JP3316597B2 - インクジェットヘッドの製造方法 - Google Patents
インクジェットヘッドの製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、プリンタやファクシミ
リ等に用いられるインクジェットヘッドの製造方法に関
する。
リ等に用いられるインクジェットヘッドの製造方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、プリンタやファクシミリ等の
画像記録装置に用いられる印字装置の一つとしてインク
ジェットプリンタが知られている。
画像記録装置に用いられる印字装置の一つとしてインク
ジェットプリンタが知られている。
【０００３】図５は、従来のインクジェットヘッドの透
視図である。この図において、２１はノズル、２２はイ
ンク供給路、２３は圧力室、２４は圧電素子、２５は振
動板、２６はインク粒子である。
視図である。この図において、２１はノズル、２２はイ
ンク供給路、２３は圧力室、２４は圧電素子、２５は振
動板、２６はインク粒子である。
【０００４】従来のインクジェットヘッドは、この図に
示されているように、インクを噴出する多数のノズル２
１と、このノズル２１に連通し、インク供給路２２によ
ってインクの供給を受ける圧力室２３と、この圧力室２
３の一部を構成する肉薄壁である振動板２５を押圧する
圧電素子２４を具えており、図示されていないがキャリ
アに搭載され、キャリアとともに制御されて一直線上で
移動されるようになっている。
示されているように、インクを噴出する多数のノズル２
１と、このノズル２１に連通し、インク供給路２２によ
ってインクの供給を受ける圧力室２３と、この圧力室２
３の一部を構成する肉薄壁である振動板２５を押圧する
圧電素子２４を具えており、図示されていないがキャリ
アに搭載され、キャリアとともに制御されて一直線上で
移動されるようになっている。
【０００５】そして印字するときは、このインクジェッ
トヘッドを移動させながら、多数のノズル２１に連通さ
れた圧力室２３に付属する圧電素子２４に選択的に電圧
を印加して駆動し、圧力室２３の一部を構成する肉薄壁
である振動板２５を押圧することによって、圧力室２３
の圧力を衝撃的に上昇して、所定のノズル２１からイン
ク粒子２６を噴出し、このインク粒子２６によって紙等
の印字媒体上に所定の文字等を印字する。
トヘッドを移動させながら、多数のノズル２１に連通さ
れた圧力室２３に付属する圧電素子２４に選択的に電圧
を印加して駆動し、圧力室２３の一部を構成する肉薄壁
である振動板２５を押圧することによって、圧力室２３
の圧力を衝撃的に上昇して、所定のノズル２１からイン
ク粒子２６を噴出し、このインク粒子２６によって紙等
の印字媒体上に所定の文字等を印字する。
【０００６】図６、図７は、従来のインクジェットヘッ
ドの製造工程説明図であり、（Ａ）〜（Ｇ）は各工程を
示している。この図において、３１は第１のシリコン単
結晶基板、３２は圧力室、３３は第２のシリコン単結晶
基板、３４は逆台形の凹部、３５は逆台形の溝、３６は
ノズル、３７は振動板である。この製造工程説明図によ
って従来のインクジェットヘッドの製造方法を説明す
る。
ドの製造工程説明図であり、（Ａ）〜（Ｇ）は各工程を
示している。この図において、３１は第１のシリコン単
結晶基板、３２は圧力室、３３は第２のシリコン単結晶
基板、３４は逆台形の凹部、３５は逆台形の溝、３６は
ノズル、３７は振動板である。この製造工程説明図によ
って従来のインクジェットヘッドの製造方法を説明す
る。
【０００７】第１工程（図６（Ａ），（Ｂ）参照） 図６（Ａ）は第１のシリコン単結晶基板の平面を、図６
（Ｂ）はその断面を示している。なお、図６（Ａ）には
図面を簡略にするために第１のシリコン単結晶基板３１
には８個、２列の圧力室３２を有する４個のインクジェ
ットヘッドを形成するように描かれているが、実際には
この第１のシリコン単結晶基板３１に、その大きさに応
じてもっと多数のインクジェットヘッドが形成される。
（Ｂ）はその断面を示している。なお、図６（Ａ）には
図面を簡略にするために第１のシリコン単結晶基板３１
には８個、２列の圧力室３２を有する４個のインクジェ
ットヘッドを形成するように描かれているが、実際には
この第１のシリコン単結晶基板３１に、その大きさに応
じてもっと多数のインクジェットヘッドが形成される。
【０００８】図６（Ｂ）は第１のシリコン単結晶基板３
１の断面を示しているが、この第１のシリコン単結晶基
板３１の表面の結晶方位は（１００）面で、この表面に
圧力室３２に相当する開口を有するＳｉＯ2 膜等のエッ
チングマスクを形成し、ＫＯＨ水溶液等のアルカリ系水
溶液によって異方性エッチングを行って断面が逆台形の
圧力室３２が形成されている。図示されていないが、こ
の圧力室３２とともに、この圧力室３２にインクを供給
するインク供給路も形成される。
１の断面を示しているが、この第１のシリコン単結晶基
板３１の表面の結晶方位は（１００）面で、この表面に
圧力室３２に相当する開口を有するＳｉＯ2 膜等のエッ
チングマスクを形成し、ＫＯＨ水溶液等のアルカリ系水
溶液によって異方性エッチングを行って断面が逆台形の
圧力室３２が形成されている。図示されていないが、こ
の圧力室３２とともに、この圧力室３２にインクを供給
するインク供給路も形成される。
【０００９】ここで、表面の結晶方位が（１００）面で
あるシリコン単結晶基板の異方性エッチングについて説
明する。図８は、シリコン単結晶基板の異方性エッチン
グ説明図であり、その（Ａ）は平面を示し、（Ｂ）は断
面を示している。この図において４１はシリコン単結晶
基板、４２はマスクパターン、４３は凹部である。
あるシリコン単結晶基板の異方性エッチングについて説
明する。図８は、シリコン単結晶基板の異方性エッチン
グ説明図であり、その（Ａ）は平面を示し、（Ｂ）は断
面を示している。この図において４１はシリコン単結晶
基板、４２はマスクパターン、４３は凹部である。
【００１０】この図によってシリコン（１００）単結晶
基板の異方性エッチングを簡単に説明する。シリコン単
結晶を水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液等のアルカリ系
水溶液である異方性エッチング液によってエッチングす
ると、シリコン単結晶の（１１１）面のエッチングレー
トは他の面、例えば（１００）面、（１１０）面のエッ
チングレートより極めて遅くなる。
基板の異方性エッチングを簡単に説明する。シリコン単
結晶を水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液等のアルカリ系
水溶液である異方性エッチング液によってエッチングす
ると、シリコン単結晶の（１１１）面のエッチングレー
トは他の面、例えば（１００）面、（１１０）面のエッ
チングレートより極めて遅くなる。
【００１１】そのため、（１００）面の表面を有するシ
リコン単結晶基板４１の上に一辺が＜１１０＞方向をも
つ長方形または正方形の開口を有するマスクパターン４
２を設けて異方性エッチングを行うと、シリコン単結晶
基板の表面に対して約５５°の角度の傾斜壁をもつ逆台
形の凹部４３のエッチングが行われる。この時、逆台形
の凹部４３の底面は（１００）面で、その壁面には（１
１１）面が表れる。
リコン単結晶基板４１の上に一辺が＜１１０＞方向をも
つ長方形または正方形の開口を有するマスクパターン４
２を設けて異方性エッチングを行うと、シリコン単結晶
基板の表面に対して約５５°の角度の傾斜壁をもつ逆台
形の凹部４３のエッチングが行われる。この時、逆台形
の凹部４３の底面は（１００）面で、その壁面には（１
１１）面が表れる。
【００１２】第２工程（図６（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ）参
照） 図６（Ｃ）は第２のシリコン単結晶基板の上面を、図６
（Ｄ）はその下面を、図６（Ｅ）は断面を示している。
図６（Ｃ）には、第２のシリコン単結晶基板３３の、第
１工程で第１のシリコン単結晶基板３１に形成した圧力
室３２に対応する位置に形成されたノズル３６が示さ
れ、図６（Ｄ）にはノズル３６とノズル外側の逆台形の
溝３５が示されている。
照） 図６（Ｃ）は第２のシリコン単結晶基板の上面を、図６
（Ｄ）はその下面を、図６（Ｅ）は断面を示している。
図６（Ｃ）には、第２のシリコン単結晶基板３３の、第
１工程で第１のシリコン単結晶基板３１に形成した圧力
室３２に対応する位置に形成されたノズル３６が示さ
れ、図６（Ｄ）にはノズル３６とノズル外側の逆台形の
溝３５が示されている。
【００１３】図６（Ｅ）は第２のシリコン単結晶基板３
３の断面を示しているが、この第２のシリコン単結晶基
板３３の表面の結晶方位は（１００）面であり、その下
面のノズル３６を形成する領域に開口を有するＳｉＯ2
膜等のエッチングマスクを形成し、ＫＯＨ水溶液等のア
ルカリ系水溶液によって異方性エッチングを行って断面
が逆台形の溝３５を形成する。そして、その上面にノズ
ル３６に相当する開口を有するＳｉＯ2 膜等のエッチン
グマスクを形成し、ＫＯＨ水溶液等のアルカリ系水溶液
によって異方性エッチングを行って断面が逆台形の凹部
３４を形成し、その先端の貫通孔によってノズル３６が
形成されている。
３の断面を示しているが、この第２のシリコン単結晶基
板３３の表面の結晶方位は（１００）面であり、その下
面のノズル３６を形成する領域に開口を有するＳｉＯ2
膜等のエッチングマスクを形成し、ＫＯＨ水溶液等のア
ルカリ系水溶液によって異方性エッチングを行って断面
が逆台形の溝３５を形成する。そして、その上面にノズ
ル３６に相当する開口を有するＳｉＯ2 膜等のエッチン
グマスクを形成し、ＫＯＨ水溶液等のアルカリ系水溶液
によって異方性エッチングを行って断面が逆台形の凹部
３４を形成し、その先端の貫通孔によってノズル３６が
形成されている。
【００１４】第３工程（図７（Ｆ），（Ｇ）参照） 図７（Ｆ）は接合基板の断面を示し、図７（Ｇ）はその
円で囲まれたノズルの一つを拡大して示している。この
工程においては、第１工程と第２工程によって形成し
た、圧力室３２を有する第１のシリコン単結晶基板３１
と、ノズル３６を有する第２のシリコン単結晶基板３３
を、圧力室３２とノズル３６の位置を合わせて接合し、
次いで、第１のシリコン単結晶基板３１の背面を研磨し
て薄い振動板３７を形成してインクジェットヘッドを完
成する。
円で囲まれたノズルの一つを拡大して示している。この
工程においては、第１工程と第２工程によって形成し
た、圧力室３２を有する第１のシリコン単結晶基板３１
と、ノズル３６を有する第２のシリコン単結晶基板３３
を、圧力室３２とノズル３６の位置を合わせて接合し、
次いで、第１のシリコン単結晶基板３１の背面を研磨し
て薄い振動板３７を形成してインクジェットヘッドを完
成する。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】前記の従来のインクジ
ェットヘッドの製造方法によると、完熟した半導体製造
技術をそのまま用いることができるため、能率的にイン
クジェットヘッドを製造することができた。
ェットヘッドの製造方法によると、完熟した半導体製造
技術をそのまま用いることができるため、能率的にイン
クジェットヘッドを製造することができた。
【００１６】しかしながら、このインクジェットヘッド
の製造方法においては、下記の問題が生じることがわか
った。異方性エッチングによってシリコン単結晶基板を
深くエッチングする場合、エッチング時間が長くなるた
め深さのばらつきが大きくなる。また、両面エッチング
によりノズルを貫通させる方法を採ると、逆台形の凹部
と逆台形の溝が重なる深さによってノズルの口径が決定
されるため、ノズルの口径にエッチングされる深さのば
らつきが大きく影響する。
の製造方法においては、下記の問題が生じることがわか
った。異方性エッチングによってシリコン単結晶基板を
深くエッチングする場合、エッチング時間が長くなるた
め深さのばらつきが大きくなる。また、両面エッチング
によりノズルを貫通させる方法を採ると、逆台形の凹部
と逆台形の溝が重なる深さによってノズルの口径が決定
されるため、ノズルの口径にエッチングされる深さのば
らつきが大きく影響する。
【００１７】一方、片面エッチングによってノズルを貫
通させる方法を採ると、固定した平面と逆台形の凹部が
重なる深さによってノズルの口径が決定されるため、エ
ッチングされる深さのばらつきによるノズルの口径の影
響は少なくなる。しかし、インクジェットヘッドのノズ
ルの深さとしては、インク粒子を噴射した後の空気の吸
い込みによる圧力室内の気泡の発生を少なくするために
１００μｍ程度が望ましいと考えられ、このようなノズ
ルを形成するには、シリコン単結晶基板の厚さを１００
μｍ程度に薄くする必要がある。
通させる方法を採ると、固定した平面と逆台形の凹部が
重なる深さによってノズルの口径が決定されるため、エ
ッチングされる深さのばらつきによるノズルの口径の影
響は少なくなる。しかし、インクジェットヘッドのノズ
ルの深さとしては、インク粒子を噴射した後の空気の吸
い込みによる圧力室内の気泡の発生を少なくするために
１００μｍ程度が望ましいと考えられ、このようなノズ
ルを形成するには、シリコン単結晶基板の厚さを１００
μｍ程度に薄くする必要がある。
【００１８】しかし、シリコン単結晶基板の強度を考慮
した場合、この厚さで製造工程を加えることはきわめて
困難である。本発明は、小型で構造が単純で、かつ、信
頼性が高く、加工精度を高くすることができるインクジ
ェットヘッドの製造方法を提供することを目的とする。
した場合、この厚さで製造工程を加えることはきわめて
困難である。本発明は、小型で構造が単純で、かつ、信
頼性が高く、加工精度を高くすることができるインクジ
ェットヘッドの製造方法を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】本発明のインクジェット
ヘッドの製造方法に於いては、インクを噴射するノズル
と、該ノズルからインク粒子を噴射させるための圧力を
発生する圧力室と、該圧力室にインクを供給するインク
供給室を含むインクジェットヘッドの製造方法におい
て、シリコン単結晶基板とガラス基板とを接合した接合
基板を用い、該接合基板の前記シリコン単結晶基板を貫
通する如くエッチングして前記ノズルを形成する工程
で、ガラス基板をシリコン単結晶基板のエッチング停止
層とすることが基本になっている。
ヘッドの製造方法に於いては、インクを噴射するノズル
と、該ノズルからインク粒子を噴射させるための圧力を
発生する圧力室と、該圧力室にインクを供給するインク
供給室を含むインクジェットヘッドの製造方法におい
て、シリコン単結晶基板とガラス基板とを接合した接合
基板を用い、該接合基板の前記シリコン単結晶基板を貫
通する如くエッチングして前記ノズルを形成する工程
で、ガラス基板をシリコン単結晶基板のエッチング停止
層とすることが基本になっている。
【００２０】この場合、シリコン単結晶基板とガラス基
板を接合する方法として、接着剤を用いることなく静電
接合法を用いることができ、所定の形状の圧力室、ノズ
ル等を実現するために、接合基板を構成するシリコン単
結晶基板とガラス基板のいずれか一方または双方を所定
の厚さに研磨した後にエッチングを行うことができ、ま
た、再現性よく凹部、溝等の形状を決定するために、シ
リコン単結晶基板のエッチング方法として異方性エッチ
ングを用いることができる。
板を接合する方法として、接着剤を用いることなく静電
接合法を用いることができ、所定の形状の圧力室、ノズ
ル等を実現するために、接合基板を構成するシリコン単
結晶基板とガラス基板のいずれか一方または双方を所定
の厚さに研磨した後にエッチングを行うことができ、ま
た、再現性よく凹部、溝等の形状を決定するために、シ
リコン単結晶基板のエッチング方法として異方性エッチ
ングを用いることができる。
【００２１】またこの場合、ガラス基板を、シリコン単
結晶基板のエッチングに際してエッチング停止層とし、
シリコン単結晶基板を、ガラス基板のエッチングに際し
てエッチング停止層とすることができる。
結晶基板のエッチングに際してエッチング停止層とし、
シリコン単結晶基板を、ガラス基板のエッチングに際し
てエッチング停止層とすることができる。
【００２２】またこの場合、シリコン単結晶基板がシリ
コン（１００）単結晶基板、またはシリコン単結晶基板
がシリコン（１１０）単結晶基板を用い（１１１）面と
のエッチングレートの差を用いることができる。
コン（１００）単結晶基板、またはシリコン単結晶基板
がシリコン（１１０）単結晶基板を用い（１１１）面と
のエッチングレートの差を用いることができる。
【００２３】
【作用】図１は、本発明によって製造したインクジェッ
トヘッドの説明図である。この図において、１はガラス
基板、２はシリコン（１００）単結晶基板、４は接合基
板、７はノズル、８は溝、９はシリコン（１００）単結
晶基板、１０は圧力室、１１は振動板である。なお、こ
れらの符号は、第１実施例において使用する符号を用い
たため一部に欠番がある。この説明図によって本発明の
インクジェットヘッドの製造方法の概略を説明する。
トヘッドの説明図である。この図において、１はガラス
基板、２はシリコン（１００）単結晶基板、４は接合基
板、７はノズル、８は溝、９はシリコン（１００）単結
晶基板、１０は圧力室、１１は振動板である。なお、こ
れらの符号は、第１実施例において使用する符号を用い
たため一部に欠番がある。この説明図によって本発明の
インクジェットヘッドの製造方法の概略を説明する。
【００２４】シリコン（１００）単結晶基板２とガラス
基板１を接合し、この２枚の基板１と２を所定の厚さま
で研磨して接合基板４を形成し、シリコン（１００）単
結晶基板２を選択に異方性エッチングしてノズル７用の
凹部を形成し、ガラス基板１のノズル７に対応する領域
に溝８を形成してノズル７を貫通させる。このようにノ
ズル７を形成した接合基板４のシリコン（１００）単結
晶基板２側に、圧力室１０とインク供給路（図示されて
いない）が形成された別のシリコン（１００）単結晶基
板９を接合し、このシリコン（１００）単結晶基板９の
表面を所定の厚さまで研磨して薄い振動板１１を形成し
てインクジェットヘッドの製造工程を終了する。
基板１を接合し、この２枚の基板１と２を所定の厚さま
で研磨して接合基板４を形成し、シリコン（１００）単
結晶基板２を選択に異方性エッチングしてノズル７用の
凹部を形成し、ガラス基板１のノズル７に対応する領域
に溝８を形成してノズル７を貫通させる。このようにノ
ズル７を形成した接合基板４のシリコン（１００）単結
晶基板２側に、圧力室１０とインク供給路（図示されて
いない）が形成された別のシリコン（１００）単結晶基
板９を接合し、このシリコン（１００）単結晶基板９の
表面を所定の厚さまで研磨して薄い振動板１１を形成し
てインクジェットヘッドの製造工程を終了する。
【００２５】このように、ガラス基板とシリコン（１０
０）単結晶基板からなる接合基板を用いると、両材料の
エッチングレートの差による選択エッチングを用いるこ
とができ、高精度の深いエッチングを制御性よく行うこ
とができ、ノズルの加工精度が高くなる。また、インク
ジェットヘッド材料の一部にガラス基板を用いるためヘ
ッドの価格を低減することができる。
０）単結晶基板からなる接合基板を用いると、両材料の
エッチングレートの差による選択エッチングを用いるこ
とができ、高精度の深いエッチングを制御性よく行うこ
とができ、ノズルの加工精度が高くなる。また、インク
ジェットヘッド材料の一部にガラス基板を用いるためヘ
ッドの価格を低減することができる。
【００２６】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。図２、図３、図４は、本発明の一実施例のイン
クジェットヘッドの製造工程説明図であり、その（Ａ）
〜（Ｈ）は各工程を示している。この図において、１は
ガラス基板、２はシリコン（１００）単結晶基板、３は
ＳｉＯ2 膜、４は接合基板、５はレジスト膜、６は開
口、７はノズル、８は溝、９はシリコン（１００）単結
晶基板、１０は圧力室、１１は振動板である。この工程
説明図によってこの実施例のインクジェットヘッドの製
造方法を説明する。
明する。図２、図３、図４は、本発明の一実施例のイン
クジェットヘッドの製造工程説明図であり、その（Ａ）
〜（Ｈ）は各工程を示している。この図において、１は
ガラス基板、２はシリコン（１００）単結晶基板、３は
ＳｉＯ2 膜、４は接合基板、５はレジスト膜、６は開
口、７はノズル、８は溝、９はシリコン（１００）単結
晶基板、１０は圧力室、１１は振動板である。この工程
説明図によってこの実施例のインクジェットヘッドの製
造方法を説明する。
【００２７】第１工程（図２（Ａ）参照） １μｍ程度の薄いＳｉＯ2 膜３で覆われたシリコン（１
００）単結晶基板２と、例えばパイレックス７７４０
（コーニング）等のガラス基板１を静電接合法により接
合を行った後、この２枚の基板１と２を設定した厚さま
で研磨して接合基板４を形成する。この実施例ではシリ
コン（１００）単結晶基板２を１０６μｍ、ガラス基板
１を４００μｍの厚さになるまで研磨する。
００）単結晶基板２と、例えばパイレックス７７４０
（コーニング）等のガラス基板１を静電接合法により接
合を行った後、この２枚の基板１と２を設定した厚さま
で研磨して接合基板４を形成する。この実施例ではシリ
コン（１００）単結晶基板２を１０６μｍ、ガラス基板
１を４００μｍの厚さになるまで研磨する。
【００２８】第２工程（図２（Ｂ），（Ｃ）参照） 図２（Ｂ）は平面を、図２（Ｃ）は断面を示している。
ＳｉＯ2 膜３で覆われたシリコン（１００）単結晶基板
２の上に露光用レジスト膜５を形成しノズルに対応する
開口６を有するエッチングパターンの露光および現像を
行う。エッチングパターンの開口６の形状は異方性エッ
チングを考慮して、一辺が＜１１０＞方向をもつ正方形
（２００μｍ×２００μｍ）にした。
ＳｉＯ2 膜３で覆われたシリコン（１００）単結晶基板
２の上に露光用レジスト膜５を形成しノズルに対応する
開口６を有するエッチングパターンの露光および現像を
行う。エッチングパターンの開口６の形状は異方性エッ
チングを考慮して、一辺が＜１１０＞方向をもつ正方形
（２００μｍ×２００μｍ）にした。
【００２９】ＨＦ（フッ酸）水溶液によりレジストを取
り除いた部分のＳｉＯ2 膜３をエッチング除去して、シ
リコン（１００）単結晶基板２の表面を露出する。この
状態にある接合基板４を水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶
液を用いて異方性エッチングする。
り除いた部分のＳｉＯ2 膜３をエッチング除去して、シ
リコン（１００）単結晶基板２の表面を露出する。この
状態にある接合基板４を水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶
液を用いて異方性エッチングする。
【００３０】ＳｉＯ2 膜３はＫＯＨ水溶液にはエッチン
グされないため、露出した部分のシリコン（１００）単
結晶基板２の表面のみがエッチングされるが、（１１
１）面のエッチング速度は（１００）面および（１１
０）面のエッチング速度の０．３〜０．４％とはるかに
遅いため、前記露出部はシリコン（１００）単結晶基板
２の表面に対して約５５°の角度をもつ（１１１）面を
表してエッチングが進行して、エッチングされる凹部の
形状は逆四角錐形になる。
グされないため、露出した部分のシリコン（１００）単
結晶基板２の表面のみがエッチングされるが、（１１
１）面のエッチング速度は（１００）面および（１１
０）面のエッチング速度の０．３〜０．４％とはるかに
遅いため、前記露出部はシリコン（１００）単結晶基板
２の表面に対して約５５°の角度をもつ（１１１）面を
表してエッチングが進行して、エッチングされる凹部の
形状は逆四角錐形になる。
【００３１】この時、ガラス基板１はＫＯＨ水溶液では
エッチングされないから、エッチングを続行すると、エ
ッチング底面はガラス基板１に達した所で止まる。ま
た、エッチング側面は（１１１）面であるため、（１０
０）面方向のエッチングが進行しないかぎり、エッチン
グは進行しない。つまり、エッチング面がガラス基板１
に達した後は、どの方向にもエッチングは進行せず、一
様な形状のノズル７用の凹部を形成する。
エッチングされないから、エッチングを続行すると、エ
ッチング底面はガラス基板１に達した所で止まる。ま
た、エッチング側面は（１１１）面であるため、（１０
０）面方向のエッチングが進行しないかぎり、エッチン
グは進行しない。つまり、エッチング面がガラス基板１
に達した後は、どの方向にもエッチングは進行せず、一
様な形状のノズル７用の凹部を形成する。
【００３２】第３工程（図３（Ｄ），（Ｅ），（Ｆ）参
照） 図３（Ｄ）は上面を、図３（Ｅ）は下面を、図３（Ｆ）
は断面をそれぞれ示している。第２工程におけるノズル
７を形成するためのエッチング面がガラス基板１の表面
に達した後、ガラス基板１のノズル７に対応する領域に
開口を有するエッチングレジストを形成し、ガラス基板
１の背面をフッ酸で等方性エッチングを行い、ノズル７
に対応する領域に溝８を形成する。
照） 図３（Ｄ）は上面を、図３（Ｅ）は下面を、図３（Ｆ）
は断面をそれぞれ示している。第２工程におけるノズル
７を形成するためのエッチング面がガラス基板１の表面
に達した後、ガラス基板１のノズル７に対応する領域に
開口を有するエッチングレジストを形成し、ガラス基板
１の背面をフッ酸で等方性エッチングを行い、ノズル７
に対応する領域に溝８を形成する。
【００３３】このエッチングに際して、シリコン（１０
０）単結晶基板２はエッチングされずガラス基板１のみ
が選択的にエッチングされる。ガラス基板１のエッチン
グ底面がシリコン（１００）単結晶基板２に達するまで
エッチングを行うことによりノズル７を貫通させる。こ
の時、ノズル７の径は（５０μｍ×５０μｍ）にした。
０）単結晶基板２はエッチングされずガラス基板１のみ
が選択的にエッチングされる。ガラス基板１のエッチン
グ底面がシリコン（１００）単結晶基板２に達するまで
エッチングを行うことによりノズル７を貫通させる。こ
の時、ノズル７の径は（５０μｍ×５０μｍ）にした。
【００３４】第４工程（図４（Ｇ），（Ｈ）参照） 図４（Ｇ）は断面を、図４（Ｈ）はノズルを拡大して示
している。第３工程によってノズル７を形成した接合基
板４のシリコン（１００）単結晶基板２側と、圧力室１
０とインク供給路（図示されていない）が形成された別
のシリコン（１００）単結晶基板９とを静電接合法によ
り接合する。その後、シリコン（１００）単結晶基板９
の表面を所定の厚さまで研磨して薄い振動板１１を形成
してインクジェットヘッドの製造工程を終了する。
している。第３工程によってノズル７を形成した接合基
板４のシリコン（１００）単結晶基板２側と、圧力室１
０とインク供給路（図示されていない）が形成された別
のシリコン（１００）単結晶基板９とを静電接合法によ
り接合する。その後、シリコン（１００）単結晶基板９
の表面を所定の厚さまで研磨して薄い振動板１１を形成
してインクジェットヘッドの製造工程を終了する。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のインクジ
ェットヘッドの製造方法においては、ガラス基板とシリ
コン（１００）単結晶基板からなる接合基板を用いるこ
とにより、両材料のエッチングレートの差による選択エ
ッチングを用いることが可能になり、高精度の深いエッ
チングを制御性よくできるようになる。そのため、ノズ
ルの加工精度が高くなり、高品質印字が可能なインクジ
ェットヘッドを提供することができ、インクジェットヘ
ッド材料の一部にガラス基板を用いるためヘッドの価格
を低減できる効果も有し、高品質の印字の実現と普及に
寄与するところが大きい。
ェットヘッドの製造方法においては、ガラス基板とシリ
コン（１００）単結晶基板からなる接合基板を用いるこ
とにより、両材料のエッチングレートの差による選択エ
ッチングを用いることが可能になり、高精度の深いエッ
チングを制御性よくできるようになる。そのため、ノズ
ルの加工精度が高くなり、高品質印字が可能なインクジ
ェットヘッドを提供することができ、インクジェットヘ
ッド材料の一部にガラス基板を用いるためヘッドの価格
を低減できる効果も有し、高品質の印字の実現と普及に
寄与するところが大きい。
【図１】本発明によって製造したインクジェットヘッド
の説明図である。
の説明図である。
【図２】本発明の一実施例のインクジェットヘッドの製
造工程説明図（１）であり、その（Ａ）〜（Ｃ）は各工
程を示している。
造工程説明図（１）であり、その（Ａ）〜（Ｃ）は各工
程を示している。
【図３】本発明の一実施例のインクジェットヘッドの製
造工程説明図（２）であり、その（Ｄ）〜（Ｆ）は各工
程を示している。
造工程説明図（２）であり、その（Ｄ）〜（Ｆ）は各工
程を示している。
【図４】本発明の一実施例のインクジェットヘッドの製
造工程説明図（３）であり、その（Ｇ），（Ｈ）は各工
程を示している。
造工程説明図（３）であり、その（Ｇ），（Ｈ）は各工
程を示している。
【図５】従来のインクジェットヘッドの透視図である。
【図６】従来のインクジェットヘッドの製造工程説明図
（１）であり、（Ａ）〜（Ｅ）は各工程を示している。
（１）であり、（Ａ）〜（Ｅ）は各工程を示している。
【図７】従来のインクジェットヘッドの製造工程説明図
（２）であり、（Ｆ），（Ｇ）は各工程を示している。
（２）であり、（Ｆ），（Ｇ）は各工程を示している。
【図８】シリコン単結晶基板の異方性エッチング説明図
であり、その（Ａ）は平面を示し、（Ｂ）は断面を示し
ている。
であり、その（Ａ）は平面を示し、（Ｂ）は断面を示し
ている。
１ ガラス基板 ２ シリコン（１００）単結晶基板 ３ ＳｉＯ2 膜 ４ 接合基板 ５ レジスト膜 ６ 開口 ７ ノズル ８ 溝 ９ シリコン（１００）単結晶基板 １０ 圧力室 １１ 振動板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B41J 2/16 B41J 2/045 B41J 2/055 B41J 2/135
Claims (3)
- 【請求項１】インクを噴射するノズルと、該ノズルから
インク粒子を噴射させるための圧力を発生する圧力室
と、該圧力室にインクを供給するインク供給室を含むイ
ンクジェットヘッドの製造方法において、 シリコン単結晶基板とガラス基板とを接合した接合基板
を用い、該接合基板の前記シリコン単結晶基板を貫通す
る如くエッチングして前記ノズルを形成する工程で、ガ
ラス基板をシリコン単結晶基板のエッチング停止層とす
ることを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。 - 【請求項２】インクを噴射するノズルと、該ノズルから
インク粒子を噴射させるための圧力を発生する圧力室
と、該圧力室にインクを供給するインク供給路を含むイ
ンクジェットヘッドの製造方法に於いて、 シリコン単結晶基板とガラス基板とを接合した接合基板
を用い、該接合基板の前記ガラス基板を貫通する如くエ
ッチングして前記ノズルに対応する領域に開口を形成す
る工程で、シリコン単結晶基板をガラス基板のエッチン
グ停止層と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。 - 【請求項３】接合基板を構成するシリコン単結晶基板と
ガラス基板の何れか一方または双方を所定の厚さに研磨
した後に前記エッチングを行うことを特徴とする請求項
１或いは請求項２記載のインクジェットヘッドの製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP877993A JP3316597B2 (ja) | 1993-01-22 | 1993-01-22 | インクジェットヘッドの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP877993A JP3316597B2 (ja) | 1993-01-22 | 1993-01-22 | インクジェットヘッドの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06218932A JPH06218932A (ja) | 1994-08-09 |
| JP3316597B2 true JP3316597B2 (ja) | 2002-08-19 |
Family
ID=11702370
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP877993A Expired - Lifetime JP3316597B2 (ja) | 1993-01-22 | 1993-01-22 | インクジェットヘッドの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3316597B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001260366A (ja) | 2000-03-21 | 2001-09-25 | Nec Corp | インクジェット記録ヘッドおよびその製造方法 |
| JP4639492B2 (ja) * | 2001-02-23 | 2011-02-23 | セイコーエプソン株式会社 | インクジェット式記録ヘッド及びインクジェット式記録装置 |
| KR100436760B1 (ko) * | 2001-12-20 | 2004-06-23 | 삼성전자주식회사 | 잉크젯 프린터의 헤드 및 그 제조방법 |
-
1993
- 1993-01-22 JP JP877993A patent/JP3316597B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06218932A (ja) | 1994-08-09 |
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