JPH09286101A - インクジェットヘッドおよびその製造方法 - Google Patents

インクジェットヘッドおよびその製造方法

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JPH09286101A
JPH09286101A JP10174096A JP10174096A JPH09286101A JP H09286101 A JPH09286101 A JP H09286101A JP 10174096 A JP10174096 A JP 10174096A JP 10174096 A JP10174096 A JP 10174096A JP H09286101 A JPH09286101 A JP H09286101A
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JP
Japan
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substrate
sodium silicate
driving unit
silicate layer
silicon wafer
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Application number
JP10174096A
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English (en)
Inventor
Ryuichi Kurosawa
龍一 黒沢
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
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Publication of JPH09286101A publication Critical patent/JPH09286101A/ja
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters 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
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/14Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2002/14411Groove in the nozzle plate

Landscapes

  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シリコンウエハを用いたインクジェットヘッ
ド製造方法において、歩留まりの高い製造方法を提供す
る。 【解決手段】 ノズルを形成したシリコンウエハ1の貼
り合わせ面に、SiO2とNa2O及び水からなる珪酸
ナトリウム水溶液を希釈し、スピンコートを用いて、珪
酸ナトリウム層7を形成する。形成後直ちにシリコンウ
エハ1と振動板を形成したシリコンウエハ2を貼り合わ
せ、貼り合わせ面の反対側より、荷重をかけ、摂氏80
度以上200度以下の大気中で加熱を行い、接合ウエハ
8を得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、インク滴を紙等に
吐出し印字するインクジェット記録装置に用いられる印
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
年その普及とともに急速に低価格化が進んでいる。この
中で、ヘッドのコスト削減の要求が高まっている。
【0003】従来用いられている振動板形成基板として
は、特開平6−8449号公報の実施例3に示されるよ
うな2枚のシリコン基板を貼り合わせた方法が挙げられ
ている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記のような
従来技術では、直接接合プロセスを用いているために、
安定して接合できず、製造歩留まりが低いという課題が
あった。
【0005】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、珪酸ナトリウム層
を用いて接合を行うことで、歩留まりの高いインクジェ
ットヘッドの製造方法を提供する事にある。
【0006】
【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、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、振動板を形成
した基板と、ノズルを形成した基板とが、珪酸ナトリウ
ム層を介して貼り合わされていることを特徴とする。
【0007】また、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、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
動板が形成された基板、あるいはノズルが形成された基
板に、珪酸ナトリウム層を塗布し、珪酸ナトリウム層と
もう一方の基板とを貼り合わせ、加熱して接合すること
を特徴とする。また、前記振動板を形成した基板が、2
枚のシリコン基板を貼り合わせて形成されており、その
貼り合わせ方法が、どちらかのシリコン基板に珪酸ナト
リウム層を塗布し、珪酸ナトリウム層ともう一方の基板
とを貼り合わせ、加熱して接合することも特徴とする。
【0008】
【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。
【0009】図1に、本発明の一実施例におけるインク
ジェットヘッドの断面図を示す。本実施例のインクジェ
ットヘッドは、ノズルが形成された第1の基板、振動板
が形成された第2の基板、及び電極の形成された第3の
基板を積層してなる構造を有する。第1の基板は、厚み
220ミクロン、面方位が(110)である単結晶シリ
コンウエハ1であって、複数のノズル5を有している。
第2の基板は、面方位が(110)である単結晶シリコ
ンウエハ2であって、ノズル5に対応した複数のキャビ
ティ6を有している。第3の基板は、厚み500μmの
電極ガラス基板3であり、ITO電極薄膜4が形成され
ている。本図は断面図で有るためノズル5とキャビティ
6はそれぞれひとつずつ記載されている。本実施例では
シリコンウエハ1及びシリコンウエハ2として、両面ポ
リッシュウエハを用いているが、片面ポリッシュウエハ
及び、両面ブライトエッチウエハのいずれのウエハを用
いた組み合わせでも可能である。
【0010】次に、シリコンウエハ1とシリコンウエハ
2の接合方法を説明する。図2は、接合方法を示すイン
クジェットヘッドの断面図である。まず、シリコンウエ
ハ1とシリコンウエハ2を硝酸98%水溶液、100℃
により10分間洗浄する。次に、シリコンウエハ1、シ
リコンウエハ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し、さらに、防爆型スピンドラ
イヤーにより乾燥する。次に、シリコンウエハ1の貼り
合わせ面側に、珪酸ナトリウム層7を塗布する。珪酸ナ
トリウム層7は、35%から38%のSiO2と17%
から19%のNa2O及び水からなる珪酸ナトリウム水
溶液を、0.1から0.5%のSiO2濃度に希釈し、
スピンコートを用いて、回転数5000rpmから70
00rpmにより形成している。珪酸ナトリウム層7の
厚みは13nmから50nmである。珪酸ナトリウム層
7を形成後、直ちにシリコンウエハ1とシリコンシリコ
ンウエハ2を貼り合わせ、貼り合わせ面の反対側より、
1から10Kg/cm2の荷重をかけ、摂氏80度以上
200度以下の大気中で、30分から2時間加熱を行い
接合ウエハ8を得る。ここで、接合温度が摂氏80度以
下では、充分な接合強度が得られず、また接合温度が摂
氏200度以上では、珪酸ナトリウム層7が膨張し接合
が困難となる。
【0011】この後、電極を形成したガラス基板3と接
合ウエハ8を接合する。本実施例では第3の基板はホウ
ケイ酸ガラスを用いており、接合ウエハ8と電極ガラス
基板3との接合は陽極接合を用いて行なっている。本実
施例では、シリコンウエハ1とシリコンウエハ2を接合
した後に、接合ウエハ8と電極ガラス基板3を接合して
いるが、シリコンウエハ2と電極ガラス基板3を陽極接
合した後に、シリコンウエハ1と珪酸ナトリウム層7を
介して接合することも可能である。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。
【0012】図3は、本発明の第2の実施例におけるシ
リコン製造工程の説明図である。まず厚さ220ミクロ
ン、(110)面方位のシリコンウエハ21、シリコン
ウエハ31を熱酸化炉にて摂氏1100度でウエット酸
化を行い、厚さ1.2ミクロンの熱酸化膜22、32を
形成する(図3(a)、(b))。次に、シリコンウエ
ハ21、31を硫酸95℃により10分間洗浄し、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、シリコンウエハ31の片面に、珪酸ナトリウ
ム層33を塗布する(図3(c))。珪酸ナトリウム層
33は、35%から38%のSiO2と17%から19
%のNa2O及び水からなる珪酸ナトリウム水溶液を、
0.1から0.5%のSiO2濃度に希釈し、スピンコ
ートを用いて、回転数5000rpmから7000rp
mにより形成している。珪酸ナトリウム層33の厚みは
13nmから50nmである。珪酸ナトリウム層33を
形成後、直ちにシリコンウエハ21とシリコンウエハ3
1を珪酸ナトリウム層33をはさんで貼り合わせ、貼り
合わせ面の反対側より、1以上10Kg/cm2以下の
荷重をかけ、摂氏80度以上、200度以下の大気中
で、30分以上2時間以下加熱を行い接合ウエハ23を
得る(図3(d))。
【0013】次に、図4に、図3のシリコン製造工程の
接合後の工程図を示す。接合ウエハ23のシリコンウエ
ハ31側にレジストを塗布し、パターニングを行ない、
フッ酸によりエッチングを行ない、熱酸化膜32に開口
部34を形成する(図4(a))。次に、接合ウエハ2
3をシリコンウエハ21側より研磨を行ない、貼り合わ
せ界面より5ミクロンの厚さとする(図4(b))。次
に、接合ウエハ23をアルカリ異方性エッチングし、振
動板35を形成する(図4(C))。本実施例ではエッ
チング液として、水酸化カリウム水溶液35%摂氏70
度を用いている。
【0014】
【発明の効果】以上記したように、本発明によれば、振
動板を形成した基板とノズルを形成した基板を珪酸ナト
リウムを用いて貼り合わせることにより、珪酸ナトリウ
ム層を用いて接合を行うことで、歩留まりの高いインク
ジェットヘッドの製造方法を提供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
ドの断面図。
【図2】本発明における一実施例の製造工程を説明する
断面図。
【図3】本発明における第2の実施例のインクジェット
ヘッド製造工程断面図。
【図4】本発明における第2の実施例のインクジェット
ヘッド製造工程断面図。
【符号の説明】
1 シリコンウエハ 2 シリコンウエハ 3 電極ガラス基板 4 ITO電極薄膜 5 ノズル 6 キャビティ 7 珪酸ナトリウム層 8 接合ウエハ 21 (110)シリコンウエハ 22 熱酸化膜 23 接合ウエハ 31 (110)シリコンウエハ 32 熱酸化膜 33 珪酸ナトリウム層 34 開口部 35 振動板

Claims (3)

    【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、振動板を
    形成した基板と、ノズルを形成した基板とが、珪酸ナト
    リウム層を介して貼り合わ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】 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、振動板が形成された基板、あるいはノズルが形成さ
    れた基板に、珪酸ナトリウム層を塗布し、珪酸ナトリウ
    ム層ともう一方の基板とを貼り合わせ、加熱して接合す
    ることを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
  3. 【請求項3】 前記振動板を形成した基板が、2枚のシ
    リコン基板を貼り合わせて形成されており、その貼り合
    わせ方法が、どちらかのシリコン基板に珪酸ナトリウム
    層を塗布し、珪酸ナトリウム層ともう一方の基板とを貼
    り合わせ、加熱して接合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。
JP10174096A 1996-04-23 1996-04-23 インクジェットヘッドおよびその製造方法 Pending JPH09286101A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999065689A1 (en) * 1998-06-18 1999-12-23 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Fluid jetting device and its production process
US6557445B1 (en) 1999-08-30 2003-05-06 Nt Tool Kabushiki Kaisha Tool holder and a runout correcting tool for a tool holder
US6568794B2 (en) 2000-08-30 2003-05-27 Ricoh Company, Ltd. Ink-jet head, method of producing the same, and ink-jet printing system including the same

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US6554408B1 (en) 1998-06-18 2003-04-29 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Fluid ejection device and process for the production thereof
US6557445B1 (en) 1999-08-30 2003-05-06 Nt Tool Kabushiki Kaisha Tool holder and a runout correcting tool for a tool holder
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