JPH1044407A - インクジェットヘッドの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 静電気力を利用したインクジェットヘッドに
おいて、安価かつ高精度で個体バラツキの少ない振動板
を提供する。 【解決手段】 シリコン基板１に、振動板５の厚さｈに
相当するエッチング終点検出用パターンとしての凹部３
をあらかじめ設ける。次に、水酸化カリウム水容液でエ
ッチングを行うことにより、凹部３の部分はインク加圧
室パターン２ｃよりもｄだけ先行してエッチングが進
む。凹部３の部分がシリコンを貫通した時点でエッチン
グを終了することにより、インク加圧室の底面である振
動板５は所望の厚さｈ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、インク液滴を吐出
して記録媒体にインクを付着させるインクジェットヘッ
ドの振動板の製造方法に関し、特に、その駆動方式とし
て静電気力を利用するインクジェットヘッドの振動板に
用いて好適な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】インクジェット記録装置は、 記録時の騒音が極めて少ないこと、 高速印字が可能であること、 インクの自由度が高く、安価な普通紙を使用すること
ができること、など多くの利点を有している。

【０００３】インクジェット記録装置の中でも記録の必
要な時にのみインク液滴を吐出する、いわゆる、オンデ
マンド方式が、記録に不要なインク液滴の回収を必要と
しないので、現在では主流となってきている。

【０００４】このオンデマンド方式のインクジェット方
式として、例えば、特開平６−７１８８２号公報に開示
されているような、駆動手段に静電気力を利用したイン
クジェットヘッド記録装置がある。この方式は、小型高
密度，高印字品質および長寿命であるという利点を有し
ているが、この静電気力を利用した静電型ヘッドは、１
０〜３０μｍ程度の薄い振動板を精度よく製作する必要
がある。

【０００５】前記特開平６−７１８８２号公報には、そ
の振動板の作製方法がいくつか記されている。その一つ
は、厚さ２００μｍのシリコン基板に、深さ１７０μｍ
のアルカリ液による異方性エッチングを施し、厚さが３
０μｍの振動板を形成するものである。

【０００６】また、別の方法として、ｐ型シリコン基板
の下面にｎ型Ｓｉ層をエピキシャル成長させたシリコン
基板を、電気化学的アルカリ異方性エッチングにより、
ｐ型シリコン基板の一部を選択的にエッチング除去する
方法が挙げられている。

【０００７】さらに、別の方法として、振動板形成領域
を高濃度Ｂドープ層とし、アルカリ異方性エッチングに
おいて、Ｂドープ層が露出した時点でエッチングレート
が極端に小さくなる、いわゆる、エッチングストップ技
術により振動板を形成する方法が挙げられている。

【０００８】図８は、従来技術によるインクジェットヘ
ッドを説明するための分解斜視図で、図中、１１，１
２，１３は基板、１４はインクジェットヘッド、１５は
ノズル孔、１６は振動板、１７はインク加圧室、１８は
オリフィス、１９は共通インク室、２０はノズル溝、２
１，２３，２８は凹部、２２は細溝、２４は電極、２５
はリード部、２６は端子部、２７は絶縁部、２９はイン
ク供給口、３０は接続パイプ、３１はチューブ、３２は
配線、３３は発振回路である。

【０００９】図８に示した例は、基板の端部に設けたノ
ズル孔１５からインク液滴を吐出させるエッジシュータ
タイプのインクジェットヘッドで、３枚の基板１１，１
２，１３を重ねて接合した積層構造となっている。

【００１０】中間の第１の基板１１は、シリコン基板で
あり、複数のノズル孔１５を構成するように、基板１１
の一端より平行にかつ等間隔に基板１１の表面に形成さ
れた複数のノズル溝２０と、それぞれのノズル溝２０に
連通し、底壁を振動板１６とするインク加圧室１７を構
成することになる凹部２２と、凹部２２の後部に設けら
れたオリフィス１８を構成することになるインク流入口
のための細溝２３と、それぞれのインク加圧室１７にイ
ンクを供給するための共通インク室１９を構成すること
になる凹部２３を有している。

【００１１】第１の基板１１の下面に接合される下側の
第２の基板１２には、パイレックスガラス（ホウ珪酸系
ガラス）を使用し、この基板１２に電極２４を装着する
ための凹部２８を０.５μｍエッチングすることによ
り、第１の基板１１と第２の基板１２を接合した後、振
動板１６と第２の基板１２上の電極２４とのギャップを
形成するようにしてある。

【００１２】この凹部２８は、その内部に電極２４，リ
ード部２５および端子部２６を装着できるように、電極
部形状に類似したやや大きめの形状にパターン形成して
おり、電極２４は、凹部２８内にＩＴＯを０.１μｍス
パッタし、ＩＴＯパターンを形成することにより製作さ
れている。

【００１３】また、端子部２６にのみボンディングのた
めの金をスパッタしてあり、さらに、電極端子部２６を
除きパイレックススパッタ膜を全面に０.１μｍ被覆し
て絶縁層２７としてある。尚、図８では、絶縁層２７が
平担に描かれているが、実際には、凹部２８上の部分が
凹んだ状態になっている。

【００１４】第１の基板１１の上面に接合される上側の
第３の基板１３には、第２の基板１２と同じくパイレッ
クスガラスを用いており、この基板１３の接合により、
ノズル孔１５，インク加圧室１７，オリフィス１８およ
び共通インク室１９が構成される。基板１３には、共通
インク室１９に連通するインク供給口２９を設け、イン
ク供給口２９は、接続パイプ３０およびチューブ３１を
介してインクタンク（図示せず）に接続されている。

【００１５】図９は、図８に示した例の振動板１６の製
造方法を説明するための図で、図中、４１はシリコン基
板４２ａ，４２ｂはＳiＯ₂膜、ａは振動板１６の幅、ｈ
は振動板１６の厚さである。

【００１６】第１の基板１１には、結晶面方位（１０
０）の単結晶シリコン基板を用いており、図９（Ａ）に
示すように、シリコン基板４１の両面を研磨し、厚さ２
００μｍのシリコン基板４１を製作し、シリコン基板４
１の両面に厚さ２μｍのＳiＯ₂膜４２ａおよび４２ｂを
形成する。尚、ＳiＯ₂膜は、対エッチング材として使用
するものである。

【００１７】次いで、上面のＳiＯ₂膜４２ａの上に、ノ
ズル孔１５，インク加圧室１７，オリフィス１８および
共通インク室１９の形状に相当するフォトレジストパタ
ーンを形成し、フッ酸系エッチング液にてＳiＯ₂膜４２
ａの露出部分をエッチング除去し、その後、フォトレジ
ストパターンを除去する（図９（Ｂ））。

【００１８】次に、アルカリ液によるシリコン基板４１
の異方性エッチングを行う。単結晶シリコンにおいて
は、周知のごとく水酸化カリウム水溶液やヒドラジン等
のアルカリ液でエッチングする場合、結晶面によるエッ
チング速度の差が大きいため、異方性エッチングが可能
となる。具体的には、（１１１）結晶面のエッチング速
度が最も小さいため、エッチングの進行と共に（１１
１）面が平滑面として残留する構造が得られる。

【００１９】振動板の機械的変形特性は、振動板の各部
寸法によって決定されるので、振動板の設計寸法は、イ
ンクジェットヘッドに要求されるインク吐出特性上から
決定される。図９（Ｃ）に示したように、この例では、
振動板１６の幅ａを５００μｍ，厚さｈを１５μｍとし
ている。この振動板１６の厚さｈは、インクジェットヘ
ッドの重要なパラメータであり、インク吐出性能に大き
な影響を与えているので、正確に制御する必要がある。

【００２０】次に、第１の基板１１と第２の基板１２を
温度３００℃，電圧５００ｖの印加で陽極接合し、さら
に、同条件で第１の基板１１と第３の基板１３を接合
し、インクジェットヘッドを組み立てる。陽極接合した
後、振動板１６と第２の基板１２上の電極２４とのギャ
ップは、０.４μｍとなり、振動板１６と電極２４上の
絶縁層２７との空隙間隔は、０.３μｍとなる。

【００２１】上述のように、インクジェットヘッドを組
み立てた後は、基板１１と電極２４の端子部２６間に、
それぞれ配線３２により発振回路３３を接続し、インク
ジェット記録装置を構成する。インクは、インクタンク
（図示せず）により、インク供給口２９を介して基板１
１の内部に供給されて共通インク室１９，インク加圧室
１７などを満たす。

【００２２】図８に示した例では、エッジシュータ方式
の例であるが、ノズルがインク加圧室１７の位置に対応
する第３の基板１３の位置にあり、インクが第３の基板
１３に設けたノズルから、基板１３の垂直方向に吐出す
るサイドシュータ方式でも同様である。

【００２３】図１０は、図９に示した例の振動板１６の
厚さを制御する方法を説明するための図で、図中、Ｗは
インク加圧室１７の上端の幅で、その他、図９と同じ作
用をする部分には、図９と同じ符号が付してある。

【００２４】（１００）面方位のシリコン基板４１にお
いて、（１１１）面は基板表面である（１００）面に対
して結晶構造上５４.７゜の角度をもって交わっている
ので、（１００）面方位のシリコン基板中に形成すべき
各部の寸法が決定されると、第１の基板１１の厚さに対
して耐エッチング材のマスクパターン寸法は、一義的に
決定される。

【００２５】図１０に示したように、インク加圧室１７
の上端の幅Ｗを７６２μｍとし、厚さ２００μｍの基板
に１８５μｍのエッチングを施すと、幅５００μｍ，厚
さｈが１５μｍである振動板１６が得られる。この場
合、エッチング液におけるシリコンのエッチング速度を
あらかじめ求めておき、１８５μｍエッチングをするた
めの時間を決定することにより、振動板１６を製作する
ことができる。

【００２６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記特開平６
−７１８８２号公報に開示されているように、厚さ２０
０μｍのシリコン基板に、深さ１７０μｍのアルカリ液
による異方性エッチングにより、３０μｍの振動板を形
成する方法では、温度やへたりなどのエッチング液の状
態がエッチング速度に寄与するので、時間を決めてエッ
チングを行っても、実際のエッチング量がばらつき、結
果として振動板の厚さもばらついてしまう。

【００２７】また、エッチングの深さを固定するので、
シリコン基板の厚さの公差がそのまま振動板の厚さの誤
差となり、厚さ２００μｍのシリコン基板の誤差として
は小さいものであっても、厚さ１０〜３０μｍの振動板
の厚さとしては非常に大きな誤差となってしまう。振動
板の厚さは、静電型ヘッドにおいて重要なパラメータな
ので、これらの誤差は、インクの吐出性能に大きな影響
を与える。

【００２８】また、ｐ型シリコン基板の下面にｎ型Ｓｉ
層をエピタキシャル成長させたシリコン基板を用いる方
法は、精度よく振動板を形成するために有効な方法であ
るが、エピタキシャル層を形成したシリコン基板は高価
であり、また、電気化学的アルカリ異方性エッチングが
必要なため、製作のための装置が大がかりなものとなっ
てしまい、コストがかかるという問題がある。

【００２９】また、高濃度Ｂドープ層を用いる方法で
は、エッチングストップ技術が使えるほど、Ｂドープ層
のエッチングレートを小さくするには、かなり高濃度の
Ｂドープ層が必要となり、そのような高濃度Ｂドープ層
を形成するのは困難であり、また、そのような高濃度Ｂ
ドープ層ができたとしても、非常に高価なものとなって
しまうという問題がある。

【００３０】図８乃至図１０に示した例においては、シ
リコン基板の厚さには、数〜１０μｍの誤差があり、結
果として、その誤差がそのまま製作される振動板の厚さ
の誤差となるので、厚さ２００μｍに対する数〜１０μ
ｍ程度の誤差は小さなものであっても、厚さ１５μｍの
振動板に対する数〜１０μｍの誤差は非常に大きなもの
となってしまう。

【００３１】このため、振動板の厚さｈを狙った値とす
るためには、シリコン基板１枚１枚の厚さをあらかじめ
測定するか、あるいは、途中でエッチングを中断して、
一度振動板の厚さを測定し、さらには、狙った厚さまで
エッチングを後追いするというようなことをしなければ
ならず、非常に生産性が悪かった。また、エッチング液
の温度誤差やエッチング液の使用回数によっては、シリ
コンのエッチング速度がばらつくので、実際にエッチン
グ量を時間で制御することは難しかった。

【００３２】本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなさ
れたもので、安価に、しかも精度よく振動板を形成する
ことにより、安価かつ高精度で個体バラツキの少ない静
電気力を利用したインクジェットヘッドを提供すること
を目的としてなされたものである。

【００３３】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、イン
ク液滴を吐出する単一または複数のノズル孔と、前記ノ
ズル孔のそれぞれに連通するインク加圧室と、該インク
加圧室の少なくとも一方の壁を構成する振動板とを有す
るインクジェットヘッドの製造方法において、前記振動
板をエッチングによって形成するに際し、該振動板基板
の完成した振動板と関係ない位置の表面にあらかじめ形
成しようとする振動板の厚さに相当する深さの凹部を設
けておき、該凹部を含めて前記振動板基板を上方よりエ
ッチングし、前記凹部のエッチングが完了した時点でエ
ッチングを停止し、前記凹部の深さに相当する厚さの振
動板を形成するようにしたことを特徴としたもので、バ
ラツキの少ないインクジェットヘッドを容易に製作する
ことができるようにしたものである。

【００３４】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、前記振動板基板の周囲に前記凹部を設けることを特
徴としたもので、生産性の向上およびコストダウンを図
ることができるようにしたものである。

【００３５】請求項３の発明は、請求項１の発明におい
て、前記ノズル孔と、前記インク加圧室と、前記振動板
とからなる素子の周囲を囲むように前記凹部を断続して
設けることを特徴としたもので、生産性の向上およびコ
ストダウンを図ることができるようにしたものである。

【００３６】請求項４の発明は、請求項１の発明におい
て、前記ノズル孔と、前記インク加圧室と、前記振動板
とからなる素子の周囲を囲むように前記凹部を連続して
設けることを特徴としたもので、生産性の向上およびコ
ストダウンを図ることができるようにしたものである。

【００３７】請求項５の発明は、請求項１乃至４のいず
れかの発明において、前記振動板基板の両面に前記凹部
を設けることを特徴としたもので、基板の面積を有効に
使うことができるようにしたものである。

【００３８】請求項６の発明は、請求項１乃至５のいず
れかの発明において、前記エッチングをする際に、前記
凹部に光を照射して透過する光を検出することにより、
前記凹部のエッチングの完了を検知することを特徴とし
たもので、生産の自動化をすることができるようにした
ものである。

【００３９】

【発明の実施の形態】図１は、本発明によるインクジェ
ットヘッドの製造方法の一実施例を説明するための図
で、図中、１はシリコン基板、２ａ，２ｂはＳiＯ₂膜、
２ｃはインク加圧室パターン、３は凹部、４はインク加
圧室、５は振動板、ｄは凹部３の大きさ、ｈは振動板５
の厚さである。

【００４０】請求項１の発明は、振動板５の厚さｈとし
て、１５μｍを狙う場合、図１（Ａ）に示したように、
ｄを１５μｍとしてエッチング終点検出用パターンとし
ての凹部３をあらかじめシリコン基板１に設け、次に、
図９に示した例と同様、水酸化カリウム水溶液でエッチ
ングを行うことにより、凹部３の部分とインク加圧室パ
ターン２ｃ部分が同じ環境下にあるので、同じエッチン
グ速度でエッチングされて凹部３の部分がインク加圧室
パターン２ｃよりも１５μｍだけ先行してエッチングが
進み、図１（Ｂ）に示したように、凹部３の部分がシリ
コンを貫通した時点でエッチングを終了することによ
り、インク加圧室４の底面である振動板５の厚さｈが１
５μｍとなるようにしたものである。

【００４１】請求項１の発明によれば、振動板５の厚さ
ｈは凹部３の大きさにのみ依存し、シリコン基板１の厚
さやエッチング速度には依存せず、シリコン基板１の厚
さ誤差やエッチング液の温度誤差があっても正確に狙っ
た厚さの振動板５を製作することができる。実際には、
凹部３の部分が貫通してからエッチングを終了するまで
に時間が過ぎてしまうが、そのようにときには、あらか
じめその時間差を見積もっておき、凹部３の大きさをそ
の分大きくしておけばよい。

【００４２】（１００）面方位のシリコン基板のアルカ
リ液などによる異方性エッチングの場合、前述のよう
に、（１１１）面は基板表面である（１００）面に対し
て結晶構造上５４.７゜の角度をもって交わっているの
で、凹部の部分が基板を貫通するためには、そのことを
考慮して段差の開口の大きさＷを決めなければならな
い。２００μｍの基板を貫通させるためには、Ｗを３０
０μｍ以上にする必要がある。

【００４３】図１に示した実施例では、（１００）面方
位のシリコン基板を例として挙げたが、（１１０）面方
位のシリコン基板を用いることもできる。（１１０）面
方位のシリコン基板では、周知のように、（１１１）面
が（１１０）面の基板表面と〈２１１〉方向で垂直に交
わっており、すなわち、アルカリ液を用いた異方性エッ
チングにより基板表面に対して垂直な壁構造を形成する
ことができる。

【００４４】このことを利用し、ノズル，インク加圧室
などからなるインクジェット構成単位を多数配置する場
合のピッチ間隔を狭めて、ノズルの高密度化を実現する
ことができ、また、（１１０）面方位の基板では、垂直
な壁構造が形成されるので、段差の開口の大きさが小さ
くてすみ、シリコン基板の面積を有効に使うことができ
る。

【００４５】図２は、図１に示した実施例の凹部３の製
造方法の一実施例を説明するための図で、図中、２ｄは
凹部パターンで、その他、図１と同じ作用をする部分に
は、図１と同じ符号が付してある。

【００４６】まず、シリコン基板の両面を研磨して厚さ
２００μｍのシリコン基板を製作し、そのシリコン基板
１の両面に厚さ２μｍのＳiＯ₂膜２ａおよび２ｂを形成
する（図２（Ａ））。

【００４７】次いで、上面のＳiＯ₂膜２ａの上に、ノズ
ル，インク加圧室，オリフィス，共通インク室を形成す
るフォトレジストパターン２ｃ、および、凹部３を形成
する開口の形状に相当するフォトレジストパターン２ｄ
を形成してフッ酸系エッチング液にてＳiＯ₂膜２ａの露
出部分をエッチング除去し、その後、フォトレジストパ
ターンを除去する（図２（Ｂ））。

【００４８】次いで、開口パターン２ｄ部分のみをエッ
チング液に浸して１５μｍのエッチングを行い、凹部３
を形成する（図２（Ｃ））。

【００４９】エッチング液として、ＨＦ−ＨＮＯ₃系の
組成の液を用いることにより、シリコンの等方性エッチ
ングが可能で、凹部３の大きさを制御するにはエッチン
グ速度の遅い方が良いが、生産性をよくするには、エッ
チング速度の速い方が良い。エッチング速度として、
０.５〜１５μｍ／min、好ましくは、１〜５μｍ／min
がよい。

【００５０】このようなエッチング速度を実現する組成
としては、例えば、９００ml ＨＮＯ₃，９５ml ＨＦ，
５ml ＣＨ₃ＣＯＯＨ，１４g ＮａＣｌＯ₂（エッチング
速度１５μｍ／min）、１０ＨＮＯ₃(６５％)，１ＨＦ
(５０％)（エッチング速度１２〜１５μｍ／min）、９
ＨＦ，７５ＨＮＯ₃，３０ＣＨ₃ＣＯＯＨ（エッチング速
度７μｍ／min）、１ＨＦ，３ＨＮＯ₃，８ＣＨ₃ＣＯＯ
Ｈ（エッチング速度０.７〜３μｍ）、１５ＨＮＯ₃，５
ＨＦ，３ＣＨ₃ＣＯＯＨ（エッチング速度０.５μｍ／mi
n）などが挙げられる。また、希釈液に酢酸を用いるこ
とにより、水に比べてエッチング形状のＨＦ−ＨＮＯ₃
濃度依存性の許容度を増大させることができる。

【００５１】図３は、図１に示した実施例の凹部３の製
造方法の他の実施例を説明するための図で、図１あるい
は図２と同じ作用をする部分には、図１あるいは図２と
同じ符号が付してある。

【００５２】凹部３のエッチングは、アルカリ液やヒド
ラジンなどによる異方性エッチングでもよい。エッチン
グ液に水酸化カリウム水容液を用いた場合、室温ではエ
ッチング速度が小さく非常に時間がかかる。温度を高く
すると、エッチング速度は大きくなるが、エッチング液
に浸していないパターンがエッチング液のベーパによる
影響を受けることがある。

【００５３】このような場合には、図３に示したよう
に、フォトリソを２回することにより解決することがで
きる。まず両面研磨して両面にＳiＯ₂膜２ａ，２ｂを形
成したシリコン基板１に、凹部３を形成する開口の形状
に相当するフォトレジストパターン２ｄを形成し、前述
と同様に、フッ酸系エッチング液にてＳiＯ₂膜の露出部
分をエッチング除去して、その後フォトレジストパター
ン２ｄを除去する（図３（Ｂ））。

【００５４】次いで、エッチング液に浸し、１５μｍの
エッチングを行う（図３（Ｃ））。次に、この基板にノ
ズル，インク加圧室，オリフィス，共通インク室に相当
するフォトレジストパターンを形成して、フッ酸系エッ
チング液にてＳiＯ₂膜２ａの露出部分をエッチング除去
し、その後、フォトレジストパターンを除去することに
より、凹部の部分のみが１５μｍエッチングされたパタ
ーンが得られる（図３（Ｄ））。この方法によれば、ノ
ズル，インク加圧室，オリフィス，共通インク室に相当
するパターンは、凹部の部分のエッチングの影響を受け
ることがない。

【００５５】（１００）面方位のシリコン基板を両面研
磨して両面に２μｍのＳiＯ₂膜を形成し、この基板に１
５μｍの凹部３を製作して、上述のような振動板５を作
製した。シリコンのエッチング液として、４４ｗｔ％の
水酸化カリウム水容液を用いて、エッチング液の温度を
８８±１℃に制御したものと、８８±５℃と温度を振っ
たものについてエッチングを行った結果、両方の条件に
おいて、振動板５の厚さを１５±０.５μｍで制御する
ことができた。

【００５６】また、凹部３は、ウェットエッチのみなら
ず、ドライエッチ，ダイシングや研磨などの機械的手
段、あるいは、レーザ加工やレーザアブレーション等の
手段を用いて製作することも可能である。

【００５７】また、凹部３をノズル，インク加圧室，オ
リフィス，共通インク室に相当するパターンとは異なる
基板に製作し、一緒にエッチング液に浸けることによ
り、エッチング液の温度等の条件によらずエッチング量
の制御をすることができるが、振動板５の厚さをより正
確にしたいときは、基板によって厚さにバラツキがある
ので、凹部３とノズル，インク加圧室，オリフィス，共
通インク室に相当するパターンを同一の基板に設けた方
が良い。

【００５８】図４は、本発明によるインクジェットヘッ
ドの製造方法の他の実施例を説明するための図で、図
中、２ｅはインク加圧室等のパターンで、その他、図１
乃至図３と同じ作用をする部分には、図１乃至図３と同
じ符号が付してある。

【００５９】請求項２の発明は、図４に示したように、
凹部３を基板１の周囲に設けたもので、凹部３を基板１
の周囲に設けることにより、ノズル，インク加圧室，オ
リフィス，共通インク室などのパターン２ｅを作製する
ための面積を大きく取ることができ、また、機械的な方
法による凹部の製作が容易にできるようにしたものであ
る。

【００６０】図５は、本発明によるインクジェットヘッ
ドの製造方法の他の実施例を説明するための要部構成図
で、図中、６は素子で、その他、図１乃至図４と同じ作
用をする部分には、図１乃至図４と同じ符号が付してあ
る。

【００６１】請求項３の発明は、図５に示したように、
ノズル，インク加圧室，オリフィス，共通インク室など
のパターン２ｅを取りまくように、それらの周辺に断続
した凹部３を設けたもので、凹部３がシリコン基板１を
貫通すると、個々の素子６の切断線となり、エッチング
後、個々の素子を容易に分離することができるようにし
たもので、これにより、エッチング後のダイシング等に
よる切断の工程を設ける必要がないようにしたものであ
る。

【００６２】図６は、本発明によるインクジェットヘッ
ドの製造方法の他の実施例を説明するための要部構成図
で、図中、７はエッチング液、８はコンベアで、その
他、図１乃至図５と同じ作用をする部分には、図１乃至
図５と同じ符号が付してある。

【００６３】請求項４の発明は、図５に示したような断
続した凹部３ではなく、図６（Ａ）に示したように、連
続した凹部３を設けることにより、凹部３が貫通する
と、各素子６が自動的に基板１から切断されるようにし
たもので、切断されて沈んだ素子６は、図６（Ｂ）に示
したように、コンベア８によってエッチング液７から出
されてリンス工程に運ばれるようにしたものである。こ
の場合、凹部３の貫通からリンスまでの時間差を考慮し
て最初の凹部３の大きさを設定する。

【００６４】請求項５の発明によれば、シリコン基板１
の厚さの小さい部分の素子６は、早く段差が貫通して切
断されるので、１枚のシリコン基板１の厚さのムラが存
在しても、個々の素子６の振動板５の厚さの均一なもの
を得ることができる。

【００６５】図７は、本発明によるインクジェットヘッ
ドの製造方法の他の実施例を説明するための要部構成図
で、図中、図１乃至図６と同じ作用をする部分には、図
１乃至図６と同じ符号が付してある。

【００６６】請求項５の発明は、図７に示したように、
凹部３を基板１の両面に形成したもので、両面の凹部
３，３の大きさの和により振動板５の厚さを決定するよ
うにしたもので、凹部３をエッチングで製作する場合、
深さに比例した時間を要するので、両面に凹部を設ける
ことにより、その時間を半分にすることができ、コスト
ダウンを図ることが可能である。

【００６７】また、振動板５を異方性エッチングで製作
した場合、前述のように基板１を貫通するための開口の
大きさが必要であり、両面に凹部３を設けることによ
り、その開口の大きさが小さくてすみ、基板１の面積を
有効に使用するとこができる。

【００６８】請求項６の発明は、ランプ，レーザ光ある
いはＬＥＤ光などを一方から凹部パターンに照射し、他
方に設置した受光素子によって貫通孔が形成されたこと
を検出することができるようにしたもので、凹部３が貫
通したことは、貫通穴あるいは泡の発生がなくなること
を見ることにより、作業者の目視観察でも行うことがで
きるが、この発明により、エッチング終了の検出を自動
化することができ、生産性の向上を図ることができるよ
うにしたものである。

【００６９】基板がシリコンの場合、光の波長が短いと
吸収係数が大きくなるので、短波長光源の方が好まし
く、特に、波長が９８０ｎｍ以下で吸収係数が大きくな
るので、９８０ｎｍ以下の光を用いるのが好ましい。ま
た、自然光の光源よりもスペクトル幅の小さいレーザ光
を用いた方が好ましい。

【００７０】シリコンが極薄になると、わずかに光を透
過するので、貫通孔が形成されても検出光強度はデジタ
ル的には変化しないが、そのような場合は、検出光の閾
値を設定し、その閾値以上になったとき、貫通孔が形成
されたとする。

【００７１】また、同一基板内で厚さムラが存在する場
合は、１枚の基板内に複数の凹部を設けて、それぞれの
凹部において貫通孔の検出を行い、例えば、半数の凹部
が貫通した時点でエッチングを終了するというような方
法を取る。複数の凹部における貫通孔の検出には、受光
素子を複数個設けるか、あるいは、受光素子を走査する
ことにより行う。

【００７２】請求項６の発明は、貫通孔を通過する光の
検出により、エッチング終了を検知するが、凹部パター
ンでの反射光を検出するようにしても良い。

【００７３】

【発明の効果】請求項１の発明は、インク液滴を吐出す
る単一または複数のノズル孔と、前記ノズル孔のそれぞ
れに連通するインク加圧室と、該インク加圧室の少なく
とも一方の壁を構成する振動板とを有するインクジェッ
トヘッドの製造方法において、前記振動板をエッチング
によって形成するに際し、該振動板基板の完成した振動
板と関係ない位置の表面にあらかじめ形成しようとする
振動板の厚さに相当する深さの凹部を設けておき、該凹
部を含めて前記振動板基板を上方よりエッチングし、前
記凹部のエッチングが完了した時点でエッチングを停止
し、前記凹部の深さに相当する厚さの振動板を形成する
ことができる。

【００７４】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、前記振動板基板の周囲に前記凹部を設けるので、生
産性の向上およびコストダウンを図ることができる。

【００７５】請求項３の発明は、請求項１の発明におい
て、前記ノズル孔と、前記インク加圧室と、前記振動板
とからなる素子の周囲を囲むように前記凹部を断続して
設けるので、生産性の向上およびコストダウンを図るこ
とができる。

【００７６】請求項４の発明は、請求項１の発明におい
て、前記ノズル孔と、前記インク加圧室と、前記振動板
とからなる素子の周囲を囲むように前記凹部を連続して
設けるので、生産性の向上およびコストダウンを図るこ
とができる。

【００７７】請求項５の発明は、請求項１乃至４のいず
れかの発明において、前記振動板基板の両面に前記凹部
を設けるので、基板の面積を有効に使うことができる。

【００７８】請求項６の発明は、請求項１乃至５のいず
れかの発明において、前記エッチングをする際に、前記
凹部に光を照射して透過する光を検出することにより、
前記凹部のエッチングの完了を検知するので、生産の自
動化をすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明によるインクジェットヘッドの製造方
法の一実施例を説明するための図である。

【図２】 図１に示した実施例の凹部３の製造方法の一
実施例を説明するための図である。

【図３】 図１に示した実施例の凹部３の製造方法の他
の実施例を説明するための図である。

【図４】 本発明によるインクジェットヘッドの製造方
法の他の実施例を説明するための図である。

【図５】 本発明によるインクジェットヘッドの製造方
法の他の実施例を説明するための要部構成図である。

【図６】 本発明によるインクジェットヘッドの製造方
法の他の実施例を説明するための要部構成図である。

【図７】 本発明によるインクジェットヘッドの製造方
法の他の実施例を説明するための要部構成図である。

【図８】 従来技術によるインクジェットヘッドを説明
するための分解斜視図である。

【図９】 図８に示した例の振動板１６の製造方法を説
明するための図である。

【図１０】 図９に示した例の振動板１６の厚さを制御
する方法を説明するための図である。

【符号の説明】

１…シリコン基板、２ａ，２ｂ…ＳiＯ₂膜、２ｃ…イン
ク加圧室パターン、２ｄ…凹部パターン、２ｅ…インク
加圧室等のパターン、３…凹部、４，１７…インク加圧
室、５，１６…振動板、６…素子、７…エッチング液、
８…コンベア、１１，１２，１３…基板、１４…インク
ジェットヘッド、１５…ノズル孔、１８…オリフィス、
１９…共通インク室、２０…ノズル溝、２１，２３，２
８…凹部、２２…細溝、２４…電極、２５…リード部、
２６…端子部、２７…絶縁部、２９…インク供給口、３
０…接続パイプ、３１…チューブ、３２…配線、３３…
発振回路、４１…シリコン基板、４２ａ，４２ｂ…Ｓi
Ｏ₂膜、ａ…振動板１５の幅、ｄ…段差３の大きさ、ｈ
…振動板５の厚さ、Ｗ…インク加圧室１７の上端の幅。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インク液滴を吐出する単一または複数の
   ノズル孔と、前記ノズル孔のそれぞれに連通するインク
   加圧室と、該インク加圧室の少なくとも一方の壁を構成
   する振動板とを有するインクジェットヘッドの製造方法
   において、前記振動板をエッチングによって形成するに
   際し、該振動板基板の完成した振動板と関係ない位置の
   表面にあらかじめ形成しようとする振動板の厚さに相当
   する深さの凹部を設けておき、該凹部を含めて前記振動
   板基板を上方よりエッチングし、前記凹部のエッチング
   が完了した時点でエッチングを停止し、前記凹部の深さ
   に相当する厚さの振動板を形成するようにしたことを特
   徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
2. 【請求項２】 前記振動板基板の周囲に前記凹部を設け
   ることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘ
   ッドの製造方法。
3. 【請求項３】 前記ノズル孔と、前記インク加圧室と、
   前記振動板とからなる素子の周囲を囲むように前記凹部
   を断続して設けることを特徴とする請求項１に記載のイ
   ンクジェットヘッドの製造方法。
4. 【請求項４】 前記ノズル孔と、前記インク加圧室と、
   前記振動板とからなる素子の周囲を囲むように前記凹部
   を連続して設けることを特徴とする請求項１に記載のイ
   ンクジェットヘッドの製造方法。
5. 【請求項５】 前記振動板基板の両面に前記凹部を設け
   ることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の
   インクジェットヘッドの製造方法。
6. 【請求項６】 前記エッチングをする際に、前記凹部に
   光を照射して透過する光を検出することにより、前記凹
   部のエッチングの完了を検知することを特徴とする請求
   項１乃至５のいずれかに記載のインクジェットヘッドの
   製造方法。