JP2000203030A - Production of ink jet head, ink jet head and ink jet printer - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To produce a fine nozzle of an ink jet head. SOLUTION: An etching-resistant pattern 2 is formed on an n-type silicon substrate 1 of having a direction of crystal plane (110) at a predetermined position and etching pits 3 are formed by the anisotropic etching of silicon. An electrode film 4 is formed on the rear surface of the silicon substrate 1 and this silicon substrate is immersed in an electrolyte soln. and inverse bias is applied to the silicon substrate to etch the same and etching advances to form etching grooves 5. The electrode film is removed and the rear surface of the silicon substrate is removed to form nozzles so as to pierce the etching grooves.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はインクジェットヘッ
ドの製造方法に関する。更に詳しくは、インク液滴の吐
出部となるノズルの製造方法に関する。The present invention relates to a method for manufacturing an ink jet head. More specifically, the present invention relates to a method of manufacturing a nozzle serving as a discharge unit of an ink droplet.

【０００２】[0002]

【従来の技術】近年、プリンタはパソコンの普及と歩調
を合わせて急激に普及している。ネットワークの発達に
よる電子メール・ホームページに利用者が急増してい
る。また安価なＣＤロムが製造されるようになり、この
利用者も急増している。これらの画像情報を印刷するプ
リンタの需要も急激に増えている。このようなプリンタ
のなかでもインクジェットプリンタは高速印字、低騒
音、高印字品位、カラー印刷の対応が良好であり、かつ
安価に市場に提供できる等の利点により、他の印字方式
を抑えて、急速に発展している。しかしながらインクジ
ェットプリンタに於いても、カラー印刷に長時間を要す
るという課題が顕在化してきた。これは取り扱う画像情
報量が急激に増えていることによる。パソコンの取り扱
う画像情報は従来のテキストからカラーグラッフィクス
になり、さらに動画も取り扱い、急速な進化を見せてい
る。さらにグラフィックスの表示も、より高解像度に進
化し、画像情報量が飛躍的に増加していることによる。
このような進化はパソコン等で扱う画像情報がより高度
化すると同時に、より高速で取り扱いたいという流にあ
る。このような傾向のなかでプリンタの印刷時間は長く
なってきている。従来のモノクロのキャラクターベース
の印刷時間と、フルカラーのグラフィクスの印刷に要す
る時間を比べると、従来の５００倍以上を要してしま
う。2. Description of the Related Art In recent years, printers have been rapidly spreading in step with the spread of personal computers. The number of users is rapidly increasing on e-mail and home pages due to the development of networks. In addition, inexpensive CD ROMs have been manufactured, and the number of users has rapidly increased. The demand for printers for printing such image information is also increasing rapidly. Among such printers, inkjet printers have advantages such as high-speed printing, low noise, high printing quality, good color printing, and the ability to be offered to the market at low cost. It has been developed. However, the problem that a long time is required for color printing has also become apparent in ink jet printers. This is because the amount of image information to be handled is rapidly increasing. Image information handled by personal computers has changed from conventional text to color graphics, and also handles moving images, showing rapid evolution. Furthermore, the display of graphics has also evolved to higher resolution, and the amount of image information has increased dramatically.
Such an evolution is in the trend that image information handled by a personal computer or the like becomes more sophisticated and that it is desired to handle the information at a higher speed. In such a tendency, the printing time of the printer is becoming longer. Comparing the printing time of the conventional monochrome character-based printing with the printing time of the full-color graphics requires 500 times or more as compared with the related art.

【０００３】ここでインクジェットプリンタの構造の一
例をを図４をもとに説明する。図４はインクジェットプ
リンタの斜視図である。図４に於いて、４００は本体、
４０１はインクジェットヘッド、４０２はトレイ、４０
３は用紙、４０４および４０５はロール、４０６は排出
口、４０７は操作パネル、４０８は制御回路、４０９は
インクジェトヘッドの動作方向を示す。インクジェット
プリンタはその本体４００内にインクジェットヘッド４
０１を内蔵している。トレイ４０２にセットされた用紙
４０３は、二本のロール４０４、４０５により本体４０
０内部に送りこまれ、所定の位置に配置される。インク
ジェットヘッド４０１は用紙４０３を横切るように矢印
のインクジェットヘッドの動作方向４０９にそって移動
し、特定の箇所でインクを吐出し、印刷する。インクジ
ェットヘッド４０１は制御回路４０８が接続され、これ
らの動作を制御する。また印刷の様々な設定は操作パネ
ル４０７でなされる。印刷が終わった用紙は、ロール４
０４、４０５により、排出口４０６に排出される。Here, an example of the structure of an ink jet printer will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a perspective view of the ink jet printer. In FIG. 4, 400 is a main body,
401 is an inkjet head, 402 is a tray, 40
3 is a sheet, 404 and 405 are rolls, 406 is a discharge port, 407 is an operation panel, 408 is a control circuit, and 409 is an operation direction of the inkjet head. The ink jet printer has an ink jet head 4 in its main body 400.
01 is built in. The paper 403 set in the tray 402 is transported by two rolls 404 and 405 to the main body 40.
0 and is arranged at a predetermined position. The ink jet head 401 moves along the operation direction 409 of the ink jet head indicated by the arrow so as to cross the sheet 403, and discharges ink at a specific location to perform printing. A control circuit 408 is connected to the inkjet head 401 and controls these operations. Various settings for printing are made on the operation panel 407. After printing, roll 4
04 and 405, it is discharged to the discharge port 406.

【０００４】また代表的なインクジェットヘッドの構造
の例とその動作を説明する。まずインクジェットの構造
の一例を、図２を用いて説明する。図２はインクジェッ
トヘッドの部分斜視図である。図２に於いて、２０１は
ノズル、２０２はノズルプレート、２０３は壁、２０４
はキャビテイ、２０５は振動板、２０７は圧電素子、２
０９はリザーバを示す。２１０は供給口、２１１はイン
クタンク口を示す。複数のキャビテイ２０４が平行に一
定間隔をもって配列している。キャビテイ２０４の一面
には、それぞれのキャビテイ２０４に対応する圧電素子
２０７が配接された振動板２０５が形成されている。圧
電素子２０７には図示されていない信号回路より電気信
号が送られ、動作する。振動板２０５の反対面はノズル
プレート２０２が形成されている。そこにはそれぞれの
キャビテイ２０４に対応するノズル２０１が形成されて
いる。個々のキャビテイ２０４の配列方向と垂直の位置
にリザーバ２０９が形成されている。リザーバ２０９
は、リザーバ２０９上にある図示されていないインクタ
ンクとインクタンク口２１１により接続されている。リ
ザーバ２０９とキャビテイ２０４は細長いスリット状の
供給口２１０により接続される。インクタンクのインク
はリザーバ２０９に供給され、リザーバ２０９からそれ
ぞれのキャビテイ２０４に供給される。次にインク滴の
吐出動作を図３をもとに説明する。図３は図２の点線部
Ａ−Ｂでの断面図である。図３に於いて、３０１はノズ
ル、３０３は壁、３０４はキャビテイ、３０５は振動
板、３０７は圧電素子、３０９はリザーバ、３１０は供
給口、３２１インク滴、３２２はインクの流れ、３３１
は変形後の振動板、３３２は変形後の圧電素子を示す。
圧電素子３０７は、図示されていない信号回路より電気
信号が送られると、収縮する。それにより圧電素子３３
２と振動板３３１は変形する。それぞれ変形後の圧電素
子３３２、変形後の振動板３３１の形状に変形する。す
るとキャビテイ３０４の体積が減少し、圧力が発生す
る。するとキャビテイ３０４内に満たされたインクは圧
力の低いノズル３０１と供給口３１０の側に移動しよう
とする。供給口３１０側にはリザーバ３０９があり、イ
ンクに満たされている。そのためノズル３０１側により
移動していく。結果として、インクはノズル３０１か
ら、インク滴３２１となって吐出する。そして電気信号
が解除されると圧電素子は収縮をやめる。もとの圧電素
子は３０７と振動板３０５の位置に戻る。これによりキ
ャビテイは負圧になる。リザーバ３０９に満たされたイ
ンクがキャビテイ３０４に移動する。キャビテイは常圧
になる。さらにインクタンクからインクがリザーバに充
たされる。この際のインクの流れは、図３のインクの流
れ３２２の矢印に示すようなものとなる。An example of the structure of a typical ink jet head and its operation will be described. First, an example of the structure of the ink jet will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a partial perspective view of the inkjet head. In FIG. 2, 201 is a nozzle, 202 is a nozzle plate, 203 is a wall, 204
Is a cavity, 205 is a diaphragm, 207 is a piezoelectric element, 2
09 indicates a reservoir. Reference numeral 210 denotes a supply port, and 211 denotes an ink tank port. A plurality of cavities 204 are arranged in parallel at regular intervals. On one surface of the cavity 204, a vibration plate 205 on which piezoelectric elements 207 corresponding to the respective cavities 204 are arranged is formed. An electric signal is sent from a signal circuit (not shown) to the piezoelectric element 207 to operate. The nozzle plate 202 is formed on the opposite surface of the vibration plate 205. The nozzle 201 corresponding to each cavity 204 is formed there. A reservoir 209 is formed at a position perpendicular to the direction in which the individual cavities 204 are arranged. Reservoir 209
Are connected to an ink tank (not shown) on the reservoir 209 by an ink tank port 211. The reservoir 209 and the cavity 204 are connected by an elongated slit-shaped supply port 210. The ink in the ink tank is supplied to the reservoir 209 and is supplied from the reservoir 209 to each of the cavities 204. Next, the operation of ejecting ink droplets will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along a dotted line AB in FIG. 3, reference numeral 301 denotes a nozzle, 303 denotes a wall, 304 denotes a cavity, 305 denotes a vibration plate, 307 denotes a piezoelectric element, 309 denotes a reservoir, 310 denotes a supply port, 321 ink droplets, 322 denotes an ink flow, 331.
Denotes a deformed diaphragm, and 332 denotes a deformed piezoelectric element.
The piezoelectric element 307 contracts when an electric signal is sent from a signal circuit (not shown). Thereby, the piezoelectric element 33
2 and the diaphragm 331 are deformed. The deformed piezoelectric element 332 and the deformed diaphragm 331 are deformed. Then, the volume of the cavity 304 is reduced, and pressure is generated. Then, the ink filled in the cavity 304 tends to move toward the nozzle 301 having a low pressure and the supply port 310. A reservoir 309 is provided on the supply port 310 side, and is filled with ink. Therefore, it moves by the nozzle 301 side. As a result, the ink is ejected from the nozzle 301 as an ink droplet 321. When the electric signal is released, the piezoelectric element stops contracting. The original piezoelectric element returns to the position of 307 and the diaphragm 305. This causes the cavity to become negative pressure. The ink filled in the reservoir 309 moves to the cavity 304. The cavities are at normal pressure. Further, the ink is filled in the reservoir from the ink tank. The ink flow at this time is as shown by the arrow of the ink flow 322 in FIG.

【０００５】前述したようにインクジェットプリンタの
印刷時間は長くなる傾向にある。そこで印刷速度を早く
する方策が検討されている。インクジェットプリンタの
印刷時間を短くする、すなわち印刷速度を速くする方法
は、以下に述べる二方法がある。As described above, the printing time of an ink jet printer tends to be long. Therefore, measures to increase the printing speed are being studied. There are the following two methods for shortening the printing time of an ink jet printer, that is, increasing the printing speed.

【０００６】第一の方法はインクジェットプリンタヘッ
ドの駆動周波数を高くすることである。インクジェット
ヘッドにはインクを充たされキャビテイとそれに圧力を
与える圧力発生素子が配列されている。圧力発生素子は
パソコンからの電気信号により駆動され、電気信号が送
られると動作し、インクを吐出する。この電気信号の駆
動周波数を高くすると、印刷速度も高くできる。しかし
第一の方法は技術的に限界に近づいており、飛躍的な向
上は期待できない。電気信号の周波数を高めることは可
能であるが、インクジェットヘッドのインク滴の形成と
吐出には、一定の時間が必要であり、電気信号をいくら
早くしても、印刷速度はそれに支配されれ、早くできき
ない。第二の方法はインクジェットプリンタのヘッドの
ノズル数を増やすことである。ノズル数を倍に増やせ
ば、印刷速度も倍にできる。この場合には単にノズル数
を増やせばよいのではなく、ノズル密度もあわせて高く
する必要がある。この理由を以下に述べる。A first method is to increase the driving frequency of the ink jet printer head. In the ink jet head, cavities filled with ink and pressure generating elements for applying pressure to the cavities are arranged. The pressure generating element is driven by an electric signal from a personal computer, operates when the electric signal is sent, and ejects ink. By increasing the drive frequency of the electric signal, the printing speed can be increased. However, the first method is technically approaching its limit, and no dramatic improvement can be expected. Although it is possible to increase the frequency of the electric signal, it takes a certain time to form and discharge the ink droplets of the ink jet head, and even if the electric signal is made faster, the printing speed is governed by it. I can't do it quickly. A second method is to increase the number of nozzles of the ink jet printer head. If the number of nozzles is doubled, the printing speed can be doubled. In this case, it is not only necessary to simply increase the number of nozzles, but also to increase the nozzle density. The reason will be described below.

【０００７】ノズル密度が低いインクジェットヘッドで
高解像度の印刷をおこなうには、インクジェトヘッド自
体を微細に移動し、この移動とインク滴のの吐出を同期
させることにより行われる。この移動の制御には高い精
度が必要となる。解像度が高くなればなるほど難しくな
る。また高速印字を狙うため、ノズルを増やすとインク
ジェットヘッド自体が大きくなる。大きくなれば、なる
ほどまたその制御も困難になる。さらにフルカラー印刷
をイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色でおこ
なうと、それぞれの色に対応するノズルが必要となる。
結果としてインクジェットヘッドが大きくなり、ノズル
列間の位置合わせに高精度を要求され、高価で大きなイ
ンクジェットプリンタになってしまう。例として１８０
ＤＰＩ（ドット／インチ）のノズル密度のインクジェッ
トプリンタヘッドで１４２０ＤＰＩのフルカラー印刷を
行おうとすると、ノズル列は１色あたり８列必要とな
り、４色で３２列必要となる。ノズル列の間隔が５ｍｍ
であれば、ノズル列の総長さは５＊３１＝１５５ｍｍ以
上をようする。したがって高解像度の印刷を高速にかつ
精度よくおこなおうとすると、ノズル密度を高くしてノ
ズル列を少なくする必要がある。In order to perform high-resolution printing with an inkjet head having a low nozzle density, the inkjet head itself is finely moved, and this movement is synchronized with the ejection of ink droplets. Control of this movement requires high precision. The higher the resolution, the more difficult. Further, in order to achieve high-speed printing, if the number of nozzles is increased, the size of the inkjet head itself becomes large. The larger it becomes, the more difficult it becomes to control it. Further, when full-color printing is performed in four colors of yellow, magenta, cyan, and black, nozzles corresponding to each color are required.
As a result, the size of the ink jet head becomes large, and high accuracy is required for positioning between the nozzle rows, resulting in an expensive and large ink jet printer. 180 as an example
When performing full-color printing at 1420 DPI with an ink jet printer head having a nozzle density of DPI (dot / inch), eight nozzle rows are required for one color, and 32 nozzles are required for four colors. Nozzle row spacing is 5mm
If so, the total length of the nozzle row is set to 5 * 31 = 155 mm or more. Therefore, in order to perform high-resolution printing at high speed and with high accuracy, it is necessary to increase the nozzle density and reduce the number of nozzle rows.

【０００８】ノズル密度を高くするには、インクジェッ
トプリンタヘッドのキャビテイとノズルを微小にしなけ
ればならない。例をあげると、ノズル密度９０ＤＰＩで
は隣接するキャビテイおよびノズルの間隔は２８２μｍ
である。これの半分がキャビテイの幅とすると１２１μ
ｍとなる。ノズル密度７２０ＤＰＩでは隣接するキャビ
テイおよびノズルの間隔は３５μｍである。同じくこれ
の半分がキャビテイの幅とすると１７．５μｍとなる。
ノズルの大きさも同程度になる。In order to increase the nozzle density, the cavities and nozzles of the ink jet printer head must be made minute. For example, at a nozzle density of 90 DPI, the distance between adjacent cavities and nozzles is 282 μm.
It is. If half of this is the width of the cavity, 121μ
m. At a nozzle density of 720 DPI, the spacing between adjacent cavities and nozzles is 35 μm. Similarly, if half of this is the width of the cavity, it is 17.5 μm.
The size of the nozzle is also about the same.

【０００９】また解像度を高めると、吐出したインク滴
が印刷紙上に形成するインクドットも小さくなる。解像
度が高いということは、微小なインクドットで画像を表
現するといえる。したがってインク滴の大きさも解像度
が高くなればなるほど小さくなる。インク滴を小さくす
るのはそれに合わせてキャビテイとノズルも小さくな
る。なかでも微小なノズルを形成する方法についていく
つかの方法がある。以下にこれらの方法を説明する。When the resolution is increased, the size of the ink dots formed on the printing paper by the ejected ink droplets also becomes smaller. Higher resolution means that an image is represented by minute ink dots. Therefore, the size of the ink droplet also decreases as the resolution increases. The smaller the ink droplet, the smaller the cavity and nozzle. Among them, there are several methods for forming a fine nozzle. Hereinafter, these methods will be described.

【００１０】第一の方法に金属板のプレス法がある。こ
の方法を図５をもとに説明する。図５は模式化した断面
図である。（１）から（４）の順に工程が進む。図５に
於いて、５００は金属板、５０１は金型、５０２はノズ
ルを示す。A first method is a metal plate pressing method. This method will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a schematic sectional view. The process proceeds in the order of (1) to (4). In FIG. 5, reference numeral 500 denotes a metal plate, 501 denotes a mold, and 502 denotes a nozzle.

【００１１】（１）金属板５００上のの所定の位置にノ
ズル形状に形成された金型５０１を配置する。(1) A mold 501 having a nozzle shape is arranged at a predetermined position on a metal plate 500.

【００１２】（２）金型５０１を金属板５００の中に押
し込む。金属が塑性加工され、金型５０１の形状に対応
した穴が形成される。(2) The mold 501 is pushed into the metal plate 500. The metal is subjected to plastic working, and a hole corresponding to the shape of the mold 501 is formed.

【００１３】（３）金型５０１を金属板５００から引き
離す。金属板５００にノズル５０２が形成される。(3) The mold 501 is separated from the metal plate 500. The nozzle 502 is formed on the metal plate 500.

【００１４】（４）引き続き（１）〜（３）の手順を繰
り返し、別の箇所にノズル５０２を形成する。(4) Subsequently, the procedures (1) to (3) are repeated to form the nozzle 502 at another place.

【００１５】第二の方法にシリコン基板への等方エッチ
ングによる方法がある。この方法を図６をもとに説明す
る。図６は工程を模式化した断面図である。（１）から
（５）の順に工程が進む。（６）は厚いシリコン基板を
用いた場合の様子をしめす。図６に於いて、６１１はシ
リコン基板、６１２は耐エッチング膜、６１３は耐エッ
チングパターン、６１４サイドエッチング部を示す。As a second method, there is a method by isotropic etching on a silicon substrate. This method will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a cross-sectional view schematically illustrating the process. The process proceeds in the order of (1) to (5). (6) shows a state in which a thick silicon substrate is used. In FIG. 6, 611 denotes a silicon substrate, 612 denotes an etching resistant film, 613 denotes an etching resistant pattern, and 614 denotes a side etching portion.

【００１６】（１）シリコン基板６１１を準備する。(1) A silicon substrate 611 is prepared.

【００１７】（２）シリコン基板６１１上の所定の位置
に耐エッチング膜６１２による耐エッチングパターン６
１３を形成する。これの形成方法はフォトリソ方によ
り、作成する場合が多い。(2) An etching resistant pattern 6 formed by an etching resistant film 612 at a predetermined position on a silicon substrate 611.
13 is formed. This is often formed by a photolithography method.

【００１８】（３）等方性エッチングを行う。エッチン
グは湿式エッチングで行われる。エッチャントは通常、
フッ酸と硝酸の混合液が使われる。エッチャントにより
シリコン基板６１１の耐エッチング膜６１２に被覆され
ていない部分が除去され、エッチング溝１１５が形成さ
れる。(3) Isotropic etching is performed. The etching is performed by wet etching. Etchant is usually
A mixture of hydrofluoric acid and nitric acid is used. The portion of the silicon substrate 611 that is not covered with the etching resistant film 612 is removed by the etchant, and the etching groove 115 is formed.

【００１９】（４）エッチングが進行すると耐エッチン
グパターン６１３の下のシリコンが除去されるサイドエ
ッチング部６１４が現れる。これはエッチングが等方的
になされることにより起きる。エッチング溝１１５の側
壁もエッチングされていくこよにより、生じる。またエ
ッチング溝はテーパ状の側壁を持つようになる。これは
エッチング溝の下部はエッチャントの循環が悪くなり、
エッチングレートが低くなる。溝の上部はエッチングレ
ートが高い。その為ある程度の深さのエッチング溝が形
成され、さらにエッチングを進めていくと上部が広く、
下部が狭い形状になうる。(4) As etching proceeds, a side etching portion 614 appears in which silicon under the etching resistant pattern 613 is removed. This is caused by the isotropic etching. This is caused by the fact that the side walls of the etching groove 115 are also etched. The etching groove has a tapered side wall. This is because the etchant circulation is bad at the bottom of the etching groove,
The etching rate decreases. The upper part of the groove has a high etching rate. For this reason, an etching groove with a certain depth is formed.
The lower part can be narrow.

【００２０】（５）エッチングがシリコン基板６１１底
面まで進行すると、エッチング溝は貫通し、貫通穴が形
成できる。(5) When the etching proceeds to the bottom surface of the silicon substrate 611, the etching groove penetrates and a through hole can be formed.

【００２１】シリコン基板が厚くなると（６）に示すよ
うにエッチング溝１１５はシリコン基板６１１を貫通で
きない。これは前述したようにエッチング溝が深くなれ
ばなるほどエッチングレートが低くなる。ある深さにな
ると、それ以上のエッチングはされなくなる。この深さ
は耐エッチングパターン６１３の幅により変化する。幅
が狭いとその深さは浅い。幅が広いとその深さは深くな
る。またサイドエッチング部６１４も広くなり、ついに
は隣接したそれとつながるようになる。するとその部分
の耐エッチング膜１１５はシリコン基板上から剥離され
る。When the silicon substrate becomes thicker, the etching groove 115 cannot penetrate the silicon substrate 611 as shown in (6). This is because, as described above, the deeper the etching groove, the lower the etching rate. At a certain depth, no further etching is performed. This depth varies depending on the width of the etching resistant pattern 613. If the width is small, the depth is shallow. The greater the width, the greater the depth. In addition, the side etching portion 614 is also widened and finally connected to the adjacent one. Then, the etching resistant film 115 at that portion is peeled off from the silicon substrate.

【００２２】第三の方法にシリコン基板への異方性エッ
チングによる方法がある。この方法を図７をもとに説明
する。図７は工程を模式化した断面図である。（１）か
ら（４）の順に工程が進む。（５）は厚いシリコン基板
を用いた場合の様子をしめす。図７に於いて、７０１は
シリコン基板、７０２は耐エッチング膜、７０３は耐エ
ッチングパターン、７０４エッチング溝を示す。A third method is a method using anisotropic etching on a silicon substrate. This method will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a cross-sectional view schematically illustrating the process. The process proceeds in the order of (1) to (4). (5) shows a state where a thick silicon substrate is used. In FIG. 7, reference numeral 701 denotes a silicon substrate, 702 denotes an etching resistant film, 703 denotes an etching resistant pattern, and 704 denotes an etching groove.

【００２３】（１）シリコン基板７０１を準備する。異
方性エッチングに使用するシリコン基板は面方位（１１
０）のものを用いる。シリコンは面方位によりエッチン
グレートが異なる。（１１０）面のエッチングレートは
｛１１１｝面のそれにたいして２００倍ほど高い。これ
を利用すると深い溝の加工ができる。溝の側面を｛１１
１｝面にすると、垂直の溝を形成できる。ただし、シリ
コン基板内に｛１１１｝面はいくつか存在する。この場
合には別の｛１１１｝面が表面の（１００）面にたいし
て５５°の角度をもつ位置にある。そこでエッチングが
進むと、この｛１１１｝面が露出する。したがってこの
方法では対抗する垂直の側壁と５５°の角度を持つ側壁
をもつ溝が形成される。本図７は５５度の角度をもつ側
壁の断面図である （２）シリコン基板７０１上の所定の位置に耐エッチン
グ膜７０２による耐エッチングパターン７０３を形成す
る。耐エッチング膜７０３には窒化シリコン、二酸化シ
リコン等が用いられる。これの形成方法はフォトリソ方
により、作成する場合が多い。(1) A silicon substrate 701 is prepared. The silicon substrate used for anisotropic etching has a plane orientation (11
0) is used. Silicon has a different etching rate depending on the plane orientation. The etching rate of the (110) plane is about 200 times higher than that of the {111} plane. By utilizing this, deep grooves can be machined. # 11 on the side of the groove
If the plane is 1 °, a vertical groove can be formed. However, some {111} planes exist in the silicon substrate. In this case, another {111} plane is located at an angle of 55 ° with respect to the (100) plane. As the etching proceeds, the {111} plane is exposed. Thus, this method forms a groove with a side wall having an angle of 55 ° with the opposing vertical side wall. FIG. 7 is a sectional view of a side wall having an angle of 55 degrees. (2) An etching resistant pattern 703 of an etching resistant film 702 is formed at a predetermined position on a silicon substrate 701. Silicon nitride, silicon dioxide, or the like is used for the etching resistant film 703. This is often formed by a photolithography method.

【００２４】（３）異方性エッチングを行う。エッチン
グは湿式エッチングで行われる。エッチャントは通常Ｋ
ＯＨが使われる。エッチャントによりシリコン基板７０
１の耐エッチング膜７０２に被覆されていない部分が除
去され、エッチング溝７０４が形成される。エッチング
溝には前述のように５５°の角度の側壁が現れる。(3) Anisotropic etching is performed. The etching is performed by wet etching. Etchant is usually K
OH is used. Silicon substrate 70 by etchant
A portion that is not covered with the one etching resistant film 702 is removed, and an etching groove 704 is formed. As described above, the side walls at an angle of 55 ° appear in the etching grooves.

【００２５】（４）エッチングがシリコン基板７０１底
面まで進行すると、エッチング溝は貫通し、貫通穴が形
成できる。この方法は等方性エッチングの方法で述べた
ようなサイドエッチングは生じない。(4) When the etching proceeds to the bottom surface of the silicon substrate 701, the etching groove penetrates and a through hole can be formed. This method does not cause side etching as described in the isotropic etching method.

【００２６】シリコン基板が厚くなると（５）に示すよ
うにエッチング溝７０４はシリコン基板７０１を貫通で
きない。これは前述したように５５°の角度を持つ側壁
が交差する深さまでエッチングされると、生じる。した
がってエッチング溝の幅により、エッチングできる深さ
は決められる。When the silicon substrate becomes thicker, the etching groove 704 cannot penetrate the silicon substrate 701 as shown in (5). This occurs when the sidewalls having a 55 ° angle are etched to a depth where they intersect, as described above. Therefore, the etching depth is determined by the width of the etching groove.

【００２７】[0027]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来のノズルの製造方法にはいずれも以下に述べる問題
点を有していた。However, each of the above-mentioned conventional methods for manufacturing a nozzle has the following problems.

【００２８】第一の金属板のプレス法の問題点を以下に
述べる。The problems of the first metal plate pressing method will be described below.

【００２９】プレスをするたびに金型が摩耗し、ノズル
の形状が変化していく。そのため金型の使用可能な範囲
でプレス回数を管理する。所定の回数のプレスをおこな
うと、金型を更新をしていく。微小なノズルを形成する
には、金型も微小化する。微小化すればするほど金型の
寿命は短くなる。金型の更新の頻度は増え、コスト高に
なる。また金型自体の加工も微細化すればするほど、難
しくなりコスト高になる。プレス法は金属の塑性加工で
ある。加工時に金属板に金型を高圧で押しつけ、金属を
塑性破壊する。このため加工面にひび割れ、欠け、ばり
が発生し易い。これらがあるとインク滴の吐出方向がば
らつく等のインク吐出での問題が出る。これは金型が微
細化すればするほどでやすくなる。さらに金型が微細化
することで金型自身の強度が下がる。プレス時の圧力に
より、金型が欠けたり、折れたりしてしまう。Each time the press is performed, the mold wears and the shape of the nozzle changes. Therefore, the number of presses is controlled within the usable range of the mold. When the press is performed a predetermined number of times, the mold is updated. To form a fine nozzle, the mold is also miniaturized. The smaller the size, the shorter the life of the mold. The frequency of mold updates increases and costs increase. In addition, the finer the processing of the mold itself, the more difficult and costly it becomes. The pressing method is a plastic working of metal. During processing, a metal mold is pressed against a metal plate at high pressure to plastically destroy the metal. For this reason, cracks, chips, and burrs are likely to occur on the processed surface. If these are present, there will be a problem in ink ejection such as a variation in the ejection direction of ink droplets. This becomes easier as the mold becomes finer. Further, as the mold becomes finer, the strength of the mold itself decreases. The mold is chipped or broken due to the pressure at the time of pressing.

【００３０】第二のシリコン基板の等方性エッチングに
よる方法の問題点を以下に述べる。The problems of the method using isotropic etching of the second silicon substrate will be described below.

【００３１】前述のようにエッチング溝の幅により、エ
ッチングできる深さは決められるため。溝幅が狭く深い
溝の形成ができない。言い換えると、深い溝を形成する
にはある程度の幅の広い上部の溝でなければならない。
また溝の側壁の角度が固定されるため、任意の形状の溝
を形成できない。インクジェットヘッドの解像度を高め
ていくと、ノズルの径も小さくなる。さに隣接するノズ
ルの間隔も狭くなる。シリコン基板の異方性エッチング
による方法では、これらを満足するにはシリコン基板を
薄くしなければならない。しかしノズルにはある程度以
上の厚さが必要である。ノズルを形成したシリコン基板
はインクジェットヘッドのインクを満たしたキャビテイ
の一面を形成する。キャビテイには圧力発生素子が配置
されている。圧力発生素子により発生された圧力によ
り、インクが吐出する。シリコン基板が薄いと、圧力に
よりたわみ、圧力を吸収してしまう。インクは吐出され
ない。したがってこの方法でインクジェットヘッドを機
能させれる微小ノズルを形成するのは困難である。As described above, the etching depth is determined by the width of the etching groove. The groove width is too narrow to form a deep groove. In other words, in order to form a deep groove, the upper groove must have a certain width.
Further, since the angle of the side wall of the groove is fixed, a groove having an arbitrary shape cannot be formed. As the resolution of the inkjet head increases, the diameter of the nozzle also decreases. In addition, the distance between adjacent nozzles also becomes smaller. In the method using anisotropic etching of a silicon substrate, the silicon substrate must be thin to satisfy the above. However, the nozzle needs a certain thickness or more. The silicon substrate on which the nozzles are formed forms one surface of a cavity filled with the ink of the inkjet head. A pressure generating element is arranged in the cavity. The ink is ejected by the pressure generated by the pressure generating element. If the silicon substrate is thin, it is bent by pressure and absorbs pressure. No ink is ejected. Therefore, it is difficult to form a fine nozzle that allows the inkjet head to function by this method.

【００３２】第三のシリコン基板の異方性エッチングに
よる方法の問題点を以下に述べる。The problems of the method using anisotropic etching of the third silicon substrate will be described below.

【００３３】前述のようにエッチング溝の幅により、エ
ッチングできる深さは決められるため。溝幅が狭く深い
溝の形成ができない。言い換えると、深い溝を形成する
にはある程度の幅の広い上部の溝でなければならない。
また溝の側壁の角度が固定されるため、任意の形状の溝
を形成できない。インクジェットヘッドの解像度を高め
ていくと、ノズルの径も小さくなる。さに隣接するノズ
ルの間隔も狭くなる。シリコン基板の異方性エッチング
による方法では、これらを満足するにはシリコン基板を
薄くしなければならない。しかし等方性エッチングの説
明で述べたように、ノズルにはある程度以上の厚さが必
要である。As described above, the etching depth is determined by the width of the etching groove. The groove width is too narrow to form a deep groove. In other words, in order to form a deep groove, the upper groove must have a certain width.
Further, since the angle of the side wall of the groove is fixed, a groove having an arbitrary shape cannot be formed. As the resolution of the inkjet head increases, the diameter of the nozzle also decreases. In addition, the distance between adjacent nozzles also becomes smaller. In the method using anisotropic etching of a silicon substrate, the silicon substrate must be thin to satisfy the above. However, as described in the description of the isotropic etching, the nozzle needs to have a certain thickness or more.

【００３４】したがってこの方法でインクジェットヘッ
ドを機能させれる微小ノズルを形成するのは困難であ
る。Therefore, it is difficult to form minute nozzles that allow the ink jet head to function by this method.

【００３５】そこで。本発明はインクジェットヘッドの
微細かつ、厚さのあるノズルを容易かつ、安価に製造で
きる方法を提案することを目的とする。There. An object of the present invention is to propose a method for easily and inexpensively manufacturing a fine and thick nozzle of an ink jet head.

【００３６】[0036]

【課題を解決するための手段】請求項１記載のインクジ
ェットヘッドの製造方法は以下の工程１〜５からなるこ
とを特徴とする。According to a first aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an ink jet head comprising the following steps 1 to 5.

【００３７】（工程１）シリコン基板の表面上に耐エッ
チングパターンを形成する工程。(Step 1) A step of forming an etching resistant pattern on the surface of a silicon substrate.

【００３８】（工程２）エッチングピットを形成する工
程。(Step 2) A step of forming an etching pit.

【００３９】（工程３）シリコン基板の裏面に電極膜を
形成する工程。(Step 3) A step of forming an electrode film on the back surface of the silicon substrate.

【００４０】（工程４）シリコン基板を電解質溶液に浸
し、逆バイアスをかける工程。(Step 4) A step of immersing the silicon substrate in an electrolyte solution and applying a reverse bias.

【００４１】（工程５）シリコン基板の裏面を削る工
程。(Step 5) A step of shaving the back surface of the silicon substrate.

【００４２】上記構成によれば、高精度の微細なノズル
を安価に製造できるという高価を有する。According to the above configuration, there is a high price that a high-precision fine nozzle can be manufactured at low cost.

【００４３】請求項２記載のインクジェットヘッドの製
造方法は請求項１記載の工程１の耐エッチングパターン
の形成を、フォトリソ法により行うことを特徴とする。According to a second aspect of the invention, there is provided a method of manufacturing an ink jet head, wherein the formation of the etching resistant pattern in the first step is performed by a photolithography method.

【００４４】上記構成によれば、高精度の微細なノズル
を安価に製造できるという効果を有する。According to the above configuration, there is an effect that a high-precision fine nozzle can be manufactured at low cost.

【００４５】請求項３記載のインクジェットヘッドの製
造方法は請求項１記載の工程１の耐エッチングパターン
の形成を、レーザ線加工により行うことを特徴とする。A method of manufacturing an ink jet head according to a third aspect is characterized in that the formation of the etching resistant pattern in the step 1 of the first aspect is performed by laser beam processing.

【００４６】上記構成によれば、高精度の微細なノズル
を迅速に製造できるという効果を有する。According to the above configuration, there is an effect that a high-precision fine nozzle can be manufactured quickly.

【００４７】請求項４記載のインクジェットヘッドは請
求項１記載のインクジェットヘッドの製造方法により製
造されたインクジェットヘッドを搭載したことを特徴と
する。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an ink jet head mounted with an ink jet head manufactured by the method of manufacturing an ink jet head according to the first aspect.

【００４８】上記構成によれば、高解像度のインクジェ
ットヘッドを安価に製造できるという効果を有する。According to the above configuration, there is an effect that a high-resolution ink jet head can be manufactured at low cost.

【００４９】請求項５記載のインクジェットヘッドは請
求項４記載のインクジェットヘッドを搭載したことを特
徴とする。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an ink jet head including the ink jet head according to the fourth aspect.

【００５０】上記構成によれば、高解像度のインクジェ
ットプリンタを安価に製造できるという効果を有する。According to the above configuration, there is an effect that a high-resolution inkjet printer can be manufactured at low cost.

【００５１】[0051]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【００５２】（実施例１）請求項１記載の発明を、図１
をもとに説明する。図１３は模式化した製造工程の断面
図である。（１）から（７）の順に工製造程が進む。図
１に於いて、１はシリコン基板、２は耐エッチングパタ
ーン、３はエッチングピット、４は電極膜、５エッチン
グ溝を示す。(Embodiment 1) FIG.
It is explained based on. FIG. 13 is a schematic sectional view of the manufacturing process. The manufacturing process proceeds in the order of (1) to (7). In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a silicon substrate, 2 denotes an etching resistant pattern, 3 denotes an etching pit, 4 denotes an electrode film, and 5 etching grooves.

【００５３】（１）ｎ-type、面方位（１１０）のシリ
コン基板１を準備する。(1) An n-type silicon substrate 1 having a plane orientation (110) is prepared.

【００５４】（２） シリコン基板１上の所定の位置に
耐エッチング膜による耐エッチングパターン２を形成す
る。耐エッチング膜には窒化シリコン、二酸化シリコン
等が用いられる。これの形成方法はフォトリソ法あるい
はレーザ法によりにより、作成する。これらの説明につ
いて、後で述べる。(2) An etching resistant pattern 2 of an etching resistant film is formed at a predetermined position on the silicon substrate 1. Silicon nitride, silicon dioxide, or the like is used for the etching resistant film. This is formed by a photolithography method or a laser method. These descriptions will be described later.

【００５５】（３）エッチングピット３をシリコンの異
方性エッチングにより作成する。エッチングピット３は
微小の溝であればよく、シリコンの異方性エッチング以
外の方法で作成してもよい。(3) An etching pit 3 is formed by anisotropic etching of silicon. The etching pit 3 may be a fine groove, and may be formed by a method other than the anisotropic etching of silicon.

【００５６】（４）シリコン基板１の裏面に電極膜４
を、アルミの蒸着法により、形成する。電極膜４の材質
はアルミに限定され物ではなく、また電極膜４の形成方
法も蒸着法に限定されるものではない。(4) The electrode film 4 on the back surface of the silicon substrate 1
Is formed by a vapor deposition method of aluminum. The material of the electrode film 4 is not limited to aluminum, and the method of forming the electrode film 4 is not limited to the vapor deposition method.

【００５７】（５）シリコンの電気化学的トレンチエッ
チングを行う。シリコンの電気化学的トレンチエッチン
グとは、シリコン基板を電解質溶液に浸し、逆バイアス
をかけエッチングする方法である。以下にこれを説明す
る。シリコンの電気化学エッチングのメカニズムは次の
式で表される。(5) Perform an electrochemical trench etching of silicon. The electrochemical trench etching of silicon is a method of immersing a silicon substrate in an electrolyte solution and applying a reverse bias to perform etching. This will be described below. The mechanism of electrochemical etching of silicon is expressed by the following equation.

【００５８】 Ｓｉ ＋ ２ＨＦ ＋ ｅ^＋ → ＳｉＦ_２ ＋ ２Ｈ^＋ ２ＳｉＦ_２ → Ｓｉ ＋ ＳｉＦ_４ グＳｉＦ_４ ＋ ２ＨＦ → Ｈ_２ＳｉＦ_６ 上式から分かるようにＳｉのエッチングには正孔が必要
である。したがってシリコン基板に何らかの方法で正孔
を供給し、それを制御すれば、正孔の存在する部分のみ
エッチングできる。Si + 2HF + e ⁺ → SiF ₂ + 2H ⁺ 2SiF ₂ → Si + SiF ₄ SiF ₄ + 2HF → H ₂ SiF ₆ As can be seen from the above equation, holes are necessary for Si etching. Therefore, if holes are supplied to the silicon substrate by some method and the holes are controlled, only the portions where holes are present can be etched.

【００５９】エッチングが進みエッチング溝５が形成さ
れる。The etching proceeds and an etching groove 5 is formed.

【００６０】（６）電極膜を除去する （７）シリコン基板の背面を除去し、エッチング溝と貫
通する。除去の方法はポリシングのような機械研削、エ
ッチングのような化学的方法でもよく、特に限定される
ものではない。(6) Removing the electrode film (7) The back surface of the silicon substrate is removed and penetrates the etching groove. The removal method may be a mechanical method such as polishing or a chemical method such as etching, and is not particularly limited.

【００６１】次に（５）のエッチングの装置の例を図８
をもとに説明する。図８はエッチング装置の模式化した
断面図である。図８に於いて、８００はシリコン基板、
８０１はエッチング槽、８０２は電解質溶液、８０３は
電極、８０４は電源コントローラ、８０５ランプ、８０
６ランプコントローラ、８０７は光を示す。Next, an example of the etching apparatus (5) is shown in FIG.
It is explained based on. FIG. 8 is a schematic sectional view of the etching apparatus. In FIG. 8, 800 is a silicon substrate,
801 is an etching tank, 802 is an electrolyte solution, 803 is an electrode, 804 is a power controller, 805 lamp, 80
A six lamp controller 807 indicates light.

【００６２】シリコン基板８００は中空のエッチング槽
８０１の底面に貼り付けられる。この中に電解質溶液８
０２を満たす。これによりシリコン基板８００の一面の
みが電解質溶液８０２に接する。電解質溶液８０２の中
に電極８０３を配置する。電極８０３とシリコン基板８
００に電源コントローラ８０４を接続する。シリコン基
板８００には電極膜が形成されている。シリコン基板８
００の裏面側にはランプが配置されている。ランプ８０
５はランプコントローラ８０６と接続し、光電流を制御
されている。The silicon substrate 800 is attached to the bottom of the hollow etching tank 801. Electrolyte solution 8
02 is satisfied. Thus, only one surface of silicon substrate 800 contacts electrolyte solution 802. The electrode 803 is disposed in the electrolyte solution 802. Electrode 803 and silicon substrate 8
00 is connected to the power supply controller 804. An electrode film is formed on the silicon substrate 800. Silicon substrate 8
A lamp is arranged on the back surface side of 00. Lamp 80
Reference numeral 5 is connected to a lamp controller 806 to control the photocurrent.

【００６３】シリコン基板８００に光８０７を照射して
正孔を供給する。シリコン基板８００と電解質溶液８０
２間に逆バイアスをかけると、シリコン基板８００側に
空乏層ができる。空乏層に生成された正孔は電界が集中
するエッチピット引き寄せられる。これによりエッチピ
ットでエッチングが進む。The silicon substrate 800 is irradiated with light 807 to supply holes. Silicon substrate 800 and electrolyte solution 80
When a reverse bias is applied between the two, a depletion layer is formed on the silicon substrate 800 side. The holes generated in the depletion layer are attracted to the etch pit where the electric field is concentrated. Thus, etching proceeds at the etch pit.

【００６４】請求項２記載の発明を図９をもとに説明す
る。図９は工程を模式化した断面図である。（１）から
（７）の順に工程が進む。。図９に於いて、９００はシ
リコン基板、９０１は耐エッチング膜、９０２はレジス
ト膜、９０３は露光装置、９０４は露光装置から出され
た光、９０５はフォトマスク、９０６はガラス板、９０
７はマスクパターン、９０８はフォトマスクを透過した
光、９０９は感光したレジスト、９１０はレジストパタ
ーン、９１１は耐エッチングパターンを示す。The second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a cross-sectional view schematically illustrating the process. The process proceeds in the order of (1) to (7). . In FIG. 9, 900 is a silicon substrate, 901 is an etching resistant film, 902 is a resist film, 903 is an exposure device, 904 is light emitted from the exposure device, 905 is a photomask, 906 is a glass plate,
Reference numeral 7 denotes a mask pattern, 908 denotes light transmitted through the photomask, 909 denotes an exposed resist, 910 denotes a resist pattern, and 911 denotes an etching resistant pattern.

【００６５】（１）シリコン基板９００を準備する。(1) A silicon substrate 900 is prepared.

【００６６】（２）シリコン基板９００上に耐エッチン
グ膜９０１を形成する。耐エッチング膜９０１はシリコ
ンのエッチャントに耐性があるものであればよい。窒化
シリコン、二酸化シリコンがよく用いられる。耐エッチ
ング膜９０１の形成方法は窒化シリコンであればＣＶＤ
法、二酸化シリコンであれば熱酸化法がよく用いられ
る。ただし、均一な成膜ができればよく、とくにこの方
法に限定されるものではない。(2) An etching resistant film 901 is formed on a silicon substrate 900. The etching-resistant film 901 may be any as long as it has resistance to a silicon etchant. Silicon nitride and silicon dioxide are often used. If the method of forming the etching resistant film 901 is silicon nitride, CVD
In the case of silicon dioxide, a thermal oxidation method is often used. However, it is sufficient that a uniform film can be formed, and the method is not particularly limited to this method.

【００６７】（３）前述の耐エッチング膜９０１の上に
レジスト膜９０２を形成する。レジスト膜９０２の形成
はスピンナー、ロールコータ等により行われる。(3) A resist film 902 is formed on the etching resistant film 901 described above. The formation of the resist film 902 is performed by a spinner, a roll coater, or the like.

【００６８】（４）レジスト膜９０２を露光する。シリ
コン基板上に露光装置９０３を配置する。露光装置９０
３とシリコン基板の間の所定の位置ににフォトマスク９
０５を配置する。フォトマスク９０５はガラス板９０６
にあらかじめ所定のマスクパターン９０７を形成されて
いる。露光装置から出された光９０４はフォトマスク９
０５によりマスクパターン９０７に対応して、一部が遮
断され、一部はフォトマスクを透過した光９０８とな
る。レジスト膜９０２に光が当たると感光する。レジス
ト膜９０２にマスクパターンに対応する感光したレジス
ト９０９が形成される。(4) The resist film 902 is exposed. An exposure apparatus 903 is arranged on a silicon substrate. Exposure device 90
A photomask 9 is provided at a predetermined position between the silicon substrate 3 and the silicon substrate.
05 is arranged. The photomask 905 is a glass plate 906
A predetermined mask pattern 907 is formed in advance. The light 904 emitted from the exposure device is
05 corresponds to the mask pattern 907, part of which is cut off, and part of which becomes light 908 transmitted through the photomask. When light strikes the resist film 902, it is exposed. A photosensitive resist 909 corresponding to the mask pattern is formed on the resist film 902.

【００６９】（５）レジスト膜９０２を現像し、レジス
トパターン９１０を形成する。レジストにはその感光の
タイプに二種類ある。一つはポジ型である。ポジ型は感
光すると、現像液に溶解するようになる。他方はネガ型
である。ネガ型は感光すると、現像液に不溶となる。本
例はポジ型であるが、もちろんネガ型でも問題ない。(5) The resist film 902 is developed to form a resist pattern 910. There are two types of resists in their types of exposure. One is a positive type. When the positive type is exposed to light, it becomes soluble in a developer. The other is a negative type. When the negative type is exposed to light, it becomes insoluble in the developer. Although this example is a positive type, a negative type can be used without any problem.

【００７０】（６）レジストパターン９１０のレジスト
膜９０２を除去する。(6) The resist film 902 of the resist pattern 910 is removed.

【００７１】（７）耐エッチングパターン９１１が形成
される。(7) An etching resistant pattern 911 is formed.

【００７２】この方法は工程数は多いが、スループット
が短く、大量生産に向く。This method has many steps, but has a short throughput and is suitable for mass production.

【００７３】次にこれらの具体的な例を挙げて説明す
る。Next, these specific examples will be described.

【００７４】まず図９の（１）のような面方位（６１
１）の厚さ３０μｍのシリコン基板を準備する。First, the plane orientation (61) as shown in FIG.
The silicon substrate of 1) having a thickness of 30 μm is prepared.

【００７５】次に、図９の（２）のように耐エッチング
膜として二酸化シリコンを熱酸化法により３０００オン
グストロームの厚さ形成する。Next, as shown in FIG. 9B, silicon dioxide is formed to a thickness of 3000 angstroms by thermal oxidation as an etching resistant film.

【００７６】次に、図９の（３）のように、ポジレジス
トを１μｍ塗布する。Next, as shown in FIG. 9C, a positive resist is applied to a thickness of 1 μm.

【００７７】次に、図９の（４）のようにマスク幅１０
μｍで２５μｍの間隔のフォトマスクをを用い露光す
る。Next, as shown in FIG.
Exposure is performed using a photomask having an interval of 25 μm.

【００７８】次に、図９の（５）のように、露光したポ
ジレジストを現像液により除去し、レジストパターンを
形成する。Next, as shown in FIG. 9 (5), the exposed positive resist is removed with a developing solution to form a resist pattern.

【００７９】次に図９の（６）のように、二酸化シリコ
ンをドライエッチングにより除去した。Next, as shown in FIG. 9 (6), the silicon dioxide was removed by dry etching.

【００８０】次に、図９の（７）のように残ったポジレ
ジストを酸素プラズマにより除去した。耐エッチングパ
ターンを形成した。Next, the remaining positive resist was removed by oxygen plasma as shown in FIG. 9 (7). An etching resistant pattern was formed.

【００８１】次に図９の（３）のようにＫＯＨ溶液によ
る異方性エッチングをを行い、エッチングピットを作成
した。Next, as shown in FIG. 9C, anisotropic etching was performed using a KOH solution to form etching pits.

【００８２】次に図９の（４）のように電極膜としてア
ルミを２０００オングストロームの厚さを、蒸着法によ
り形成する。Next, as shown in FIG. 9D, aluminum is formed as an electrode film to a thickness of 2000 Å by an evaporation method.

【００８３】次に、図８のようにシリコン基板を電解槽
にセットし、２．５％ＨＦ電解質溶液にひたす。プラチ
ナ電極を電解質液に浸し、３ｖのバイアスをかける。シ
リコン基板の背面に配置したランプより光電流量を３ｍ
Ａ／平方ｃｍの光を照射する。すると図９の（５）のよ
うにエッチングピットがエッチングされ深い穴が形成さ
れる。穴の深さを４５μｍの深さになるまでエッチング
を行った。Next, as shown in FIG. 8, the silicon substrate is set in an electrolytic bath and dipped in a 2.5% HF electrolyte solution. The platinum electrode is immersed in the electrolyte solution and a 3V bias is applied. 3 m of photoelectric flow from the lamp placed on the back of the silicon substrate
A / cm 2 light is applied. Then, the etching pit is etched to form a deep hole as shown in FIG. 9 (5). The etching was performed until the depth of the hole became 45 μm.

【００８４】次に、シリコン基板の裏面側をポリシング
法により１０μｍ研削した。シリコン基板は２０μｍの
厚さになり、穴径１０μｍのノズルを作成できた。Next, the back side of the silicon substrate was ground by 10 μm by a polishing method. The silicon substrate had a thickness of 20 μm, and a nozzle having a hole diameter of 10 μm could be formed.

【００８５】次に振動板、キャビテイ等の部品と組み立
て、図２のようなインクジェットヘッドを作成した。Next, it was assembled with components such as a diaphragm and a cavity to produce an ink jet head as shown in FIG.

【００８６】次に、インクジェットヘッドを図４のよう
なインクジェットプリンタに組み込み、印刷した。印字
解像度１４２０ｄｐｉの印字を高速におこなえた。Next, the ink jet head was incorporated into an ink jet printer as shown in FIG. 4 and printing was performed. Printing at a printing resolution of 1420 dpi was performed at high speed.

【００８７】（実施例２）請求項３記載の発明を、図１
０をもとに説明する。図１０は工程を模式化した断面図
である。（１）から（４）の順に工程が進む。図１０に
於いて、１００はシリコン基板、１０１は耐エッチング
膜、１０２はレーザ装置、１０３はレーザ光、１０４は
耐エッチングパターンを示す。(Embodiment 2) FIG.
Explanation will be made based on 0. FIG. 10 is a cross-sectional view schematically illustrating the process. The process proceeds in the order of (1) to (4). In FIG. 10, reference numeral 100 denotes a silicon substrate, 101 denotes an etching resistant film, 102 denotes a laser device, 103 denotes a laser beam, and 104 denotes an etching resistant pattern.

【００８８】（１）シリコン基板１００を準備する。(1) A silicon substrate 100 is prepared.

【００８９】（２）シリコン基板１００上に耐エッチン
グ膜１０１を形成する。耐エッチング膜１０１はシリコ
ンのエッチャントに耐性があるものであればよい。窒化
シリコン、二酸化シリコンがよく用いられる。耐エッチ
ング膜１０１の形成方法は窒化シリコンであればＣＶＤ
法、二酸化シリコンであれば熱酸化法がよく用いられ
る。ただし、均一な成膜ができればよく、とくにこの方
法に限定されるものではない。(2) An etching resistant film 101 is formed on a silicon substrate 100. The etching-resistant film 101 may be any as long as it has resistance to a silicon etchant. Silicon nitride and silicon dioxide are often used. If the method of forming the etching resistant film 101 is silicon nitride, CVD
In the case of silicon dioxide, a thermal oxidation method is often used. However, it is sufficient that a uniform film can be formed, and the method is not particularly limited to this method.

【００９０】（３）シリコン基板１００上の所定の位置
にレーザ装置１０２を配置する。レーザ装置１０２は特
に限定されるものではなくＹＡＧレーザ、二酸化炭素レ
ーザ、エキシマレーザ等が用いられる。レーザ装置１０
２を発振し、レーザ光１０３を照射する。レーザ光１０
３を照射された部分の耐エッチング膜は除去される。(3) The laser device 102 is arranged at a predetermined position on the silicon substrate 100. The laser device 102 is not particularly limited, and a YAG laser, a carbon dioxide laser, an excimer laser, or the like is used. Laser device 10
2 is oscillated, and a laser beam 103 is irradiated. Laser light 10
The portion of the anti-etching film irradiated with 3 is removed.

【００９１】（４）レーザ装置１０２を所定の位置に移
動し、レーザ光１０３を照射すると、耐エッチングパタ
ーン１０４が形成される。(4) When the laser device 102 is moved to a predetermined position and irradiated with the laser beam 103, an etching resistant pattern 104 is formed.

【００９２】この方法は少ない工程で、できる。一括加
工でなく逐次加工のため少量生産に向く。This method can be performed with few steps. Suitable for small-quantity production because of sequential processing, not batch processing.

【００９３】以下に具体的な例を挙げて説明する。Hereinafter, a specific example will be described.

【００９４】耐エッチングパターンをレーザ線により作
成した例を説明する。An example in which an etching resistant pattern is formed by a laser beam will be described.

【００９５】まず図１０の（１）のような面方位（１１
１）の厚さ３０μｍのシリコン基板を準備する。First, the plane orientation (11) as shown in FIG.
The silicon substrate of 1) having a thickness of 30 μm is prepared.

【００９６】次に、図１０の（２）のように耐エッチン
グ膜として二酸化シリコンを熱酸化法により３０００オ
ングストロームの厚さ形成する。Next, as shown in FIG. 10B, silicon dioxide is formed to a thickness of 3000 Å by thermal oxidation as an etching resistant film.

【００９７】次に図１０の（３）のように、二酸化シリ
コンをエキシマレーザにより１５μｍ幅で除去した。耐
エッチングパターン１０４を形成した。Next, as shown in FIG. 10C, the silicon dioxide was removed with a width of 15 μm by using an excimer laser. An etching resistant pattern 104 was formed.

【００９８】次に図９の（３）のようにＫＯＨ溶液によ
る異方性エッチングをを行い、エッチングピットを作成
した。Next, as shown in FIG. 9C, anisotropic etching was performed using a KOH solution to form etching pits.

【００９９】次に図９の（４）のように電極膜としてア
ルミを２０００オングストロームの厚さを、蒸着法によ
り形成する。Next, as shown in FIG. 9 (4), aluminum is formed as an electrode film to a thickness of 2000 angstroms by a vapor deposition method.

【０１００】次に、図８のようにシリコン基板を電解槽
にセットし、２．５％ＨＦ電解質溶液にひたす。プラチ
ナ電極を電解質液に浸し、３ｖのバイアスをかける。シ
リコン基板の背面に配置したランプより光電流量を３ｍ
Ａ／平方ｃｍの光を照射する。すると図９の（５）のよ
うにエッチングピットがエッチングされ深い穴が形成さ
れる。穴の深さを４５μｍの深さになるまでエッチング
を行った。Next, as shown in FIG. 8, the silicon substrate is set in an electrolytic bath and dipped in a 2.5% HF electrolyte solution. The platinum electrode is immersed in the electrolyte solution and a 3V bias is applied. 3 m of photoelectric flow from the lamp placed on the back of the silicon substrate
A / cm 2 light is applied. Then, the etching pit is etched to form a deep hole as shown in FIG. 9 (5). The etching was performed until the depth of the hole became 45 μm.

【０１０１】次に、シリコン基板の裏面側をポリシング
法により１０μｍ研削した。シリコン基板は２０μｍの
厚さになり、穴径１０μｍのノズルを作成できた。Next, the back side of the silicon substrate was ground by 10 μm by a polishing method. The silicon substrate had a thickness of 20 μm, and a nozzle having a hole diameter of 10 μm could be formed.

【０１０２】次に振動板、キャビテイ等の部品と組み立
て、図２のようなインクジェットヘッドを作成した。Next, components such as a diaphragm and a cavity were assembled to produce an ink jet head as shown in FIG.

【０１０３】次に、インクジェットヘッドを図４のよう
なインクジェットプリンタに組み込み、印刷した。印字
解像度１４２０ｄｐｉの印字を高速におこなえた。Next, the ink jet head was incorporated into an ink jet printer as shown in FIG. 4 and printing was performed. Printing at a printing resolution of 1420 dpi was performed at high speed.

【０１０４】[0104]

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、微
細なインクジェットヘッドのノズルを容易にかつ安価に
製造できることができる。これにより高解像度かつ高速
の印刷をするインクジェットヘッドおよびインクジェッ
トプリンタを安価に提供できる事が出来るAs described above, according to the present invention, fine nozzles of an ink jet head can be manufactured easily and at low cost. As a result, an inkjet head and an inkjet printer that perform high-resolution and high-speed printing can be provided at low cost.

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

【図１】本発明の請求項１を説明する模式化した工程の
断面図。FIG. 1 is a cross-sectional view of a schematic process for explaining claim 1 of the present invention.

【図２】インクジェットヘッドの構造を説明する断面
図。FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating the structure of an inkjet head.

【図３】インクジェットヘッドの動作を説明する断面
図。FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating the operation of the inkjet head.

【図４】インクジェットプリンタの構造を説明する斜視
図。FIG. 4 is a perspective view illustrating the structure of an inkjet printer.

【図５】従来技術の金属板にプレス法でノズルを形成す
る方法を説明する模式化した工程の断面図。FIG. 5 is a cross-sectional view of a schematic process for explaining a method of forming a nozzle on a metal plate by a press method according to the related art.

【図６】従来技術のシリコン基板に等方性エッチングで
ノズルを形成する方法を説明する模式化した工程の断面
図。FIG. 6 is a cross-sectional view of a schematic process for explaining a method of forming a nozzle on a silicon substrate by isotropic etching in a conventional technique.

【図７】従来技術のシリコン基板に異方性エッチングで
ノズルを形成する方法を説明する模式化した工程の断面
図。FIG. 7 is a cross-sectional view of a schematic process illustrating a method for forming a nozzle on a silicon substrate by anisotropic etching according to the related art.

【図８】本発明の電解エッチング装置の一例を説明する
模式化した工程の断面図。FIG. 8 is a cross-sectional view of a schematic process for explaining an example of the electrolytic etching apparatus of the present invention.

【図９】本発明の請求項２を説明する模式化した工程の
断面図。FIG. 9 is a cross-sectional view of a schematic step for explaining the second aspect of the present invention.

【図１０】本発明の請求項３を説明する模式化した工程
の断面図。FIG. 10 is a cross-sectional view of a schematic process for explaining the third embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１．シリコン基板 ２．耐エッチングパターン ３．エッチングピット ４．電極膜 ５．エッチング溝 ２０１．ノズル ２０２．ノズルプレート ２０３．壁 ２０４．キャビテイ ２０５．振動板 ２０７．圧電素子 ２０９．リザーバ ２１０．供給口 ２１１．インクタンク口 ３０１．ノズル ３０３．壁 ３０４．キャビテイ ３０５．振動板 ３０７．圧電素子 ３０９．リザーバ ３１０．供給口 ３２１．インク滴 ３２２．インクの流れ ３３１．変形後の振動板 ３３２．変形後の圧電素子 ４００．本体 ４０１．インクジェットヘッド ４０２．トレイ ４０３．用紙 ４０４．ロール ４０５．ロール ４０６．排出口 ４０７．操作パネル ４０８．制御回路 ４０９．インクジェトヘッドの動作方向 ５００．金属板 ５０１．金型 ５０２．ノズル。 ６１１．シリコン基板 ６１２．耐エッチング膜 ６１３．耐エッチングパターン ６１４．サイドエッチング部 ７０１．シリコン基板 ７０２．耐エッチング膜 ７０３．耐エッチングパターン ７０４．エッチング溝 ８００．シリコン基板 ８０１．エッチング槽 ８０２．電解質溶液 ８０３．電極 ８０４．電源コントローラ ８０５．ランプ ８０６．ランプコントローラ ８０７．光 ９００．シリコン基板 ９０１．耐エッチング膜 ９０２．レジスト膜 ９０３．露光装置 ９０４．露光装置から出された光 ９０５．フォトマスク ９０６．ガラス板 ９０７．マスクパターン ９０８．フォトマスクを透過した光 ９０９．感光したレジスト ９１０．レジストパターン ９１１．耐エッチングパターン １００．シリコン基板 １０１．耐エッチング膜 １０２．レーザ装置 １０３．レーザ光 １０４．耐エッチングパターン 1. 1. Silicon substrate 2. Anti-etching pattern Etching pit 4. Electrode film 5. Etching groove 201. Nozzle 202. Nozzle plate 203. Wall 204. Cavity 205. Diaphragm 207. Piezoelectric element 209. Reservoir 210. Supply port 211. Ink tank opening 301. Nozzle 303. Wall 304. Cavity 305. Diaphragm 307. Piezoelectric element 309. Reservoir 310. Supply port 321. Ink droplet 322. Ink flow 331. Vibration plate after deformation 332. Deformed piezoelectric element 400. Body 401. Inkjet head 402. Tray 403. Paper 404. Roll 405. Roll 406. Outlet 407. Operation panel 408. Control circuit 409. Operating direction of inkjet head 500. Metal plate 501. Mold 502. nozzle. 611. Silicon substrate 612. Etching resistant film 613. Etching resistant pattern 614. Side etching part 701. Silicon substrate 702. Etching resistant film 703. Etching resistant pattern 704. Etching groove 800. Silicon substrate 801. Etching bath 802. Electrolyte solution 803. Electrode 804. Power supply controller 805. Lamp 806. Lamp controller 807. Light 900. Silicon substrate 901. Etching resistant film 902. Resist film 903. Exposure apparatus 904. Light emitted from the exposure apparatus 905. Photomask 906. Glass plate 907. Mask pattern 908. Light transmitted through photomask 909. Photosensitive resist 910. Resist pattern 911. Etching resistant pattern 100. Silicon substrate 101. Etching resistant film 102. Laser device 103. Laser light 104. Etching resistant pattern

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】インクジェットヘッドのノズルを以下の工
程で形成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。 （工程１）シリコン基板の表面上に耐エッチングパター
ンを形成する工程。 （工程２）シリコン基板の裏面に電極膜を形成する工
程。 （工程３）エッチングピットを形成する工程。 （工程４）シリコン基板を電解質溶液に浸し、逆バイア
スをかける工程。 （工程５）シリコン基板の裏面を削る工程。1. A method for manufacturing an ink-jet head, comprising forming a nozzle of the ink-jet head in the following steps. (Step 1) A step of forming an etching resistant pattern on the surface of a silicon substrate. (Step 2) A step of forming an electrode film on the back surface of the silicon substrate. (Step 3) A step of forming an etching pit. (Step 4) A step of dipping the silicon substrate in an electrolyte solution and applying a reverse bias. (Step 5) A step of shaving the back surface of the silicon substrate. 【請求項２】請求項１の工程１の耐エッチングパターン
の形成を、フォトリソ法により行うことを特徴とするイ
ンクジェットヘッドの製造方法。2. The method of manufacturing an ink jet head according to claim 1, wherein the formation of the etching resistant pattern in step 1 is performed by a photolithography method. 【請求項３】請求項１の工程１の耐エッチングパターン
の形成を、レーザ線加工により行うことを特徴とするイ
ンクジェットヘッドの製造方法。3. The method for manufacturing an ink jet head according to claim 1, wherein the formation of the etching resistant pattern in step 1 is performed by laser beam processing. 【請求項４】請求項１の記載のインクジェットヘッドの
製造方法により製造されたことを特徴とするインクジェ
ットヘッド。4. An ink jet head manufactured by the method for manufacturing an ink jet head according to claim 1. 【請求項５】請求項４の記載のインクジェットヘッドを
印刷装置として搭載したことを特徴とするインクジェッ
トプリンタ。5. An ink jet printer comprising the ink jet head according to claim 4 as a printing device.