インクジェットヘッド

【課題】低い接合温度で、貼り合わせ工程の歩留まりが高く、量産性に優れるインクジェットヘッドの基板接合方法。
【解決手段】シリコン基板１、シリコン基板２を、洗浄・乾燥後、シリコン基板１の貼り合わせ面側に、スピンコートでポリシラザン層７を形成する。ポリシラザン層７形成後、直ちにシリコン基板１とシリコンシリコン基板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４５０度の大気中で、１時間加熱を行い接合ウエハ８を得る。この後、電極を形成した基板と接合ウエハ８を接合する。

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はインクジェットプリンタ用印字ヘッドに関する。
【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おり、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ウエハとしては、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、前記の従来技術では、接合温度が摂氏９００度から１１００度ではないと十分な接合強度が得られないという課題があった。また、前記の従来技術では、貼り合わせ面の表面荒さが数１０ナノメートル以下である必要があるため、鏡面のウエハを用いる必要があり、製造コストが高くなるという課題があった。また、前記の従来技術では、貼り合わせ面のゴミ、パーティクル等により不良が発生し、貼り合わせ工程の歩留まりが低く量産性に対して課題があった。
【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、表面が鏡面でない基板を使用可能とすることにより、製造コストを大幅に低減し、貼り合わせ面のゴミ、パーティクル等による影響を少なくすることにより歩留まりのインクジェットヘッドを提供することにある。
【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、前記振動板を形成した基板と、前記ノズルを形成した基板をポリシラザンを用いて貼り合わされてい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ポリシラザンを用いて貼り合わせていることをも特徴とする。
【０００７】
【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。
【０００８】図１に示したように、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基板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基板２であってノズル５に対応した複数のキャビティー６を有している。第３の基板は、厚み５００ミクロンの電極ガラス基板３であり、ＩＴＯ電極薄膜４が形成されている。本図は断面図であり、ノズル５とキャビティー６はそれぞれひとつずつ記載されている。本実施例では、シリコン基板１及びシリコン基板２として、両面ポリッシュ基板を用いているが、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。次に、図２のインクジェットヘッドの断面図を用いて、第１の基板と第２の基板の接合方法を説明する。まず、シリコン基板１、シリコン基板２を硝酸９８％水溶液、摂氏１００度により１０分間洗浄する。次に、シリコン基板１、シリコン基板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、シリコン基板１、シリコン基板２をクリーンオーブンにて乾燥する。本実施例では、乾燥温度摂氏１５０度、３０分を用いている。次に、シリコン基板１の貼り合わせ面側に、ポリシラザン層７を形成する（図２（ａ））。本実施例ではポリシラザン層７の形成にはスピンコートを用いており、スピン回転数１０００ｒｐｍ、ポリシラザン粘度１．６ｃｐ、により約８０００オングストロームのポリシラザン層７を形成している。ポリシラザン層７形成後、直ちにシリコン基板１とシリコンシリコン基板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４５０度の大気中で、１時間加熱を行い接合ウエハ８を得る（図２（ｂ））。この後、電極を形成した第３の基板と接合ウエハ８を接合する。本実施例では第３の基板は硼珪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基板１とシリコン基板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、シリコン基板２と電極ガラス基板３を陽極接合した後に、シリコン基板１とポリシラザン層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。
【０００９】図３、図４は、本発明の第２の実施例におけるインクジェットヘッド製造工程の説明断面図である。まず、厚さ２２０ミクロン、（１１０）面方位のシリコン基板２１、シリコン基板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、シリコン基板２１、３１を摂氏９５度の硫酸により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、シリコン基板２１、シリコン基板３１をクリーンオーブンにて乾燥する。本実施例では乾燥温度摂氏１５０度、３０分を用いている。次に、シリコン基板３１の貼り合わせ面側に、ポリシラザン層３３を形成する（図３（ｃ））。本実施例ではポリシラザンの塗布にはスピンコートを用いており、スピン回転数１０００ｒｐｍ、ポリシラザン粘度１．６ｃｐ、により約８０００オングストロームのポリシラザン層３３を形成している。ポリシラザン層３３形成後、直ちにシリコン基板２１とシリコン基板３１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４５０度の大気中で、１時間加熱を行い接合ウエハ２３を得る（図３（ｄ））。次に、接合ウエハ２３のシリコン基板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２３をシリコン基板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。エッチングは接合界面でポリシラザンが転化した酸化珪素薄膜により停止し、振動板５ミクロンが形成される。
【００１０】
【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ポリシラザンを用いて貼り合わせることにより、表面が鏡面でない基板を使用可能とし、製造コストを大幅に低減し、また、貼り合わせ面のゴミ、パーティクル等による影響を少なくすることで歩留まりの高いインクジェットヘッド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断面図。
【図２】本発明における一実施例のインクジェットヘッド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を説明する断面図。
【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を説明する断面図。
【符号の説明】
１（１１０）シリコン基板
２（１１０）シリコン基板
３電極ガラス基板
４ＩＴＯ電極薄膜
５ノズル
６キャビティー
７ポリシラザン層
８接合ウエハ
２１（１１０）シリコン基板
２２熱酸化膜
２３接合ウエハ
３１（１１０）シリコン基板
３２熱酸化膜
３３ポリシラザン層
３４開口部
３５振動板

【特許請求の範囲】
【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、前記振動板を形成した基板と、前記ノズルを形成した基板がポリシラザンを用い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。
【請求項２】前記振動板を形成した基板が、２枚のシリコン基板をポリシラザンを用いて貼り合わされていることを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッド。

【図１】