JPWO2022270237A5 - - Google Patents
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Description
また、請求項５に記載の発明は、請求項１又は２に記載のノズルプレートであって、
前記吐出面から前記排出流路までの距離が、５μｍ以上２００μｍ以下である。
The invention described in claim 5 is the nozzle plate described in claim 1 or 2 ,
The distance from the ejection surface to the discharge flow path is 5 μm or more and 200 μm or less.
また、請求項６に記載の発明は、請求項１又は２に記載のノズルプレートであって、
前記ノズルテーパー部の斜面と、ノズル中心軸に平行な軸との角度であるテーパー角度が、１５°以上７５°以下である。
The present invention provides a nozzle plate according to claim 1 or 2 ,
The taper angle, which is the angle between the inclined surface of the nozzle taper portion and an axis parallel to the central axis of the nozzle, is 15° or more and 75° or less.
また、請求項８に記載の発明は、請求項６に記載のノズルプレートであって、
前記ノズル流路は、前記テーパー角度の異なる連続した複数のノズルテーパー部を備える。
The invention described in claim 8 is the nozzle plate described in claim 6 ,
The nozzle flow passage includes a plurality of continuous nozzle taper sections having different taper angles.
また、請求項９に記載の発明は、請求項１又は２に記載のノズルプレートであって、
前記基板は、単結晶シリコンからなり、
前記ノズル流路は、前記ノズルテーパー部における前記吐出面と反対側の端部と連続するストレート連通部を備え、
前記ノズルテーパー部は、４つの｛１１１｝面で形成され、
前記ストレート連通部は、４つの｛１００｝面で形成されている。
The invention described in claim 9 is the nozzle plate described in claim 1 or 2 ,
the substrate is made of single crystal silicon;
the nozzle flow path includes a straight communicating portion that is continuous with an end portion of the nozzle tapered portion opposite to the ejection surface,
The nozzle taper portion is formed by four {111} faces,
The straight communicating portion is formed by four {100} faces.
また、請求項１１に記載の発明は、請求項９に記載のノズルプレートであって、
前記排出流路は、隣接する前記ノズルテーパー部の境界に位置するように形成されている。
The present invention according to claim 11 is the nozzle plate according to claim 9 ,
The discharge flow passage is formed so as to be located at the boundary between the adjacent nozzle taper portions.
また、請求項１２に記載の発明は、液滴吐出装置に搭載される液滴吐出ヘッドであって、
請求項１又は２に記載のノズルプレートを備える。
A twelfth aspect of the present invention is a droplet ejection head mounted on a droplet ejection device, comprising:
The nozzle plate according to claim 1 or 2 is provided.
また、請求項１５に記載の発明は、請求項１３に記載の液滴吐出装置であって、
前記ノズル開口部から吐出される液滴量が３０ｐＬ以上３００ｐＬ以下である。
The invention described in claim 15 is the droplet ejection device described in claim 13 ,
The amount of droplets discharged from the nozzle opening is 30 pL or more and 300 pL or less.
また、請求項１９に記載の発明は、請求項１６又は１７に記載のノズルプレートの製造方法であって、
前記第１工程は、前記基板の第一面と、前記第一面に対向する面である第二面に一様に前記表面マスク層を形成し、
前記第５工程は、前記排出流路の側面及び底面の排出流路マスク層を除去し、
前記第二面上の表面マスク層に、前記排出流路となる排出流路パターンを形成する第６工程と、
前記排出流路パターン下にある基板を、表面からドライエッチングにより途中まで深掘り加工することで、前記排出流路を形成する第７工程と、
前記排出流路の側面及び底面に前記排出流路マスク層を形成する第８工程と、を前記第１工程及び前記第２工程の間に行う。
The present invention according to claim 19 provides a method for manufacturing a nozzle plate according to claim 16 or 17 , comprising the steps of:
The first step includes forming the surface mask layer uniformly on a first surface of the substrate and a second surface opposite to the first surface,
The fifth step is to remove the discharge flow path mask layer from the side and bottom surfaces of the discharge flow path.
a sixth step of forming a discharge flow path pattern that becomes the discharge flow path in a surface mask layer on the second surface;
a seventh step of forming the exhaust flow path by deep-drilling the substrate under the exhaust flow path pattern from the surface to a middle portion by dry etching;
and an eighth step of forming the discharge flow path mask layer on the side and bottom surfaces of the discharge flow path, the eighth step being carried out between the first step and the second step.
Claims (19)
前記ノズル流路は、前記基板の液滴が吐出される吐出面に向かうにつれて、液滴の吐出方向に対して直交する断面積である流路面積が漸次狭くなるノズルテーパー部を備え、
前記排出流路は、前記吐出面側から見て前記ノズルテーパー部の途中に設けられているノズルプレート。 A nozzle plate comprising: a substrate; a nozzle flow path provided through the substrate and including a nozzle opening for ejecting liquid droplets; and a discharge flow path for discharging liquid from the nozzle flow path,
the nozzle flow path includes a nozzle taper portion in which a flow path area, which is a cross-sectional area perpendicular to a droplet ejection direction, gradually narrows toward an ejection surface of the substrate from which the droplets are ejected;
The discharge flow passage is provided midway through the nozzle taper portion when viewed from the ejection surface side of the nozzle plate.
前記ノズル流路は、前記ノズルテーパー部における前記吐出面と反対側の端部と連続するストレート連通部を備え、
前記ノズルテーパー部は、４つの｛１１１｝面で形成され、
前記ストレート連通部は、４つの｛１００｝面で形成されている請求項１又は２に記載のノズルプレート。 the substrate is made of single crystal silicon;
the nozzle flow path includes a straight communicating portion that is continuous with an end portion of the nozzle tapered portion opposite to the ejection surface,
The nozzle taper portion is formed by four {111} faces,
3. The nozzle plate according to claim 1 , wherein the straight communicating portion is formed by four {100} faces.
請求項１又は２に記載のノズルプレートを備える液滴吐出ヘッド。 A droplet ejection head mounted on a droplet ejection device,
A droplet ejection head comprising the nozzle plate according to claim 1 or 2 .
請求項１２に記載の液滴吐出ヘッドを備える液滴吐出装置。 A droplet ejection device, comprising:
A droplet ejection device comprising the droplet ejection head according to claim 12.
表面の結晶方位が｛１００｝面である単結晶シリコンの基板の第一面に表面マスク層を一様に形成する第１工程と、
前記表面マスク層に、ノズル開口部となる円形若しくは多角形の開口パターンを形成する第２工程と、
前記開口パターン下にある前記基板を、表面からドライエッチングにより貫通加工することで、貫通孔を形成する第３工程と、
前記基板に対する異方性ウェットエッチングにより前記貫通孔を拡大することで、ノズルテーパー部を形成する第４工程と、
前記ノズルテーパー部の途中までドライエッチングにより深掘り加工を行うことで、排出流路を形成する第５工程と、を含むノズルプレートの製造方法。 A method for manufacturing a nozzle plate of a droplet ejection head, comprising the steps of:
A first step of uniformly forming a surface mask layer on a first surface of a single crystal silicon substrate having a surface crystal orientation of a {100} plane;
a second step of forming a circular or polygonal opening pattern to become a nozzle opening in the surface mask layer;
a third step of forming through holes by dry etching the substrate under the opening pattern from the surface;
a fourth step of enlarging the through hole by anisotropic wet etching of the substrate to form a nozzle taper portion;
and a fifth step of forming a discharge flow path by performing deep etching to a middle of the nozzle taper portion by dry etching.
前記ノズルストレート部の側面部にマスク層を形成する請求項１６に記載のノズルプレートの製造方法。 The second step is to form a nozzle straight portion by deep etching the substrate under the opening pattern from the surface to a middle portion by dry etching,
The method for manufacturing a nozzle plate according to claim 16 , further comprising forming a mask layer on a side surface of the nozzle straight portion.
前記第５工程は、前記排出流路の側面及び底面の排出流路マスク層を除去し、
前記第二面上の表面マスク層に、前記排出流路となる排出流路パターンを形成する第６工程と、
前記排出流路パターン下にある基板を、表面からドライエッチングにより途中まで深掘り加工することで、前記排出流路を形成する第７工程と、
前記排出流路の側面及び底面に前記排出流路マスク層を形成する第８工程と、を前記第１工程及び前記第２工程の間に行う請求項１６又は１７に記載のノズルプレートの製造方法。 The first step includes forming the surface mask layer uniformly on a first surface of the substrate and a second surface opposite to the first surface,
The fifth step is to remove the discharge flow path mask layer from the side and bottom surfaces of the discharge flow path.
a sixth step of forming a discharge flow path pattern that becomes the discharge flow path in a surface mask layer on the second surface;
a seventh step of forming the exhaust flow path by deep-drilling the substrate under the exhaust flow path pattern from the surface to a middle portion by dry etching;
The method for manufacturing a nozzle plate according to claim 16 or 17 , further comprising an eighth step of forming the discharge flow path mask layer on a side surface and a bottom surface of the discharge flow path, the eighth step being performed between the first step and the second step.
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