JP2005212131A - Inkjet recording head and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液体(インク)を飛翔させて記録媒体に画像を記録するインクジェット方式の画像記録装置に利用されるインクジェット記録ヘッド及びその製造方法に関する。 The present invention relates to an ink jet recording head used in an ink jet type image recording apparatus for recording an image on a recording medium by flying a liquid (ink) and a method for manufacturing the same.
近年、インクジェットプリンタのインクジェット記録ヘッドは、高精細文字を印字可能にするために、より精細でより微細な加工が要求されている。 In recent years, inkjet recording heads of inkjet printers are required to have finer and finer processing in order to enable printing of high-definition characters.
その一つとして、実用化されているインクジェット記録ヘッドにおいては、ノズル周辺の耐擦過性(用紙ジャム対策)のために、ノズルの吐出口周囲に座ぐり(ノズル段差)を形成している(例えば、特開平11−334069号公報参照)。 As one of them, in an inkjet recording head that has been put into practical use, a counterbore (nozzle step) is formed around the nozzle outlet for the purpose of scratch resistance around the nozzle (to prevent paper jam) (for example, JP, 11-334069, A).
この構成により、ノズルの吐出口周囲に設けられた表面処理膜(撥水膜)の劣化を防ぎ、インク吐出の安定化が図られている。
しかしながら、従来、樹脂材料で構成されたノズルプレートに、レーザ加工によりノズル及び座ぐりが設けたられたものは知られているが、ノズルプレートとしてシリコン単結晶材料で構成したものについては実現されていないのが現状である。 However, conventionally, a nozzle plate made of a resin material with a nozzle and counterbore provided by laser processing is known, but a nozzle plate made of a silicon single crystal material has been realized. There is no current situation.
従って、本発明の第1の目的は、シリコン単結晶材料で構成したノズルプレートを用いたインクジェト記録ヘッドにおいて、優れた耐擦過性(用紙ジャム対策)及びインク吐出安定性を実現することである。
また、本発明の第2の目的は、シリコン単結晶材料で構成したノズルプレートに、ノズル及び座ぐり(ノズル段差)を簡易且つ精度良く形成可能なインクジェット記録ヘッドの製造方法を提供することである。
Accordingly, a first object of the present invention is to realize excellent scratch resistance (paper jam countermeasure) and ink ejection stability in an ink jet recording head using a nozzle plate made of a silicon single crystal material.
A second object of the present invention is to provide a method of manufacturing an ink jet recording head capable of easily and accurately forming nozzles and counterbore (nozzle step) on a nozzle plate made of a silicon single crystal material. .
上記課題は、以下の手段により解決される。即ち、
本発明のインクジェット記録ヘッドは、液体を吐出するノズルが設けられると共に、前記ノズルに連通する加圧室の内壁の一部を構成する第1シリコン単結晶基板と、前記第1基板に積層されると共に、前記ノズルに連通する加圧室の内壁の一部を構成する第2シリコン単結晶基板と、を備え、
前記第1シリコン単結晶基板の液体吐出方向側の面における前記ノズルの周囲に座ぐりが設けられていることを特徴としている。
The above problem is solved by the following means. That is,
The inkjet recording head of the present invention is provided with a nozzle for discharging a liquid, and is laminated on a first silicon single crystal substrate constituting a part of an inner wall of a pressurizing chamber communicating with the nozzle, and the first substrate. And a second silicon single crystal substrate constituting a part of the inner wall of the pressurizing chamber communicating with the nozzle,
A counterbore is provided around the nozzle on the surface of the first silicon single crystal substrate on the liquid discharge direction side.
本発明のインクジェット記録ヘッドでは、ノズルの周囲に座ぐりが設けられているため、ノズル先端は第1シリコン単結晶基板のインク方向側の面よりも凹んだ位置に設けられている。このため、用紙がノズルに接触し難くなり、表面処理膜(撥水膜)の劣化を防ぎ、インク吐出の安定化を図ることができる。これをシリコン単結晶材料で構成されたノズル形成基板で実現している。 In the ink jet recording head of the present invention, since the counterbore is provided around the nozzle, the tip of the nozzle is provided at a position recessed from the surface of the first silicon single crystal substrate on the ink direction side. This makes it difficult for the paper to come into contact with the nozzles, prevents deterioration of the surface treatment film (water repellent film), and stabilizes ink ejection. This is realized by a nozzle forming substrate made of a silicon single crystal material.
一方、本発明のインクジェット記録ヘッドの製造方法は、液体を吐出するノズルが設けられると共に、前記ノズルに連通する加圧室の内壁の一部を構成する第1シリコン単結晶基板と、前記第1基板に積層されると共に、前記ノズルに連通する加圧室の内壁の一部を構成する第2シリコン単結晶基板と、を備え、前記第1シリコン単結晶基板の液体吐出方向側の面における前記ノズルの周囲に座ぐりが設けられたインクジェット記録ヘッドの製造方法であり、
前記第1シリコン単結晶基板の液体吐出方向側の面に、ドライエッチングを施して、前記ノズルと共に前記座ぐりを形成することを特徴としている。
On the other hand, in the method for manufacturing an ink jet recording head of the present invention, a nozzle for discharging a liquid is provided, a first silicon single crystal substrate constituting a part of an inner wall of a pressurizing chamber communicating with the nozzle, A second silicon single crystal substrate that is stacked on the substrate and forms a part of an inner wall of the pressurizing chamber that communicates with the nozzle, and the liquid discharge direction side surface of the first silicon single crystal substrate A method of manufacturing an ink jet recording head provided with counterbore around the nozzle,
The surface of the first silicon single crystal substrate on the liquid discharge direction side is dry-etched to form the counterbore together with the nozzle.
本発明のインクジェット記録ヘッドの製造方法では、ヘッド完成時の外壁となる第1シリコン単結晶基板面からドライエッチングを施すため、ウエットエッチングを採用する場合に比べ精度良く且つ簡易にノズル及び座ぐりを形成することができる。 In the ink jet recording head manufacturing method of the present invention, since the dry etching is performed from the surface of the first silicon single crystal substrate which becomes the outer wall when the head is completed, the nozzle and the spot face are more accurately and easily compared to the case where wet etching is employed. Can be formed.
本発明のインクジェット記録ヘッドの製造方法においては、前記第1シリコン単結晶基板の液体吐出方向側の面にエッチングマスクを形成する工程と、前記エッチングマスクに、ノズル形成用パターン領域と共に、ノズル形成用パターン領域に重ねて座ぐり形成用パターン領域を形成する工程と、前記ノズル形成用パターン領域をマスクとして、前記第1シリコン単結晶基板にエッチングを施し、ノズルを形成する工程と、前記座ぐり形成用パターン領域をマスクとして、前記ノズル形成用パターン領域にマスクエッチングを施し、第1シリコン単結晶基板を露出させる工程と、前記座ぐり形成用パターン領域をマスクとして、前記第1シリコン単結晶基板にエッチングを施し、座ぐりを形成する工程と、を有することが好適である。このように、異方性ドライエッチングにより、同一作業で連続的に精度良くノズル及び座ぐりを形成することができる。 In the method of manufacturing an ink jet recording head of the present invention, a step of forming an etching mask on the surface of the first silicon single crystal substrate on the liquid discharge direction side, and a nozzle forming pattern region on the etching mask together with a nozzle forming pattern region. A step of forming a spot formation pattern region overlying the pattern region; a step of etching the first silicon single crystal substrate using the nozzle formation pattern region as a mask to form a nozzle; and the spot formation Masking the nozzle formation pattern region using the pattern region for a mask as a mask to expose the first silicon single crystal substrate; and using the counterbore formation pattern region as a mask to the first silicon single crystal substrate. And etching to form a counterbore. Thus, the nozzle and the spot facing can be formed continuously and accurately in the same operation by anisotropic dry etching.
また、本発明のインクジェット記録ヘッドの製造方法においては、前記第1シリコン単結晶基板の液体吐出方向側の面にノズル形成パターンが設けられた第1エッチングマスクを形成する工程と、前記第1エッチングマスク上に座ぐり形成用パターンが設けられた第2エッチングマスクを形成する工程と、前記第1エッチングマスクを用いて、前記第1シリコン単結晶基板にエッチングを施し、ノズルを形成する工程と、前記第2エッチングマスクを用いて、前記第1エッチングマスクにエッチングを施し、前記第1シリコン単結晶基板を露出させる工程と、前記第2エッチングマスクを用いて、前記第1シリコン単結晶基板にエッチングを施し、座ぐりを形成する工程と、を有することも好適である。このように、異方性ドライエッチングにより、同一作業で連続的に精度良くノズル及び座ぐりを形成することができる。 In the method of manufacturing an ink jet recording head of the present invention, a step of forming a first etching mask provided with a nozzle formation pattern on a surface of the first silicon single crystal substrate on a liquid discharge direction side, and the first etching Forming a second etching mask provided with a counterbore formation pattern on the mask, etching the first silicon single crystal substrate using the first etching mask, and forming a nozzle; Etching the first etching mask using the second etching mask to expose the first silicon single crystal substrate, and etching the first silicon single crystal substrate using the second etching mask And a step of forming a counterbore. Thus, the nozzle and the spot facing can be formed continuously and accurately in the same operation by anisotropic dry etching.
本発明のインクジェット記録ヘッドによれば、シリコン単結晶材料で構成したノズルプレートを用いたインクジェト記録ヘッドにおいて、優れた耐擦過性(用紙ジャム対策)及びインク吐出安定性を実現することができる。
また、本発明のインクジェット記録ヘッドの製造方法によれば、シリコン単結晶材料で構成したノズルプレートに、ノズル及び座ぐり(ノズル段差)を簡易且つ精度良く形成することができる。
According to the ink jet recording head of the present invention, in an ink jet recording head using a nozzle plate made of a silicon single crystal material, it is possible to realize excellent scratch resistance (paper jam countermeasure) and ink ejection stability.
Further, according to the method of manufacturing an ink jet recording head of the present invention, nozzles and counterbore (nozzle step) can be easily and accurately formed on a nozzle plate made of a silicon single crystal material.
以下、本発明について、図面を参照しつつ説明する。なお、実質的に同一の機能を有する部材には全図面通して同じ符合を付与して説明する。 The present invention will be described below with reference to the drawings. Note that members having substantially the same function are given the same reference numerals throughout the drawings.
(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態に係るインクジェット記録ヘッドを示す概略断面図である。図2は、本発明の第1実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの製造方法を示す工程図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic sectional view showing an ink jet recording head according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a process diagram showing the method of manufacturing the ink jet recording head according to the first embodiment of the present invention.
本実施形態に係るインクジェット記録ヘッドは、シリコン単結晶基板からなるノズルプレート10(第1シリコン単結晶基板)と、シリコン単結晶基板からなるキャビティプレート12(第2シリコン単結晶基板)と、ガラス基板14とが積層して構成されている。 The inkjet recording head according to this embodiment includes a nozzle plate 10 (first silicon single crystal substrate) made of a silicon single crystal substrate, a cavity plate 12 (second silicon single crystal substrate) made of a silicon single crystal substrate, and a glass substrate. 14 are laminated.
キャビティプレート12には、複数のインクキャビティ16と、各インクキャビティ16にインクを供給する共通のインクリザーバ18が形成されている。ノズルプレート10の側には、各インクキャビティ16に連通した複数のインクノズル22と、各インクキャビティ16を共通のインクリザーバ18に連通しているインク供給口20が形成されている。そして、ノズルプレート10とキャビティプレート12とは重ね合わせた状態で、これらのインクキャビティ16、インクリザーバ18及びインク供給口20の内壁を構成している。また、インクリザーバ18には、不図示のインク供給路を介して外部のインク供給源からインクが供給可能となっている。
In the
そして、ノズルプレート10には、インクキャビティ16と連通するインクノズル22が設けられている。ノズルプレート10のインク吐出方向面におけるインクノズル22の周囲には、座ぐり24(ノズル段差)が設けられている。座ぐり24はインクノズル22の周囲を囲むように設けられており、インクノズル22はノズルプレート10のインク吐出方向側の面より凹んだ位置に設けられている。
The
なお、本実施形態では、インクを吐出させるための吐出手段については図示しないが、公知のピエゾ方式、或いはサーマル方式の吐出手段がインクキャビティ16に対応して設けられる。例えば、ピエゾ方式の場合、圧電素子を配設しインクキャビティ16の内の容積を変化させることおでインクをインクノズル22から吐出させる。また、サーマル方式の場合、発熱抵抗体を配設しインクに熱エネルギーを付与させることでインクをインクノズル22から吐出させる。
In the present embodiment, a discharge unit for discharging ink is not shown, but a known piezoelectric or thermal discharge unit is provided corresponding to the
以下、本実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの製造方法について説明する。
本実施形態に係るインクジェット記録ヘッドは、ノズルプレート10、キャビティプレート12及びガラス基板14を個別に製造し、しかる後に、これらを貼り合わせることにより製造される。キャビティプレート12及びガラス基板14は、例えば、特開平5−50601号公報などに記載されている公知の方法によって製造できる。従って、本明細書においては、インクノズル22のエッチング方法を中心にノズルプレート10の製造方法を説明する。
Hereinafter, a method for manufacturing the ink jet recording head according to the present embodiment will be described.
The ink jet recording head according to this embodiment is manufactured by individually manufacturing the
先ず、例えば、厚さが180μmのシリコンウエハ26を用意し、当該シリコンウエハ26を熱酸化させて、その全周囲にマスクとしての厚さが例えば1.2μmのSiO2膜28aを形成する。
First, for example, a
次に、図2(A)に示すように、シリコンウエハ26の一方の側の表面26bを覆っているSiO2膜28aの一部分をエッチングして、インク供給口20及びインクリザーバ18を形成するためのパターンを形成する。エッチング液としては、フッ化アンモニウム(HF:NH4F=880ml:5610ml)を使用することができる。
Next, as shown in FIG. 2A, a portion of the SiO 2
そして、シリコンウエハ26をエッチング液に漬けてシリコンウエハ26bの露出部分(インク供給口20及びインクリザーバ18を形成するためのパターンの部分)に対して異方性ウエットエッチングを施し、インク供給口20及びインクリザーバ18に対応する三角形断面の溝30を形成する。この場合に使用するエッチング液としては、水酸化カリウム水溶液であって、濃度が15wtパーセントで液温90℃のものを使用できる。エッチング終了後は、SiO2膜28aをフッ酸水溶液で全て剥離する。
Then, the
次に、図2(B)に示すように、再度、シリコンウエハ26の全周囲を熱酸化して、マスクとしてのSiO2膜28bを形成する。この場合においても、SiO2膜28bの厚みは1.2μmにすればよい。そして、シリコンウエハ26の反対側の表面26aを覆っているSiO2膜28bの一部分をエッチングして、インクノズル22を開口させる領域周辺に対応したパターン32aを形成する。エッチング液としては、フッ化アンモニウム(HF:NH4F=880ml:5610ml)を使用することができる。
Next, as shown in FIG. 2B, the entire periphery of the
次に、図2(C)に示すように、シリコンウエハ26をエッチング液に漬けてシリコンウエハ26の露出部分(パターン32a)に対して異方性ウエットエッチングを施し、インクノズル22を開口させる領域周辺に対応した溝32を形成する。この場合に使用するエッチング液は、水酸化カリウム水溶液であり、その濃度は15wtパーセントで液温90℃のものを使用できる。エッチング終了後は、SiO2膜28bをフッ酸水溶液で全て剥離する。
Next, as shown in FIG. 2C, the
次に、図2(D)に示すように、再度、シリコンウエハ26の全周囲を熱酸化して、マスクとしてのSiO2膜28cを形成する。SiO2膜28cがノズル及び座ぐり形成用のエッチングマスクとなる。この場合においても、SiO2膜28cの厚みは1.2μmにすればよい。
Next, as shown in FIG. 2D, the entire periphery of the
そして、SiO2膜28c上にレジスト膜34を形成し、レジスト膜34に座ぐり24に対応したパターン34aを形成する。パターン34aが設けられたレジスト膜34をマスクとして、異方性ドライエッチング(RIE)によりSiO2膜28cにハーフエッチングを施し、SiO2膜28cに座ぐり形成用パターン36aを形成し、座ぐり形成用パターン領域36を設ける。
Then, a resist
次に、図2(E)に示すように、レジスト膜34上にレジスト膜38を形成し、レジスト膜38にインクノズル22に対応したパターン38aを形成する。パターン38aが設けられたレジスト膜38をマスクとして、異方性ドライエッチング(RIE)によりSiO2膜28cにエッチングを施し、SiO2膜28cにノズル形成用パターン40aを形成し、ノズル形成用パターン領域40を設ける。
Next, as shown in FIG. 2E, a resist
このようにして、エッチングマスクとしてのSiO2膜28aに座ぐり形成用パターン領域36とノズル形成用パターン領域40とが重ねられて設けられる。
In this manner, the spot
次に、図2(F)に示すように、SiO2膜28cにおけるノズル形成用パターン領域40をマスクとして、インク吐出方向側の表面から、ICP放電による異方性ドライエッチングをシリコンウエハ26に施す。これにより、ノズル形成用パターン40aに対応した形状にエッチングされて、シリコンウエハ26を貫通する貫通孔42が形成される。この貫通孔42が、インクノズル22となる。
Next, as shown in FIG. 2F, anisotropic dry etching by ICP discharge is applied to the
次に、図2(G)に示すように、ノズル側全面(マスクレス)の異方性ドライエッチング(RIE)によりノズル形成用パターン領域40(SiO2膜28c)にエッチングを施して除去する。これにより、座ぐり形成用パターン36aに対応してシリコンウエハ26が露出される。
Next, as shown in FIG. 2G, the nozzle forming pattern region 40 (SiO 2 film 28c) is etched and removed by anisotropic dry etching (RIE) on the entire nozzle side (maskless). As a result, the
次に、図2(H)に示すように、SiO2膜28cにおける座ぐり形成用パターン領域36をマスクとして、ICP放電による異方性ドライエッチングによりシリコンウエハ26にエッチングを施す。これにより、インクノズル22の周囲に座ぐり24が形成される。そして、エッチング終了後は、SiO2膜28cをフッ酸水溶液で全て剥離する。
Next, as shown in FIG. 2H, the
ここで、エッチングマスクとしてのSiO2膜28cに座ぐり形成用パターン領域36とノズル形成用パターン領域40を形成するためのレジスト膜には、感光性の樹脂レジスト膜が用いられる。レジスト膜を、溝32の面に均一に形成することは、スピンコートを用いては困難である。故に、この部分の樹脂レジスト膜は、均一な厚さになるようにスプレーを用いて塗布することにより形成される。このようにしてエッチングマスクとしてのSiO2膜エッチング用のレジスト膜を形成する。
Here, a photosensitive resin resist film is used as a resist film for forming the spot
次に、図2(I)に示すように、ノズルプレート10とは別に作製された、キャビティプレート12、及びガラス基板14を張り合わせる。ノズルプレート10とキャビティプレート12とを張り合わせることで、当該プレート壁を内壁として構成されたインクキャビティ16、インク供給口20、インクリザーバ18が形成される。
Next, as shown in FIG. 2 (I), the
このようにして、本実施形態に係るインクジェット記録ヘッドを製造することができる。 In this way, the ink jet recording head according to this embodiment can be manufactured.
以上、説明したように、本実施形態では、シリコン単結晶材料からなるノズルプレート10において、インクノズル22の周囲を囲んで座ぐり24が設けている。これにより、インクノズル22はノズルプレート10のインク吐出方向側の面より凹んだ位置に設けられることとなり、用紙などがインクノズル22に接触することがなく、表面処理膜(撥水膜)の劣化を防ぎ、インク吐出の安定化を図っている。
As described above, in this embodiment, the
また、本実施形態では、ICP放電による異方性エッチングを施してインクノズル22及び座ぐり24を形成するので、ウエットエッチングを採用する場合に比べ精度良く且つ簡易にインクノズル22及び座ぐり24を形成することができる。
In this embodiment, since the
また、本実施形態では、エッチングマスクとしてのSiO2膜28cに異方性エッチングを施して、座ぐり形成用パターン領域36とノズル形成用パターン領域40を設けて、インクノズル22と座ぐり24とを形成する。このため、同一作業で連続して精度良くインクノズル22と座ぐり24を形成することができる。
In the present embodiment, the SiO 2 film 28c as an etching mask is anisotropically etched to provide the spot
(第2実施形態)
図3は、第2実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの製造方法を示す工程図である。
(Second Embodiment)
FIG. 3 is a process diagram showing a method of manufacturing an ink jet recording head according to the second embodiment.
本実施形態は、上記第1実施形態に対して製造工程が異なるものである。このため、製造方法以外については説明は省略する。 This embodiment is different from the first embodiment in the manufacturing process. For this reason, description is abbreviate | omitted except a manufacturing method.
先ず、例えば、厚さが180μmのシリコンウエハ26を用意し、当該シリコンウエハ26を熱酸化させて、その全周囲にマスクとしての厚さが例えば1.2μmのSiO2膜28aを形成する。
First, for example, a
次に、図3(A)に示すように、シリコンウエハ26の一方の側の表面26bを覆っているSiO2膜28aの一部分をエッチングして、インク供給口20及びインクリザーバ18を形成するためのパターンを形成する。エッチング液としては、フッ化アンモニウム(HF:NH4F=880ml:5610ml)を使用することができる。
Next, as shown in FIG. 3A, a part of the SiO 2 film 28a covering the
そして、シリコンウエハ26をエッチング液に漬けてシリコンウエハ26の露出部分(インク供給口20及びインクリザーバ18を形成するためのパターンの部分)に対して異方性ウエットエッチングを施し、インク供給口20及びインクリザーバ18に対応する三角形断面の溝30を形成する。この場合に使用するエッチング液としては、水酸化カリウム水溶液であって、濃度が15wtパーセントで液温90℃のものを使用できる。エッチング終了後は、SiO2膜28aをフッ酸水溶液で全て剥離する。
Then, the
次に、図3(B)に示すように、再度、シリコンウエハ26の全周囲を熱酸化して、マスクとしてのSiO2膜28bを形成する。この場合においても、SiO2膜28bの厚みは1.2μmにすればよい。そして、シリコンウエハ26の反対側の表面26aを覆っているSiO2膜28bの一部分をエッチングして、インクノズル22を開口させる領域周辺に対応したパターン32aを形成する。エッチング液としては、フッ化アンモニウム(HF:NH4F=880ml:5610ml)を使用することができる。
Next, as shown in FIG. 3B, the entire periphery of the
次に、図3(C)に示すように、シリコンウエハ26をエッチング液に漬けてシリコンウエハ26の露出部分(パターン32a)に対して異方性ウエットエッチングを施し、インクノズル22を開口させる領域周辺に対応した溝32を形成する。この場合に使用するエッチング液は、水酸化カリウム水溶液であり、その濃度は15wtパーセントで液温90℃のものを使用できる。エッチング終了後は、SiO2膜28bをフッ酸水溶液で全て剥離する。
Next, as shown in FIG. 3C, the
次に、図3(D)に示すように、再度、シリコンウエハ26の全周囲を熱酸化して、マスクとしてのSiO2膜28cを形成する。この場合においても、SiO2膜28cの厚みは1.2μmにすればよい。
Next, as shown in FIG. 3D, the entire periphery of the
そして、SiO2膜28c上にレジスト膜を形成し、レジスト膜をマスクとして、異方性ドライエッチング(RIE)によりSiO2膜28cに施し、SiO2膜28cにインクノズル22に対応したノズル形成用パターン44を形成する。このパターン44が設けられたSiO2膜28cを、ノズル形成用のエッチングマスク(第1エッチングマスク)として利用する。
Then, a resist film is formed on the SiO 2 film 28c, the resist film as a mask, subjected to SiO 2 film 28c by anisotropic dry etching (RIE), nozzle formed corresponding to the
次に、図3(E)に示すように、SiO2膜28c上にレジスト膜46上を形成し、レジスト膜46に座ぐり24に対応した座ぐり形成用パターン48を形成する。このパターン48が設けられたレジスト膜46を、座ぐり形成用のエッチングマスク(第2エッチングマスク)として利用する。
Next, as shown in FIG. 3E, a resist
次に、図3(F)に示すように、ノズル形成用パターン44が設けられたSiO2膜28cをマスクとして、インク吐出方向側の表面から、ICP放電による異方性ドライエッチングをシリコンウエハ26に施す。これにより、ノズル形成用パターン44に対応した形状にエッチングされて、シリコンウエハ26を貫通する貫通孔42が形成される。この貫通孔42が、インクノズル22となる。
Next, as shown in FIG. 3F, anisotropic dry etching by ICP discharge is performed from the surface on the ink ejection direction side using the SiO 2 film 28c provided with the
次に、図2(G)に示すように、座ぐり形成用パターン48が設けられたレジスト膜46をマスクとして、異方性ドライエッチング(RIE)によりSiO2膜28cの一部(座ぐり形成用パターン48により露出したSiO2膜28c)にエッチングを施して除去する。これにより、座ぐり形成用パターン48に対応してシリコンウエハ26が露出される。
Next, as shown in FIG. 2G, a part of the SiO 2 film 28c (spot facing formation) is performed by anisotropic dry etching (RIE) using the resist
次に、図2(H)に示すように、座ぐり形成用パターン48が設けられたレジスト膜46をマスクとして、ICP放電による異方性ドライエッチングによりシリコンウエハ26にエッチングを施す。これにより、インクノズル22の周囲に座ぐり24が形成される。そして、エッチング終了後は、SiO2膜28cをフッ酸水溶液で全て剥離する。
Next, as shown in FIG. 2H, the
ここで、レジスト膜には、感光性の樹脂レジスト膜が用いられる。レジスト膜を溝32の面に均一に形成することは、スピンコートを用いては困難である。故に、この部分の樹脂レジスト膜は、均一な厚さになるようにスプレーを用いて塗布することにより形成される。このようにしてエッチングマスクとしてのSiO2膜エッチング用のレジスト膜を形成する。
Here, a photosensitive resin resist film is used as the resist film. It is difficult to form the resist film uniformly on the surface of the
次に、図2(I)に示すように、ノズルプレート10とは別に作製された、キャビティプレート12、及びガラス基板14を張り合わせる。ノズルプレート10とキャビティプレート12とを張り合わせることで、当該プレート壁を内壁として構成されたインクキャビティ16、インク供給口20、インクリザーバ18が形成される。
Next, as shown in FIG. 2 (I), the
このようにして、本実施形態に係るインクジェット記録ヘッドを製造することができる。 In this way, the ink jet recording head according to this embodiment can be manufactured.
以上、説明したように、本実施形態では、ノズル形成用のエッチングマスク(SiO2膜28c)と座ぐり形成用のエッチングマスク(レジスト膜46)を別々に形成するため、上記第1実施形態に比べ、ハーフエッチングなどの精度が要求される作業を施す必要がなく、簡易に簡易にノズル及び座ぐりを形成することができる。 As described above, in this embodiment, the nozzle forming etching mask (SiO 2 film 28c) and the counterbore forming etching mask (resist film 46) are separately formed. In comparison, it is not necessary to perform an operation that requires accuracy such as half etching, and the nozzle and the counterbore can be formed easily and easily.
10 ノズルプレート
12 キャビティプレート
14 ガラス基板
16 インクキャビティ
18 インクリザーバ
20 インク供給口
22 インクノズル
24 座ぐり
26 シリコンウエハ
10
Claims (4)
前記第1基板に積層されると共に、前記ノズルに連通する加圧室の内壁の一部を構成する第2シリコン単結晶基板と、
を備え、
前記第1シリコン単結晶基板の液体吐出方向側の面における前記ノズルの周囲に座ぐりが設けられていることを特徴とするインクジェット記録ヘッド。 A first silicon single crystal substrate which is provided with a nozzle for discharging a liquid and which constitutes a part of an inner wall of a pressurizing chamber communicating with the nozzle;
A second silicon single crystal substrate that is laminated on the first substrate and forms a part of an inner wall of a pressurizing chamber that communicates with the nozzle;
With
An ink jet recording head, wherein a counterbore is provided around the nozzle on a surface of the first silicon single crystal substrate on a liquid discharge direction side.
前記第1基板に積層されると共に、前記ノズルに連通する加圧室の内壁の一部を構成する第2シリコン単結晶基板と、
を備え、
前記第1シリコン単結晶基板の液体吐出方向側の面における前記ノズルの周囲に座ぐりが設けられたインクジェット記録ヘッドの製造方法であって、
前記第1シリコン単結晶基板の液体吐出方向側の面に、ドライエッチングを施して、前記ノズルと共に前記座ぐりを形成することを特徴とするインクジェット記録ヘッドの製造方法。 A first silicon single crystal substrate which is provided with a nozzle for discharging a liquid and which constitutes a part of an inner wall of a pressurizing chamber communicating with the nozzle;
A second silicon single crystal substrate that is laminated on the first substrate and forms a part of an inner wall of a pressurizing chamber that communicates with the nozzle;
With
A method for manufacturing an ink jet recording head, wherein a counterbore is provided around the nozzle on a surface of the first silicon single crystal substrate on a liquid discharge direction side,
A method for manufacturing an ink jet recording head, comprising: subjecting the surface of the first silicon single crystal substrate to a liquid discharge direction side to dry etching to form the counterbore together with the nozzles.
前記エッチングマスクに、ノズル形成用パターン領域と共に、ノズル形成用パターン領域に重ねて座ぐり形成用パターン領域を形成する工程と、
前記ノズル形成用パターン領域をマスクとして、前記第1シリコン単結晶基板にエッチングを施し、ノズルを形成する工程と、
前記座ぐり形成用パターン領域をマスクとして、前記ノズル形成用パターン領域にマスクエッチングを施し、第1シリコン単結晶基板を露出させる工程と、
前記座ぐり形成用パターン領域をマスクとして、前記第1シリコン単結晶基板にエッチングを施し、座ぐりを形成する工程と、
を有することを特徴とする請求項2に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。 Forming an etching mask on the liquid discharge direction side surface of the first silicon single crystal substrate;
A step of forming a spot formation pattern region on the etching mask, together with a nozzle formation pattern region, overlapping the nozzle formation pattern region;
Etching the first silicon single crystal substrate using the nozzle forming pattern region as a mask, and forming a nozzle;
Using the counterbore formation pattern region as a mask, subjecting the nozzle formation pattern region to mask etching, and exposing the first silicon single crystal substrate;
Etching the first silicon single crystal substrate using the spot formation pattern region as a mask, and forming a spot facing;
The method of manufacturing an ink jet recording head according to claim 2, wherein:
前記第1エッチングマスク上に座ぐり形成用パターンが設けられた第2エッチングマスクを形成する工程と、
前記第1エッチングマスクを用いて、前記第1シリコン単結晶基板にエッチングを施し、ノズルを形成する工程と、
前記第2エッチングマスクを用いて、前記第1エッチングマスクにエッチングを施し、前記第1シリコン単結晶基板を露出させる工程と、
前記第2エッチングマスクを用いて、前記第1シリコン単結晶基板にエッチングを施し、座ぐりを形成する工程と、
を有することを特徴とする請求項2に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。 Forming a first etching mask provided with a nozzle formation pattern on a surface of the first silicon single crystal substrate on a liquid discharge direction side;
Forming a second etching mask provided with a counterbore forming pattern on the first etching mask;
Etching the first silicon single crystal substrate using the first etching mask to form a nozzle;
Etching the first etching mask using the second etching mask to expose the first silicon single crystal substrate;
Etching the first silicon single crystal substrate using the second etching mask to form a spot facing;
The method of manufacturing an ink jet recording head according to claim 2, wherein:
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2004
- 2004-01-27 JP JP2004018249A patent/JP2005212131A/en active Pending
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