JPH111000A - Manufacture of nozzle plate, ink jet head, nozzle plate, and ink jet recorder - Google Patents
Manufacture of nozzle plate, ink jet head, nozzle plate, and ink jet recorderInfo
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Abstract
Description
【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
ドに用いられているノズルプレートの製造方法、インク
ジェットヘッド及びインクジェット記録装置に関する。The present invention relates to a method for manufacturing a nozzle plate used in an ink jet head, an ink jet head and an ink jet recording apparatus.
【0002】[0002]
【従来の技術】インクジェット記録装置に用いられるイ
ンクジェットヘッドには、インクジェットヘッド基板の
端部に形成されたノズル孔よりインク滴を吐出するエッ
ジイジェクト型のものと、インクジェットヘッド基板の
表面に形成されたノズル孔よりインク滴を吐出するフェ
イスエジェクト型のものがある。このうちフェイスイジ
ェクト型のインクジェットヘッドは、構造上ノズル孔を
多数配設することができるため、エッジイジェクト型の
インクジェットヘッドに比べて高密度化が可能であり、
高解像度・高速印刷により適している。2. Description of the Related Art Ink jet heads used in an ink jet recording apparatus include an edge eject type in which ink droplets are ejected from nozzle holes formed in an end portion of an ink jet head substrate, and an ink jet head formed on the surface of an ink jet head substrate. There is a face eject type in which ink droplets are ejected from nozzle holes. Of these, the face eject type ink jet head can arrange a large number of nozzle holes in structure, so it is possible to increase the density compared to the edge eject type ink jet head,
More suitable for high resolution and high speed printing.
【0003】このフェイスイジェクト型のインクジェッ
トヘッドに用いるノズルプレートとしては、ステンレス
基板に放電加工を施したものが実用化されているが、さ
らなる高密度化のために単結晶シリコン基板にプラズマ
エッチング加工を施したものが研究されている。As a nozzle plate used in the face-eject type ink jet head, a nozzle plate obtained by subjecting a stainless steel substrate to electrical discharge machining has been put into practical use. In order to further increase the density, a single-crystal silicon substrate is subjected to plasma etching. Have been studied.
【0004】このフェイスイジェクト型のインクジェッ
トヘッドは、例えば、特開平5−50601号公報(8
欄41行目〜9欄5行目)及び特開平6−71882号
公報(10欄7行目〜11欄2行目)に開示されてい
る。[0004] This face-eject type ink jet head is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-50601 (8).
Column 41, line 9 to column 5, line 5) and JP-A-6-71882 (column 10, line 7 to column 11, line 2).
【0005】一方、フェイスイジェクト型のインクジェ
ットヘッドのうちノズルプレートに単結晶シリコン基板
を用いたものは、アルカリを用いた異方性湿式エッチン
グ加工を施すことが可能となるため、このノズルプレー
トにオリフィス用凹部を形成することも可能となる。な
お、ここでいうオリフィスとは、インクを加圧するため
の複数のインク室とインク室へインクを供給する共通の
インクリザーバとを連結するインク流路のことである。On the other hand, among face-eject type ink-jet heads using a single-crystal silicon substrate for a nozzle plate, anisotropic wet etching using an alkali can be performed. It is also possible to form a recess for use. Here, the orifice is an ink flow path that connects a plurality of ink chambers for pressurizing the ink and a common ink reservoir that supplies the ink to the ink chamber.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように単結晶シリコン基板にアルカリを用いた異方性湿
式エッチング加工を施して形成されるオリフィス用凹部
は、異方性エッチング工程でエッチングレートの異方性
による影響を受けるため、図1に示したように三角の断
面形状となり必然的に浅いものとなってしまう。そのた
め、インクジェットヘッドを高密度化するに従って容積
が急激に減少し、これにより流体抵抗が急激に増大し、
インク滴の吐出量が減少し、必要な吐出量を得るのが困
難であるという課題があった。However, the recess for the orifice formed by subjecting the single-crystal silicon substrate to the anisotropic wet etching process using alkali as described above has a low etching rate in the anisotropic etching step. Since it is affected by the anisotropy, it has a triangular cross-sectional shape as shown in FIG. 1 and inevitably becomes shallow. Therefore, as the density of the ink-jet head is increased, the volume decreases sharply, whereby the fluid resistance increases sharply,
There is a problem that the ejection amount of the ink droplet is reduced and it is difficult to obtain a necessary ejection amount.
【0007】一方、単結晶シリコン基板にプラズマエッ
チング加工を施してノズルプレートを形成する方法は、
単結晶シリコン基板表面に対して垂直な壁面を有するノ
ズル孔を再現性よく形成するためには、プラズマエッチ
ング装置の真空チャンバ内の堆積物を除去するクリーニ
ングや真空ポンプのメンテナンス等を頻繁に行って常に
プラズマエッチング装置を一定の状態に維持する必要が
あるが、プラズマエッチング加工を行うのは長時間要す
るので、現実的にはこれを完全に行うのは困難であり、
その結果ノズル孔の垂直性を担保するのが困難であると
いう課題があった。また、単結晶シリコン基板にプラズ
マエッチング加工を施してノズルプレートを形成する方
法は、プラズマエッチング装置が高価格で処理能力が低
いことから、ノズルプレートの大量生産をするうえで障
害となるという課題があった。On the other hand, a method of forming a nozzle plate by performing a plasma etching process on a single crystal silicon substrate is as follows.
In order to form a nozzle hole having a wall surface perpendicular to the surface of the single crystal silicon substrate with good reproducibility, frequent cleaning and maintenance of a vacuum pump and the like for removing deposits in a vacuum chamber of a plasma etching apparatus are performed. Although it is necessary to always maintain the plasma etching apparatus in a constant state, since it takes a long time to perform the plasma etching processing, it is actually difficult to completely perform this,
As a result, there is a problem that it is difficult to ensure the verticality of the nozzle hole. In addition, the method of performing a plasma etching process on a single crystal silicon substrate to form a nozzle plate has a problem that it is an obstacle to mass production of a nozzle plate because a plasma etching apparatus is expensive and has low processing capability. there were.
【0008】また一方、ノズル孔の形成をプラズマエッ
チング加工により行い、オリフィス用凹部の形成をアル
カリを用いた異方性湿式エッチング加工により行う場合
には、1)ノズル孔の形成を先に行う場合には、その後
のアルカリを用いた異方性湿式エッチング加工工程でノ
ズルが余計にエッチングされることのないようにノズル
孔の部分に無欠陥の耐エッチング皮膜形成を行う必要が
あるが、ノズル孔は基板表面に対して垂直に近い形状の
部分を有するため、エッジ部分に無欠陥の耐エッチング
皮膜形成を確実に行うのが困難であるのでノズル孔形状
が変形してしまう(たとえ無欠陥の耐エッチング皮膜が
形成できたとしてもその耐エッチング皮膜にオリフィス
用凹部形成用の高精度なパターニングを行うことは非常
に困難である)という課題があり、2)オリフィス用凹
部の加工を先に行う場合には、深いオリフィス用凹部の
エッジ部分に無欠陥の耐エッチング皮膜形成を確実に行
うのが困難であるためオリフィス用凹部形状が変形して
しまう(たとえ無欠陥の耐エッチング皮膜が形成できた
としても、その耐エッチング皮膜にノズル孔形成用の高
精度なパターニングを行うことは非常に困難である)と
いう課題があった。On the other hand, when the nozzle holes are formed by plasma etching and the orifice recesses are formed by anisotropic wet etching using alkali, 1) When the nozzle holes are formed first In order to prevent the nozzle from being etched excessively in the subsequent anisotropic wet etching process using an alkali, it is necessary to form a defect-free etching-resistant film at the nozzle hole portion. Has a portion that is nearly perpendicular to the substrate surface, so it is difficult to reliably form a defect-free etching-resistant film at the edge, so the nozzle hole shape is deformed (even if the defect-free resistance is high). Even if an etching film can be formed, it is very difficult to perform high-precision patterning for forming an orifice recess on the etching-resistant film.) 2) When processing the orifice recess first, it is difficult to reliably form a defect-free etching resistant film at the edge of the deep orifice recess. There is a problem of deformation (even if a defect-free etching resistant film can be formed, it is very difficult to perform high-precision patterning for forming a nozzle hole on the etching resistant film).
【0009】そこで、本発明は、上記したような課題を
解決するもので、その目的とするところは、1)オリフ
ィスの流体抵抗を低減することにより、インクジェット
ヘッドを高密度化しても必要なインク滴の吐出量を確保
することのできるフェイスイジェクト型のインクジェッ
トヘッドに用いるノズルプレートを提供することにあ
り、2)ノズル孔の垂直性が担保されたフェイスイジェ
クト型のインクジェットヘッドに用いるノズルプレート
を効率よく製造する方法を提供し、3)ノズル孔及びオ
リフィス用凹部の形成をともに同じ加工工程で行うこと
により、ノズル孔及びオリフィス用凹部の形成を異なる
加工工程で行うことによる上記した課題をすべて解決す
ることのできるフェイスイジェクト型のインクジェット
ヘッドに用いるノスルプレートの製造方法を提供するこ
とにある。Therefore, the present invention solves the above-mentioned problems, and aims at 1) reducing the fluid resistance of the orifice so that the ink required even if the density of the ink jet head is increased. It is an object of the present invention to provide a nozzle plate for use in a face-eject type ink-jet head capable of ensuring a droplet discharge amount, and 2) to efficiently use a nozzle plate for a face-eject type ink-jet head in which the perpendicularity of nozzle holes is ensured. Providing a well-manufacturing method, and 3) solving all of the above-mentioned problems caused by forming the nozzle hole and the orifice recess in different processing steps by forming the nozzle hole and the orifice recess in the same processing step. Nose used in a face-ejection type inkjet head It is to provide a method of manufacturing a plate.
【0010】また、そのようにして製造されたノズルプ
レートを備えた優れたフェイスイジェクト型のインクジ
ェットヘッドを提供することにあり、そのようなインク
ジェットヘッドを備えた優れたインクジェット記録装置
を提供することにある。Another object of the present invention is to provide an excellent face-eject type ink jet head having the nozzle plate manufactured as described above, and to provide an excellent ink jet recording apparatus having such an ink jet head. is there.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】請求項1のノズルプレー
トの製造方法は、(110)面方位の単結晶シリコン基
板の少なくとも両面に耐エッチング被膜を形成する第1
の工程と、オリフィス用凹部を形成するための第1の開
口部をこの耐エッチング被膜に形成する第2の工程と、
第1の開口部の所定部分に所定の未貫通孔を形成する第
3の工程と、この未貫通孔の形成された単結晶シリコン
基板の湿式エッチングを行うことによりオリフィス用凹
部を形成する第4の工程と、をこの順序で有することを
特徴とする。According to a first aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a nozzle plate, comprising forming an etching-resistant coating on at least both surfaces of a (110) oriented single crystal silicon substrate.
And a second step of forming a first opening for forming an orifice recess in the etching-resistant coating.
A third step of forming a predetermined non-through hole in a predetermined portion of the first opening, and a fourth step of forming a recess for an orifice by performing wet etching of the single crystal silicon substrate having the non-through hole formed therein. And in this order.
【0012】このため、請求項1の方法は、所定の未貫
通孔の存在により、異方性エッチング工程でエッチング
レートの異方性による悪影響を克服できるので、図2に
示したように深いオリフィス用凹部を形成することが可
能となる。このため、オリフィスの流体抵抗を低減する
ことが可能となり、インクジェットヘッドを高密度化す
るに従ってオリフィスの容積が急激に減少するのを緩和
することができ、必要なインク滴の吐出量を確保するこ
とができる。Therefore, in the method according to the first aspect of the present invention, the presence of the predetermined non-through hole can overcome the adverse effect of the anisotropic etching rate in the anisotropic etching step. It is possible to form a concave portion for use. For this reason, it is possible to reduce the fluid resistance of the orifice, and it is possible to alleviate a sudden decrease in the volume of the orifice as the density of the ink jet head is increased, and to secure a necessary discharge amount of ink droplets. Can be.
【0013】請求項2のノズルプレートの製造方法は、
(110)面方位の単結晶シリコン基板の少なくとも両
面に耐エッチング被膜を形成する第1の工程と、ノズル
孔を形成するための第2の開口部をこの耐エッチング被
膜に形成する第2の工程と、第2の開口部の所定部分に
所定の未貫通孔を形成する第3の工程と、この未貫通孔
の形成された単結晶シリコン基板の湿式エッチングを行
うことによりノズル孔を形成する第4の工程と、をこの
順序で有することを特徴とする。[0013] According to a second aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a nozzle plate.
A first step of forming an etching resistant film on at least both surfaces of a (110) plane oriented single crystal silicon substrate, and a second step of forming a second opening for forming a nozzle hole in the etching resistant film. A third step of forming a predetermined non-through hole in a predetermined portion of the second opening, and a third step of forming a nozzle hole by performing wet etching of the single crystal silicon substrate having the non-through hole formed therein. And step 4 in this order.
【0014】このため、 請求項2の方法は、所定の未
貫通孔の存在により、異方性エッチング工程でエッチン
グレートの異方性による悪影響を克服できるので、アル
カリを用いた異方性湿式エッチング加工を用いて深く垂
直な孔を開けることが可能となる。このため、プラズマ
エッチング加工を用いる必要がなくなり、ノズル孔の垂
直性が担保されたノズルプレートを効率よく製造するこ
とができる。Therefore, in the method according to the second aspect of the present invention, the presence of the predetermined non-through holes can overcome the adverse effect due to the anisotropy of the etching rate in the anisotropic etching step. Deep vertical holes can be made using processing. For this reason, it is not necessary to use the plasma etching process, and it is possible to efficiently manufacture a nozzle plate in which the perpendicularity of the nozzle holes is secured.
【0015】請求項3のノズルプレートの製造方法は、
(110)面方位の単結晶シリコン基板の少なくとも両
面に耐エッチング被膜を形成する第1の工程と、オリフ
ィス用凹部を形成するための第1の開口部及びノズル孔
を形成するための第2の開口部をこの耐エッチング被膜
に形成する第2の工程と、第1及び第2の開口部の所定
部分に所定の未貫通孔を形成する第3の工程と、この未
貫通孔の形成された単結晶シリコン基板の湿式エッチン
グを行うことによりオリフィス用凹部及びノズル孔を形
成する第4の工程と、をこの順序で有することを特徴と
する。According to a third aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a nozzle plate.
A first step of forming an anti-etching film on at least both sides of a (110) plane oriented single crystal silicon substrate, and a second step of forming a first opening for forming an orifice recess and a second hole for forming a nozzle hole; A second step of forming an opening in the etching-resistant coating, a third step of forming a predetermined non-through hole in a predetermined portion of the first and second openings, and a step of forming the non-through hole. And a fourth step of forming a recess for an orifice and a nozzle hole by performing wet etching of the single crystal silicon substrate in this order.
【0016】このため、請求項3の方法は、請求項1の
方法の効果と請求項2の方法の効果を合わせ持つと同時
に、ノズル孔及びオリフィス用凹部の形成を異なる加工
工程で行うことによる課題、すなわち、ノズル孔又はオ
リフィス用凹部の形状が変形してしまうという課題を解
決することができる。For this reason, the method of claim 3 has the effect of the method of claim 1 and the effect of the method of claim 2, and at the same time, forms the nozzle hole and the recess for the orifice in different processing steps. It is possible to solve the problem, that is, the problem that the shape of the nozzle hole or the recess for the orifice is deformed.
【0017】請求項4のノズルプレートの製造方法は、
請求項1乃至3のいずれかに記載のノズルプレートの製
造方法において、1)第1の開口部及び/又は第2の開
口部を形成するとともに、ノズル表面側凹部を形成する
ための第3の開口部を耐エッチング被膜に形成して第2
の工程を実施することを特徴とする。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a nozzle plate.
The method for manufacturing a nozzle plate according to any one of claims 1 to 3, wherein 1) a first opening and / or a second opening and a third surface for forming a nozzle surface side recess. The opening is formed in the etching-resistant coating and the second
Is carried out.
【0018】このため、請求項4の方法は、請求項1乃
至3の方法が有する効果に加えて、ノズル表面側凹部の
存在により、ノズルプレートの厚みをある程度厚くする
ことができ、そのためノズルプレートの強度を増大させ
ることができるという効果を有する。[0018] Therefore, the method of claim 4 can increase the thickness of the nozzle plate to some extent due to the presence of the recess on the nozzle surface side, in addition to the effects of the methods of claims 1 to 3. This has the effect that the strength of the steel can be increased.
【0019】請求項5のノズルプレートの製造方法は、
請求項1乃至4のいずれかに記載のノズルプレートの製
造方法において、第2の工程と第3の工程との間に湿式
エッチングを実施することを特徴とする。[0019] The method for manufacturing a nozzle plate according to claim 5 is as follows.
In the method for manufacturing a nozzle plate according to any one of claims 1 to 4, wet etching is performed between the second step and the third step.
【0020】このため、請求項5の方法は、所定の未貫
通孔の被加工部があらかじめ一定量加工されているた
め、第3の工程における未貫通孔の加工時間が短縮でき
るという効果を有する。Therefore, the method according to claim 5 has an effect that the processing time of the non-through hole in the third step can be shortened since the processing portion of the predetermined non-through hole is processed in advance by a predetermined amount. .
【0021】請求項6のノズルプレートの製造方法は、
請求項1乃至5のいずれかに記載のノズルプレートの製
造方法において、レーザ加工法を用いて第3の工程を実
施することを特徴とする。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a nozzle plate.
In the method of manufacturing a nozzle plate according to any one of claims 1 to 5, the third step is performed by using a laser processing method.
【0022】このため、請求項6の方法は所定の未貫通
孔の形成を高速で行うことができるという効果を有す
る。Therefore, the method of claim 6 has an effect that the predetermined non-through hole can be formed at a high speed.
【0023】請求項7のノズルプレートの製造方法は、
請求項6に記載のノズルプレートの製造方法において、
未貫通孔の深さがノズル孔の長さよりも大きくなるよう
に第3の工程を実施することを特徴とする。According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a nozzle plate.
The method for manufacturing a nozzle plate according to claim 6,
The third step is characterized in that the third step is performed such that the depth of the non-through hole is larger than the length of the nozzle hole.
【0024】このため、請求項7の方法は、未貫通孔の
加工において一定量以上の加工ができればよいので、深
さ精度に関して厳しい精度を要求しない。すなわち、加
工深さ精度が良好でない加工方法、特にはレーザ加工法
を用いることができるという効果を有する。For this reason, the method of claim 7 does not require strict accuracy with respect to the depth accuracy, since it is sufficient if a certain amount or more can be formed in the processing of the non-through hole. In other words, there is an effect that a processing method with poor processing depth accuracy, in particular, a laser processing method can be used.
【0025】請求項8のノズルプレートの製造方法は、
請求項6に記載のノズルプレートの製造方法において、
未貫通孔の周囲に形成される結晶溶融部分の厚みと未貫
通孔の深さの和がノズル孔の長さよりも大きくなるよう
に第3の工程を実施することを特徴とする。[0025] The method of manufacturing a nozzle plate according to claim 8 is as follows.
The method for manufacturing a nozzle plate according to claim 6,
The third step is performed so that the sum of the thickness of the crystal fusion portion formed around the non-through hole and the depth of the non-through hole is larger than the length of the nozzle hole.
【0026】このため、請求項8の方法は、レーザ加工
において発生する結晶溶融部分の厚みも含めて一定量以
上の加工をすればよいので、レーザ加工における加工量
を低減させることができるという効果を有する。According to the method of claim 8, since it is only necessary to perform processing of a certain amount or more including the thickness of the crystal melting portion generated in the laser processing, the processing amount in the laser processing can be reduced. Having.
【0027】請求項9のノズルプレートの製造方法は、
請求項1乃至5のいずれかに記載のノズルプレートの製
造方法において、プラズマエッチング加工法を用いて第
3の工程を実施することを特徴とする。According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a nozzle plate.
The method of manufacturing a nozzle plate according to any one of claims 1 to 5, wherein the third step is performed by using a plasma etching method.
【0028】このため、請求項9の方法は所定の未貫通
孔の形成を高速で行うことができるという効果を有す
る。プラズマエッチング加工法を用いて高精度(高垂直
性)なノズル孔自体を加工することには、前述したよう
に様々な困難が存在するが、未貫通孔の形成は高精度で
行う必要がないため、高エッチレートの加工条件で加工
を行うことができる(プラズマエッチング加工法におい
ては、高エッチレートと高精度の両立は困難である)。Therefore, the method according to the ninth aspect has an effect that a predetermined non-through hole can be formed at a high speed. There are various difficulties in processing the nozzle hole itself with high precision (high verticality) using the plasma etching method as described above, but it is not necessary to form the non-through hole with high precision. Therefore, processing can be performed under processing conditions of a high etch rate (in a plasma etching processing method, it is difficult to achieve both high etch rate and high precision).
【0029】請求項10のノズルプレートの製造方法
は、請求項9に記載のノズルプレートの製造方法におい
て、未貫通孔の深さがノズル孔の長さよりも大きくなる
ように第3の工程を実施することを特徴とする。According to a tenth aspect of the present invention, in the method of the ninth aspect, the third step is performed so that the depth of the non-through hole is larger than the length of the nozzle hole. It is characterized by doing.
【0030】このため、請求項10の方法は未貫通孔の
加工において一定量以上の加工ができればよいので、深
さ精度に関して厳しい精度を要求しない。すなわち、加
工深さ精度が良好でない加工条件でも加工できるという
効果を有する。プラズマエッチング加工法を用いて深さ
に関して高精度な加工することには様々な困難が存在す
るが、未貫通孔の形成は高精度で行う必要がないため、
加工条件のマージンが広くとれるという効果を有する。For this reason, the method of claim 10 does not require strict accuracy in depth accuracy, since it is only necessary to process a certain amount or more in the processing of the non-through hole. That is, there is an effect that processing can be performed even under processing conditions in which the processing depth accuracy is not good. There are various difficulties in performing high-precision processing with respect to depth using the plasma etching processing method, but since it is not necessary to perform non-through-hole formation with high precision,
This has an effect that a margin of processing conditions can be widened.
【0031】請求項11のノズルプレートの製造方法
は、請求項1乃至10のいずれかに記載のノズルプレー
トの製造方法において、前記(110)面方位の単結晶
シリコン基板に代えて、(110)面方位の単結晶シリ
コン基板のSOI基板を用いたことを特徴とする。According to an eleventh aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a nozzle plate according to any one of the first to tenth aspects, wherein the (110) single crystal silicon substrate is replaced with the (110) plane oriented single crystal silicon substrate. A SOI substrate of a single-crystal silicon substrate having a plane orientation is used.
【0032】このため、請求項11の方法は、ノズル長
さをSOI基板の活性層の厚みと等しくすることが容易
であり、すなわち、ノズル長さを高精度とすることがで
きるという効果を有する。Therefore, the method of claim 11 facilitates making the nozzle length equal to the thickness of the active layer of the SOI substrate, that is, has the effect of making the nozzle length highly accurate. .
【0033】請求項12のノズルプレートの製造方法
は、(110)面方位の単結晶シリコン基板の少なくと
も両面に耐エッチング被膜を形成する第1の工程と、第
1のノズル孔を形成するための第4の開口部及び第2の
ノズル孔を形成するための窪み部を前記耐エッチング被
膜に形成する第2の工程と、第4の開口部の所定部分に
所定の未貫通孔を形成する第3の工程と、この未貫通孔
の形成された単結晶シリコン基板の湿式エッチングを行
うことにより1)第1のノズル孔及び2)第1のノズル
孔と連通するようにノズルプレートの裏面側に形成され
かつ第1のノズル孔より断面積の大きい第2のノズル孔
を形成する第4の工程と、をこの順序で有することを特
徴とする。According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a nozzle plate, comprising: a first step of forming an anti-etching film on at least both surfaces of a single crystal silicon substrate having a (110) plane orientation; and a step of forming a first nozzle hole. A second step of forming a depressed portion for forming a fourth opening and a second nozzle hole in the etching-resistant coating; and a second step of forming a predetermined non-through hole in a predetermined portion of the fourth opening. Step 3 and wet etching of the single crystal silicon substrate on which the non-through-holes are formed are carried out so that 1) the first nozzle hole and 2) the back surface side of the nozzle plate so as to communicate with the first nozzle hole. And a fourth step of forming a second nozzle hole having a larger sectional area than the first nozzle hole in this order.
【0034】このため、請求項12の方法は、2段のノ
ズルを形成することができるという効果を有する。イン
ク吐出が行われる第1のノズル孔と、第1のノズル孔よ
り断面積の大きい第2のノズル孔とを連結させた2段の
ノズルを用いることによりノズル近傍でのインク流速を
向上させることができ、すなわち気泡排出性の向上が図
れるという効果を有する。Therefore, the method of claim 12 has an effect that a two-stage nozzle can be formed. Improving the ink flow rate near the nozzles by using a two-stage nozzle in which a first nozzle hole from which ink is ejected and a second nozzle hole having a larger cross-sectional area than the first nozzle hole are used. In other words, there is an effect that the bubble discharging property can be improved.
【0035】請求項13のノズルプレートの製造方法
は、請求項12に記載のノズルプレートの製造方法にお
いて、第4の開口部及び窪み部を形成するとともに、ノ
ズル表面側凹部を形成するための第3の開口部を耐エッ
チング被膜に形成して第2の工程を実施することを特徴
とする。According to a thirteenth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a nozzle plate according to the twelfth aspect, wherein the fourth opening and the recess are formed, and the nozzle surface side recess is formed. The method is characterized in that the opening of No. 3 is formed in an etching-resistant film and the second step is performed.
【0036】このため、請求項13の方法は、請求項1
2の方法か有する効果に加えて、ノズル表面側凹部の存
在により、ノズルプレートの厚みをある程度厚くするこ
とができ、そのためノズルプレートの強度を増大させる
ことができるという効果を有する。Therefore, the method of claim 13 is based on claim 1
In addition to the effects of the second method, the presence of the concave portion on the nozzle surface side makes it possible to increase the thickness of the nozzle plate to some extent, thereby increasing the strength of the nozzle plate.
【0037】請求項14のインクジェットヘッドは、請
求項1乃至13のいずれかに記載のノズルプレートの製
造方法によって製造されたノズルプレートを有すること
を特徴とする。According to a fourteenth aspect of the present invention, there is provided an ink jet head having a nozzle plate manufactured by the method for manufacturing a nozzle plate according to any one of the first to thirteenth aspects.
【0038】このため、請求項14のインクジェットヘ
ッドは、深いオリフィス用凹部を有するノズルプレート
を用いることで、インクジェットヘッドを高密度化する
に従ってオリフィスの容積が急激に減少するのを緩和す
ることができ、必要な量のインク滴を吐出することが可
能になるという効果を有する。また、請求項14のイン
クジェットヘッドは、効率よく製造され、かつ、垂直及
び/又は高長さ精度及び/又は高形状精度のノズル孔ま
たはオリフィスを有するノズルプレートを用いること
で、安価で高品質印字が可能であるという効果を有す
る。Therefore, in the ink jet head according to the present invention, by using the nozzle plate having the deep orifice concave portion, it is possible to alleviate the rapid decrease in the volume of the orifice as the density of the ink jet head is increased. This has the effect that a required amount of ink droplets can be ejected. Further, the ink jet head according to claim 14 is manufactured efficiently, and uses a nozzle plate having nozzle holes or orifices with vertical and / or high length accuracy and / or high shape accuracy, thereby providing inexpensive and high quality printing. Is possible.
【0039】請求項15のノズルプレートは、長手方向
に連通した第1のノズル孔及び第2のノズル孔を有する
ノズルプレートであって、第1のノズル孔の断面積が第
2のノズル孔のそれより小さく、かつ、第2のノズル孔
が前記第1のノズル孔よりノズルプレートの裏面側に形
成されてなることを特徴とする。A nozzle plate according to a fifteenth aspect is a nozzle plate having a first nozzle hole and a second nozzle hole communicating with each other in a longitudinal direction, wherein the cross-sectional area of the first nozzle hole is equal to that of the second nozzle hole. The second nozzle hole is smaller than the first nozzle hole and is formed on the back side of the nozzle plate with respect to the first nozzle hole.
【0040】このため、請求項15のノズルプレート
は、ノズル近傍でのインク流速が大きく、すなわち気泡
排出性が優れているという効果を有する。Therefore, the nozzle plate according to the fifteenth aspect has an effect that the ink flow velocity near the nozzles is large, that is, the bubble discharging property is excellent.
【0041】請求項16のノズルプレートは、請求項1
5に記載のノズルプレートにおいて、このノズルプレー
トは(110)面方位の単結晶シリコン基板を用いて製
造されたノズルプレートであって、第1及び第2のノズ
ル孔は、この単結晶シリコン基板の表面に対して垂直な
4つの(111)結晶面を含む複数の面からなることを
特徴とする。The nozzle plate according to the sixteenth aspect is the first aspect.
5. The nozzle plate according to item 5, wherein the nozzle plate is a nozzle plate manufactured using a (110) -oriented single-crystal silicon substrate, and the first and second nozzle holes are formed on the single-crystal silicon substrate. It comprises a plurality of planes including four (111) crystal planes perpendicular to the surface.
【0042】このため、請求項16のノズルプレート
は、請求項15のノズルプレートが有する効果に加え
て、第1及び第2のノズル孔の垂直性が良好であるとい
う効果を有する。Therefore, the nozzle plate of claim 16 has an effect that the perpendicularity of the first and second nozzle holes is good in addition to the effect of the nozzle plate of claim 15.
【0043】請求項17のインクジェットヘッドは、請
求項15又は16のいずれかに記載のノズルプレートを
備えたことを特徴とする。According to a seventeenth aspect of the present invention, there is provided an ink jet head including the nozzle plate according to the fifteenth or sixteenth aspect.
【0044】このため、請求項17のインクジェットヘ
ッドは、高気泡排出性、高印字品質であるという効果を
有する。Therefore, the ink jet head according to the seventeenth aspect has the effects of high air bubble discharge and high print quality.
【0045】請求項18のインクジェット記録装置は、
請求項14又は17に記載のインクジェットヘッドを備
えたことを特徴とする。An ink jet recording apparatus according to claim 18 is:
An ink jet head according to claim 14 or 17 is provided.
【0046】このため、請求項18のインクジェット記
録装置は、請求項14又は17に記載のインクジェット
ヘッドが有する効果を備えるという効果を有する。Therefore, the ink jet recording apparatus according to claim 18 has the effect that the ink jet head according to claim 14 or 17 has the same effect.
【0047】なお、ここでいうインクジェット記録装置
とは、インクジェットヘッドを備えることにより紙、プ
ラスチックシート、樹脂等の媒体に情報を記録すること
のできる装置をいい、プリンタ、FAX、コピー等をす
べて含むものである。The ink jet recording apparatus referred to herein is an apparatus having an ink jet head and capable of recording information on a medium such as paper, a plastic sheet, a resin, etc., and includes all printers, faxes, and copies. It is a thing.
【0048】[0048]
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施例に基づき詳
細に説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments.
【0049】(実施例1)図3は実施例1におけるイン
クジェットヘッド400の断面図である。実施例1にお
けるインクジェットヘッド400は、ノズルプレート1
00とキャビティプレート200と電極プレート300
とが接合されてなる構造を有している。ノズルプレート
100は、ノズル孔120とオリフィス用凹部110と
が形成されている。オリフィス用凹部110は、接合さ
れた状態でオリフィス112となり、インクキャビティ
212およびインクリザーバ222とを連結している。
キャビティプレート200は、インクキャビティ用凹部
210とインクリザーバ用凹部220と振動板230と
が形成されている。インクキャビティ用凹部210とイ
ンクリザーバ用凹部220とは、接合された状態でイン
クキャビティ212及びインクリザーバ222を構成し
ている。インクキャビティ212はキャビティプレート
200表面に対し垂直に加工されており、インクリザー
バ222はインクキャビティ212にインクを供給する
ものであり、振動板230はインクを加圧するためのも
のである。電極プレート300には、振動板230を静
電的に吸引しこれによりインクキャビティ212中のイ
ンクを加圧するための電極310が形成されている。イ
ンクは、インク供給管50からインクリザーバ222へ
供給され、最終的にインク滴10としてノズル孔120
から吐出される。ノズルプレート100及びキャビティ
プレート200は、ともに(110)面方位の単結晶シ
リコン基板からなる。Embodiment 1 FIG. 3 is a sectional view of an ink jet head 400 according to Embodiment 1. The ink jet head 400 according to the first embodiment has the nozzle plate 1
00, cavity plate 200 and electrode plate 300
Are joined together. The nozzle plate 100 has a nozzle hole 120 and an orifice recess 110. The orifice recess 110 becomes an orifice 112 when joined, and connects the ink cavity 212 and the ink reservoir 222.
The cavity plate 200 is formed with an ink cavity concave portion 210, an ink reservoir concave portion 220, and a vibration plate 230. The concave portion 210 for the ink cavity and the concave portion 220 for the ink reservoir form an ink cavity 212 and an ink reservoir 222 in a joined state. The ink cavity 212 is processed perpendicular to the surface of the cavity plate 200, the ink reservoir 222 supplies ink to the ink cavity 212, and the vibration plate 230 presses the ink. The electrode plate 300 is provided with an electrode 310 for electrostatically attracting the vibration plate 230 and thereby pressing the ink in the ink cavity 212. The ink is supplied from the ink supply pipe 50 to the ink reservoir 222 and finally becomes the ink droplet 10 as the nozzle hole 120.
Is discharged from. The nozzle plate 100 and the cavity plate 200 are both made of a single crystal silicon substrate having a (110) plane orientation.
【0050】図4は、実施例1におけるノズルプレート
100の斜視図である。各ノズル孔120には、オリフ
ィス用凹部110が2個ずつ対応して形成されている
が、設計条件により、オリフィス用凹部の数は1個の場
合もあるし、3個以上の場合もある。FIG. 4 is a perspective view of the nozzle plate 100 according to the first embodiment. In each nozzle hole 120, two orifice recesses 110 are formed corresponding to each other, but depending on design conditions, the number of orifice recesses may be one, or may be three or more.
【0051】図5は、実施例1のノズルプレート100
の製造工程図であり、(110)面方位の単結晶シリコ
ン基板の少なくとも両面に耐エッチング被膜を形成する
第1の工程(a)と、オリフィス用凹部を形成するため
の第1の開口部及びノズル孔を形成するための第2の開
口部をこの耐エッチング被膜に形成する第2の工程
(b)と、第1及び第2の開口部の所定部分に所定の未
貫通孔を形成する第3の工程(c)と、この未貫通孔の
形成された単結晶シリコン基板の湿式エッチングを行う
ことによりオリフィス用凹部及びノズル孔を形成する第
4の工程(d〜e)と、を有している。FIG. 5 shows the nozzle plate 100 of the first embodiment.
FIG. 3 is a manufacturing process diagram of a first step (a) of forming an etching-resistant coating on at least both surfaces of a (110) single-crystal silicon substrate, a first opening for forming a recess for an orifice, and A second step (b) of forming a second opening for forming a nozzle hole in the etching resistant coating, and a second step of forming a predetermined non-through hole in a predetermined portion of the first and second openings. Step (c) of Step 3 and a fourth step (d to e) of forming a recess for an orifice and a nozzle hole by performing wet etching of the single crystal silicon substrate having the non-through hole formed therein. ing.
【0052】(第1の工程:図5(a))ノズルプレー
ト100となる板厚400μmの(110)面方位の単
結晶シリコン基板500を摂氏1100度、水蒸気を含
む雰囲気下で、4時間の熱処理を行い、この単結晶シリ
コン基板の両面に耐エッチング皮膜として1μm厚みの
シリコン熱酸化膜502を形成する。(First Step: FIG. 5A) A 400 μm-thick (110) plane single-crystal silicon substrate 500 serving as the nozzle plate 100 is placed at 1100 ° C. for 4 hours in an atmosphere containing water vapor. A heat treatment is performed to form a silicon thermal oxide film 502 having a thickness of 1 μm as an etching resistant film on both surfaces of the single crystal silicon substrate.
【0053】(第2の工程:図5(b))熱酸化膜50
2にフォトエッチングを施し、オリフィス用凹部11
0、ノズル孔120、及びノズル孔を貫通させるための
ノズル表面側凹部130を形成するための開口部51
0、520、530を形成する。開口部510の形状は
幅20μmで長さが500μmである平行四辺形であ
り、開口部520の形状は一辺が30μmで、内角が7
0度および110度である菱形であり、この平行四辺形
の長さ500μmの辺及び菱形の一組の平行な辺は単結
晶シリコン基板の<112>方向に平行にアライメント
されている(図6)。(Second Step: FIG. 5B) Thermal Oxide Film 50
2 is subjected to photoetching, and the orifice recess 11
0, a nozzle hole 120, and an opening 51 for forming a nozzle surface side concave portion 130 for penetrating the nozzle hole.
0, 520 and 530 are formed. The shape of the opening 510 is a parallelogram having a width of 20 μm and a length of 500 μm, and the shape of the opening 520 has a side of 30 μm and an inner angle of 7 μm.
The sides of the parallelogram having a length of 500 μm and a set of parallel sides of the rhombus are aligned parallel to the <112> direction of the single crystal silicon substrate (FIG. 6). ).
【0054】(第3の工程:図5(c))第1の開口部
510及び第2の開口部520の所定部分に所定の未貫
通孔512、522を形成する。未貫通孔の形成は、Y
AGレーザを用いて行った。垂直な深い孔を開けるため
にYAGレーザのパワーやパルス数等のパラメータを適
切な値に設定した。インクジェットヘッドの規格から、
未貫通孔深さの狙い値が決定される。実施例1では、イ
ンクジェットヘッドの規格より、オリフィス用凹部の深
さの狙い値は80μm、ノズルの長さの狙い値は30μ
mである。通常単結晶シリコンをレーザ加工する場合、
加工された部分の周囲には結晶溶融部が形成される。結
晶溶融部は結晶性を失っているために、レーザ加工され
た部分に湿式異方性エッチングを行う場合には、エッチ
ングは結晶性を有している部分まで進行して自動的にエ
ッチストップとなる。すなわち、未貫通孔522の深さ
としては、実際の加工深さ狙い値よりも結晶溶融部の厚
みを差し引いた深さだけ加工すればよいことになる。ま
た、未貫通孔522の深さ(結晶溶融部の厚みも含む)
はノズル孔長さの狙い値である30μm以上であればよ
いが、深さばらつきも考慮して多少深い方が望ましい。
実施例1では、その結果、第1の開口部510の所定部
分に形成された未貫通孔512は、直径約15μmで深
さ約75μmとなり、第2の開口部520の所定部分に
形成された未貫通孔522は、直径約18μmで深さ約
35μmとなった(結晶溶融部の厚みは約5μmである
0)。また、実施例1では各開口部510にはそれぞれ
2つの未貫通孔を形成したが、これは、その後に行う第
4の工程での異方性湿式エッチング時間を短縮するため
であり、1つ、または3つ以上の未貫通孔を形成した場
合でも未貫通孔の深さを調整することで、最終的に得ら
れるオリフィス用凹部の形状は同一となる。(Third Step: FIG. 5C) Predetermined non-through holes 512 and 522 are formed in predetermined portions of the first opening 510 and the second opening 520. The formation of the non-through hole is Y
This was performed using an AG laser. Parameters such as the power and the number of pulses of the YAG laser were set to appropriate values in order to form a vertical deep hole. From the inkjet head standard,
The target value of the unpenetrated hole depth is determined. In the first embodiment, the target value of the depth of the orifice recess is 80 μm and the target value of the nozzle length is 30 μm according to the standard of the inkjet head.
m. Normally when laser processing single crystal silicon,
A crystal fusion part is formed around the processed part. Since the crystal fusion part has lost crystallinity, when performing wet anisotropic etching on the laser-processed part, the etching proceeds to the part having crystallinity and automatically stops with an etch stop. Become. That is, as the depth of the non-through hole 522, it is only necessary to process the depth by subtracting the thickness of the crystal fusion part from the target value of the actual processing depth. In addition, the depth of the non-through hole 522 (including the thickness of the crystal fusion part)
Should be 30 μm or more, which is the target value of the length of the nozzle hole, but it is preferable that the depth is slightly deeper in consideration of the variation in depth.
In the first embodiment, as a result, the non-through hole 512 formed in a predetermined portion of the first opening 510 has a diameter of about 15 μm and a depth of about 75 μm, and is formed in a predetermined portion of the second opening 520. The unpenetrated hole 522 had a diameter of about 18 μm and a depth of about 35 μm (the thickness of the crystal fusion portion is about 5 μm, 0). Further, in the first embodiment, two non-through holes are formed in each of the openings 510, respectively, in order to shorten the anisotropic wet etching time in the subsequent fourth step. Or, even when three or more non-through holes are formed, by adjusting the depth of the non-through holes, the shape of the orifice concave portion finally obtained becomes the same.
【0055】(第4の工程:図5(d〜e))次にアル
カリを用いた異方性湿式エッチングを行った。実施例1
では水酸化カリウム水溶液を用いた。通常、(110)
面方位の単結晶シリコン基板をアルカリを用いて異方性
湿式エッチングする場合は、エッチングマスク(実施例
1ではシリコン熱酸化膜)の開口部において、基板表面
に対し垂直な面と35度をなす面(ともに単結晶シリコ
ンの(111)面)とが出現し、開口部の両端部から出
現する2つの35度の(111)面がエッチングにより
形成される凹部の底部で交差するところでエッチングが
停止してしまうが(図1参照)、実施例1では、レーザ
加工により未貫通孔が形成されているために未貫通孔5
12および522の底部と(111)面とが交差すると
ころまでは基板表面に対し35度をなす(111)面が
出現せず、基板表面に対し垂直な4つの(111)面か
らなる、高精度なノズル孔120およびオリフィス用凹
部110が形成できる(図4参照)。図5(d)は、ア
ルカリを用いた異方性湿式エッチングの途中経過を示し
ている。開口部530からのエッチング部532でもエ
ッチングが進行している。図5(d)上では、エッチン
グ部532はレーザによる穴明け加工がないにもかかわ
らず垂直な面が形成されているように描かれているが、
実際にはエッチング部532の面積がノズル孔120の
面積に比べて非常に大きいため、開口部530の形状を
工夫することでほぼ図5(d)に示すような断面形状を
形成できる。さらにエッチングを行うと、ノズル孔とな
るエッチング部524およびオリフィス用凹部となるエ
ッチング部514では、上記したようにさらにはエッチ
ングは進行しないが、エッチング部532ではエッチン
グ時間に応じてエッチングが進行し、最終的にはノズル
孔となるエッチング部524が貫通し、ノズル孔120
が形成される。貫通後、さらにエッチングを行うと、ノ
ズル孔120の長さはエッチング時間に応じて短くなる
ため、ノズル孔120が所望長さとなるところでエッチ
ングを停止する(図5(e))。(Fourth Step: FIGS. 5D to 5E) Next, anisotropic wet etching using an alkali was performed. Example 1
Used an aqueous solution of potassium hydroxide. Usually (110)
When anisotropic wet etching is performed on a single-crystal silicon substrate having a plane orientation using an alkali, an opening of an etching mask (a silicon thermal oxide film in Example 1) forms an angle of 35 degrees with a plane perpendicular to the substrate surface. Plane (both are (111) planes of single crystal silicon) appear, and etching stops when two 35 degree (111) planes emerging from both ends of the opening intersect at the bottom of the recess formed by etching. However, in the first embodiment, since the non-penetrating hole is formed by the laser processing, the non-penetrating hole 5 is formed.
No (111) plane at 35 degrees to the substrate surface appears up to the point where the bottoms of 12 and 522 intersect with the (111) plane, and there are four (111) planes perpendicular to the substrate surface. Accurate nozzle holes 120 and orifice recesses 110 can be formed (see FIG. 4). FIG. 5D shows the progress of anisotropic wet etching using an alkali. Etching is progressing also in the etching portion 532 from the opening 530. In FIG. 5D, the etched portion 532 is depicted as having a vertical surface despite the absence of laser drilling.
Actually, the area of the etched portion 532 is much larger than the area of the nozzle hole 120. Therefore, by devising the shape of the opening 530, a cross-sectional shape almost as shown in FIG. 5D can be formed. When the etching is further performed, the etching does not further proceed in the etching portion 524 serving as the nozzle hole and the etching portion 514 serving as the orifice recess as described above, but the etching proceeds in the etching portion 532 in accordance with the etching time. Eventually, the etching portion 524 that becomes the nozzle hole penetrates and the nozzle hole 120
Is formed. If the nozzle hole 120 is further etched after the penetration, the length of the nozzle hole 120 becomes shorter in accordance with the etching time. Therefore, the etching is stopped when the nozzle hole 120 has a desired length (FIG. 5E).
【0056】(その後の工程)ついで、エッチングマス
クである熱酸化膜502をフッ酸系エッチング液で除去
し(図5(f))、耐インク性付与のために、改めてシ
リコン熱酸化膜504を形成し、ノズルプレート100
が完成する(図5(g))。(Subsequent Steps) Then, the thermal oxide film 502 as an etching mask is removed with a hydrofluoric acid-based etchant (FIG. 5F), and the silicon thermal oxide film 504 is newly formed to impart ink resistance. Forming the nozzle plate 100
Is completed (FIG. 5 (g)).
【0057】前述したように、従来工法では、オリフィ
スは高精度ではあるが、エッチング開口部に対し一義的
に決まる形状しか得られず、すなわちオリフィスの流体
抵抗値の自由度がなかったことに対して、本実施例で
は、オリフィスをノズルプレート表面に対して、垂直に
深く形状精度良好に形成でき、また、その深さはレーザ
加工により任意に決定できるようになったため、インク
ジェット記録装置の様々な仕様におけるオリフィスの流
体抵抗設計値に対応することができた。これにより、高
密度のインクジェットヘッドにおける幅の狭いオリフィ
スにおいて、最適な流体抵抗値が得られるようになり、
すなわち、高印字品質かつ高速印刷が可能なインクジェ
ットヘッドを提供することができた。また、前述したよ
うに、従来工法(プラズマエッチング)で形成されるノ
ズル孔の径は若干のばらつきを有していたが、本実施例
ではフォトエッチングによるパターンによりノズル孔径
寸法が決定されるため、再現よく高精度なノズル孔を低
コストで大量に形成できるようになった。これにより、
高密度インクジェットヘッドおよびこのインクジェット
ヘッドを用いたインクジェット記録装置における印字品
質の安定化と、低コスト化を実現することができた。ま
た、図5(c)における所定箇所への穴明け加工をプラ
ズマエッチングにより行うこともできる。この場合、前
記未貫通孔512および522の加工深さはほぼ同一と
なるが、より深い方の未貫通孔512の所定加工深さに
合わせてプラズマエッチング加工することで、オリフィ
ス用凹部110の深さ及びノズル孔120の長さを共に
狙い値どおりに形成できる。ノズル孔となる未貫通孔5
22の深さは、図5の工程(c)の段階では、ノズル孔
長さの狙い値より大きくなるが、最終的にはエッチング
部532のエッチング深さによりノズル孔120の長さ
を規定するため、なんら問題はない。なお、プラズマエ
ッチングには種々の方式があるが、トレンチエッチング
と呼ばれる垂直深穴加工が可能な方式によることが望ま
しい。 (実施例2)実施例2は、本発明の実施例1における第
2の工程のあとに、アルカリを用いた異方性湿式エッチ
ングを行うことで、その後の第3の工程における未貫通
孔の加工量を低減させ、本工程におけるスループットを
向上させるものである。As described above, in the conventional method, although the orifice has a high precision, only a shape uniquely determined with respect to the etching opening can be obtained. That is, the orifice has no flexibility in the fluid resistance value. In this embodiment, the orifice can be formed vertically and with good shape accuracy with respect to the nozzle plate surface, and the depth can be arbitrarily determined by laser processing. It was able to correspond to the design value of the fluid resistance of the orifice in the specification. Thereby, in the narrow orifice of the high-density inkjet head, the optimum fluid resistance value can be obtained,
That is, it was possible to provide an ink jet head capable of high printing quality and high speed printing. Further, as described above, the diameter of the nozzle hole formed by the conventional method (plasma etching) has a slight variation. However, in this embodiment, the nozzle hole diameter is determined by the pattern formed by the photo etching. It has become possible to form a large number of nozzle holes with high reproducibility and high accuracy at low cost. This allows
It has been possible to stabilize the print quality and reduce the cost of the high-density inkjet head and the inkjet recording apparatus using the inkjet head. In addition, the boring process at a predetermined position in FIG. 5C can be performed by plasma etching. In this case, the processing depths of the non-through holes 512 and 522 are substantially the same, but the depth of the orifice concave portion 110 is reduced by performing plasma etching in accordance with the predetermined processing depth of the deeper non-through hole 512. Both the length and the length of the nozzle hole 120 can be formed as desired. Non-through hole 5 to be a nozzle hole
Although the depth of the nozzle hole 22 becomes larger than the target value of the nozzle hole length at the stage of the step (c) in FIG. 5, the length of the nozzle hole 120 is finally defined by the etching depth of the etching portion 532. Therefore, there is no problem. Although there are various types of plasma etching, it is preferable to use a method called trench etching, which can perform vertical deep hole processing. (Embodiment 2) In Embodiment 2, anisotropic wet etching using an alkali is performed after the second step in Embodiment 1 of the present invention, so that the unpenetrated holes in the subsequent third step are removed. The processing amount is reduced, and the throughput in this step is improved.
【0058】図7は実施例2におけるインクジェットヘ
ッドに用いられるノズルプレート100aの製造工程図
であるが、基本的には実施例1と同一であり、異なる部
分についてのみ詳細に説明を行う。FIG. 7 is a manufacturing process diagram of the nozzle plate 100a used in the ink jet head according to the second embodiment, which is basically the same as the first embodiment, and only different portions will be described in detail.
【0059】図7(a)〜(b)の工程において、本発
明の実施例1と同様に単結晶シリコン基板700上にシ
リコン熱酸化膜702を形成し、このシリコン熱酸化膜
702にオリフィス用凹部110a、ノズル孔120
a、及びノズル孔を貫通させるためのノズル表面側凹部
130aを形成するための開口部710、720、73
0を形成する。ついで、図7(c)の工程において、シ
リコン基板700の湿式異方性エッチングを行う。エッ
チング部ではシリコン基板700の表面に対し35度の
角度で現れる2つの(111)面703が交わるところ
でエッチングが自動的に終了する。次に、図7(d)の
工程において、本発明の実施例1と同様にレーザ加工法
により未貫通孔を形成するが、その際の加工量は、実施
例1の場合に比べて少なくてよいために、加工時間が短
縮されるという効果を有する。7A and 7B, a silicon thermal oxide film 702 is formed on a single crystal silicon substrate 700 in the same manner as in the first embodiment of the present invention. Recess 110a, nozzle hole 120
a, and openings 710, 720, 73 for forming the nozzle surface side concave portion 130a for penetrating the nozzle hole.
0 is formed. Next, in the step of FIG. 7C, the wet anisotropic etching of the silicon substrate 700 is performed. In the etching part, the etching automatically ends when two (111) planes 703 appearing at an angle of 35 degrees with respect to the surface of the silicon substrate 700 intersect. Next, in the step of FIG. 7D, a non-through hole is formed by a laser processing method as in the first embodiment of the present invention, but the processing amount at that time is smaller than that of the first embodiment. For good, there is an effect that processing time is shortened.
【0060】(実施例3)図8は実施例3におけるイン
クジェットヘッドに用いられるノズルプレート100b
の製造工程図であり、その製造工程について以下に詳細
に説明する。本実施例では、ノズルプレート100bと
なる基板として、(110)面方位の単結晶シリコン基
板500に代えて、(110)面方位の単結晶シリコン
基板のSOI基板800を用いている。活性層802は
厚み15μm、誘電体層(SiO2)804は、厚み
0.05μm、支持体806は、厚み400μmであ
り、活性層802および支持体806はともに(11
0)面方位の単結晶シリコンである。図8(a)〜
(g)における加工条件は、実施例1の場合と全く同一
であるため、説明を省略する。YAGレーザによるSi
への穴明け加工では、誘電体層804の加工に要するパ
ワーは無視し得るため、加工深さもばらつきの範囲で本
発明の実施例1の場合と同一となる。SOI基板を用い
ることで、開口部830からのエッチング部832での
エッチングは、誘電体層804が出現したところで、自
動的に停止する。誘電体層804の厚みは0.05μm
であり、長時間(10数分程度)の異方性湿式エッチン
グでは消失してしまうため、エッチングは適当なところ
で終了しなければならないが、同一バッチ内のエッチン
グばらつきを考慮してもエッチング停止には±5分程度
の許容範囲があるため、本工程における歩留まりは10
0%である。(Embodiment 3) FIG. 8 shows a nozzle plate 100b used for an ink jet head in Embodiment 3.
It is a manufacturing process diagram, and the manufacturing process will be described in detail below. In this embodiment, a SOI substrate 800 of a (110) plane single crystal silicon substrate is used instead of the (110) plane single crystal silicon substrate 500 as a substrate serving as the nozzle plate 100b. The active layer 802 has a thickness of 15 μm, the dielectric layer (SiO 2 ) 804 has a thickness of 0.05 μm, the support 806 has a thickness of 400 μm, and both the active layer 802 and the support 806 have (11
0) It is single crystal silicon having a plane orientation. FIG.
Since the processing conditions in (g) are exactly the same as in the case of the first embodiment, the description is omitted. Si by YAG laser
Since the power required for processing the dielectric layer 804 can be ignored in the hole drilling, the processing depth is the same as that in the first embodiment of the present invention within the range of variation. With the use of the SOI substrate, the etching in the etching portion 832 from the opening 830 is automatically stopped when the dielectric layer 804 appears. The thickness of the dielectric layer 804 is 0.05 μm
However, the etching must be terminated at an appropriate point because it disappears in the anisotropic wet etching for a long time (about 10 minutes), but the etching is stopped even in consideration of the etching variation in the same batch. Has a tolerance of about ± 5 minutes, so the yield in this step is 10
0%.
【0061】本実施例で得られたノズルプレート100
bでは、ノズル孔120bの長さは活性層802の厚み
と同一であり、すなわち、エッチングに関するパラメー
タの変動によるエッチング深さばらつき(通常±5μm
程度)によらず、SOI基板製造工程で達成されている
活性層厚みばらつき(研磨工程の精度によるが、±1μ
m程度)の精度でノズル孔長さ精度が確保されるため、
より高印字品質のインクジェットヘッドを提供すること
ができた。The nozzle plate 100 obtained in the present embodiment
b, the length of the nozzle hole 120b is the same as the thickness of the active layer 802, that is, the etching depth variation (typically ± 5 μm
Irrespective of the degree, the active layer thickness variation achieved in the SOI substrate manufacturing process (± 1 μm depending on the accuracy of the polishing process)
m), the nozzle hole length accuracy is secured.
An ink jet head with higher printing quality could be provided.
【0062】なお、実施例3においては、ノズルプレー
ト上にオリフィス及びノズル孔を共に形成したが、オリ
フィスのみを、又はノズル孔のみを本発明の方法により
ノズルプレート上に形成し、オリフィス又はノズル孔は
他の方法により前記ノズルプレート上又は、他の基板上
に形成する場合も本発明の主旨から逸脱しない。In the third embodiment, both the orifice and the nozzle hole are formed on the nozzle plate. However, only the orifice or only the nozzle hole is formed on the nozzle plate by the method of the present invention, and the orifice or the nozzle hole is formed. Does not depart from the gist of the present invention when formed on the nozzle plate or another substrate by another method.
【0063】(実施例4)図9は実施例4におけるイン
クジェットヘッド400cの断面図である。実施例4に
おけるインクジェットヘッド400cは、ノズルプレー
ト100cとキャビティプレート200cと電極プレー
ト300cとが接合されてなる構造を有している。イン
クジェットヘッド400cのインク吐出原理、およびキ
ャビティプレート200cおよび電極プレート300c
の構造は本発明の実施例1の場合と同一であるので説明
を省略する。(Embodiment 4) FIG. 9 is a sectional view of an ink jet head 400c in Embodiment 4. The ink jet head 400c according to the fourth embodiment has a structure in which the nozzle plate 100c, the cavity plate 200c, and the electrode plate 300c are joined. Ink ejection principle of ink jet head 400c, cavity plate 200c and electrode plate 300c
Is the same as that of the first embodiment of the present invention, and the description is omitted.
【0064】図10は、実施例4におけるノズルプレー
ト100cの斜視図である。ノズルプレート100cの
ノズル孔はインク吐出方向に対して、断面積の異なる第
1ノズル120c1と第2ノズル120c2からなる2
段形状となっており、記録媒体に近い側(第1ノズル1
20c1)の断面積が小さくなっている。このような形
状とすることでノズル孔近傍でのインク流速が増加し、
気泡排出性を向上させることが可能となるが、ノズル孔
以外の部分は基本的に本発明の第1の実施例と同一の構
造であり、説明を省略する。FIG. 10 is a perspective view of a nozzle plate 100c according to the fourth embodiment. The nozzle holes of the nozzle plate 100c are composed of a first nozzle 120c1 and a second nozzle 120c2 having different cross-sectional areas in the ink ejection direction.
It has a stepped shape and is closer to the recording medium (first nozzle 1
20c1) has a small cross-sectional area. With such a shape, the ink flow velocity near the nozzle hole increases,
Although it is possible to improve the air bubble discharging property, portions other than the nozzle holes have basically the same structure as that of the first embodiment of the present invention, and a description thereof will be omitted.
【0065】図11は、実施例4のノズルプレート10
0cの製造工程図であり、(110)面方位の単結晶シ
リコン基板の少なくとも両面に耐エッチング被膜を形成
する第1の工程(a)と、オリフィス用凹部を形成する
ための第1の開口部、第1ノズルを形成するための第4
の開口部、第2ノズルを形成するための窪み部及びノズ
ル表面側凹部を形成するための第3の開口部をこの耐エ
ッチング被膜に形成する第2の工程(b〜d)と、第1
及び第4の開口部の所定部分に所定の未貫通孔を形成す
る第3の工程(e)と、この未貫通孔の形成された単結
晶シリコン基板の湿式エッチングを行うことによりオリ
フィス用凹部及びノズル孔を形成する第4の工程(f〜
h)と、を有している。FIG. 11 shows the nozzle plate 10 of the fourth embodiment.
FIG. 10C is a manufacturing process diagram of FIG. 0C, showing a first step (a) of forming an etching-resistant coating on at least both surfaces of a single crystal silicon substrate having a (110) plane orientation, and a first opening for forming a recess for an orifice; , The fourth for forming the first nozzle
A second step (b-d) of forming an opening, a recess for forming a second nozzle, and a third opening for forming a recess on the nozzle surface side in the etching resistant film;
And a third step (e) of forming a predetermined non-through hole in a predetermined portion of the fourth opening, and performing a wet etching of the single crystal silicon substrate having the non-through hole to form a recess for an orifice and The fourth step of forming the nozzle hole (f to
h).
【0066】(第1の工程:図11(a))ノズルプレ
ート100cとなる板厚400μmの(110)面方位
の単結晶シリコン基板1100を摂氏1100度、水蒸
気を含む雰囲気下で、4時間の熱処理を行い、この単結
晶シリコン基板の両面に耐エッチング皮膜として1μm
厚みのシリコン熱酸化膜1102を形成する。(First Step: FIG. 11A) A single-crystal silicon substrate 1100 having a thickness of 400 μm and having a (110) plane orientation and serving as a nozzle plate 100c was heated at 1100 ° C. for 4 hours in an atmosphere containing water vapor. After heat treatment, 1 μm as an etching resistant film is formed on both surfaces of this single crystal silicon substrate.
A silicon thermal oxide film 1102 having a thickness is formed.
【0067】(第2の工程:図11(b〜d))熱酸化
膜1102にフォトエッチングを施し、オリフィス用凹
部110c、第1ノズル120c1、ノズル孔を貫通さ
せるためのノズル表面側凹部130cを形成するための
開口部1110、1120c1、1130、と第2ノズ
ル120c2を形成するための窪み部1120c2を形
成する。開口部1110及び開口部1130の形状・寸
法は本発明の実施例1の場合と同一である。窪み部11
20c2の形状は、開口部1120c1の形状に対し相
似である一辺が50μmの菱形であり、開口部1120
c1に対し同心状に配置される。また、窪み部1120
c2のシリコン熱酸化膜の膜厚は0.7μmとする。(Second Step: FIGS. 11B to 11D) The thermal oxide film 1102 is subjected to photoetching to form the orifice recess 110c, the first nozzle 120c1, and the nozzle surface side recess 130c for penetrating the nozzle hole. Openings 1110, 1120c1 and 1130 for forming, and a recess 1120c2 for forming the second nozzle 120c2 are formed. The shape and dimensions of the opening 1110 and the opening 1130 are the same as those in the first embodiment of the present invention. Recess 11
The shape of 20c2 is a rhombus with a side of 50 μm, which is similar to the shape of the opening 1120c1, and the shape of the opening 1120c1 is
It is arranged concentrically with respect to c1. Also, the depression 1120
The thickness of the silicon thermal oxide film of c2 is 0.7 μm.
【0068】(第3の工程:図11(e))第1の開口
部1110及び第2の開口部1120c1の所定部分に
YAGレーザにより所定の未貫通孔1112及び112
2を形成する。未貫通孔1112の加工は実施例1の未
貫通孔512の場合と同一条件で行ったが、未貫通孔1
122の加工ではYAGレーザのパワーやパルス数等の
パラメータを適切な値に設定し、その結果、直径約18
μmで深さ約80μmとなった。(Third Step: FIG. 11E) Predetermined non-through holes 1112 and 112 are formed in predetermined portions of the first opening 1110 and the second opening 1120c1 by a YAG laser.
Form 2 The processing of the non-penetrating hole 1112 was performed under the same conditions as in the case of the non-penetrating hole 512 of the first embodiment.
In the processing of step 122, parameters such as the power and the number of pulses of the YAG laser are set to appropriate values.
μm and a depth of about 80 μm.
【0069】(第4の工程:図11(f〜h))次にア
ルカリを用いた異方性湿式エッチングを行った。実施例
4では、実施例1の場合と同様に水酸化カリウム水溶液
を用いたが、異方性湿式エッチングを2回に分けて実施
した。1回目の異方性湿式エッチングでは、所定時間の
エッチングにより、第1ノズルとなる部分1124及び
オリフィス用凹部110cを形成する(図11(f)の
工程)。この時点で、窪み部1120c2のシリコン熱
酸化膜は水酸化カリウム水溶液によりエッチングされ、
当初0.7μmであった膜厚は薄くなっている。次い
で、窪み部1120c2の残りのシリコン熱酸化膜を全
てフッ酸系エッチング液で除去する(図11(g)の工
程)。次に、2回目の異方性湿式エッチングを行い、第
2ノズル120c2を形成する。エッチング時間として
は、第1ノズルとなる部分1124がノズル表面側凹部
130cとなるエッチング部1132のエッチングによ
り貫通し、第1ノズル120c1の長さが30μm、第
2ノズル120c2の深さが50μmとなるように調整
される。(Fourth Step: FIGS. 11F to 11H) Next, anisotropic wet etching using alkali was performed. In Example 4, an aqueous solution of potassium hydroxide was used as in Example 1, but anisotropic wet etching was performed twice. In the first anisotropic wet etching, the portion 1124 to be the first nozzle and the orifice recess 110c are formed by etching for a predetermined time (step of FIG. 11F). At this point, the silicon thermal oxide film in the recessed portion 1120c2 is etched by the potassium hydroxide aqueous solution,
The film thickness, which was initially 0.7 μm, has become thinner. Next, the remaining silicon thermal oxide film in the recess 1120c2 is entirely removed with a hydrofluoric acid-based etchant (step of FIG. 11 (g)). Next, the second anisotropic wet etching is performed to form the second nozzle 120c2. As for the etching time, the portion 1124 serving as the first nozzle penetrates by etching the etching portion 1132 serving as the nozzle surface side recess 130c, the length of the first nozzle 120c1 is 30 μm, and the depth of the second nozzle 120c2 is 50 μm. Is adjusted as follows.
【0070】(その後の工程)ついで、エッチングマス
クである熱酸化膜1102をフッ酸系エッチング液で除
去し、耐インク性付与のために、改めてシリコン熱酸化
膜1104を形成し、ノズルプレート100cが完成す
る(図11(i))。(Subsequent Steps) Next, the thermal oxide film 1102 as an etching mask is removed with a hydrofluoric acid-based etchant, and a silicon thermal oxide film 1104 is formed again to impart ink resistance. It is completed (FIG. 11 (i)).
【0071】また、図11(e)における所定箇所への
穴明け加工をプラズマエッチングにより行うこともでき
る。なお、プラズマエッチングには種々の方式がある
が、トレンチエッチングと呼ばれる垂直深穴加工が可能
な方式によることが望ましい。実施例4で得られたノズ
ルプレート100cでは、ノズル孔はインク吐出方向に
対して、断面積の異なる第1ノズル120c1と第2ノ
ズル120c2からなる2段形状となっているために、
ノズル孔近傍でのインク流速が増加し、気泡排出性を向
上させることが可能となったため、このノズルプレート
を用いることで高印字品質のインクジェットヘッドを提
供することができた。The drilling of a predetermined portion in FIG. 11E can be performed by plasma etching. Although there are various types of plasma etching, it is preferable to use a method called trench etching, which can perform vertical deep hole processing. In the nozzle plate 100c obtained in the fourth embodiment, the nozzle holes have a two-stage shape including the first nozzle 120c1 and the second nozzle 120c2 having different cross-sectional areas in the ink ejection direction.
Since the ink flow rate in the vicinity of the nozzle hole was increased and it was possible to improve the bubble discharging property, it was possible to provide an ink jet head of high print quality by using this nozzle plate.
【0072】なお、本実施例においては、ノズルプレー
ト上にオリフィス用凹部及びノズル孔をともに形成した
が、オリフィス用凹部のみを、又はノズル孔のみを本発
明の方法によりノズルプレート上に形成し、オリフィス
用凹部又はノズル孔は他の方法により前記ノズルプレー
ト上または、他の基板上に形成する場合も本発明の主旨
から逸脱しない。In the present embodiment, both the orifice recess and the nozzle hole are formed on the nozzle plate. However, only the orifice recess or only the nozzle hole is formed on the nozzle plate by the method of the present invention. The case where the orifice recess or the nozzle hole is formed on the nozzle plate or another substrate by another method does not depart from the gist of the present invention.
【図1】 従来技術におけるエッチング原理の説明図。FIG. 1 is an explanatory diagram of an etching principle in a conventional technique.
【図2】 本発明におけるエッチング原理の説明図。FIG. 2 is an explanatory diagram of an etching principle in the present invention.
【図3】 実施例1におけるインクジェットヘッドの断
面図。FIG. 3 is a cross-sectional view of the inkjet head according to the first embodiment.
【図4】 実施例1におけるノズルプレートの斜視図。FIG. 4 is a perspective view of a nozzle plate according to the first embodiment.
【図5】 実施例1におけるノズルプレートの製造工程
断面図。FIG. 5 is a sectional view of the manufacturing process of the nozzle plate in the first embodiment.
【図6】 開口部のパターニング方向の説明図。FIG. 6 is an explanatory diagram of a patterning direction of an opening.
【図7】 実施例2におけるノズルプレートの製造工程
断面図。FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the nozzle plate according to the second embodiment.
【図8】 実施例3におけるノズルプレートの製造工程
断面図。FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the nozzle plate according to the third embodiment.
【図9】 実施例4におけるインクジェットヘッドの断
面図。FIG. 9 is a sectional view of an inkjet head according to a fourth embodiment.
【図10】 実施例4におけるノズルプレートの斜視
図。FIG. 10 is a perspective view of a nozzle plate according to a fourth embodiment.
【図11】 実施例4におけるノズルプレートの製造工
程断面図。FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the nozzle plate in the fourth embodiment.
100 ノズルプレート 110 オリフィス用凹部 112 オリフィス 120 ノズル孔 130 ノズル表面側凹部 200 キャビティプレート 212 インクキャビティ 222 インクリザーバ 230 振動板 300 電極プレート 310 電極 400 インクジェットヘッド 512、522 未貫通孔 REFERENCE SIGNS LIST 100 nozzle plate 110 recess for orifice 112 orifice 120 nozzle hole 130 recess on nozzle surface side 200 cavity plate 212 ink cavity 222 ink reservoir 230 diaphragm 300 electrode plate 310 electrode 400 inkjet head 512, 522 non-through hole
Claims (18)
の少なくとも両面に耐エッチング被膜を形成する第1の
工程と、オリフィス用凹部を形成するための第1の開口
部をこの耐エッチング被膜に形成する第2の工程と、第
1の開口部の所定部分に所定の未貫通孔を形成する第3
の工程と、この未貫通孔の形成された単結晶シリコン基
板の湿式エッチングを行うことによりオリフィス用凹部
を形成する第4の工程と、をこの順序で有することを特
徴とするノズルプレートの製造方法。1. A first step of forming an etching resistant film on at least both surfaces of a (110) plane oriented single crystal silicon substrate, and a first opening for forming a recess for an orifice is formed on the etching resistant film. A second step of forming, and a third step of forming a predetermined non-through hole at a predetermined portion of the first opening.
And a fourth step of forming a recess for an orifice by performing wet etching of the single crystal silicon substrate having the non-through hole formed therein in this order. .
の少なくとも両面に耐エッチング被膜を形成する第1の
工程と、ノズル孔を形成するための第2の開口部をこの
耐エッチング被膜に形成する第2の工程と、第2の開口
部の所定部分に所定の未貫通孔を形成する第3の工程
と、この未貫通孔の形成された単結晶シリコン基板の湿
式エッチングを行うことによりノズル孔を形成する第4
の工程と、をこの順序で有することを特徴とするノズル
プレートの製造方法。2. A first step of forming an etching resistant film on at least both surfaces of a (110) plane oriented single crystal silicon substrate, and a second opening for forming a nozzle hole is formed in the etching resistant film. A second step of forming a predetermined non-through hole in a predetermined portion of the second opening, and a wet etching of the single crystal silicon substrate having the non-through hole formed therein. Fourth forming hole
And a step of producing the nozzle plate in this order.
の少なくとも両面に耐エッチング被膜を形成する第1の
工程と、オリフィス用凹部を形成するための第1の開口
部及びノズル孔を形成するための第2の開口部をこの耐
エッチング被膜に形成する第2の工程と、第1及び第2
の開口部の所定部分に所定の未貫通孔を形成する第3の
工程と、この未貫通孔の形成された単結晶シリコン基板
の湿式エッチングを行うことによりオリフィス用凹部及
びノズル孔を形成する第4の工程と、をこの順序で有す
ることを特徴とするノズルプレートの製造方法。3. A first step of forming an etching-resistant coating on at least both surfaces of a (110) plane oriented single crystal silicon substrate, and forming a first opening and a nozzle hole for forming a recess for an orifice. Forming a second opening in the etching resistant film,
A third step of forming a predetermined non-through hole in a predetermined portion of the opening, and a step of forming an orifice recess and a nozzle hole by performing wet etching of the single crystal silicon substrate having the non-through hole formed therein. 4. A method for manufacturing a nozzle plate, comprising the steps of:
ルプレートの製造方法において、1)第1の開口部及び
/又は第2の開口部を形成するとともに、2)ノズル表
面側凹部を形成するための第3の開口部を耐エッチング
被膜に形成して第2の工程を実施することを特徴とする
ノズルプレートの製造方法。4. The method for manufacturing a nozzle plate according to claim 1, wherein: 1) forming the first opening and / or the second opening; and 2) forming the recess on the nozzle surface side. A method for manufacturing a nozzle plate, comprising: forming a third opening to be formed in an etching-resistant film; and performing a second step.
ルプレートの製造方法において、第2の工程と第3の工
程との間に湿式エッチングを実施することを特徴とする
ノズルプレートの製造方法。5. The method of manufacturing a nozzle plate according to claim 1, wherein wet etching is performed between the second step and the third step. Method.
ルプレートの製造方法において、レーザ加工法を用いて
第3の工程を実施することを特徴とするノズルプレート
の製造方法。6. The method of manufacturing a nozzle plate according to claim 1, wherein the third step is performed by using a laser processing method.
方法において、未貫通孔の深さがノズル孔の長さよりも
大きくなるように第3の工程を実施することを特徴とす
るノズルプレートの製造方法。7. The method of manufacturing a nozzle plate according to claim 6, wherein the third step is performed such that the depth of the non-through hole is larger than the length of the nozzle hole. Production method.
方法において、未貫通孔の周囲に形成される結晶溶融部
分の厚みと未貫通孔の深さの和がノズル孔の長さよりも
大きくなるように第3の工程を実施することを特徴とす
るノズルプレートの製造方法。8. The method of manufacturing a nozzle plate according to claim 6, wherein the sum of the thickness of the crystal melting portion formed around the non-through hole and the depth of the non-through hole is larger than the length of the nozzle hole. The method of manufacturing a nozzle plate, wherein the third step is performed as described above.
ルプレートの製造方法において、プラズマエッチング加
工法を用いて第3の工程を実施することを特徴とするノ
ズルプレートの製造方法。9. The method of manufacturing a nozzle plate according to claim 1, wherein the third step is performed by using a plasma etching method.
造方法において、未貫通孔の深さがノズル孔の長さより
も大きくなるように第3の工程を実施することを特徴と
するノズルプレートの製造方法。10. The method of manufacturing a nozzle plate according to claim 9, wherein the third step is performed such that the depth of the non-through hole is larger than the length of the nozzle hole. Production method.
ノズルプレートの製造方法において、前記(110)面
方位の単結晶シリコン基板に代えて、(110)面方位
の単結晶シリコン基板のSOI基板を用いたことを特徴
とするノズルプレートの製造方法。11. The method of manufacturing a nozzle plate according to claim 1, wherein the SOI of the (110) plane single crystal silicon substrate is replaced with the (110) plane single crystal silicon substrate. A method for manufacturing a nozzle plate, comprising using a substrate.
板の少なくとも両面に耐エッチング被膜を形成する第1
の工程と、第1のノズル孔を形成するための第4の開口
部及び第2のノズル孔を形成するための窪み部を前記耐
エッチング被膜に形成する第2の工程と、第4の開口部
の所定部分に所定の未貫通孔を形成する第3の工程と、
この未貫通孔の形成された単結晶シリコン基板の湿式エ
ッチングを行うことにより1)第1のノズル孔及び2)
第1のノズル孔と連通するようにノズルプレートの裏面
側に形成されかつ第1のノズル孔より断面積の大きい第
2のノズル孔を形成する第4の工程と、をこの順序で有
することを特徴とするノズルプレートの製造方法。12. A first method for forming an etching resistant film on at least both surfaces of a (110) plane oriented single crystal silicon substrate.
Forming a fourth opening for forming a first nozzle hole and a recess for forming a second nozzle hole in the etching resistant film; A third step of forming a predetermined non-through hole in a predetermined portion of the portion;
By performing wet etching of the single crystal silicon substrate on which the non-through holes are formed, 1) a first nozzle hole and 2)
Forming a second nozzle hole formed on the back surface side of the nozzle plate so as to communicate with the first nozzle hole and having a larger cross-sectional area than the first nozzle hole in this order. Characteristic method of manufacturing nozzle plate.
製造方法において、第4の開口部及び窪み部を形成する
とともに、ノズル表面側凹部を形成するための第3の開
口部を耐エッチング被膜に形成して第2の工程を実施す
ることを特徴とするノズルプレートの製造方法。13. The method of manufacturing a nozzle plate according to claim 12, wherein the fourth opening and the recess are formed, and the third opening for forming the nozzle surface side recess is formed of an etching resistant film. A method for manufacturing a nozzle plate, comprising forming and performing a second step.
ノズルプレートの製造方法によって製造されたノズルプ
レートを有することを特徴とするインクジェットヘッ
ド。14. An ink jet head having a nozzle plate manufactured by the method for manufacturing a nozzle plate according to claim 1.
び第2のノズル孔を有するノズルプレートであって、第
1のノズル孔の断面積が第2のノズル孔のそれより小さ
く、かつ、第2のノズル孔が前記第1のノズル孔よりノ
ズルプレートの裏面側に形成されてなることを特徴とす
るノズルプレート。15. A nozzle plate having a first nozzle hole and a second nozzle hole communicating in the longitudinal direction, wherein the cross-sectional area of the first nozzle hole is smaller than that of the second nozzle hole, and A nozzle plate wherein a second nozzle hole is formed on the back side of the nozzle plate with respect to the first nozzle hole.
おいて、このノズルプレートは(110)面方位の単結
晶シリコン基板を用いて製造されたノズルプレートであ
って、第1及び第2のノズル孔は、この単結晶シリコン
基板の表面に対して垂直な4つの(111)結晶面を含
む複数の面からなることを特徴とするノズルプレート。16. The nozzle plate according to claim 15, wherein the nozzle plate is a nozzle plate manufactured using a single crystal silicon substrate having a (110) plane orientation, and the first and second nozzle holes are formed. A nozzle plate comprising a plurality of planes including four (111) crystal planes perpendicular to the surface of the single crystal silicon substrate.
のノズルプレートを備えたことを特徴とするインクジェ
ットヘッド。17. An ink jet head comprising the nozzle plate according to claim 15.
ェットヘッドを備えたことを特徴とするインクジェット
記録装置。18. An ink jet recording apparatus comprising the ink jet head according to claim 14.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4840498A JPH111000A (en) | 1997-04-15 | 1998-02-27 | Manufacture of nozzle plate, ink jet head, nozzle plate, and ink jet recorder |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9-97773 | 1997-04-15 | ||
JP9777397 | 1997-04-15 | ||
JP4840498A JPH111000A (en) | 1997-04-15 | 1998-02-27 | Manufacture of nozzle plate, ink jet head, nozzle plate, and ink jet recorder |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH111000A true JPH111000A (en) | 1999-01-06 |
Family
ID=26388666
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4840498A Withdrawn JPH111000A (en) | 1997-04-15 | 1998-02-27 | Manufacture of nozzle plate, ink jet head, nozzle plate, and ink jet recorder |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH111000A (en) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1998
- 1998-02-27 JP JP4840498A patent/JPH111000A/en not_active Withdrawn
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