JP2004136694A - インクジェットヘッドの製造方法及びそのヘッドを用いたインクジェットプリンタ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 ボロンドープ層46が形成され、酸化膜42がパターニングされているSi基板41を35w%水酸化カリウム水溶液で、ボロンドープ層46に達する直前までエッチングし、次いで5w%水酸化カリウム水溶液でエッチングを継続してエッチングストップさせる。さらにエッチングを継続し、所定の振動板厚みになるまでエッチングする。この方法により、エッチングストップに至るまでのエッチング面81の面荒れを抑え、エッチングストップ面82からの追加エッチングによって面荒れが低下する、という効果により、エッチング面83の面荒れがさらに低下し、振動板5の厚み精度を2±0.025ミクロンにできる。
【選択図】 図8
Description
インク液滴を吐出する単一または複数のノズル孔と、ノズル孔の各々に連結する吐出室と、吐出室の少なくとも一方の壁を構成する振動板と、振動板に変形を生じさせる駆動手段とを備え、駆動手段が振動板を静電気力により変形させる電極からなり、振動板が高濃度p型不純物層からなるSi基板であるインクジェットヘッドの製造方法において、前記Si基板の高濃度p型不純物層が形成された面の反対面から低濃度水酸化カリウム水溶液でエッチングし、高濃度p型不純物層を残留せしめて振動板を形成し、残留せしめた振動板を低濃度水酸化カリウム水溶液でエッチングすることを特徴とする。
(実施例1)
図1は、本発明の第1の実施例におけるインクジェットヘッドの分解斜視図で、一部断面図で示してある。本実施例はインク液滴を基板の面部に設けたノズル孔から吐出させるフェイスインクジェットタイプの例を示すものである。図2は組み立てられた全体装置の側面の断面図、図3は図2のA−A´線矢視図である。本実施例のインクジェットヘッドは、下記に詳記する構造を持つ3枚の基板1・2・3を重ねて接合した積層構造となっている。
エッチングが進むにつれてボロンドープ層46のボロン濃度も拡散面表面に向かって高くなり、エッチングレートもボロン濃度の増加に応じて低下するため、エッチング面54の面荒れが小さくなっていく。なお、追加エッチングのエッチング量を予測して、拡散条件を調整しボロンドープ層46の厚みを確保することは言うまでもない。
(実施例2)
本発明の第2の実施例であるエッチング工程を、濃度が35w%濃度の水酸化カリウム水溶液、及び5w%濃度の水酸化カリウム水溶液であるエッチング液において行う場合について、図7の第1の基板のエッチング工程図において説明する。
(実施例3)
本発明の第3の実施例であるエッチング工程を、35w%濃度の水酸化カリウム水溶液、5w%濃度の水酸化カリウム水溶液をエッチング液において行い、かつエッチングストップした状態から追加エッチングする場合について、図8の第1の基板のエッチング工程図において説明する。
前記のエッチング方法により、エッチングストップに至るまでのエッチング面81の面荒れを抑えたこと、エッチングストップ面82からの追加エッチングによって面荒れが低下すること、という2つの効果により、エッチング面83の面荒れがさらに低下し、振動板厚み精度を2±0.025ミクロンにすることができた。そして、振動板厚み精度をさらに向上させたことにより、インクジェットヘッドの吐出の安定性がさらに増した。
(実施例4)
本発明の第4の実施例である低濃度水酸化カリウム水溶液の濃度について、エッチング液濃度とエッチングストップ選択比(ボロンドープされたSiのエッチングレートに対するドープされていないSiのエッチングレートの比)の関係を示した図9において説明する。
(実施例5)
本発明の第5の実施例である高濃度水酸化カリウム水溶液の濃度について、エッチング量と面荒れの関係を示した図10において説明する。
高濃度水酸化カリウム水溶液をエッチング液として使用する大きな目的は、ボロンドープ層46に達する直前までエッチング面の面荒れを抑えることであり、濃度の選定に当たっては、エッチングによって発生する面荒れのみに着目すれば良い。図10により、低濃度のエッチング液でのエッチング面荒れはボロンドープ層46に達する直前170ミクロンエッチングした状態においては、10ミクロン程度発生することが解る。低濃度水酸化カリウム水溶液において発生する10ミクロンの面荒れに対し、30w%以上のエッチング液では3ミクロン以下に面荒れが抑えられため、低濃度水酸化カリウムでエッチングストップまでエッチングしたときの面荒れは最大で0.2ミクロンまで抑えられる。よって、振動板の面荒れを低減するためには、水酸化カリウム水溶液の濃度を高めれば良いことが解るが、水酸化カリウム水溶液の調整可能な最高濃度は55w%である。したがって、印字性能が優れたインクジェットヘッドを実現するために必要される厚み精度を有する振動板を形成するためには、初期エッチング工程において使用される高濃度の水酸化カリウム水溶液の最適濃度は30〜55w%でなければならない。
2 第2の基板
3 第3の基板
5 振動板
6 吐出室
7 凹部
8 オリフィス
9 細溝
10 インクキャビティ
11 凹部
12 酸化膜
13 電極
14 凹部
15 リード部
16 端子部
17 ノズル孔
18 インク供給口
19 発信回路
20 インク液滴
21 記録紙
41 基板
42 酸化膜
43 ボロンドープ層を形成する面
44 反対側の面
45 拡散剤
46 ボロンドープ層
47 ボロン化合物
48 酸化膜
51 露出部分
52,53 エッチング面
54 エッチング面
71,72 エッチング面
81,83 エッチング面
82 エッチングストップ面
G ギャップ
Claims (7)
- インク液滴を吐出する単一または複数のノズル孔と、該ノズル孔の各々に連結する吐出室と、該吐出室の少なくとも一方の壁を構成する振動板と、該振動板に変形を生じさせる駆動手段とを備え、該駆動手段が該振動板を静電気力により変形させる電極からなり、該振動板が高濃度p型不純物層からなるSi基板であるインクジェットヘッドの製造方法において、前記Si基板の高濃度p型不純物層が形成された面の反対面から低濃度水酸化カリウム水溶液でエッチングし、該高濃度p型不純物層を残留せしめて振動板を形成し、残留せしめた該振動板を該低濃度水酸化カリウム水溶液でエッチングすることを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
- インク液滴を吐出する単一または複数のノズル孔と、該ノズル孔の各々に連結する吐出室と、該吐出室の少なくとも一方の壁を構成する振動板と、該振動板に変形を生じさせる駆動手段とを備え、該駆動手段が該振動板を静電気力により変形させる電極からなり、該振動板が高濃度p型不純物層からなるSi基板であるインクジェットヘッドの製造方法において、前記Si基板の高濃度p型不純物層が形成された面の反対面の、該高濃度p型不純物層の近傍までのSi基板のエッチングを高濃度水酸化カリウム水溶液で行い、前記高濃度p型不純物層の近傍から該高濃度p型不純物層までのエッチングを低濃度水酸化カリウム水溶液で行い、前記高濃度p型不純物層を残留させて振動板を形成することを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
- 前記高濃度水酸化カリウム及び低濃度水酸化カリウムを使用して形成した振動板を、低濃度水酸化カリウム水溶液でエッチングすることを特徴とする請求項2記載のインクジェットヘッドの製造方法。
- 前記低濃度水酸化カリウム水溶液の濃度が、0.5〜10w%であることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか記載のインクジェットヘッドの製造方法。
- 前記高濃度水酸化カリウム水溶液の濃度が、30〜55w%であることを特徴とする請求項2または3記載のインクジェットヘッドの製造方法。
- 高濃度p型不純物層が高濃度ボロンドープ層であることを特徴とする請求項1ないし2記載のインクジェットヘッドの製造方法。
- 請求項1ないし6のいずれか記載の製造方法により得られたインクジェットヘッドを有するインクジェットプリンタ。
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JP2004038299A JP2004136694A (ja) | 2004-02-16 | 2004-02-16 | インクジェットヘッドの製造方法及びそのヘッドを用いたインクジェットプリンタ |
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