JP2012106364A - シリコンノズル基板及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】シリコン基板44を貫通させて形成したノズル孔21を有し、吐出面15側からノズル孔21を介してインクの液滴を吐出するシリコンノズル基板1であって、吐出面15は平面視でノズル孔21を含み表面に撥水膜43が形成されている撥水領域11と撥水領域11を囲む環状の領域である非撥水領域12とに区画されており、撥水領域11には撥水膜43とシリコン基板44との間にインク保護膜41が形成されており、非撥水領域12にはインク保護膜41が薄く形成されているか又は全く形成されておらず、シリコン基板44の端面13にはインク保護膜41が全く形成されていないことを特徴とするシリコンノズル基板1。
【選択図】図3
Description
図1は、本発明の第1の実施形態にかかるシリコンノズル基板1を構成要素とする液滴吐出ヘッド8の斜視展開図である。図2は、液滴吐出ヘッド8の要部の縦断面図である。図1及び後述する図4に示すように、ノズル孔21は吐出面15において長手方向に2列に並ぶように形成されている。図2は、該長手方向に直交する線における断面図であり、図1の右半分の概略構成を示す断面図である。
上述の2層の薄膜は、熱酸化シリコン膜42の方が先に形成されている。したがって、ノズル孔21の内壁面には、下層の熱酸化シリコン膜42と上層のインク保護膜41との2層の薄膜が積層されている。
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。図5は本発明の第2の実施形態にかわるシリコンノズル基板2を示す図であり、上記の図3に相当する要部断面図である。本実施形態のシリコンノズル基板2は、上述の第1の実施形態にかかるシリコンノズル基板1と同様に、キャビティ基板3及び電極基板4と組み合されて液滴吐出ヘッド8を構成するものである。構成はシリコンノズル基板1と類似しており、相違点はインク保護膜41の形成領域のみである。そこで、上述の図1、図2、及び図4に相当する図面は省略する。また、シリコンノズル基板1と共通する点については説明の記載を省略する。
次に本発明の第3の実施形態として、上述のシリコンノズル基板1の製造方法について、図7(a)〜図9(m)の工程断面図を用いて説明する。上記各図は、図3及び図5と同様の、図2に示すノズル孔21の近傍の部分と端面13の近傍の部分とを継ぎ合わせて示す部分を示す要部の拡大断面図である。したがって、図3等と同様に破断線を省略している。以下、工程順に説明する。
次に本発明の第4の実施形態として、上述のシリコンノズル基板2の製造方法について、図10(a)〜図10(e)の工程断面図を用いて説明する。なお、上記各図は、図7等と同様のノズル孔21の近傍の部分と端面13の近傍の部分とを継ぎ合わせて示す要部の拡大断面図であり、破断線を省略している。
次に第5の実施形態として、上述の各実施形態にかかるシリコンノズル基板(1、2)を構成要素とするヘッドユニット7を搭載した液滴吐出装置について説明する。図11は、上述の液滴吐出装置としてのインクジェットプリンターを示す斜視図である。上述したように、シリコンノズル基板(1、2)はインク保護膜41の剥離が生じにくいため、かかるシリコンノズル基板(1、2)を用いる液滴吐出ヘッド8及びヘッドユニット7は製造コストが低減されている。また、キャビティ基板3との接着領域に異物すなわち剥離したインク保護膜41等が浸入している可能性が低減されているため、信頼性も向上している。したがって、本実施形態のインクジェットプリンターは信頼性が高く、かつ製造コストも低減されている。
Claims (9)
- シリコン基板を貫通させて形成したノズル孔を有し、吐出面側から該ノズル孔を介してインクの液滴を吐出するシリコンノズル基板であって、
前記吐出面は平面視で前記ノズル孔を含み表面に撥水膜が形成されている撥水領域と前記撥水領域を囲む環状の領域である非撥水領域とに区画されており、
前記撥水領域には前記撥水膜と前記シリコン基板との間にインク保護膜が形成されており、前記非撥水領域にはインク保護膜が薄く形成されているか又は全く形成されておらず、前記シリコン基板の端面にはインク保護膜が全く形成されていないことを特徴とするシリコンノズル基板。 - 請求項1に記載のシリコンノズル基板であって、
前記インク保護膜はシロキサンを原料とするプラズマCVD法で形成された膜であることを特徴とするシリコンノズル基板。 - 請求項2に記載のシリコンノズル基板であって、
前記撥水領域における前記インク保護膜の膜厚は0.5μmから1.5μmの範囲であり、
前記非撥水領域における前記インク保護膜の膜厚は前記撥水領域における該膜厚の3割以下であることを特徴とするシリコンノズル基板。 - 請求項1〜3のいずれか一項に記載のシリコンノズル基板を備えることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
- 請求項4に記載の液滴吐出ヘッドを備えることを特徴とする液滴吐出装置。
- シリコン基板を貫通させてノズル孔を形成する第1の工程と、
前記シリコン基板の一方の面である吐出面及び前記シリコン基板の端面にインク保護膜を形成する第2の工程と、
前記インク保護膜の表面に撥水膜を形成する第3の工程と、
前記吐出面を、平面視で前記ノズル孔を含む領域である撥水領域と前記撥水領域を囲む環状の領域である非撥水領域とに区画して、前記撥水領域にマスク部材を被せる第4の工程と、
前記シリコン基板にエッチングを施して、前記マスク部材で覆われていない領域の前記撥水膜を除去し、さらに前記インク保護膜を、前記端面では完全に除去し、前記非撥水領域では除去するか又は元の膜厚よりも薄くする第5の工程と、
を記載の順に実施することを特徴とするシリコンノズル基板の製造方法。 - 請求項6に記載のシリコンノズル基板の製造方法であって、
前記第2の工程は、シロキサンを原料とするプラズマCVD法により前記インク保護膜を形成する工程であることを特徴とするシリコンノズル基板の製造方法。 - 請求項7に記載のシリコンノズル基板の製造方法であって、
前記第2の工程は、前記吐出面に膜厚が0.5μmから1.5μmの範囲の前記インク保護膜を形成する工程であり、
前記第5の工程は、前記インク保護膜を膜厚が3割以下となるまでエッチングする工程であることを特徴とするシリコンノズル基板の製造方法。 - 請求項8に記載のシリコンノズル基板の製造方法であって、
前記第5の工程は、CF系ガスを用いてドライエッチングする工程であることを特徴とするシリコンノズル基板の製造方法。
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