が可能な材料として水晶を採用す
ることにした。

【０００９】水晶は安価ではあるが、光を透過するため
レーザなどで総ての穴を加工するとエネルギーを多量に
浪費する。またレーザなどで形成した穴は形状が不安定
であるため、インクジェット式記録ヘッドのような高密
度実装素子の製造には使用できない。

【００１０】そこで上記第１の課題を解決する発明は、
水晶基板に所定の穴を形成するための水晶穴加工方法に
おいて、Ｚ面方位となる水晶基板面に所定パターンの開
口部を備えたマスクを形成する工程と、前記マスクの開
口部に先穴を形成する工程と、前記先穴が形成された水
晶基板を異方性エッチングする工程と、を備えたことを
特徴とする水晶穴加工方法である。

【００１１】上記先穴を形成する工程は、例えば、レー
ザ加工、放電加工、ドリル加工、ブラスト加工および超
音波加工のいずれか一の加工方法により前記先穴を形成
する工程である。

【００１２】レーザ加工により前記先穴を形成する場合
は、位相格子又はプリズムによりレーザビームを分岐さ
せて前記先穴を形成することが好ましい。前記位相格子
は、二値位相格子、多値位相格子又は連続位相格子のい
ずれか一の位相格子であることが好ましい。

【００１３】上記マスクを形成する工程は、Ｚ面方位と
なる水晶基板面に金属層を形成する工程と、前記金属層
上に所定パターンのレジストを形成する工程と、前記レ
ジスト上からエッチングして金属層に開口部を形成する
工程と、を備えている。上記マスクを形成する工程は、
前記金属層を形成する工程の前に密着層を形成する工程
をさらに備える。

【００１４】また、上記マスクの開口部に先穴を形成す
る工程の前に、レーザビームの分岐のしかたが異なる複
数の位相格子のうち少なくとも一つを選択する工程をさ
らに備えることが好ましい。この場合、上記先穴を形成
する工程は、マスクの開口部に、前記選択した位相格子
によりレーザビームを分岐させて、先穴を形成すること
になる。

【００１５】上記選択する工程は、形成すべき先穴の分
布パターンに応じて位相格子を選択することが好まし
い。

【００１６】上記第２の課題を解決する発明は、本発明
の水晶穴加工方法を使用したインクジェット式記録ヘッ
ドの製造方法において、前記水晶穴加工方法によりイン
クを充填するためのキャビティを形成する工程を備えて
いることを特徴とするインクジェット式記録ヘッドの製
造方法である。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施するための実
施の形態を、図面を参照して説明する。

【００１８】図１に、本実施形態におけるインクジェッ
ト式記録ヘッドの主要部一部断面図を示す。

【００１９】本インクジェット式記録ヘッド１は、図１
に示すように、圧力室基板１０、ノズルプレート２０、
振動板３０および圧電体素子４０を備えており、図示し
ない筐体に収納されて構成されている。

【００２０】圧力室基板１０は、本発明の穴加工方法に
より水晶基板に設けられたキャビティ（圧力室）１１を
備えている。各キャビティ１１は、吐出のためにインク
などを貯蔵する空間形状に形成されている。キャビティ
１１間を側壁１２が仕切っている。各キャビティ１１に
は、図示しないリザーバからインクが供給されるように
なっている。リザーバには、振動板３０に設けられたイ
ンクタンク口３１からインクが供給されるようになって
いる。

【００２１】振動板３０は、圧力室基板１０の一方の面
に貼り合せらており、キャビティ１１に対応する位置に
は圧電体素子４０が設けられている。振動板３０として
は弾性、機械的強度および絶縁性を備えることから酸化
膜（二酸化珪素膜）が適当である。

【００２２】圧電体素子４０は、後述するように、下部
電極４０１と上部電極４０３とに圧電体薄膜４０２が挟
持された構造を備えている。下部電極４０１と上部電極
４０３とは対向しており、両電極間に電圧を印加するこ
とによって圧電体薄膜４０２に電気機械変換作用を生じ
させることが可能なようになっている。

【００２３】ノズルプレート２０は、圧力室基板１０の
振動板３０に対向する面に設けられている。ノズルプレ
ート２０には、キャビティ１１の各々に対応する位置に
ノズル２１が配置されている。

【００２４】なお上記インクジェット式記録ヘッドの構
成は圧電体素子を駆動素子とするピエゾジェット方式の
構造であるが、バブルジェット方式など他の方式にあっ
た構造のインクジェット式記録ヘッドに本発明の穴加工
方法で製造した圧力室基板を使用してもよい。

【００２５】上記インクジェット式記録ヘッド１の構成
において、電極間に電圧が印加されて圧電体素子４０が
歪むと、その歪みに対応して振動板３０が変形する。そ
の変形により圧力室２１内のインクが圧力を加えられて
ノズル１１から吐出させられる。

【００２６】図８に、上記インクジェット式記録ヘッド
１をインク吐出手段として備えたプリンタの斜視図を示
す。本プリンタは、図８に示すように、プリンタ本体２
に、トレイ３および排出口４などが設けられている。本
体２の内部には、本発明のインクジェット式記録ヘッド
１が内蔵されている。本体２は、図示しない用紙供給機
構によりトレイ３から供給された用紙５に対し、その上
を横切るような往復動作が可能なようにインクジェット
式記録ヘッド１を配置している。排出口４は、印刷が終
了した用紙５を排出可能な出口となっている。 （製造方法）次に本発明の圧電体素子およびインクジェ
ット式記録ヘッドの製造方法の第一の実施例について説
明する。以下の図２乃至図７において、（ａ）は基板の
斜視図、（ｂ）は斜視図のＡ−Ａ切断面における製造工
程断面図である。これらの図では、構造を見易くするた
めに圧電体素子とキャビティの組を４個のみに限定して
摸式的に示してある。

【００２７】金属層形成工程（図２）： 本工程は、マ
スクをパターニングするための金属層を形成する工程で
ある。

【００２８】水晶基板１００は、例えば水晶のインゴッ
トを圧力室基板に適した厚み、例えば１００μｍにスラ
イスして外形を整えて形成する。基板面が水晶のＺ面に
なるようにスライスする。Ｚ面とは、水晶の結晶軸のｚ
軸に垂直な面をいう。本発明は、水晶がエッチングに対
し結晶軸のｘｙ軸方向とｚ軸方向とで異方性があること
を利用するからである。

【００２９】Ｚ面でスライスされた水晶基板１００上に
は、密着層１０１が形成される。密着層１０１は、水晶
基板１００と金属層１０２との密着性を増すための層で
ある。密着層１０１の材料としては、クロムやチタンな
ど無機材料と金属との相性がよい材料を使用する。密着
層１０１の形成方法としては、例えばスパッタ法や各種
蒸着法を適用する。密着層１０１の厚みは密着性を担保
できる程度、例えば１００オングストローム程度の厚み
にする。

【００３０】密着層１０１の上には、金属層１０２が形
成される。金属層１０２は、湿式エッチングに対する水
晶のマスクにするための層であり、エッチング液に対す
る耐性があればよい。例えば金属層１０２として金を利
用する。金属層１０２の形成方法は素材にもよるが、ス
パッタ法や各種蒸着法を適用可能である。金属層１０２
の厚みは、マスクとして機能可能な程度の厚み、例えば
２０００オングストローム程度にする。

【００３１】マスク形成工程（図３）： 本工程は、金
属層上に所定パターンのレジストを形成し、そのレジス
ト上からエッチングして金属層に開口部を形成する工程
である。

【００３２】レジスト材料としては通常用いられるもの
を使用する。レジストを金属層１０２上にスピンコート
法などの塗布法で塗布する。フォトリソグラフィ法を適
用して露光・現像する。すなわちその上に開口部の形状
にパターン化された露光用のマスクで覆ってレジストを
露光してから、現像液で現像し、不要なレジストを除去
する。

【００３３】次いで金属層１０２と密着層１０１とをレ
ジストパターンに合せてエッチングする。例えば金属層
１０２の金をヨウ化カリウム液でエッチングし、密着層
１０１のクロムを硝酸第二セリウムアンモン溶液でエッ
チングする。エッチング後にレジストを除去し、図３に
示すような開口部１１０が設けられた金属層のマスクを
露出させる。開口部１１０は、例えば幅７０μｍ、長さ
１０００μｍ程度の方形状に形成する。

【００３４】なお、図３では、キャビティ１１部分に対
応した開口部１１０のみをパターン化してあるが、実際
にはこの他にキャビティに通ずるインク供給口とリザー
バに対応する部分もパターン化して開口部を形成してお
く。

【００３５】先穴形成工程（図４）： この工程は、金
属層に形成された開口部に対し所定の方法で先穴を形成
する工程である。

【００３６】先穴とは、次なる工程の湿式エッチングに
対するエッチング液の導入穴になるものをいう。先穴を
形成する方法としては、例えば、レーザ加工、放電加
工、ドリル加工、ブラスト加工および超音波加工のいず
れか一の加工方法を適用可能である。レーザ加工は、レ
ーザ光を開口部１１０に照射してそのエネルギーで水晶
を溶解・蒸発させ先穴１１１を形成する方法である。放
電加工は、被加工物の上に電極を僅かな距離をおいて配
置し、電極と被加工物との間に直流電源を接続して、短
時間のアーク放電を繰り返して被加工物を構成する材料
を除去するという加工法である。ドリル加工は、文字通
り微細な掘削針を利用して開口部１１０に先穴１１１を
物理的に形成する加工法である。ブラスト加工法は、サ
ンドブラストが一般的であり、砥粒の粒子を高速で加工
箇所に吹き付けて物理的に水晶を削っていく方法であ
る。超音波加工法は、超音波振動を与えた加工工具を被
加工物に接触させて被加工物を構成する材料を研削する
という加工法である。

【００３７】例えばレーザ加工を適用する場合、開口部
１１０から露出している水晶基板面の特定部位にＹＡＧ
（Yttrium Aluminium Garnet）レーザ１１２（発振波長
１．０６μｍ）を照射して水晶を溶解させ吹き飛ばしな
がら先穴１１１を形成する。レーザ照射により、溶解物
が先穴１１１の側壁に付着したり加工面に凹凸が生じた
りするが、後工程の湿式エッチングで総べて除去される
ので、不都合は生じない。

【００３８】先穴１１は、エッチング液の導入穴の役割
を果たせればよいので、開口部１１０に比べて小さな径
で構わない。最小限の径で先穴１１１をレーザ加工する
ため、エネルギーの使用料を少なく抑えることが可能で
ある。

【００３９】レーザ加工により先穴を形成する場合、位
相格子又はプリズムを用いることにより、複数の先穴を
精度良く形成することができる。

【００４０】図９は、位相格子を用いてレーザ加工を適
用する方法を説明するための概念図である。レーザ光源
５０１から射出したレーザ光５０２は、ビーム径調整手
段であるビームエクスパンダ５０３により所定のビーム
径に拡大、または縮小されて、反射ミラー５０４でその
進行方向が変えられ、位相格子５０５に照射される。位
相格子５０５で分岐されたレーザ光５０２は、集光レン
ズ５０６で位相ごとに集光されたのち水晶基板の特定部
位に照射され、先穴を形成する。

【００４１】位相格子５０５は、入射光に対し、その位
相を変化させる特性を持つ位相格子であり、表面に凹凸
（レリーフ）を持つ表面位相格子や、媒質内部の屈折率
が周期的に変化している体積位相格子を用いることがで
きる。

【００４２】位相格子を透過した光はあらゆる方向に進
むが、そのとき、それぞれの格子から出た光が互いに干
渉するので、方向によって光が強めあったり、弱めあっ
たりする。具体的には、隣り合った2つの格子から出た
光の光路差が、光の波長の整数倍になる方向では光が強
めあい、その条件を満たさない方向では弱めあうことに
なる。位相格子はこの性質を利用して光を分岐させるこ
とができる。

【００４３】ここで、位相格子の構成（溝の形状や間
隔）を変えることにより、同時に形成することができる
複数の先穴の分布パターンを所望の分布パターンとする
ことができる。例えば、溝の形状をライン状又は同心円
状にすることで、前記分布をライン状又は曲線状にする
ことができる。また、溝の間隔を変えることで、先穴の
間隔を調整することができる。

【００４４】また、複数の先穴の分布パターンとして
は、例えば、図１０（ａ）に示すように複数の開口部１
１０に対して同時に先穴１１１が形成されるように位相
格子を構成してもよく、図１０の（ｂ）に示すように一
つの開口部１１０に対して同時に複数の先穴１１１が形
成されるように位相格子を構成してもよい。また、図１
０の（ｃ）に示すように複数の開口部１１０に対して同
時に複数の先穴１１１が形成されるように位相格子を構
成することも考えられる。

【００４５】位相格子の溝の凹凸形状としては、図１１
に示すようなものが考えられる。図１１（ａ）は連続形
状、（ｂ）は多値形状、（ｃ）は２値形状を示してお
り、凹部と凸部との高低差は数μｍ程度、多値形状の各
段の高低差は１μｍ以下である。ここで、各形状の量子
効率は、それぞれ９０〜１００％、８０〜９０％、７０
〜８０％程度となっている。量子効率が高いほど透過す
るレーザの強度も高くなるため、同じエネルギーのレー
ザを用いる場合、同時に形成できる最大先穴数は連続形
状、多値形状、２値形状の順で多くなる。一方、加工の
容易さという観点からは２値形状が最も加工がしやす
い。

【００４６】なお、位相格子に代えてプリズムを用いて
もレーザ光を分岐させることができ、同様にして同時に
複数の先穴を形成することができる。

【００４７】異方性エッチング工程（図５）： この工
程は、先穴が形成された水晶基板を異方性エッチングす
る工程である。

【００４８】水晶に対する異方性エッチングを行うと、
結晶軸のｘ軸ｙ軸方向がｚ軸方向に比べ高いエッチング
レートで選択的にエッチングされる。エッチングにより
先穴加工で付着した溶解物や加工面の凹凸が除去され
る。マスクに覆われた開口部１１０に沿ってエッチング
が進行する。この工程により、滑らかな加工面で高精度
かつアスペクト比（加工幅に対する深さの割合）の高い
溝を形成可能である。

【００４９】例えば、金属層１０２のマスクが形成され
た水晶基板１００を６５℃程度に保温されたＢＨＦとＨ
Ｆの混合液に浸責する。このエッチング液により湿式結
晶異方性エッチングが行なわれ、キャビティ１１の形状
で穴が形成される。

【００５０】振動板形成工程（図６）： この工程は、
圧電体素子が設けられた振動板を形成する工程である。

【００５１】予め振動板３０上に下部電極４０１と上部
電極４０３との間に圧電体薄膜４０２を挟んで形成した
圧電体素子４０を形成しておく。

【００５２】振動板３０としては、二酸化珪素膜等が適
当である。振動板の厚みは１μｍ程度にする。振動板上
に白金などの導電性材料で下部電極４０１をスパッタ法
等で形成する。その上にゾルゲル法、ＭＯＤ法、水熱
法、スパッタ法、ＣＶＤ法等を用いて圧電性セラミック
スで形成された圧電体薄膜４０２の結晶膜を形成する。
圧電体薄膜４０２の厚みは、０．８〜２μｍの範囲にす
る。圧電体薄膜４０２が結晶化できたら、白金などの導
電性材料を使用して上部電極４０３を形成する。

【００５３】以上の工程で圧電体素子４０の層構造が完
成したら、この層構造をキャビティ１１に対応した形状
にエッチングして圧電体素子４０の形状にする。

【００５４】ノズルプレート接合工程（図７）： 最後
にノズルプレート２０を水晶基板１００に貼り合せる。

【００５５】ノズルプレート２０には、キャビティ１１
の位置にあわせてノズル２１を設けておく。接合に用い
る接着剤としては、エポキシ系、ウレタン系、シリコー
ン系等の任意の接着剤を使用可能である。

【００５６】上記した工程によりインクジェット式記録
ヘッド１の主要部構造が製造できる。これを所定の筐体
に収めてインクを供給可能に構成しておけば、安価でア
ルカリ耐性の高いインクジェット式記録ヘッドとして稼
動させることが可能である。

【００５７】次に本発明の圧電体素子およびインクジェ
ット式記録ヘッドの製造方法の第二の実施例について説
明する。

【００５８】本実施例は、各工程を備える点では第一実
施例と同様であるが、先穴形成工程の前に位相格子選択
工程を備える点で第一の実施例と異なる。また、先穴形
成工程においては、位相格子によりレーザ光を分岐させ
ることで、分岐光により複数の先穴を同時に形成する。

【００５９】位相格子選択工程： 本工程は、レーザビ
ームの分岐のしかたが異なる複数の位相格子のうち少な
くとも一つを選択する工程である。

【００６０】例えば、マスク形成工程で、キャビティ、
キャビティに通ずるインク供給口、リザーバに対応する
開口部が形成されているとする。図１２（ａ）に示すよ
うに、キャビティに対応した開口部６００、キャビティ
に通ずるインク供給口に対応した開口部６０１、リザー
バに対応した開口部６０２は、それぞれ開口パターンが
異なるため、後工程におけるエッチング効率を高めるた
めにも、開口部に形成する先穴の分布パターンをそれぞ
れ開口パターンにあわせて適したものにすることが望ま
しい。図１２（ｂ）に各開口部における先穴の分布パタ
ーンの例を示す。

【００６１】そこで、本工程では、レーザビームの分岐
のしかたが異なる複数の位相格子を用意しておき、各開
口パターンにあわせて適切に先穴が分布するように前記
複数の位相格子の中から一つを選択する。この場合、先
穴形成工程においては、マスクの開口部に、前記選択し
た位相格子によりレーザビームを分岐させて、複数の先
穴を同時に形成することになる。なお、位相格子選択工
程と先穴形成工程は、開口パターン数に応じて所定回数
繰り返される。

【００６２】上述した複数の位相格子を選択するための
装置の例を図１３を参照して説明する。同図において、
ディスク７０１の上に複数の（ｎ個：ｎは整数）の透過
型の位相格子７０２ｎ（７０２１、７０２２、７０２
３、・・・、７０２ｎ−１、７０２ｎ）が形成されてい
る。ディスク７０１はモータ７０３と接続して回転す
る。ここで、形成する開口パターンに応じてディスクを
回転させて適切な先穴の分布パターンを付与し得る位相
格子７０２ｉ（１≦ｉ≦ｎ）を選択する。例えば位相格
子７０２１を選択してレーザビーム７０４が照射される
と、位相格子７０２１により所定のパターンに分岐した
レーザビーム７０５になる。次に集光レンズ７０６によ
り平行になり、被加工材７０７に照射され、所定の分布
パターンを持つ先穴が形成される。続いて、ディスク７
０１を回転して別の位相格子を所定の位置に移動させて
選択し、被加工材７０７の別の領域に異なる分布パター
ンを持つ先穴を形成する。これらの作業を繰り返すこと
により、被加工材７０７に複雑な形状の加工パターンを
形成することができる。

【００６３】本実施形態によれば、基板材料として水晶
を利用したので、シリコンを利用して同様の形状を製造
する場合に比べ遥かに（例えば１／５程度）安く素子を
製造することが可能である。

【００６４】本実施形態によれば、基板材料として水晶
を利用したので、シリコンに比べアルカリ耐性があるた
め、従来使用できなかったアルカリ性の材料液をインク
ジェット式記録ヘッドから工業材料として吐出させるこ
とが可能である。

【００６５】本実施形態によれば、先穴加工を最小限の
エネルギーで実行可能なので、エネルギーを浪費せずに
微細穴形成が可能である。

【００６６】本実施形態によれば、位相格子又はプリズ
ムを用いて分岐させたレーザ光により複数の先穴を同時
に形成することができるため、先穴形成に要する時間を
短縮させることができる。また、位相格子又はプリズム
の構成（溝の形状や間隔）に基づいて先穴の形成位置が
定まるため、レーザ光学系を機械的に移動させて先穴の
形成位置を定める場合に比べ、精度良く位置を決定する
ことができる。更に、機械的に移動させるための機構を
必要としないことから、簡便な装置構成で複数の先穴を
形成することが可能となる。

【００６７】本実施形態によれば、複数の位相格子又は
プリズムを用いることにより、開口パターンに応じて先
穴の分布パターンを変えることができ、組み合わせるこ
とで複雑な分布パターンを形成することができる。

【００６８】本実施形態によれば、加工後の穴は湿式異
方性エッチングで形成されるので、先穴に精度が要求さ
れず、先穴加工の方法を選ばずに利用することが可能で
ある。 （その他の変形例）本発明は、上記各実施形態によらず
種々に変形して適応することが可能である。例えば本発
明で製造される水晶基板はインクジェット式記録ヘッド
に限ることなく、種々の素子に利用することが可能であ
る。本発明によれば、水晶はシリコンに比べて安価であ
るため、安価にアルカリ耐性の高い基板を提供すること
が可能である。

【００６９】インクジェット式記録ヘッドの構造は、ピ
エゾジェット式インクジェット方式であれば、上記した
構造に限定されず、他の構造であってもよい。

【００７０】

【発明の効果】本願発明によれば、水晶という安価な材
料を使用し、水晶の異方性を利用して異方性エッチング
を行うようにしたので、安価に精度の高い穴を加工する
ことが可能である。

【００７１】本願発明によれば、水晶という安価な材料
で精度の高い圧力室基板を形成したので、安価に高い精
度のインクジェット式記録ヘッドを製造することが可能
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のインクジェット式記録ヘッドの主要部
一部断面図である。

【図２】金属層形成工程を説明する図である。（ａ）は
斜視図。（ｂ）はＡ−Ａ断面図。

【図３】マスク形成工程を説明する図である。（ａ）は
斜視図。（ｂ）はＡ−Ａ断面図。

【図４】先穴形成工程を説明する図である。（ａ）は斜
視図。（ｂ）はＡ−Ａ断面図。

【図５】湿式エッチング工程を説明する図である。
（ａ）は斜視図。（ｂ）はＡ−Ａ断面図。

【図６】振動板形成工程を説明する図である。（ａ）は
斜視図。（ｂ）はＡ−Ａ断面図。

【図７】ノズルプレート接合工程を説明する図である。
（ａ）は斜視図。（ｂ）はＡ−Ａ断面図。

【図８】プリンタの構造図である。

【図９】位相格子を用いてレーザ加工を適用する方法を
説明するための概念図である。

【図１０】先穴の分布パターンを説明する図である。

【図１１】位相格子の溝の凹凸形状を説明する図であ
る。

【図１２】開口部のパターンが複数ある場合を説明する
図である。

【図１３】複数の位相格子を選択するための装置の例を
示す模式図である。

【符号の説明】

１０ 圧力室基板 １１ キャビティ １２ 側壁 ２０ ノズルプレート ２１ ノズル ３０ 振動板 ４０ 圧電体素子 １００ 水晶基板 １０１ 密着層 １０２ 金属層 １１０ 開口部 １１１ 先穴 ５０５、７０２１〜７０２ｎ 位相格子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ４１Ｊ 2/055 // Ｂ２３Ｋ 101:36

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水晶基板に所定の穴を形成するための水
   晶穴加工方法において、 Ｚ面方位となる水晶基板面に所定パターンの開口部を備
   えたマスクを形成する工程と、 前記マスクの開口部に先穴を形成する工程と、 前記先穴が形成された水晶基板を異方性エッチングする
   工程と、を備えたことを特徴とする水晶穴加工方法。
2. 【請求項２】 前記先穴を形成する工程は、 レーザ加工、放電加工、ドリル加工、ブラスト加工およ
   び超音波加工のいずれか一の加工方法により前記先穴を
   形成する請求項１に記載の水晶穴加工方法。
3. 【請求項３】 前記先穴を形成する工程は、 位相格子又はプリズムによりレーザビームを分岐させて
   前記先穴を形成する請求項１に記載の水晶穴加工方法。
4. 【請求項４】 水晶基板に所定の穴を形成するための水
   晶穴加工方法において、 Ｚ面方位となる水晶基板面に所定パターンの開口部を備
   えたマスクを形成する工程と、 レーザビームの分岐のしかたが異なる複数の位相格子の
   うち少なくとも一つを選択する工程と、 前記マスクの開口部に、前記選択した位相格子によりレ
   ーザビームを分岐させて、先穴を形成する工程と、 前記先穴が形成された水晶基板を異方性エッチングする
   工程と、を備えたことを特徴とする水晶穴加工方法。
5. 【請求項５】 前記選択する工程は、形成すべき先穴の
   分布パターンに応じて位相格子を選択する請求項４に記
   載の水晶穴加工方法。
6. 【請求項６】 前記位相格子が、二値位相格子、多値位
   相格子又は連続位相格子のいずれか一の位相格子である
   請求項３乃至５のいずれか一項に記載の水晶穴加工方
   法。
7. 【請求項７】 前記複数の位相格子は回転可能な盤上に
   設けられていることを特徴とする請求項４に記載の水晶
   穴加工方法。
8. 【請求項８】 前記マスクを形成する工程は、 Ｚ面方位となる水晶基板面に金属層を形成する工程と、 前記金属層上に所定パターンのレジストを形成する工程
   と、 前記レジスト上からエッチングして前記金属層に開口部
   を形成する工程と、を備えている請求項１乃至７のいず
   れか一項に記載の水晶穴加工方法。
9. 【請求項９】 前記マスクを形成する工程は、 前記金属層を形成する工程の前に密着層を形成する工程
   をさらに備える請求項８に記載の水晶穴加工方法。
10. 【請求項１０】 請求項１乃至請求項９のいずれか一項
    に記載の水晶穴加工方法を使用したインクジェット式記
    録ヘッドの製造方法において、 前記水晶穴加工方法によりインクを充填するためのキャ
    ビティを形成する工程を備えていることを特徴とするイ
    ンクジェット式記録ヘッドの製造方法。