JP3473155B2 - 基板の接合方法及びその方法を用いたインクジェットヘッドの製造方法 - Google Patents
基板の接合方法及びその方法を用いたインクジェットヘッドの製造方法Info
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- JP3473155B2 JP3473155B2 JP4694295A JP4694295A JP3473155B2 JP 3473155 B2 JP3473155 B2 JP 3473155B2 JP 4694295 A JP4694295 A JP 4694295A JP 4694295 A JP4694295 A JP 4694295A JP 3473155 B2 JP3473155 B2 JP 3473155B2
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- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
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- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
- B41J2/14314—Structure of ink jet print heads with electrostatically actuated membrane
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- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は陽極接合による基板の接
合方法に関し、特にその陽極接合の接合温度に関する。
また、陽極接合を用いたインクジェットヘッドの製造方
法への応用に関する。
合方法に関し、特にその陽極接合の接合温度に関する。
また、陽極接合を用いたインクジェットヘッドの製造方
法への応用に関する。
【０００２】
【従来の技術】陽極接合は、ガラス、シリコン等からな
る２枚の絶縁体もしくは半導体の基板を重ね合わせて加
熱した後、基板間に高電圧を印加し、例えばガラス内に
存在する正の可動イオンを陰極にひきつけ、陽極側に残
った負イオンによってもう一方の基板と接合する方法で
あり、比較的、確実に２枚の基板を接合する方法であ
る。
る２枚の絶縁体もしくは半導体の基板を重ね合わせて加
熱した後、基板間に高電圧を印加し、例えばガラス内に
存在する正の可動イオンを陰極にひきつけ、陽極側に残
った負イオンによってもう一方の基板と接合する方法で
あり、比較的、確実に２枚の基板を接合する方法であ
る。
【０００３】例えば、特開平２−８０２５２号公報に開
示されているインクジェットヘッドは、インク・オン・
デマンド方式を採用しており、基板、振動板等の接合は
陽極接合によっている。この陽極接合は母材の４０％の
強度があるため、この種のインクジェットヘッドの製造
においては有用な接合方法として注目されている。
示されているインクジェットヘッドは、インク・オン・
デマンド方式を採用しており、基板、振動板等の接合は
陽極接合によっている。この陽極接合は母材の４０％の
強度があるため、この種のインクジェットヘッドの製造
においては有用な接合方法として注目されている。
【０００４】また、特開平２−２８９３５１号公報に
は、アクチュエータに静電気による吸引力を利用したも
のが開示されているが、この方式によれば、高品質（高
解像度）の印字が得られる。
は、アクチュエータに静電気による吸引力を利用したも
のが開示されているが、この方式によれば、高品質（高
解像度）の印字が得られる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】例えば、上述したイン
クジェットヘッドのアクチュエータに静電気による吸引
力を利用したものは、振動板を構成する流路基板（Ｓ
ｉ）並びにこれを挾んだカバーガラス（パイレックスガ
ラス）及び電極ガラス（パイレックスガラス）から構成
されており、その製造に際しては、これらの基板とガラ
スとを陽極接合により接合することが強度又は振動板と
電極間のギャップの加工精度の点から望ましいとされて
いる。しかしながら、解像度を上げ、かつプリンタとし
て常用される範囲の低電圧で駆動するためには振動板を
その両側のガラスに比べて薄くする必要があるが、接合
条件によっては振動板が歪んで反ってしまい、インクジ
ェットヘッドとして機能しない場合が起きる、という問
題点があった。このように、一方の基板に特に薄い膜を
有する基板を他方の基板と陽極接合を行って接合する方
法においては、インクジェットヘッドに限らず、接合
後、所望の膜が得られない、という課題を有していた。
クジェットヘッドのアクチュエータに静電気による吸引
力を利用したものは、振動板を構成する流路基板（Ｓ
ｉ）並びにこれを挾んだカバーガラス（パイレックスガ
ラス）及び電極ガラス（パイレックスガラス）から構成
されており、その製造に際しては、これらの基板とガラ
スとを陽極接合により接合することが強度又は振動板と
電極間のギャップの加工精度の点から望ましいとされて
いる。しかしながら、解像度を上げ、かつプリンタとし
て常用される範囲の低電圧で駆動するためには振動板を
その両側のガラスに比べて薄くする必要があるが、接合
条件によっては振動板が歪んで反ってしまい、インクジ
ェットヘッドとして機能しない場合が起きる、という問
題点があった。このように、一方の基板に特に薄い膜を
有する基板を他方の基板と陽極接合を行って接合する方
法においては、インクジェットヘッドに限らず、接合
後、所望の膜が得られない、という課題を有していた。
【０００６】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたものであり、陽極接合によっても振動板が
反らないようにした陽極接合による基板の接合方法及
び、それを応用した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。
めになされたものであり、陽極接合によっても振動板が
反らないようにした陽極接合による基板の接合方法及
び、それを応用した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。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の基板の接合方法
は、少なくとも一部分が第２の基板より薄く形成された
第１の基板と、前記第１の基板とは材質の異なる前記第
２の基板を陽極接合を用いて接合する基板の接合方法に
おいて、室温Ｔrを含む温度Ｔの範囲に対し、各々第１
の基板の線膨張係数を示す第１の関数α1（Ｔ）と、第
２の基板の線膨張係数を示す第２の関数α2（Ｔ）とを
求める工程と、前記第１の関数及び前記第２の関数から
下式を満足する接合温度Ｔbを算出する工程と、
は、少なくとも一部分が第２の基板より薄く形成された
第１の基板と、前記第１の基板とは材質の異なる前記第
２の基板を陽極接合を用いて接合する基板の接合方法に
おいて、室温Ｔrを含む温度Ｔの範囲に対し、各々第１
の基板の線膨張係数を示す第１の関数α1（Ｔ）と、第
２の基板の線膨張係数を示す第２の関数α2（Ｔ）とを
求める工程と、前記第１の関数及び前記第２の関数から
下式を満足する接合温度Ｔbを算出する工程と、
【０００８】
【数４】
【０００９】上記工程によって算出された接合温度Ｔb
に基づいて、前記接合温度Ｔbまで前記第１の基板及び
前記第２の基板を加熱する工程と、前記接合温度Ｔbを
保ちつつ前記第１の基板及び前記第２の基板間に所定時
間電圧を印加する工程と、前記電圧の印加を停止し、陽
極接合された基板を室温まで冷却する工程からなること
を特徴とする。
に基づいて、前記接合温度Ｔbまで前記第１の基板及び
前記第２の基板を加熱する工程と、前記接合温度Ｔbを
保ちつつ前記第１の基板及び前記第２の基板間に所定時
間電圧を印加する工程と、前記電圧の印加を停止し、陽
極接合された基板を室温まで冷却する工程からなること
を特徴とする。
【００１０】また、本発明のインクジェットヘッドの製
造方法は、ノズルと、該ノズルに連通するインク流路
と、該流路の一部に形成された振動板と、該振動板を挟
み前記流路の反対側に、前記振動板に空隙をもって対向
して形成された電極とを有し、前記振動板と前記電極間
に電気パルスを印加し、前記振動板を静電気力により変
形させ、前記ノズルからインク液滴を吐出するインクジ
ェットヘッドの製造方法において、前述の基板の接合方
法を適用したものである。即ち、前記流路及び前記振動
板を第１の基板に形成し、電極を前記第１の基板より厚
い第２の基板上に形成し、これらの基板の陽極接合前
に、接合温度Ｔbを各基板の線膨張係数を示す関数α
1（Ｔ）とα2（Ｔ）を求め、下式を満足する接合温度Ｔ
bを算出し、それに基づいて陽極接合を行うものであ
る。
造方法は、ノズルと、該ノズルに連通するインク流路
と、該流路の一部に形成された振動板と、該振動板を挟
み前記流路の反対側に、前記振動板に空隙をもって対向
して形成された電極とを有し、前記振動板と前記電極間
に電気パルスを印加し、前記振動板を静電気力により変
形させ、前記ノズルからインク液滴を吐出するインクジ
ェットヘッドの製造方法において、前述の基板の接合方
法を適用したものである。即ち、前記流路及び前記振動
板を第１の基板に形成し、電極を前記第１の基板より厚
い第２の基板上に形成し、これらの基板の陽極接合前
に、接合温度Ｔbを各基板の線膨張係数を示す関数α
1（Ｔ）とα2（Ｔ）を求め、下式を満足する接合温度Ｔ
bを算出し、それに基づいて陽極接合を行うものであ
る。
【００１１】
【数５】
【００１２】
【００１３】また、前記第１の基板の好ましい材料とし
てはシリコンが挙げられ、前記第２の基板の好ましい材
質としては、パイレックスガラスが挙げられる。
てはシリコンが挙げられ、前記第２の基板の好ましい材
質としては、パイレックスガラスが挙げられる。
【００１４】
【作用】第１の基板と第２の基板、又は第１の基板と第
３の基板とを陽極接合した場合には、陽極接合度は比較
的高温にて行われるため、使用温度即ち常温においては
これらの基板は収縮する。その収縮量の如何によっては
第１の基板の振動板が反ってしまうが、本発明において
は、接合温度を、接合後の第１の基板の収縮量が、第２
の基板又は第３の基板の収縮量と同一か又は多くなる温
度範囲に設定したので、第１の基板に形成された振動板
を薄くしたとしてもそれが反るという現象が避けられ、
正常な動作が期待できる。
３の基板とを陽極接合した場合には、陽極接合度は比較
的高温にて行われるため、使用温度即ち常温においては
これらの基板は収縮する。その収縮量の如何によっては
第１の基板の振動板が反ってしまうが、本発明において
は、接合温度を、接合後の第１の基板の収縮量が、第２
の基板又は第３の基板の収縮量と同一か又は多くなる温
度範囲に設定したので、第１の基板に形成された振動板
を薄くしたとしてもそれが反るという現象が避けられ、
正常な動作が期待できる。
【００１５】
【実施例】図２は本発明が適用されるインクジェットヘ
ッドの分解斜視図であり、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端部に設けたノズル孔から
吐出させるエッジイジュクトタイプの例を示すものであ
るが、基板の上面部に設けたノズル孔からインク液滴を
吐出させるフェイスイジュクトタイプのものでもよい。
図３は組み立てられたインクジェットヘッド全体の断面
側面図、図４は図３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１０は次に詳述する構造を持つ
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。中間の第１の基板１は、シリコン基板であり、
複数のノズル孔４を構成するように、基板１の表面に一
端より平行に等間隔で形成された複数のノズル溝１１
と、各々のノズル溝１１に連通し、底壁を振動板５とす
る吐出室６を構成することになる凹部１２と、凹部１２
の後部に設けられたオリフィス７を構成することになる
インク流入口のための細溝１３と、各々の吐出室６にイ
ンクを供給するための共通のインクキャビティ８を構成
することになる凹部１４とを有する。また、振動板５の
下部には後述する電極を装着するため振動室９を構成す
ることになる凹部１５が設けられている。
ッドの分解斜視図であり、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端部に設けたノズル孔から
吐出させるエッジイジュクトタイプの例を示すものであ
るが、基板の上面部に設けたノズル孔からインク液滴を
吐出させるフェイスイジュクトタイプのものでもよい。
図３は組み立てられたインクジェットヘッド全体の断面
側面図、図４は図３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１０は次に詳述する構造を持つ
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。中間の第１の基板１は、シリコン基板であり、
複数のノズル孔４を構成するように、基板１の表面に一
端より平行に等間隔で形成された複数のノズル溝１１
と、各々のノズル溝１１に連通し、底壁を振動板５とす
る吐出室６を構成することになる凹部１２と、凹部１２
の後部に設けられたオリフィス７を構成することになる
インク流入口のための細溝１３と、各々の吐出室６にイ
ンクを供給するための共通のインクキャビティ８を構成
することになる凹部１４とを有する。また、振動板５の
下部には後述する電極を装着するため振動室９を構成す
ることになる凹部１５が設けられている。
【００１６】本実施例においては、振動板５とこれに対
向して配置される電極との対向間隔、即ちギャップ部１
６の長さＧ（図３参照、以下「ギャップ長」と記す。）
が、凹部１５の深さと電極の厚さとの差になるように、
間隔保持手段を第１の基板１の下面に形成した振動室用
の凹部１５により構成している。また、別の例として凹
部の形成は第２の基板２の上面でもよい。ここでは、凹
部１５の深さをエッチングにより０．６μｍとしてい
る。なお、ノズル溝１１のピッチは０．７２ｍｍであ
り、その幅は７０μｍである。
向して配置される電極との対向間隔、即ちギャップ部１
６の長さＧ（図３参照、以下「ギャップ長」と記す。）
が、凹部１５の深さと電極の厚さとの差になるように、
間隔保持手段を第１の基板１の下面に形成した振動室用
の凹部１５により構成している。また、別の例として凹
部の形成は第２の基板２の上面でもよい。ここでは、凹
部１５の深さをエッチングにより０．６μｍとしてい
る。なお、ノズル溝１１のピッチは０．７２ｍｍであ
り、その幅は７０μｍである。
【００１７】また、第１の基板１への共通電極１７の付
与については、半導体及び電極である金属の材料による
仕事関数の大小が重要であり、本実施例では共通電極材
料にはチタンを下付けとし白金、またはクロムを下付け
とし金を使用しているが、本実施例に限定されるもので
はなく、半導体及び電極材料の特性により別の組合わせ
でもよい。
与については、半導体及び電極である金属の材料による
仕事関数の大小が重要であり、本実施例では共通電極材
料にはチタンを下付けとし白金、またはクロムを下付け
とし金を使用しているが、本実施例に限定されるもので
はなく、半導体及び電極材料の特性により別の組合わせ
でもよい。
【００１８】第１の基板１の下面に接合される下側の第
２の基板にはホウ珪酸系ガラスを使用し、この第２の基
板２の接合によって振動室９を構成するとともに、第２
の基板２上の振動板５に対応する各々の位置に、金を
０．１μｍスパッタし、振動板５とほぼ同じ形状に金パ
ターンを形成して個別電極２１としている。個別電極２
１はリード部２２及び端子部２３を持つ。更に、電極端
子部２３を除きパイレックススパッタ膜を全面に０．２
μｍ被覆して絶縁層２４を形成し、インクジェットヘッ
ド駆動時の絶縁破壊、ショートを防止するための膜を形
成している。
２の基板にはホウ珪酸系ガラスを使用し、この第２の基
板２の接合によって振動室９を構成するとともに、第２
の基板２上の振動板５に対応する各々の位置に、金を
０．１μｍスパッタし、振動板５とほぼ同じ形状に金パ
ターンを形成して個別電極２１としている。個別電極２
１はリード部２２及び端子部２３を持つ。更に、電極端
子部２３を除きパイレックススパッタ膜を全面に０．２
μｍ被覆して絶縁層２４を形成し、インクジェットヘッ
ド駆動時の絶縁破壊、ショートを防止するための膜を形
成している。
【００１９】第１の基板１の上面に接合される上側の第
３の基板３は、第２の基板２と同じくホウ珪酸系ガラス
を用いている。この第３の基板３の接合によって、ノズ
ル孔４、吐出室６、オリフィス７及びインクキャビティ
８が構成される。そして、第３の基板３にはインクキャ
ビティ８に連通するインク供給口３１が設けられる。イ
ンク供給口３１は接続パイプ３２及びチューブ３３を介
して図示しないインクタンクに接続される。
３の基板３は、第２の基板２と同じくホウ珪酸系ガラス
を用いている。この第３の基板３の接合によって、ノズ
ル孔４、吐出室６、オリフィス７及びインクキャビティ
８が構成される。そして、第３の基板３にはインクキャ
ビティ８に連通するインク供給口３１が設けられる。イ
ンク供給口３１は接続パイプ３２及びチューブ３３を介
して図示しないインクタンクに接続される。
【００２０】次に、第１の基板１と第２の基板２とを温
度２７０〜４００℃、電圧５００〜８００Ｖの印加で陽
極接合し、また同条件で第１の基板１と第３の基板３と
を接合し、図３のようにインクジェットヘッドを組み立
てる。なお、この陽極接合による組み立てについての詳
細は後述する。陽極接合後に、振動板５と第２の基板２
上の個別電極２１との間に形成されるギャップ長さＧ
は、凹部１５の深さと個別電極２１の厚さとの差であ
り、本実施例では０．５μｍとしてある。また、振動板
５と個別電極２１上の絶縁層２４との空隙間隔Ｇ１は
０．３μｍとなっている。
度２７０〜４００℃、電圧５００〜８００Ｖの印加で陽
極接合し、また同条件で第１の基板１と第３の基板３と
を接合し、図３のようにインクジェットヘッドを組み立
てる。なお、この陽極接合による組み立てについての詳
細は後述する。陽極接合後に、振動板５と第２の基板２
上の個別電極２１との間に形成されるギャップ長さＧ
は、凹部１５の深さと個別電極２１の厚さとの差であ
り、本実施例では０．５μｍとしてある。また、振動板
５と個別電極２１上の絶縁層２４との空隙間隔Ｇ１は
０．３μｍとなっている。
【００２１】上記のようにインクジェットヘッドを組み
立てた後は、共通電極１７と個別電極２１の端子部２３
間にそれぞれ配線１０１により駆動回路１０２を接続
し、インクジェットプリンタを構成する。インク１０３
は、図示しないインクタンクよりインク供給口３１を経
て第１の基板１の内部に供給され、インクキャビティ
８、吐出室６等を満たしている。そして、吐出室６のイ
ンクは、図３に示されるように、インクジェットヘッド
１０の駆動時にノズル孔４よりインク液滴１０４となっ
て吐出され、記録紙１０５に印字される。
立てた後は、共通電極１７と個別電極２１の端子部２３
間にそれぞれ配線１０１により駆動回路１０２を接続
し、インクジェットプリンタを構成する。インク１０３
は、図示しないインクタンクよりインク供給口３１を経
て第１の基板１の内部に供給され、インクキャビティ
８、吐出室６等を満たしている。そして、吐出室６のイ
ンクは、図３に示されるように、インクジェットヘッド
１０の駆動時にノズル孔４よりインク液滴１０４となっ
て吐出され、記録紙１０５に印字される。
【００２２】図５は上述の陽極接合の説明図である。上
述のように、第１の基板１例えばＳｉと第２の基板２例
えばパイレックスガラスとに、温度２７０〜４００℃の
環境の下で、直流電圧５００〜８００Ｖを電極４１，４
２を介して印加し、陽極接合する。同様に、第１の基板
１と第３の基板３例えばパイレックスガラスとに、温度
２７０〜４００℃の環境の下で、直流電圧５００〜８０
０Ｖを電極４１，４２を介して印加し、陽極接合する。
述のように、第１の基板１例えばＳｉと第２の基板２例
えばパイレックスガラスとに、温度２７０〜４００℃の
環境の下で、直流電圧５００〜８００Ｖを電極４１，４
２を介して印加し、陽極接合する。同様に、第１の基板
１と第３の基板３例えばパイレックスガラスとに、温度
２７０〜４００℃の環境の下で、直流電圧５００〜８０
０Ｖを電極４１，４２を介して印加し、陽極接合する。
【００２３】図６は陽極接合の後の常温において、基板
１，２，３に作用する歪みを示した説明図である。ここ
で、基板２，３の収縮量が基板１の収縮量よりも多いと
きには基板１の振動板５に圧縮力が作用して反ることに
なるが、その逆に、基板１収縮量が基板２，３の収縮量
と同じか或いは多いときには振動板５には応力が加わら
ないか或いは加わっても張力のみが作用し、振動板５が
反るような現象は起こらない。このように、基板１，
２，３の収縮量によって振動板５に反りが生じたり或い
は生じなかったりするが、それは陽極接合時の温度と基
板１，２，３の線膨張係数とに依存する。この点を次に
説明する。
１，２，３に作用する歪みを示した説明図である。ここ
で、基板２，３の収縮量が基板１の収縮量よりも多いと
きには基板１の振動板５に圧縮力が作用して反ることに
なるが、その逆に、基板１収縮量が基板２，３の収縮量
と同じか或いは多いときには振動板５には応力が加わら
ないか或いは加わっても張力のみが作用し、振動板５が
反るような現象は起こらない。このように、基板１，
２，３の収縮量によって振動板５に反りが生じたり或い
は生じなかったりするが、それは陽極接合時の温度と基
板１，２，３の線膨張係数とに依存する。この点を次に
説明する。
【００２４】基板等の収縮量Δｌは次式により表され
る。なお、次式において、αは線膨張係数、ΔＴは温度
変化である。
る。なお、次式において、αは線膨張係数、ΔＴは温度
変化である。
【００２５】
【数６】
【００２６】ここで、第１の基板１及び第２の基板２の
収縮量をそれぞれεsi，εPyとすると、それは次式によ
り表される。
収縮量をそれぞれεsi，εPyとすると、それは次式によ
り表される。
【００２７】
【数７】
【００２８】なお、Ｔｂは接合温度、Ｔｒは使用時の温
度（例えば室温）、αsi（Ｔ）は第１の基板１の線膨張
係数、αPy（Ｔ）は第２の基板２の線膨張係数である。
上述のように、第１の基板１の収縮量εsiが第２の基板
２の収縮量εPyと等しいか、或るいは大きいときには振
動板５の反りが阻止が発生しないので、線膨張係数αsi
（Ｔ），αPy（Ｔ）を予め計測しておくことにより次式
が満足する接合温度Ｔｂを求める。
度（例えば室温）、αsi（Ｔ）は第１の基板１の線膨張
係数、αPy（Ｔ）は第２の基板２の線膨張係数である。
上述のように、第１の基板１の収縮量εsiが第２の基板
２の収縮量εPyと等しいか、或るいは大きいときには振
動板５の反りが阻止が発生しないので、線膨張係数αsi
（Ｔ），αPy（Ｔ）を予め計測しておくことにより次式
が満足する接合温度Ｔｂを求める。
【００２９】
【数８】
【００３０】図１は陽極接合時温度と線膨張係数との関
係を示した特性図である。パイレックスガラスはロット
ごとに線膨張係数が異なる性質を示し、図示の例におい
て、＃１は線膨張係数の比較的大きいロットの例を示し
ており、＃２は線膨張係数の比較的小さいロットの例を
示している。この＃１のパイレックスガラスは接合温度
が３００゜Ｃ以上において上記の（３）式を満足し、ま
た、＃２のパイレックスガラスは接合温度が２１５゜Ｃ
以上において上記の（３）式を満足している。従って、
＃１のパイレックスガラスは３００゜Ｃ以上の接合温
度、＃２のパイレックスガラスは２１５゜Ｃ以上の接合
温度で陽極接合すればよいことが分かる。ところが、接
合温度が４００゜Ｃを越えると、引っ張り応力が大きく
なり過ぎて振動板５が破損するおそれがあるので、接合
温度の上限は４００゜Ｃとするのが望ましい。
係を示した特性図である。パイレックスガラスはロット
ごとに線膨張係数が異なる性質を示し、図示の例におい
て、＃１は線膨張係数の比較的大きいロットの例を示し
ており、＃２は線膨張係数の比較的小さいロットの例を
示している。この＃１のパイレックスガラスは接合温度
が３００゜Ｃ以上において上記の（３）式を満足し、ま
た、＃２のパイレックスガラスは接合温度が２１５゜Ｃ
以上において上記の（３）式を満足している。従って、
＃１のパイレックスガラスは３００゜Ｃ以上の接合温
度、＃２のパイレックスガラスは２１５゜Ｃ以上の接合
温度で陽極接合すればよいことが分かる。ところが、接
合温度が４００゜Ｃを越えると、引っ張り応力が大きく
なり過ぎて振動板５が破損するおそれがあるので、接合
温度の上限は４００゜Ｃとするのが望ましい。
【００３１】更に、＃１のパイレックスガラスについて
着目すると、接合温度が３００゜Ｃ以下においても、±
５００（オングストローム）以内の反りであれば実用上
支障はないので、接合温度は２７０゜Ｃ以上でもよく、
また、パイレックスガラスのロット間の特性のバラツキ
を考慮した場合には、接合温度の範囲は２７０゜Ｃ〜４
００゜Ｃとなる。この温度範囲において更に望ましいの
は２７０゜Ｃ〜３３０゜Ｃの範囲であり、その温度範囲
において更に望ましいのは３００゜Ｃ〜３３０゜Ｃの範
囲である。このような＃１のパイレックスガラスの接合
温度の範囲は、また、＃２のパイレックスガラスの接合
温度の条件を満足することになるので、接合温度の条件
が高い温度領域にある特性のパイレックスガラスを基準
とすれば、他のパイレックスガラスの特性如何に拘らず
画一な接合温度にて陽極接合をすることができる。
着目すると、接合温度が３００゜Ｃ以下においても、±
５００（オングストローム）以内の反りであれば実用上
支障はないので、接合温度は２７０゜Ｃ以上でもよく、
また、パイレックスガラスのロット間の特性のバラツキ
を考慮した場合には、接合温度の範囲は２７０゜Ｃ〜４
００゜Ｃとなる。この温度範囲において更に望ましいの
は２７０゜Ｃ〜３３０゜Ｃの範囲であり、その温度範囲
において更に望ましいのは３００゜Ｃ〜３３０゜Ｃの範
囲である。このような＃１のパイレックスガラスの接合
温度の範囲は、また、＃２のパイレックスガラスの接合
温度の条件を満足することになるので、接合温度の条件
が高い温度領域にある特性のパイレックスガラスを基準
とすれば、他のパイレックスガラスの特性如何に拘らず
画一な接合温度にて陽極接合をすることができる。
【００３２】以上の実施例では、インクジェットヘッド
の製造方法を例にとり、説明したが、本発明は、インク
ジェットヘッドの製造方法に限定されるものではなく、
同様の課題を有する、例えば、陽極接合を用い、２枚以
上の基板を接合することにより形成される静電アクチュ
エータを有する装置全般の製造方法に適用することが可
能である。
の製造方法を例にとり、説明したが、本発明は、インク
ジェットヘッドの製造方法に限定されるものではなく、
同様の課題を有する、例えば、陽極接合を用い、２枚以
上の基板を接合することにより形成される静電アクチュ
エータを有する装置全般の製造方法に適用することが可
能である。
【００３３】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、第１
の基板と第２の基板、又は第１の基板と第３の基板とを
陽極接合し、その接合温度を接合後の第１の基板の収縮
量が、第２の基板又は第３の基板の収縮量と同一か又は
多くなる温度範囲に設定したので、第１の基板に形成さ
れた振動板を薄くしたとしてもそれが反るという現象が
避けられ、正常な動作が期待できる。
の基板と第２の基板、又は第１の基板と第３の基板とを
陽極接合し、その接合温度を接合後の第１の基板の収縮
量が、第２の基板又は第３の基板の収縮量と同一か又は
多くなる温度範囲に設定したので、第１の基板に形成さ
れた振動板を薄くしたとしてもそれが反るという現象が
避けられ、正常な動作が期待できる。
【図１】接合温度と熱膨脹係数との関係を示した特性図
である。
である。
【図２】前記実施例のインクジェットヘッドの分解斜視
図である。
図である。
【図３】前記実施例のインクジェットヘッドの断面側面
図である。
図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線矢視図である。
【図５】陽極接合の説明図である。
【図６】振動板の反りの説明図である。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 羽片 忠明
長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイ
コーエプソン株式会社内
(72)発明者 前田 佳男
長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイ
コーエプソン株式会社内
(72)発明者 小松 洋
長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイ
コーエプソン株式会社内
(56)参考文献 特開 平６−23986（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B41J 2/16
B41J 2/045
B41J 2/055
Claims (7)
- 【請求項１】 少なくとも一部分が第２の基板より薄く
形成された第１の基板と、前記第１の基板とは材質の異
なる前記第２の基板を陽極接合を用いて接合する基板の
接合方法において、 （ａ）室温Ｔrを含む温度Ｔの範囲に対し、各々第１の
基板の線膨張係数を示す第１の関数α1（Ｔ）と、第２
の基板の線膨張係数を示す第２の関数α2（Ｔ）とを求
める工程と、 （ｂ）前記第１の関数及び前記第２の関数から下式を満
足する接合温度Ｔbを算出する工程と、 【数１】 （ｃ）前記工程（ａ）、（ｂ）を経て算出された接合温
度Ｔbに基づいて、当該接合温度Ｔbまで前記第１の基板
及び前記第２の基板を加熱する工程と、 （ｄ）前記接合温度Ｔbを保ちつつ前記第１の基板及び
前記第２の基板間に所定時間電圧を印加する工程と、 （ｅ）前記電圧の印加を停止し、陽極接合された基板を
室温まで冷却する工程からなることを特徴とする基板の
接合方法。 - 【請求項２】 前記第１の基板をシリコンにより構成
し、前記第２の基板をパイレックスガラスにより構成し
たことを特徴とする請求項１記載の基板の接合方法。 - 【請求項３】 ノズルと、該ノズルに連通するインク流
路と、該流路の一部に形成された振動板と、該振動板を
挟み前記流路の反対側に、前記振動板に空隙をもって対
向して形成された電極とを有し、前記振動板と前記電極
間に電気パルスを印加し、前記振動板を静電気力により
変形させ、前記ノズルからインク液滴を吐出するインク
ジェットヘッドの製造方法において、 （ａ）前記流路及び前記振動板を第１の基板に形成する
工程と、 （ｂ）前記電極を前記第１の基板より厚い第２の基板上
に形成する工程と、 （ｃ）室温Ｔrを含む温度Ｔの範囲に対し、各々第１の
基板の線膨張係数を示す第１の関数α1（Ｔ）と、第２
の基板の線膨張係数を示す第２の関数α2（Ｔ）とを求
める工程と、 （ｄ）前記第１の関数及び前記第２の関数から下式を満
足する接合温度Ｔbを算出する工程と、 【数２】 （ｅ）前記工程（ｃ）、（ｄ）を経て算出された接合温
度Ｔbに基づいて、当該接合温度Ｔbまで前記第１の基板
及び前記第２の基板を加熱する工程と、 （ｆ）前記接合温度Ｔbを保ちつつ前記第１の基板及び
前記第２の基板間に所定時間電圧を印加する工程と、 （ｇ）前記電圧の印加を停止し、陽極接合された基板を
室温まで冷却する工程とを含む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４】 前記第１の基板を覆うための第３の基板
を準備し、更に、 （ｈ）室温Ｔrを含む温度Ｔの範囲に対し、第３の基板
の線膨張係数を示す第３の関数α3（Ｔ）を求める工程
と、 （ｉ）前記第１の関数及び前記第３の関数から下式を満
足する接合温度Ｔbを算出する工程と、 【数３】 （ｊ）前記工程（ｈ）、（ｉ）を経て算出された接合温
度Ｔbに基づいて、当該接合温度Ｔbまで前記第１の基板
及び前記第３の基板を加熱する工程と、 （ｋ）前記接合温度Ｔbを保ちつつ前記第１の基板及び
前記第３の基板間に所定時間電圧を印加する工程と、 （ｌ）前記電圧の印加を停止し、陽極接合された基板を
室温まで冷却する工程とを含むことを特徴とする請求項
３記載のインクジェットヘッドの製造方法。 - 【請求項５】 前記第１の基板をシリコンにより構成
し、前記第２及び第３の基板をパイレックスガラスによ
り構成したことを特徴とする請求項３もしくは請求項４
記載のインクジェットヘッドの製造方法。 - 【請求項６】 前記第２の基板のロット毎に、前記第２
の関数α2（Ｔ）を求め、前記接合温度Ｔbを前記第２の
基板のロット毎に定めることを特徴とする請求項２記載
の基板の接合方法。 - 【請求項７】 前記第２の基板のロット毎に、前記第２
の関数α2（Ｔ）を求め、前記接合温度Ｔbを前記第２の
基板のロット毎に定めることを特徴とする請求項５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 |
|---|---|---|---|
| JP4694295A JP3473155B2 (ja) | 1994-03-09 | 1995-03-07 | 基板の接合方法及びその方法を用いたインクジェットヘッドの製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3873494 | 1994-03-09 | ||
| JP6-38734 | 1994-03-09 | ||
| JP4694295A JP3473155B2 (ja) | 1994-03-09 | 1995-03-07 | 基板の接合方法及びその方法を用いたインクジェットヘッドの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07299911A JPH07299911A (ja) | 1995-11-14 |
| JP3473155B2 true JP3473155B2 (ja) | 2003-12-02 |
Family
ID=26378022
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4694295A Expired - Fee Related JP3473155B2 (ja) | 1994-03-09 | 1995-03-07 | 基板の接合方法及びその方法を用いたインクジェットヘッドの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3473155B2 (ja) |
-
1995
- 1995-03-07 JP JP4694295A patent/JP3473155B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07299911A (ja) | 1995-11-14 |
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