JPH09216360A - インクジェットヘッド及びその製造方法 - Google Patents

インクジェットヘッド及びその製造方法

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JPH09216360A
JPH09216360A JP2827196A JP2827196A JPH09216360A JP H09216360 A JPH09216360 A JP H09216360A JP 2827196 A JP2827196 A JP 2827196A JP 2827196 A JP2827196 A JP 2827196A JP H09216360 A JPH09216360 A JP H09216360A
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JP
Japan
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driving unit
substrate
silicon substrate
nozzle holes
vibrating plate
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2827196A
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English (en)
Inventor
Ryuichi Kurosawa
龍一 黒沢
Mitsuaki Atobe
光朗 跡部
Katsuharu Arakawa
克治 荒川
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シリコン基板を用いたインクジェットヘッド
用振動板形成において、精度が高く応力の少ない振動板
を形成する。 【解決手段】 面方位が(111)であるシリコン基板
1と、面方位が(110)であるシリコン基板2を貼り
合わせて、貼り合わせ基板3とし、(111)面側より
研磨を行なうことにより、面方位が(111)であるシ
リコン基板1を振動板の厚みまで薄くし、さらに(11
0)面側からエッチングを行ない、(111)面により
エッチングをストップすることにより、面方位が(11
1)であるシリコン基板1による振動板を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はインクジェットプリ
ンタ用印字ヘッドおよびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】インクジェットプリンタ用ヘッドは、近
年、カラー化、高精細化の要求にともない、微細化、高
精度化の要求が高まっている。
【0003】この中で、駆動素子の一つである振動板の
薄膜化・膜厚均一化は急務である。
【0004】従来用いられている振動板形成方法として
は、特開平6−23986号公報請求項2に示されるよ
うな、ノズル及び圧力室を形成したシリコンウエハに、
シリコン基板を貼り合わせ、研磨もしくはエッチングに
より基板を薄くし振動板を形成する方法が挙げられる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記の従来技
術では、エッチングによる溝形成の際に接合面が荒れて
しまい均一な接合が難しい、基板を薄くする際接合部分
と空洞部分に応力の差を生じ振動板がたわんでしまうた
め、インクジェットヘッドのインク吐出量が安定しない
という課題があった。
【0006】そこで、本発明はこのような課題を解決す
るもので、その目的とするところは、精度が高く応力の
少ない振動板を形成し、インク吐出量が安定したインク
ジェットヘッドを提供する事にある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明のインクジェット
ヘッドは、複数のノズル孔と、ノズル孔の各々に連通す
る複数の独立の吐出室と、吐出室の少なくとも一方の壁
の一部が機械的に変形をおこすようになっている振動板
と、振動板を駆動する駆動手段と、複数の吐出室にイン
クを供給する共通のインクキャビティを有し、駆動手段
に電気パルスを印加することにより、駆動手段に対応す
る振動板を吐出室の圧力が上昇する方向に変形させ、ノ
ズル孔よりインク滴を記録紙に向け吐出するインクジェ
ットヘッドにおいて、振動板を形成した基板が2枚のシ
リコンウエハを貼り合わせ形成されていることを特徴と
する。また、振動板を形成した基板が、片方もしくは両
方の貼り合わせ面に酸化膜を形成し貼り合わせられてい
ることを特徴とする。
【0008】本発明のインクジェットヘッドの製造方法
は、複数のノズル孔と、ノズル孔の各々に連通する複数
の独立の吐出室と、吐出室の少なくとも一方の壁の一部
が機械的に変形をおこすようになっている振動板と、振
動板を駆動する駆動手段と、複数の吐出室にインクを供
給する共通のインクキャビティを有し、駆動手段に電気
パルスを印加することにより、駆動手段に対応する振動
板を吐出室の圧力が上昇する方向に変形させ、ノズル孔
よりインク滴を記録紙に向け吐出するインクジェットヘ
ッドの製造方法において、振動板を形成した基板が、面
方位が(111)であるシリコン基板と、面方位が(1
10)あるいは(100)であるシリコン基板を貼り合
わせて形成され、(111)面側より研磨を行なうこと
により、面方位が(111)であるシリコン基板を振動
板の厚みまで薄くし、さらに(110)面あるいは(1
00)面側からエッチングをおこない、(111)面に
よりエッチングをストップすることにより、面方位が
(111)であるシリコン基板による振動板を形成した
ことを特徴とする。
【0009】また、本発明のインクジェットヘッドの製
造方法は、振動板を形成した基板を、片方もしくは両方
の貼り合わせ面に酸化膜を形成し貼り合わせ、振動板を
形成した基板の片側から研磨を行ない、さらに反対側よ
りエッチングを行なって酸化膜によりエッチングストッ
プを行うことにより振動板を形成したことを特徴とす
る。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な例を図面に
基づいて詳細に説明する。
【0011】図1は、本発明の一実施例におけるインク
ジェットヘッドの製造方法、特に振動板及びキャビティ
ー形成基板の断面図である。
【0012】本実施例における基板は図1(a)に示さ
れるように、面方位(111)シリコン基板1と面方位
(110)シリコン基板2により構成される。本実施例
は、公知技術である(111)面がアルカリを用いた異
方性エッチングにより、ほとんどエッチングされないこ
とを利用し、厚み精度の高い振動板を形成するものであ
る。
【0013】まず、厚み220ミクロンの面方位が(1
11)であるシリコン基板1と、厚み450ミクロンの
面方位が(110)であるシリコン基板2を、水酸化ア
ンモニウム:過酸化水素水:水、1:1:5、70℃に
より10分間洗浄する。次に(111)シリコン基板
1、(110)シリコン基板2を超純水により15メガ
オーム・センチメートルの純度まで水洗する。さらに、
防爆型スピンドライヤーにより乾燥する。次に、直ちに
(111)シリコン基板1と(110)シリコン基板2
を貼り合わせ、貼り合わせ基板3を得る(図1
(b))。
【0014】その後、1100℃、乾燥窒素中で2時間
アニールを行う。次に、貼り合わせ基板3を、(11
1)シリコン基板1側から、(111)シリコン基板1
の厚さが所定の厚さ(本実施例では5ミクロン)になる
ように研磨する(図1(c))。次に、貼り合わせ基板
3を熱酸化する。本実施例では熱酸化はウエットにて行
い、膜厚1.2ミクロンの熱酸化膜4を形成している
(図1(d))。次に、貼り合わせ基板3のシリコン基
板2側の熱酸化膜4の一部を、フォトリソエッチングに
より除去する(図1(e))。次に、貼り合わせ基板3
を熱酸化膜4をマスクとして異方性エッチングを行ない
振動板を形成する。本実施例では、結晶異方性エッチン
グ液として20重量パーセント水酸化カリウム水溶液
を、摂氏80℃に加熱して用いている。エッチングは最
終的にシリコン基板1に到達した時点で終了する(図1
(f))。
【0015】図2は、本発明の別の一実施例におけるイ
ンクジェットヘッドの製造方法、特に振動板及びキャビ
ティー形成基板の断面図である。
【0016】まず、厚み220ミクロンの(111)シ
リコン基板11と、厚み450ミクロンの(110)シ
リコン基板12の、どちらか片方もしくは両方とも熱酸
化する(図2(a))。本実施例では熱酸化はドライ酸
化を用いており、また(111)シリコン基板11、
(110)シリコン基板12の両方の基板に0.1ミク
ロンの熱酸化膜を形成している。また、本実施例ではシ
リコン基板11として(111)面方位を用いているが
面方位に制限はない。また、本実施例ではシリコン基板
12として(110)面方位を用いているが(100)
面方位シリコンでも可能である。
【0017】次に、(111)シリコン基板11、(1
10)シリコン基板12を、水酸化アンモニウム:過酸
化水素水:水、1:1:5、70℃により10分間洗浄
する。次に、(111)シリコン基板11、(110)
シリコン基板2を超純水により15メガオーム・センチ
メートルの純度まで水洗する。さらに、防爆型スピンド
ライヤーにより乾燥する。乾燥後、直ちに貼り合わせ、
貼り合わせ基板13を得る。次に、貼り合わせ基板13
を1100℃、乾燥窒素中で2時間アニールする(図2
(b))。
【0018】次に、貼り合わせ基板13を(111)シ
リコン基板11側から、(111)シリコン基板11の
厚さが所定の厚さ(本実施例では5ミクロン)になるよ
うに研磨する(図2(c))。次に、貼り合わせ基板1
3の熱酸化膜をふっ酸により剥離する。次に、貼り合わ
せ基板13を熱酸化し熱酸化膜14を形成する。本実施
例では熱酸化はウエットにて行い、熱酸化膜14の膜厚
1.2ミクロンを形成している。つぎに、貼り合わせ基
板13のシリコン基板12側の熱酸化膜14の一部をフ
ォトリソエッチングにより除去する(図2(d))。次
に、貼り合わせ基板13を熱酸化膜14をマスクとして
異方性エッチングし振動板を形成する。本実施例では、
結晶異方性エッチング液として20重量パーセント水酸
化カリウム水溶液を、80℃に加熱して用いている。異
方性エッチングは(111)シリコン基板11と(11
0)シリコン12の界面の熱酸化膜により停止する。最
後にふっ酸により熱酸化膜を除去する(図2(e))。
本実施例に用いられている数値は最も好適な例でありこ
れ以外の条件でも可能である。
【0019】
【発明の効果】以上記したように、本発明によれば、面
方位が(111)である第1のシリコン基板と、第2の
シリコン基板を貼り合わせて形成し、(111)面側よ
り研磨を行なうことにより、面方位が(111)である
シリコンを振動板の厚みまで薄くし、さらに第2の基板
からエッチングをおこない、(111)面によりエッチ
ングをストップし振動板を形成することにより、精度が
高く応力の少ない振動板を形成することができるという
効果を有し、また、第1のシリコン基板と第2のシリコ
ン基板の界面に酸化膜を残し貼り合わせ、酸化膜により
エッチングをストップすることにより第1の基板を任意
の面方位のシリコンにできるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明における一実施例のインクジェットヘッ
ド用振動板製造工程の断面図。
【図2】本発明における別の一実施例におけるインクジ
ェットヘッド用振動板製造工程の断面図。
【符号の説明】
1 (111)シリコン基板 2 (110)シリコン基板 3 貼り合わせ基板 4 熱酸化膜 11 シリコン基板 12 シリコン基板 13 貼り合わせ基板 14 熱酸化膜

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のノズル孔と、該ノズル孔の各々に
    連通する複数の独立の吐出室と、該吐出室の少なくとも
    一方の壁の一部が機械的に変形をおこすようになってい
    る振動板と、該振動板を駆動する駆動手段と、該複数の
    吐出室にインクを供給する共通のインクキャビティを有
    し、該駆動手段に電気パルスを印加することにより、該
    駆動手段に対応する該振動板を該吐出室の圧力が上昇す
    る方向に変形させ、該ノズル孔よりインク滴を記録紙に
    向け吐出するインクジェットヘッドにおいて、該振動板
    を形成した基板が2枚のシリコンウエハを貼り合わせ形
    成されていることを特徴とするインクジェットヘッド。
  2. 【請求項2】 前記振動板を形成した基板が、片方もし
    くは両方の貼り合わせ面に酸化膜を形成し貼り合わせら
    れていることを特徴とする請求項1記載のインクジェッ
    トヘッド。
  3. 【請求項3】 複数のノズル孔と、該ノズル孔の各々に
    連通する複数の独立の吐出室と、該吐出室の少なくとも
    一方の壁の一部が機械的に変形をおこすようになってい
    る振動板と、該振動板を駆動する駆動手段と、該複数の
    吐出室にインクを供給する共通のインクキャビティを有
    し、該駆動手段に電気パルスを印加することにより、該
    駆動手段に対応する該振動板を該吐出室の圧力が上昇す
    る方向に変形させ、該ノズル孔よりインク滴を記録紙に
    向け吐出するインクジェットヘッドの製造方法におい
    て、振動板を形成した基板が、面方位が(111)であ
    るシリコン基板と、面方位が(110)あるいは(10
    0)であるシリコン基板を貼り合わせて形成され、(1
    11)面側より研磨を行なうことにより、面方位が(1
    11)であるシリコン基板を振動板の厚みまで薄くし、
    さらに(110)面あるいは(100)面側からエッチ
    ングをおこない、(111)面によりエッチングをスト
    ップすることにより、面方位が(111)であるシリコ
    ン基板による振動板を形成したことを特徴とするインク
    ジェットヘッドの製造方法。
  4. 【請求項4】 複数のノズル孔と、該ノズル孔の各々に
    連通する複数の独立の吐出室と、該吐出室の少なくとも
    一方の壁の一部が機械的に変形をおこすようになってい
    る振動板と、該振動板を駆動する駆動手段と、該複数の
    吐出室にインクを供給する共通のインクキャビティを有
    し、該駆動手段に電気パルスを印加することにより、該
    駆動手段に対応する該振動板を該吐出室の圧力が上昇す
    る方向に変形させ、該ノズル孔よりインク滴を記録紙に
    向け吐出するインクジェットヘッドの製造方法におい
    て、片方もしくは両方の貼り合わせ面に酸化膜を形成し
    たシンコンウエハの振動板の片側から研磨を行ない、さ
    らに反対側よりエッチングを行なって酸化膜によりエッ
    チングストップを行うことにより振動板を形成したこと
    を特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
JP2827196A 1996-02-15 1996-02-15 インクジェットヘッド及びその製造方法 Withdrawn JPH09216360A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2013188968A (ja) * 2012-03-14 2013-09-26 Fujifilm Corp ノズルプレートの製造方法

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