JPH0671894A - Manufacture of ink jet head - Google Patents

Manufacture of ink jet head

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JPH0671894A
JPH0671894A JP22811192A JP22811192A JPH0671894A JP H0671894 A JPH0671894 A JP H0671894A JP 22811192 A JP22811192 A JP 22811192A JP 22811192 A JP22811192 A JP 22811192A JP H0671894 A JPH0671894 A JP H0671894A
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JP
Japan
Prior art keywords
silicon
wafer
substrate
nozzle
view
Prior art date
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Pending
Application number
JP22811192A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hideyuki Kikuchi
英幸 菊地
Akira Nakazawa
明 中澤
Osamu Taniguchi
修 谷口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0671894A publication Critical patent/JPH0671894A/en
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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

PURPOSE:To ensure the strength of a head by making the whole body of the head thicker even if a vibration plate is made to be thinner. CONSTITUTION:For one of the substrates, an ink passage is formed by etching on one surface (a), and for the other substrate, a nozzle on one surface and reinforcing part on the other surface are formed by double surface etching (b), then, the first and second substrates are bonded (c), and then, the other surface of the first substrate is polished (d) as the constitution of the manufacturing method.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、プリンタ用のインクジ
ェットヘッドの製造方法に関する。ノンインパクト記録
法は、記録時における騒音の発生が小さいという利点が
あり、最近活発に研究が行われている。その中で、カラ
ー化がしやすく、高速記録が可能であり、しかもいわゆ
る普通紙に特別の定着処理を必要とせずに簡単に記録が
行えるインクジェット記録法は、極めて有力な記録法で
あって、これまでにも様々な方法が考案され、改良が加
えられて商品化されたものもあれば、現在もなお実用化
への努力が続けられているものもある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing an ink jet head for a printer. The non-impact recording method has an advantage that noise generation during recording is small and has been actively researched recently. Among them, the inkjet recording method, which is easy to colorize, enables high-speed recording, and can easily perform recording on so-called plain paper without requiring a special fixing process, is an extremely powerful recording method. Various methods have been devised so far, some have been improved, and some have been commercialized, while others are still trying to be put into practical use.

【0002】このようなインクジェット記録法は、いわ
ゆるインクと称される記録液の液滴(droplet)
を飛翔させ、これを被記録材に付着させて記録を行うも
のである。このインクジェット記録法において、記録液
を噴射する手段としてインクジェットヘッドが用いられ
る。
Such an ink jet recording method is a so-called ink droplet of a recording liquid.
The recording medium is made to fly and adheres to the recording material to perform recording. In this inkjet recording method, an inkjet head is used as a means for ejecting a recording liquid.

【0003】したがって、印字品位が優れた記録を得る
ためには、強度のあるインクジェットヘッドを製造する
ことが必要となる。
Therefore, it is necessary to manufacture a strong ink jet head in order to obtain a record with excellent print quality.

【0004】[0004]

【従来の技術】従来のインクジェットヘッドの製造方法
としては、例えば図10〜図19に示すようなものがあ
る。まず、図10および図11に示すように、一枚のシ
リコン(100)ウェハ1の一面に圧力室2と流路を異
方性エッチングにより形成する。
2. Description of the Related Art As a conventional method for manufacturing an ink jet head, there is, for example, one shown in FIGS. First, as shown in FIGS. 10 and 11, a pressure chamber 2 and a channel are formed on one surface of a silicon (100) wafer 1 by anisotropic etching.

【0005】次に、図12および図13に示すように、
他のシリコン(100)ウェハ3の一面にノズル4を異
方性エッチングにより形成する。ここで、異方性エッチ
ングを図14および図15に基づいて説明する。図14
および図15において、シリコン(100)ウェハ5に
一辺が<110>を持つ長方形のマスクパターン6を露
光し、水酸化カリウム水溶液などからなる異方性エッチ
ング液でエッチングを行った場合、シリコン(100)
ウェハ5の表面に対して55度の傾斜面を持ったV型の
溝7が生じる。
Next, as shown in FIGS. 12 and 13,
A nozzle 4 is formed on one surface of another silicon (100) wafer 3 by anisotropic etching. Here, anisotropic etching will be described with reference to FIGS. 14 and 15. 14
In FIG. 15 and FIG. 15, when a silicon (100) wafer 5 is exposed to a rectangular mask pattern 6 having <110> on one side and is etched with an anisotropic etching solution such as an aqueous potassium hydroxide solution, )
A V-shaped groove 7 having an inclined surface of 55 degrees with respect to the surface of the wafer 5 is formed.

【0006】次に、図16に示すように、二枚のシリコ
ン(100)ウェハ1,3の圧力室2とノズル4の位置
を合わせてこれらの接合を行う。次に、図17に示すよ
うに、シリコン(100)ウェハ1の他面の研磨を行
い、振動板を作成する。また、シリコン(100)ウェ
ハ3の他面の研磨を行い、ノズル4を貫通させる。
Next, as shown in FIG. 16, the pressure chamber 2 and the nozzle 4 of the two silicon (100) wafers 1 and 3 are aligned with each other and bonded. Next, as shown in FIG. 17, the other surface of the silicon (100) wafer 1 is polished to form a vibration plate. Further, the other surface of the silicon (100) wafer 3 is polished and the nozzle 4 is penetrated.

【0007】図18は図17の部分拡大図である。ま
た、図19はインクジェットヘッドの斜視図である。図
19において、シリコン(100)ウェハ3にはノズル
4が形成され、シリコン(100)ウェハ1には圧力室
2と流路8が形成され、ノズル4は圧力室2に連通して
いる。圧力室2に連通する流路8は、図示しない、チュ
ーブを介して図示しないインクタンクに連通している。
振動板であるシリコン(100)ウェハ1の他面には圧
電素子9が接着される。
FIG. 18 is a partially enlarged view of FIG. FIG. 19 is a perspective view of the inkjet head. In FIG. 19, a nozzle 4 is formed in the silicon (100) wafer 3, a pressure chamber 2 and a flow path 8 are formed in the silicon (100) wafer 1, and the nozzle 4 communicates with the pressure chamber 2. The flow path 8 communicating with the pressure chamber 2 communicates with an ink tank (not shown) via a tube (not shown).
A piezoelectric element 9 is bonded to the other surface of the silicon (100) wafer 1 which is a vibrating plate.

【0008】このようなインクジェットヘッドが高解像
度の印字品位を得るためには、ノズル4の間隔を狭くす
ることが必要である。インクジェットヘッドを小型化す
るには振動板の面積の広さは限られ、この条件の中で、
低電圧で圧力室2内に印字に必要な圧力を発生させるた
めには振動板を薄くする必要がある。また、印字速度の
高速化には圧力室2の深さは薄い方が望ましい。
In order for such an ink jet head to obtain high resolution printing quality, it is necessary to narrow the intervals between the nozzles 4. In order to miniaturize the inkjet head, the area of the diaphragm is limited, and in this condition,
In order to generate the pressure required for printing in the pressure chamber 2 with a low voltage, it is necessary to make the diaphragm thin. Further, it is desirable that the depth of the pressure chamber 2 is thin in order to increase the printing speed.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のインクジェットヘッドの製造方法において
は、振動板となるシリコン(100)ウェハの他面を研
磨して薄くする必要はあるが、ノズルが形成されるシリ
コン(100)ウェハの他面も研磨するため、ヘッド全
体が薄くなり、ヘッドの強度を確保することができない
という問題点があった。
However, in such a conventional method for manufacturing an ink jet head, it is necessary to polish and thin the other surface of the silicon (100) wafer to be the vibrating plate, but the nozzle is formed. Since the other surface of the silicon (100) wafer to be polished is also polished, the entire head becomes thin and the strength of the head cannot be secured.

【0010】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたものであって、振動板を薄くしてもヘッド全
体を厚くすることでヘッドの強度を確保することを目的
とする。
The present invention has been made in view of such conventional problems, and an object thereof is to secure the strength of the head by thickening the entire head even if the diaphragm is thin.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】図1は本発明の原理説明
図である。図1において、(a)は一方の基板にエッチ
ングにより一面にインク流路を形成する工程、(b)は
他方の基板に両面エッチングにより一面にノズルを他面
に補強部を形成する工程、(c)は一方の基板と他方の
基板を接合する工程、(d)は一方の基板の他面を研磨
する工程である。
FIG. 1 is a diagram for explaining the principle of the present invention. In FIG. 1, (a) is a step of forming an ink channel on one surface by etching on one substrate, (b) is a step of forming a nozzle on one surface and a reinforcing portion on the other surface by double-sided etching on the other substrate, c) is a step of joining one substrate and the other substrate, and (d) is a step of polishing the other surface of the one substrate.

【0012】[0012]

【作用】本発明によれば、一方の基板にエッチングによ
り一面にインク流路を形成し、他方の基板に両面エッチ
ングにより一面にノズルを他面に補強部を形成し、これ
らの2枚の基板を接合した後に、一方の基板の他面を研
磨するようにしたため、インク流路が形成される振動板
である一方の基板を薄くすることができ、かつ、他方の
基板を、従来のように研磨する必要がないので、ヘッド
全体を厚くすることができる。
According to the present invention, an ink flow path is formed on one surface of one substrate by etching, and a nozzle is formed on one surface and a reinforcing portion is formed on the other surface of the other substrate by double-sided etching. Since the other surface of one of the substrates is polished after bonding, one of the substrates, which is the vibration plate in which the ink flow path is formed, can be thinned, and the other substrate can be formed as in the conventional case. Since it is not necessary to polish, the entire head can be thickened.

【0013】その結果、ヘッドの強度を確保することが
できる。
As a result, the strength of the head can be secured.

【0014】[0014]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図2〜図9は本発明の一実施例を示す図である。
まず、図2および図3に示すように、シリコン(10
0)ウェハ11にSiO 2 膜を熱酸化またはスパッタ法
などを用いて形成し、次に、シリコン(100)ウェハ
11の両面にスピンコートなどによりレジストを塗布
し、一辺が<110>方向の長方形で構成された圧力室
12と流路のパターンの露光および現像を行い、露出し
たSiO2 膜をフッ酸などで除去した後、露出したシリ
コンを水酸化カリウム水溶液などからなる異方性エッチ
ング液でエッチングする。
Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings.
To do. 2 to 9 are views showing an embodiment of the present invention.
First, as shown in FIGS. 2 and 3, silicon (10
0) SiO on wafer 11 2 Thermal oxidation or sputtering method
And then the silicon (100) wafer
Apply resist to both sides of 11 by spin coating etc.
The pressure chamber is composed of a rectangle with one side of <110> direction.
12 and the pattern of the flow path are exposed and developed to expose
SiO2 After removing the film with hydrofluoric acid, etc.,
Anisotropic etching with potassium hydroxide aqueous solution
Etching with a plating solution.

【0015】こうして、シリコン(100)ウェハ11
の一面には、圧力室12と流路よりなるインク流路がそ
れぞれ形成される。次に、図4〜図6に示すように、同
じ方法でシリコン(100)ウェハ13にSiO2 膜を
形成し、レジストを塗布し、一辺の方向が<110>の
長方形で構成されたノズル用パターンの露光および現像
を一面に行い、また補強部用パターンの露光および現像
を他面に行う。露出したSiO2 膜をフッ酸などで除去
した後、露出したシリコンを水酸化カリウム水溶液から
なる異方性エッチング液でノズルが貫通するまでエッチ
ングを行う。
Thus, the silicon (100) wafer 11
An ink flow path including the pressure chamber 12 and the flow path is formed on each surface. Next, as shown in FIGS. 4 to 6, a SiO 2 film is formed on the silicon (100) wafer 13 by the same method, a resist is applied, and a nozzle having a rectangular shape with one side of <110> is formed. The pattern is exposed and developed on one side, and the reinforcing part pattern is exposed and developed on the other side. After removing the exposed SiO 2 film with hydrofluoric acid or the like, the exposed silicon is etched with an anisotropic etching solution composed of an aqueous potassium hydroxide solution until the nozzle penetrates.

【0016】図4に示すように、シリコン(100)ウ
ェハ13の一面(表面)にはノズル14が形成され、図
5に示すように、シリコン(100)ウェハ13の他面
(裏面)には溝15が形成される。このような両面エッ
チングにより、図6に示すように、シリコン(100)
ウェハ13の一面にはノズル14と他面には補強部16
が形成され、ノズル14は溝15に貫通する。
As shown in FIG. 4, nozzles 14 are formed on one surface (front surface) of the silicon (100) wafer 13, and as shown in FIG. 5, on the other surface (back surface) of the silicon (100) wafer 13. The groove 15 is formed. By such double-sided etching, as shown in FIG.
The nozzle 14 is provided on one surface of the wafer 13 and the reinforcing portion 16 is provided on the other surface.
Is formed, and the nozzle 14 penetrates the groove 15.

【0017】次に、図7に示すように、エッチングを施
した2枚のシリコン(100)ウェハ11,13を直接
接合法により接合する。次に、図8に示すように、接合
したシリコン(100)ウェハ11,13の一方のシリ
コン(100)ウェハ11の他面の研磨を行う。研磨し
たシリコン(100)ウェハ11が振動板となり、こう
してインクジェットヘッドが製造される。
Next, as shown in FIG. 7, two etched silicon (100) wafers 11 and 13 are bonded by a direct bonding method. Next, as shown in FIG. 8, the other surface of the bonded silicon (100) wafers 11 and 13 is polished. The polished silicon (100) wafer 11 serves as a vibrating plate, and thus an inkjet head is manufactured.

【0018】図9は図8の部分拡大図である。インクジ
ェットヘッドが高解像度の印字品位を得るためには、ノ
ズルの間隔を狭くすることが必要であり、インクジェッ
トヘッドを小型化するには振動板の面積の広さは限られ
る。この条件の中で、低電圧で圧力室内に印字に必要な
圧力を発生させるためには振動板を薄くする必要があ
り、また、印字速度の高速化には圧力室の深さは薄い方
が望ましい。
FIG. 9 is a partially enlarged view of FIG. In order for the inkjet head to obtain high resolution printing quality, it is necessary to narrow the nozzle interval, and the size of the diaphragm is limited in order to downsize the inkjet head. Under these conditions, the diaphragm must be thin in order to generate the pressure required for printing in the pressure chamber at a low voltage, and the depth of the pressure chamber should be thin in order to increase the printing speed. desirable.

【0019】本実施例においては、圧力室12が形成さ
れるシリコン(100)ウェハ11の他面の研磨を行っ
ているので、振動板を薄くすることができ、また、圧力
室12の深さは薄くすることができ、前記条件を満たす
ことができる。また、他方のシリコン(100)ウェハ
13は両面エッチングにより、一面にノズル14を形成
し、他面に補強部16を形成するようにしたため、従来
のように、他面の研磨を行う必要がないので、ヘッド全
体を厚くすることができる。その結果、ヘッドの強度を
確保することができる。
In this embodiment, since the other surface of the silicon (100) wafer 11 in which the pressure chamber 12 is formed is polished, the diaphragm can be made thin and the depth of the pressure chamber 12 can be reduced. Can be thin and can meet the above conditions. Further, since the nozzle 14 is formed on one surface and the reinforcing portion 16 is formed on the other surface of the other silicon (100) wafer 13 by double-sided etching, it is not necessary to polish the other surface as in the conventional case. Therefore, the entire head can be thickened. As a result, the strength of the head can be secured.

【0020】[0020]

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、一方の基板の一面にインク流路を形成し、他方の基
板の両面にノズルと補強部を形成して、両基板を接合し
た後に一方の基板の他面を研磨するようにしたため、ヘ
ッド全体を厚くすることができ、その結果、ヘッドの強
度を確保することができる。
As described above, according to the present invention, an ink flow path is formed on one surface of one substrate, and a nozzle and a reinforcing portion are formed on both surfaces of the other substrate to bond both substrates. Since the other surface of one substrate is polished after that, the entire head can be thickened, and as a result, the strength of the head can be secured.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の原理説明図FIG. 1 is an explanatory view of the principle of the present invention.

【図2】シリコンウェハの平面図FIG. 2 is a plan view of a silicon wafer.

【図3】シリコンウェハの断面図FIG. 3 is a sectional view of a silicon wafer.

【図4】他のシリコンウェハの表面を示す平面図FIG. 4 is a plan view showing the surface of another silicon wafer.

【図5】他のシリコンウェハの裏面を示す平面図FIG. 5 is a plan view showing the back surface of another silicon wafer.

【図6】他のシリコンウェハの断面図FIG. 6 is a sectional view of another silicon wafer.

【図7】接合後の断面図FIG. 7 is a sectional view after joining.

【図8】研磨後の断面図FIG. 8 is a sectional view after polishing.

【図9】図8の部分拡大図9 is a partially enlarged view of FIG.

【図10】従来のシリコンウェハの平面図FIG. 10 is a plan view of a conventional silicon wafer.

【図11】シリコンウェハの断面図FIG. 11 is a sectional view of a silicon wafer.

【図12】他のシリコンウェハの平面図FIG. 12 is a plan view of another silicon wafer.

【図13】他のシリコンウェハの断面図FIG. 13 is a sectional view of another silicon wafer.

【図14】異方性エッチングを説明するための平面図FIG. 14 is a plan view for explaining anisotropic etching.

【図15】異方性エッチングを説明するための断面図FIG. 15 is a sectional view for explaining anisotropic etching.

【図16】接合後の断面図FIG. 16 is a sectional view after joining.

【図17】研磨後の断面図FIG. 17 is a sectional view after polishing.

【図18】図17の部分拡大図FIG. 18 is a partially enlarged view of FIG.

【図19】インクジェットヘッドの斜視図FIG. 19 is a perspective view of an inkjet head.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11:一方のシリコン(100)ウェハ(基板) 12:圧力室 13:他方のシリコン(100)ウェハ(基板) 14:ノズル 15:溝 16:補強部 11: One silicon (100) wafer (substrate) 12: Pressure chamber 13: Other silicon (100) wafer (substrate) 14: Nozzle 15: Groove 16: Reinforcement part

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】一方の基板にエッチングにより一面にイン
ク流路を形成し(a)、次に他方の基板に両面エッチン
グにより一面にノズルを他面に補強部を形成し(b)、
次に一方の基板と他方の基板を接合し(c)、次に一方
の基板の他面を研磨した(d)ことを特徴とするインク
ジェットヘッドの製造方法。
1. An ink flow path is formed on one surface of one substrate by etching (a), and then a nozzle is formed on one surface and a reinforcing portion is formed on the other surface of the other substrate by double-sided etching (b).
Next, a method for manufacturing an inkjet head, wherein one substrate and the other substrate are bonded (c), and then the other surface of the one substrate is polished (d).
JP22811192A 1992-08-27 1992-08-27 Manufacture of ink jet head Pending JPH0671894A (en)

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JP22811192A JPH0671894A (en) 1992-08-27 1992-08-27 Manufacture of ink jet head

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JP (1) JPH0671894A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6126279A (en) * 1995-11-24 2000-10-03 Seiko Epson Corporation Ink jet printing head for improving resolution and decreasing crosstalk
US6270202B1 (en) 1997-04-24 2001-08-07 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Liquid jetting apparatus having a piezoelectric drive element directly bonded to a casing
US7003857B1 (en) 1995-11-24 2006-02-28 Seiko Epson Corporation Method of producing an ink-jet printing head

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