JPH11320874A - インクジェットヘッド - Google Patents

インクジェットヘッド

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JPH11320874A
JPH11320874A JP12852598A JP12852598A JPH11320874A JP H11320874 A JPH11320874 A JP H11320874A JP 12852598 A JP12852598 A JP 12852598A JP 12852598 A JP12852598 A JP 12852598A JP H11320874 A JPH11320874 A JP H11320874A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
diaphragm
jet head
liquid chamber
ink jet
silicon substrate
Prior art date
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Pending
Application number
JP12852598A
Other languages
English (en)
Inventor
Takeshi Miki
剛 三樹
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH11320874A publication Critical patent/JPH11320874A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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
    • B41J2/14314Structure of ink jet print heads with electrostatically actuated membrane

Landscapes

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

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インクジェットヘッドにおいて、加工精度を
必要とする部分の精度を確保しつつ、加工時間を短縮
し、加工コストを低減させる。 【解決手段】 p−型またはn−型の低濃度単結晶シリ
コン基板において、前記シリコン基板がp−型の場合は
n−型不純物を、n−型の場合はp−型不純物を高濃度
に拡散させることにより、pn接合を形成し、前記単結
晶シリコン基板の不純物拡散側にガラス基板を陽極接合
した後、低濃度側を電気化学エッチングすることにより
ダイアフラムを形成し、前記ダイアフラムに振動板の部
分と、前記pn接合の深さを一部深くすることにより形
成した前記振動板よりも厚みを持つ部分を形成し、か
つ、前記厚みを持つ部分にノズルを形成した。前記厚み
を持つ部分を液室を分割する位置に対応して設け、前記
ノズル直下の液室部分にオリフィスを設けることによ
り、前記厚みをオリフィスの流路抵抗分だけ減少させ
た。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、マイクロ
マシーニング技術、オンデマンド型インクジェットプリ
ンタ用ヘッドに用いるインクジェットヘッドに関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】インクジェットプリンタは、低価格かつ
小型のフルカラープリンタとして近年普及が著しい。こ
の理由として、専用紙の低価格化や写真画質を実現する
ための光沢紙の開発と共に、低価格機にも搭載可能な低
コストの高密度高性能インクジェットヘッドの開発があ
げられる。しかし、フルカラー印字の速度ではレーザプ
リンタのA4版での数ppmの印字速度に比較すると劣
っており、ヘッドのさらなる高密度化の需要が期待され
る。例えば、特開平3−288649号公報には、エッ
ジシューティングの構成をとることにより、ノズル部分
をシリコンプロセスを用いて流路抵抗部も含めて作り込
んだ液体噴射ヘッドが開示されている。また、振動板と
は異なる液室を構成する他のSi薄板にノズルをドライ
エッチングに彫り込む実施例は多いが、振動板と同一の
ダイヤフラムにノズルを設けた構成例は存在していな
い。
【0003】本出願人の出願に係る特願平9−1960
70号において、ガラス基板にキャップを形成し、市販
のウェハーの厚み状態で陽極接合を行うことにより、接
合時の高電界によるSiウェハーの変形のおそれがな
く、接合後の電気化学エッチングにより拡散深さに対応
した振動板が得られることが開示されている。しかしな
がら、この従来技術においては振動板の液室側の表面荒
さの制御が難しく、液室の接合に陽極接合を使うことが
難しいことが欠点としてあげられる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来技術では、信頼性
の高い陽極接合により静電型アクチュエータと液室を構
成しようとする工程は、Siに比較してドライエッチン
グによるエッチングレートの遅いガラス基板に貫通穴を
あける必要があるなどの理由により、複雑になってい
た。一般的には、Siの振動板,ガラス基板を貫通した
液室,シリコンまたは金属板によるノズルプレートの三
層を積層した構成が用いられている。この構成では、三
層の相互の位置関係の制御性、およびそれぞれの層の熱
膨張率等の違いによる接着方法の制御など様々な問題点
がある。一方、先行技術中には、液室を構成する振動板
そのものにドライエッチングプロセスを用いて、ノズル
用貫通穴を形成する例があるが、振動板の振動の際、ノ
ズル穴を常に用紙に対し直角方向を保持している必要が
あることから、振動板短辺(たわみ方向)の中央に位置
している必要があり、ノズル位置を高精度に制御する必
要がある。本発明は従来技術における前記問題点に鑑み
てなされたものであって、その目的は、前記問題点を解
決し得るインクジェットヘッドを提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、低濃
度単結晶シリコン基板を有し、該シリコン基板がp−型
のときにはn−型不純物を、n−型のときにはp−型不
純物を高濃度に拡散させることにより、pn接合を形成
し、前記シリコン基板の不純物拡散側にガラス基板を陽
極接合した後、その低濃度側を電気化学エッチングする
ことによりダイヤフラムを形成したインクジェットヘッ
ドにおいて、前記ダイヤフラムを振動板と、前記pn接
合の深さを一部深くすることにより形成した前記振動板
よりも厚みを持つ部分に形成し、該厚みを持つ部分にノ
ズルを形成したことを特徴とするインクジェットヘッド
である。
【0006】請求項2の発明は、請求項1に記載された
インクジェットヘッドにおいて、ノズルを形成した前記
厚みを持つ部分を分割された液室の分割位置に対応して
形成し、かつノズル直下の液室部分にインク吐出の際の
流路抵抗部となるオリフィスを設けたことを特徴とする
インクジェットヘッドである。
【0007】請求項3の発明は、請求項2に記載された
インクジェットヘッドにおいて、前記分割された液室の
容積に重み付けを行うことにより、多値表現を可能とし
たことを特徴とするインクジェットヘッドである。
【0008】請求項4の発明は、請求項1,2および3
のいずれかに記載されたインクジェットヘッドにおい
て、電気化学エッチング前の前記ガラス基板の陽極接合
面側に、液室が形成されていることを特徴とするインク
ジェットヘッドである。
【0009】
【発明の実施の形態】実施例を用い、本発明の構成及び
製造方法を説明する。図1は本発明の請求項1の静電型
インクジェットヘッドの構成例の断面図である。図中、
1は液室及び流路を形成するための液室ガラス基板、2
はダイヤフラム2aを形成するためのSi基板、3はガ
ラス電極基板、11は液室、12は液室と流路の間に形
成されたオリフィス部、13はインク流路、22はノズ
ル、31はガラス電極基板1に設けた対向電極および取
り出し電極である。次に、本発明によるインクジェット
ヘッドの製造方法について説明する。まず、パイレック
スガラス1上にCr膜をスパッタ成膜し、ネガレジスト
により液室,インク流路をパターニングし、Cr膜でマ
スクを形成した。バッファードフッ酸により等方エッチ
ングを行い、図2に示すような液室11およびインク流
路13を形成する。インク流路13の抵抗の調整は、パ
ターンの幅を変えることにより、エッチング深さ,流路
の幅の2つのパラメータにより制御することができる。
【0010】次に、中程度の抵抗を有するSi基板2に
ガラス基板1上に形成した流体抵抗部に一致する位置に
グリッド状のパターンを配置したマスクによりp−型基
板の場合にはn−型不純物を、n−型基板の場合にはp
−型不純物をイオン注入し、ドライブ拡散を行う。この
後、同様にp−型基板の場合にはn−型不純物を、n−
型基板の場合にはp−型不純物を同一面全面にイオン注
入し、ドライブ拡散を行うことにより、図3に示すよう
な不純物プロファイルを得た。エッチング後のガラス基
板1のエッチング面と不純物拡散後のSi基板2の不純
物の拡散面を陽極接合後、KOH水溶液中でp−n界面
に対し逆バイアスを印加しエッチングを行うことによ
り、p−n接合面でエッチングがストップすること(電
気化学エッチストップ)を利用し、不純物の拡散プロフ
ァイルに応じた形状を持つダイヤフラム2aを形成し
た。
【0011】次に、ダイヤフラム2aにフォトリソグラ
フィーによるパターニングを行い、ガラス基板1の液室
11上部のダイヤフラム2aを電極31とのギャップに
相当する深さにドライエッチングすることによりギャッ
プを形成する。フォトリソグラフィーによるパターニン
グ,ドライエッチングにより、ダイヤフラム2aに設け
たグリッド状の厚い部分21にノズル用の貫通穴22を
形成する。電極ガラス基板3の両面にCr膜をスパッタ
成膜し、ネガレジストによりダイヤフラム2a上のノズ
ル部分21に窓を形成するためパターニングし、Crマ
スクを形成し、バッファードフッ酸により両面からエッ
チングを行うことにより、貫通穴32を形成する。この
基板に白金,ロジウム等の金属により対向電極および引
き出し電極31を形成する。次に、ダイヤフラム2aと
電極用ガラス基板3を陽極接合し、液室側ガラス基板1
より図1に示すようにダイヤフラム2aまでをダイシン
グした後、各チップの切り離しのためのダイシングを行
い、請求項1に係る静電型インクジェットヘッドを作製
することができる。
【0012】以上の実施例によるときは、精密加工を行
う必要がある部分については、陽極接合したSi基板上
に不純物拡散による拡散プロファイルの制御、ドライエ
ッチングによる異方性加工等技術的に確立されたプロセ
スを用いて作り込み、精度よく加工することができ、他
方、深い溝あるいは貫通穴の加工が必要なガラス基板の
加工には、例えばCrマスクを用いたウエットエッチン
グを用いることができるから、コスト低減と制御性を両
立して素子を形成することができる。また、対抗電極と
Si振動板とのギャップをチップ内の2点で決めること
によりチップ内及びウエハー内での素子のばらつきを低
減し高画質なインクジェットヘッドの形成が可能であ
る。
【0013】図4に本発明の請求項2の静電型インクジ
ェットヘッドの構成を示した。液室ガラス基板1,ダイ
ヤフラムSi基板2,電極ガラス基板3の三層の構成
は、請求項1に係る静電型インクジェットヘッドと同様
であるが、ダイヤフラム2aに開けたノズル(貫通穴)
22直下にオリフィス12を設けた。この構成を採るこ
とにより、ノズル部分21のダイヤフラム22の必要厚
を、オリフィス12の流体抵抗を加味して減少すること
ができる。そのため、ドライエッチングによる加工時間
を低減すると共に、ノズル形状の安定が可能となる。
【0014】図5に本発明の請求項3の静電型インクジ
ェットヘッドの構成を示した。液室ガラス基板1,ダイ
ヤフラムSi基板2,電極ガラス基板3の三層の構造
は、請求項2に係る静電型インクジェットヘッドと同様
であるが、ノズル22及びオリフィス12により液室1
1を分割し、かつ分割した液室の容積比に重みを付ける
ことにより、ノズル22を共有する多値表現を可能とす
るインクジェットヘッドを完成した。
【0015】本発明の請求項4に係る静電型インクジェ
ットヘッドの構成は、図1,図3及び図4に示すよう
に、液室側基板1にSi基板2を陽極接合した後、電気
化学エッチングによりダイヤフラム2aを形成してい
る。このことにより、研磨面に液室基板1を陽極接合で
き、液室密閉の信頼性の高いインクジェットヘッドを完
成した。
【0016】
【発明の効果】請求項1に対応する効果:精密加工を行
う必要がある部分を、陽極接合したSi基板上に不純物
拡散による拡散プロファイルの制御、ドライエッチング
による異方性加工等技術的に確立されたプロセスを用い
て作り込み、精度よく加工することができる。
【0017】請求項2の静電型インクジェットヘッド
は、ダイヤフラムに開けたノズル直下にオリフィスを設
けることにより、ノズル部分の必要厚みをオリフィスの
流路抵抗分だけ減少させることができ、ドライエッチン
グによる貫通穴形成工程の作業時間を短縮,加工コスト
低減を可能にする。
【0018】請求項3の静電型インクジェットヘッド
は、ノズル及びオリフィスにより液室を分割し、かつ分
割した液室の容積比に重みを付けることにより、ノズル
を共用する多値表現を可能とする。
【0019】請求項4の静電型インクジェットヘッド
は、液室側基板にSi基板を陽極接合した後、電気化学
エッチングによりダイヤフラムを形成している。このこ
とにより、研磨面に液室基板を陽極接合でき、液室の接
合不良により発生するビット不良による歩留まり低下を
防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の静電型インクジェットヘッドの実施
例を示す断面図である。
【図2】 図1に示す静電型インクジェットヘッドの実
施例における液室及びインク流路を示す図であって、図
2(A)は平面斜視図、図2(B)は図2(A)におけ
るA−A断面図である。
【図3】 図1に示す静電型インクジェットヘッドのS
i基板の平面斜視図である。
【図4】 本発明の静電型インクジェットヘッドの他の
実施例を示す断面図である。
【図5】 本発明の静電型インクジェットヘッドの他の
実施例を示す断面図である。
【符号の説明】
1…ガラス基板、2…Si基板、2a…ダイヤフラム、
3…ガラス電極基板、11…液室、12…オリフィス
部、13…インク流路、21…ダイヤフラムノズル部、
22…ノズル(貫通穴)、23…ダイヤフラム振動板部
分、31…対向電極及び引き出し電極、32…貫通穴。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 低濃度単結晶シリコン基板を有し、該シ
    リコン基板がp−型のときにはn−型不純物を、n−型
    のときにはp−型不純物を高濃度に拡散させることによ
    り、pn接合を形成し、前記シリコン基板の不純物拡散
    側にガラス基板を陽極接合した後、その低濃度側を電気
    化学エッチングすることによりダイヤフラムを形成した
    インクジェットヘッドにおいて、前記ダイヤフラムを振
    動板と、前記pn接合の深さを一部深くすることにより
    形成した前記振動板よりも厚みを持つ部分に形成し、該
    厚みを持つ部分にノズルを形成したことを特徴とするイ
    ンクジェットヘッド。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載されたインクジェットヘ
    ッドにおいて、ノズルを形成した前記厚みを持つ部分を
    分割された液室の分割位置に対応して形成し、かつノズ
    ル直下の液室部分にインク吐出の際の流路抵抗部となる
    オリフィスを設けたことを特徴とするインクジェットヘ
    ッド。
  3. 【請求項3】 請求項2に記載されたインクジェットヘ
    ッドにおいて、前記分割された液室の容積に重み付けを
    行うことにより、多値表現を可能としたことを特徴とす
    るインクジェットヘッド。
  4. 【請求項4】 請求項1,2および3のいずれかに記載
    されたインクジェットヘッドにおいて、電気化学エッチ
    ング前の前記ガラス基板の陽極接合面側に、液室が形成
    されていることを特徴とするインクジェットヘッド。
JP12852598A 1998-05-12 1998-05-12 インクジェットヘッド Pending JPH11320874A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1108928C (zh) * 2000-01-07 2003-05-21 威硕科技股份有限公司 用于列印装置的喷墨头及其制造方法
CN103660575A (zh) * 2012-09-26 2014-03-26 兄弟工业株式会社 制造液体喷射装置、喷嘴板的方法和液滴喷射装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1108928C (zh) * 2000-01-07 2003-05-21 威硕科技股份有限公司 用于列印装置的喷墨头及其制造方法
CN103660575A (zh) * 2012-09-26 2014-03-26 兄弟工业株式会社 制造液体喷射装置、喷嘴板的方法和液滴喷射装置
US9050802B2 (en) 2012-09-26 2015-06-09 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Method for manufacturing liquid jetting apparatus, method for manufacturing nozzle plate, and liquid droplet jetting apparatus

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