JPH09207341A - インクジェットヘッド用ノズルプレートおよびその製造方法 - Google Patents
インクジェットヘッド用ノズルプレートおよびその製造方法Info
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- JPH09207341A JPH09207341A JP8021489A JP2148996A JPH09207341A JP H09207341 A JPH09207341 A JP H09207341A JP 8021489 A JP8021489 A JP 8021489A JP 2148996 A JP2148996 A JP 2148996A JP H09207341 A JPH09207341 A JP H09207341A
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- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
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- B41J2/01—Ink jet
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【解決手段】 シリコン基板１１からなり、ドライエッ
チングによって形成されたストレート部１７及びアルカ
リ異方性エッチングによって形成されたテーパー部１１
０を有するノズルを、インクジェットヘッド用ノズルプ
レートに形成する。 【効果】 ノズルにストレート部とテーパー部をもたせ
たことによって、印字品質が良好な高密度のインクジェ
ットヘッド用ノズルプレートを得る事ができた。また、
高密度のインクジェットヘッド用ノズルプレートを形成
する上で、シリコン基板の厚みを薄くする必要がなくな
り、プロセスの途中で破損しなくなったため損失が減少
した。
チングによって形成されたストレート部１７及びアルカ
リ異方性エッチングによって形成されたテーパー部１１
０を有するノズルを、インクジェットヘッド用ノズルプ
レートに形成する。 【効果】 ノズルにストレート部とテーパー部をもたせ
たことによって、印字品質が良好な高密度のインクジェ
ットヘッド用ノズルプレートを得る事ができた。また、
高密度のインクジェットヘッド用ノズルプレートを形成
する上で、シリコン基板の厚みを薄くする必要がなくな
り、プロセスの途中で破損しなくなったため損失が減少
した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、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のインク滴を
吐出するためのノズルが形成されたノズルプレートの構
造及びその製造方法に関する。
録装置に用いられるインクジェットヘッドのインク滴を
吐出するためのノズルが形成されたノズルプレートの構
造及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のインクジェットヘッド用ノズルプ
レートの材料としては、プラスチック等の樹脂やステン
レス等の金属が多用され、さらに最近ではシリコンのよ
うな半導体材料の使用も検討されてきている。特に、シ
リコンを材料としてノズルプレートを形成する方法とし
ては、特開平４−３１２８５３号公報の実施例１に記載
されているように、（１００）面方位のシリコン基板を
アルカリ水溶液を用いて異方性エッチングする方法が挙
げられる。この製造方法の特徴は、まず両面研磨した
（１００）面方位のシリコン基板の一方の面に、パター
ンを形成した熱酸化膜をエッチングマスクとして、アル
カリ水溶液を用いた異方性エッチングを施してピラミッ
ド型のノズルを形成した後、前記シリコン基板の他方の
面の全面にアルカリ水溶液を用いた異方性エッチングを
施して基板厚みを薄くすることによって、ノズル密度が
高いノズルプレートを製造することであった。
レートの材料としては、プラスチック等の樹脂やステン
レス等の金属が多用され、さらに最近ではシリコンのよ
うな半導体材料の使用も検討されてきている。特に、シ
リコンを材料としてノズルプレートを形成する方法とし
ては、特開平４−３１２８５３号公報の実施例１に記載
されているように、（１００）面方位のシリコン基板を
アルカリ水溶液を用いて異方性エッチングする方法が挙
げられる。この製造方法の特徴は、まず両面研磨した
（１００）面方位のシリコン基板の一方の面に、パター
ンを形成した熱酸化膜をエッチングマスクとして、アル
カリ水溶液を用いた異方性エッチングを施してピラミッ
ド型のノズルを形成した後、前記シリコン基板の他方の
面の全面にアルカリ水溶液を用いた異方性エッチングを
施して基板厚みを薄くすることによって、ノズル密度が
高いノズルプレートを製造することであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記特開平４
−３１２８５３号公報の方法では、ノズル密度を向上さ
せるために基板の厚みを非常に薄くする必要があった。
図５に、この製造方法によって製造し得るインクジェッ
トヘッド用ノズルプレートの平面図（ａ）と点線Ｄ−
Ｄ’で切断した断面図（ｂ）を示す。ノズルの斜面部５
１は、基板表面５２に対して５５度の角度をなす（１１
１）結晶面である。例えば、ノズルのインク吐出側開口
部５３の一辺の長さＬ１を５０μｍ、インク吐出側と反
対側の開口部５４の間隔の長さＬ２を４．７μｍ、ノズ
ルとノズルのピッチ間隔Ｌ３を８４．７μｍ（３００ド
ットパーインチ相当）とするためには、最終的なシリコ
ン基板の厚みｔをわずか２１μｍにする必要があるた
め、ハンドリングが極めて困難になり、製造の歩留まり
が非常に低いという課題があった。
−３１２８５３号公報の方法では、ノズル密度を向上さ
せるために基板の厚みを非常に薄くする必要があった。
図５に、この製造方法によって製造し得るインクジェッ
トヘッド用ノズルプレートの平面図（ａ）と点線Ｄ−
Ｄ’で切断した断面図（ｂ）を示す。ノズルの斜面部５
１は、基板表面５２に対して５５度の角度をなす（１１
１）結晶面である。例えば、ノズルのインク吐出側開口
部５３の一辺の長さＬ１を５０μｍ、インク吐出側と反
対側の開口部５４の間隔の長さＬ２を４．７μｍ、ノズ
ルとノズルのピッチ間隔Ｌ３を８４．７μｍ（３００ド
ットパーインチ相当）とするためには、最終的なシリコ
ン基板の厚みｔをわずか２１μｍにする必要があるた
め、ハンドリングが極めて困難になり、製造の歩留まり
が非常に低いという課題があった。
【０００４】そのため、ノズル周辺部だけ溝状にエッチ
ングを施し基板厚みを薄くする方法も考えられ、これに
よってハンドリングは可能となる。図６にこの方法によ
って製造されたインクジェットヘッド用ノズルプレート
の平面図（ａ）および点線Ｅ−Ｅ’で切断した断面図
（ｂ）を示す。この方法では、ノズル６１を形成した後
で、基板全体の板厚を薄くする代わりに、ノズル６１の
周囲だけをアルカリ水溶液を用いた異方性エッチングに
よって溝状にエッチングし、その他の基板部分に対して
薄くしたノズルプレートが製造される。ところで、イン
クジェットプリンタの完成体に装備されるヘッドクリー
ニング機構は、ノズル周辺のインクを吸い取るタイプ
か、ヘラ状の物体によってノズル周辺を擦るタイプであ
り、ノズル横の面６２に異物が付着した場合、図６の構
造では除去する方法がないという課題があった。
ングを施し基板厚みを薄くする方法も考えられ、これに
よってハンドリングは可能となる。図６にこの方法によ
って製造されたインクジェットヘッド用ノズルプレート
の平面図（ａ）および点線Ｅ−Ｅ’で切断した断面図
（ｂ）を示す。この方法では、ノズル６１を形成した後
で、基板全体の板厚を薄くする代わりに、ノズル６１の
周囲だけをアルカリ水溶液を用いた異方性エッチングに
よって溝状にエッチングし、その他の基板部分に対して
薄くしたノズルプレートが製造される。ところで、イン
クジェットプリンタの完成体に装備されるヘッドクリー
ニング機構は、ノズル周辺のインクを吸い取るタイプ
か、ヘラ状の物体によってノズル周辺を擦るタイプであ
り、ノズル横の面６２に異物が付着した場合、図６の構
造では除去する方法がないという課題があった。
【０００５】また図７に、特開平４−３１２８５３号公
報によって製造したインクジェットヘッド用ノズルプレ
ートを用いたインクジェットヘッドの一部の断面を示
す。ノズルプレート７１とインク圧力室基板７２が接合
されているが、ノズル密度と圧力室隔壁７３の寸法Ｗに
よっては、気泡が滞留し易い部分７４が形成されてしま
い、一部のノズルからインクが飛ばなくなるなど、印字
品質に悪影響を与える場合があった。また図７からわか
るように、ノズルはテーパー部のみで形成されておりス
トレート部分が全くない。ストレート部があると流路抵
抗が発生するため、インク圧力室７５内の圧力が負圧に
なっても空気を引き込みにくい。これに対しノズルがテ
ーパー部のみで形成されている場合は、流路抵抗が小さ
いためノズル７１内、さらには気泡が滞留し易い部分７
４にまで空気を引き込むことが多く、インク吐出量を安
定させることが難しいという課題があった。
報によって製造したインクジェットヘッド用ノズルプレ
ートを用いたインクジェットヘッドの一部の断面を示
す。ノズルプレート７１とインク圧力室基板７２が接合
されているが、ノズル密度と圧力室隔壁７３の寸法Ｗに
よっては、気泡が滞留し易い部分７４が形成されてしま
い、一部のノズルからインクが飛ばなくなるなど、印字
品質に悪影響を与える場合があった。また図７からわか
るように、ノズルはテーパー部のみで形成されておりス
トレート部分が全くない。ストレート部があると流路抵
抗が発生するため、インク圧力室７５内の圧力が負圧に
なっても空気を引き込みにくい。これに対しノズルがテ
ーパー部のみで形成されている場合は、流路抵抗が小さ
いためノズル７１内、さらには気泡が滞留し易い部分７
４にまで空気を引き込むことが多く、インク吐出量を安
定させることが難しいという課題があった。
【０００６】本発明は、前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、印字品質が良く、従
来のヘッドクリーニング機構を利用可能な、シリコン基
板を用いた高密度のインクジェットヘッド用ノズルプレ
ートを、高い歩留まりで効率良く製造し提供することに
ある。
もので、その目的とするところは、印字品質が良く、従
来のヘッドクリーニング機構を利用可能な、シリコン基
板を用いた高密度のインクジェットヘッド用ノズルプレ
ートを、高い歩留まりで効率良く製造し提供することに
ある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明のインクジェット
ヘッド用ノズルプレートは、（１１０）面方位のシリコ
ン基板からなり、シリコン基板の両面を貫通する貫通穴
を有するインクジェットヘッド用ノズルプレートにおい
て、貫通穴のシリコン基板の一方の面に連なる部分がシ
リコン基板の板厚方向において一定の断面形状を有する
ストレート部であり、貫通穴のシリコン基板の他方の面
に連なる部分が、シリコン基板内部においてストレート
部に連なり、かつシリコン基板の板厚方向において断面
積が変化するテーパー部であることを特徴とする。
ヘッド用ノズルプレートは、（１１０）面方位のシリコ
ン基板からなり、シリコン基板の両面を貫通する貫通穴
を有するインクジェットヘッド用ノズルプレートにおい
て、貫通穴のシリコン基板の一方の面に連なる部分がシ
リコン基板の板厚方向において一定の断面形状を有する
ストレート部であり、貫通穴のシリコン基板の他方の面
に連なる部分が、シリコン基板内部においてストレート
部に連なり、かつシリコン基板の板厚方向において断面
積が変化するテーパー部であることを特徴とする。
【０００８】また本発明のインクジェットヘッド用ノズ
ルプレートは、前記テーパー部が前記シリコン基板表面
に対して垂直な少なくとも２つの（１１１）結晶面と、
前記シリコン基板表面に対して３５度の角度をなす２つ
の（１１１）結晶面と、前記シリコン基板表面に対して
平行な底面から構成されることを特徴とする。
ルプレートは、前記テーパー部が前記シリコン基板表面
に対して垂直な少なくとも２つの（１１１）結晶面と、
前記シリコン基板表面に対して３５度の角度をなす２つ
の（１１１）結晶面と、前記シリコン基板表面に対して
平行な底面から構成されることを特徴とする。
【０００９】また本発明のインクジェットヘッド用ノズ
ルプレートは、前記テーパー部が前記シリコン基板表面
に対して垂直な少なくとも２つの（１１１）結晶面と、
前記シリコン基板表面に対して３５度の角度をなす２つ
の（１１１）結晶面から構成されることを特徴とする。
ルプレートは、前記テーパー部が前記シリコン基板表面
に対して垂直な少なくとも２つの（１１１）結晶面と、
前記シリコン基板表面に対して３５度の角度をなす２つ
の（１１１）結晶面から構成されることを特徴とする。
【００１０】また本発明のインクジェットヘッド用ノズ
ルプレートの製造方法は、（１１０）面方位のシリコン
基板からなり、シリコン基板の両面を貫通する貫通穴の
シリコン基板の一方の面に連なる部分が、シリコン基板
の板厚方向において一定の断面形状を有するストレート
部であり、貫通穴のシリコン基板の他方の面に連なる部
分が、シリコン基板内部においてストレート部に連な
り、かつシリコン基板の板厚方向において断面積が変化
するテーパー部を湿式アルカリ異方性エッチングによっ
て形成することを特徴とする。
ルプレートの製造方法は、（１１０）面方位のシリコン
基板からなり、シリコン基板の両面を貫通する貫通穴の
シリコン基板の一方の面に連なる部分が、シリコン基板
の板厚方向において一定の断面形状を有するストレート
部であり、貫通穴のシリコン基板の他方の面に連なる部
分が、シリコン基板内部においてストレート部に連な
り、かつシリコン基板の板厚方向において断面積が変化
するテーパー部を湿式アルカリ異方性エッチングによっ
て形成することを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の好適な例を図面
を用いて詳細に説明する。
を用いて詳細に説明する。
【００１２】（実施例１）図１は、本発明におけるイン
クジェットヘッド用ノズルプレートの製造工程図であ
る。まず、両面研磨によって板厚１８０μｍの（１１
０）面方位シリコン基板１１を形成する（図１
（ａ））。シリコン基板１１には、酸素および水蒸気雰
囲気中で摂氏１１００度、４時間の熱処理を施し、シリ
コン基板１１の両面にＳｉＯ2 １４・１５を形成する
（図１（ｂ））。ＳｉＯ2 １４・１５は、エッチング時
のマスク材として使用するものである。シリコン基板１
１のインク吐出面１２上に形成されたＳｉＯ2 １４に、
フッ酸系のエッチング液を用いたフォトエッチング処理
を施し、ノズルパターン１６を形成する（図１
（ｃ））。ノズルパターン１６を形成したシリコン基板
１１には、ドライエッチングによりストレート形状のノ
ズル１７を形成する（図１（ｄ））。ノズル１７を形成
したシリコン基板１１には、再度酸素および水蒸気雰囲
気中で摂氏１１００度、４時間の熱処理を施し、ノズル
１７の内面にもＳｉＯ2 １８を形成する（図１
（ｅ））。シリコン基板１１にはフッ酸系のエッチング
液を用いたフォトエッチングを施し、インク室面１３上
に形成されたＳｉＯ2 １５のノズルに対応する位置に貫
通穴テーパー部１１０をアルカリ水溶液を用いた異方性
エッチングによって形成するためのエッチングマスクパ
ターン１９を形成する（図１（ｆ））。この時、インク
吐出面１２上およびノズル１７内面に形成されたＳｉＯ
2 １４・１８は、フォトレジストをコーティングするこ
とによって保護する。エッチングマスクパターン１９を
形成したシリコン基板１１には、アルカリ水溶液を用い
た異方性エッチングによって貫通穴テーパー部１１０を
形成し、最後にフッ酸系エッチング液によってＳｉＯ2
１４・１５・１８を除去する（図１（ｇ））。
クジェットヘッド用ノズルプレートの製造工程図であ
る。まず、両面研磨によって板厚１８０μｍの（１１
０）面方位シリコン基板１１を形成する（図１
（ａ））。シリコン基板１１には、酸素および水蒸気雰
囲気中で摂氏１１００度、４時間の熱処理を施し、シリ
コン基板１１の両面にＳｉＯ2 １４・１５を形成する
（図１（ｂ））。ＳｉＯ2 １４・１５は、エッチング時
のマスク材として使用するものである。シリコン基板１
１のインク吐出面１２上に形成されたＳｉＯ2 １４に、
フッ酸系のエッチング液を用いたフォトエッチング処理
を施し、ノズルパターン１６を形成する（図１
（ｃ））。ノズルパターン１６を形成したシリコン基板
１１には、ドライエッチングによりストレート形状のノ
ズル１７を形成する（図１（ｄ））。ノズル１７を形成
したシリコン基板１１には、再度酸素および水蒸気雰囲
気中で摂氏１１００度、４時間の熱処理を施し、ノズル
１７の内面にもＳｉＯ2 １８を形成する（図１
（ｅ））。シリコン基板１１にはフッ酸系のエッチング
液を用いたフォトエッチングを施し、インク室面１３上
に形成されたＳｉＯ2 １５のノズルに対応する位置に貫
通穴テーパー部１１０をアルカリ水溶液を用いた異方性
エッチングによって形成するためのエッチングマスクパ
ターン１９を形成する（図１（ｆ））。この時、インク
吐出面１２上およびノズル１７内面に形成されたＳｉＯ
2 １４・１８は、フォトレジストをコーティングするこ
とによって保護する。エッチングマスクパターン１９を
形成したシリコン基板１１には、アルカリ水溶液を用い
た異方性エッチングによって貫通穴テーパー部１１０を
形成し、最後にフッ酸系エッチング液によってＳｉＯ2
１４・１５・１８を除去する（図１（ｇ））。
【００１３】図２は、本実施例によって形成されたノズ
ルプレートを、インク室側から見た平面図（ａ）と点線
Ａ−Ａ’で切断した断面の斜視図（ｂ）である。貫通穴
テーパー部は、基板表面に対して垂直な（１１１）結晶
面２１と、基板表面に対して３５度の角度をなす（１１
１）結晶面２２と、基板表面に対して平行な底面２３か
ら構成されている。貫通穴テーパー部を形成するための
アルカリ水溶液によるシリコン異方性エッチングは、
（１１１）結晶面の法線方向にはほとんど進行しないた
め、貫通穴テーパー部の幅やピッチを精度良く微細化で
き、ノズル密度の向上が非常に容易に可能である。ま
た、シリコン基板の厚みは１８０μｍのままで薄くする
必要もなくなったため、製造時にシリコン基板が割れる
事による損失がなくなった。また貫通穴テーパー部の深
さばらつきは、エッチング時間の管理によって、ヘッド
組立後のインク吐出特性に影響が出ないレベルに抑制す
ることができた。
ルプレートを、インク室側から見た平面図（ａ）と点線
Ａ−Ａ’で切断した断面の斜視図（ｂ）である。貫通穴
テーパー部は、基板表面に対して垂直な（１１１）結晶
面２１と、基板表面に対して３５度の角度をなす（１１
１）結晶面２２と、基板表面に対して平行な底面２３か
ら構成されている。貫通穴テーパー部を形成するための
アルカリ水溶液によるシリコン異方性エッチングは、
（１１１）結晶面の法線方向にはほとんど進行しないた
め、貫通穴テーパー部の幅やピッチを精度良く微細化で
き、ノズル密度の向上が非常に容易に可能である。ま
た、シリコン基板の厚みは１８０μｍのままで薄くする
必要もなくなったため、製造時にシリコン基板が割れる
事による損失がなくなった。また貫通穴テーパー部の深
さばらつきは、エッチング時間の管理によって、ヘッド
組立後のインク吐出特性に影響が出ないレベルに抑制す
ることができた。
【００１４】このノズルプレートを用いたインクジェッ
トヘッドを作製し、インク吐出試験、印字試験を行っ
た。その結果、インク圧力室の幅と貫通穴テーパー部の
幅を同一にすることができたので、インク圧力室及びノ
ズルプレートの貫通穴の内部に気泡が滞留した事による
インク吐出特性の低下は見られず、非常に良好な印字結
果が得られた。また、市販のインクジェットプリンター
に装備されている物と同一のクリーニング機構を試験装
置に組み込むことにより、ノズルプレートの表面に異物
やインクが付着した場合でも簡単に除去することができ
た。
トヘッドを作製し、インク吐出試験、印字試験を行っ
た。その結果、インク圧力室の幅と貫通穴テーパー部の
幅を同一にすることができたので、インク圧力室及びノ
ズルプレートの貫通穴の内部に気泡が滞留した事による
インク吐出特性の低下は見られず、非常に良好な印字結
果が得られた。また、市販のインクジェットプリンター
に装備されている物と同一のクリーニング機構を試験装
置に組み込むことにより、ノズルプレートの表面に異物
やインクが付着した場合でも簡単に除去することができ
た。
【００１５】（実施例２）図３に、本発明の別の実施例
によって形成したノズルプレートを、インク室側から見
た平面図（ａ）、点線Ｂ−Ｂ’で切断した断面の斜視図
（ｂ）として示す。本実施例のインクジェットヘッド用
ノズルプレートは、実施例１の場合とほぼ同一であり、
異なる点は貫通穴テーパー部の形状だけなので、それ以
外の説明は省略する。実施例１と異なる点は、貫通穴テ
ーパー部の底部に基板表面に対して平行な面が形成され
ないところである。本実施例の貫通穴テーパー部は基板
表面に垂直な（１１１）結晶面３１と、基板表面に対し
て３５度の角度を成す（１１１）結晶面３２から構成さ
れる。貫通穴テーパー部を形成するためのアルカリ水溶
液によるシリコン異方性エッチングは、（１１１）結晶
面の法線方向には進行しないため、実施例１と同じく貫
通穴テーパー部の幅やピッチを精度良く微細化できるた
め、ノズル密度の向上が非常に容易に可能である。ま
た、シリコン基板の厚みは１８０μｍのままで薄くする
必要もなくなったため、製造時にシリコン基板が割れる
事による損失がなくなった。また、貫通穴テーパー部の
中に現れる基板表面に対して３５度の角度をなす２つの
（１１１）結晶面３２が交差することによって、貫通穴
テーパー部の深さ方向へのエッチングが停止するため、
基板表面のパターン寸法を管理することによって貫通穴
テーパー部深さおよびノズル長さの管理が実施例１より
も更に容易となった。
によって形成したノズルプレートを、インク室側から見
た平面図（ａ）、点線Ｂ−Ｂ’で切断した断面の斜視図
（ｂ）として示す。本実施例のインクジェットヘッド用
ノズルプレートは、実施例１の場合とほぼ同一であり、
異なる点は貫通穴テーパー部の形状だけなので、それ以
外の説明は省略する。実施例１と異なる点は、貫通穴テ
ーパー部の底部に基板表面に対して平行な面が形成され
ないところである。本実施例の貫通穴テーパー部は基板
表面に垂直な（１１１）結晶面３１と、基板表面に対し
て３５度の角度を成す（１１１）結晶面３２から構成さ
れる。貫通穴テーパー部を形成するためのアルカリ水溶
液によるシリコン異方性エッチングは、（１１１）結晶
面の法線方向には進行しないため、実施例１と同じく貫
通穴テーパー部の幅やピッチを精度良く微細化できるた
め、ノズル密度の向上が非常に容易に可能である。ま
た、シリコン基板の厚みは１８０μｍのままで薄くする
必要もなくなったため、製造時にシリコン基板が割れる
事による損失がなくなった。また、貫通穴テーパー部の
中に現れる基板表面に対して３５度の角度をなす２つの
（１１１）結晶面３２が交差することによって、貫通穴
テーパー部の深さ方向へのエッチングが停止するため、
基板表面のパターン寸法を管理することによって貫通穴
テーパー部深さおよびノズル長さの管理が実施例１より
も更に容易となった。
【００１６】このノズルプレートを用いたインクジェッ
トヘッドを作製し、インク吐出試験、印字試験を行っ
た。その結果、インク圧力室の幅と貫通穴テーパー部の
幅を同一にすることができたので、インク圧力室及びノ
ズルプレートの貫通穴の内部に気泡が滞留した事による
インク吐出特性の低下は見られず、非常に良好な印字結
果が得られた。また、市販のインクジェットプリンター
に装備されている物と同一のクリーニング機構を試験装
置に組み込むことにより、ノズルプレートの表面に異物
やインクが付着した場合でも簡単に除去することができ
た。
トヘッドを作製し、インク吐出試験、印字試験を行っ
た。その結果、インク圧力室の幅と貫通穴テーパー部の
幅を同一にすることができたので、インク圧力室及びノ
ズルプレートの貫通穴の内部に気泡が滞留した事による
インク吐出特性の低下は見られず、非常に良好な印字結
果が得られた。また、市販のインクジェットプリンター
に装備されている物と同一のクリーニング機構を試験装
置に組み込むことにより、ノズルプレートの表面に異物
やインクが付着した場合でも簡単に除去することができ
た。
【００１７】（実施例３）図４に、本発明の別の実施例
によって形成したノズルプレートを、インク室側から見
た平面図（ａ）、点線Ｃ−Ｃ’で切断した断面の斜視図
（ｂ）として示す。本実施例のインクジェットヘッド用
ノズルプレートの製造方法は、実施例１の場合とほぼ同
一であり、異なる点は貫通穴テーパー部の形状だけなの
で、それ以外の説明は省略する。実施例１と異なる点
は、貫通穴テーパー部の底部に基板表面に対して平行な
面が形成されないところと、基板表面に垂直な（１１
１）結晶面が４つ形成されるところである。本実施例の
貫通穴テーパー部は基板表面に垂直な（１１１）結晶面
４１および４２と、基板表面に対して３５度の角度を成
す（１１１）結晶面４３から構成される。貫通穴テーパ
ー部を形成するためのアルカリ水溶液によるシリコン異
方性エッチングは、（１１１）結晶面の法線方向には進
行しないため、実施例１と同じく貫通穴テーパー部の幅
やピッチを精度良く微細化できるため、ノズル密度の向
上が非常に容易に可能である。また、シリコン基板の厚
みは１８０μｍのままで薄くする必要もなくなったた
め、製造時にシリコン基板が割れる事による損失がなく
なった。また、貫通穴テーパー部の中に現れる基板表面
に対して３５度の角度をなす２つの（１１１）結晶面が
交差することによって、貫通穴テーパー部の深さ方向へ
のエッチングが停止するため、実施例２と同じく基板表
面のパターン寸法を管理することによって貫通穴テーパ
ー部深さおよびノズル長さを容易に管理することが可能
となった。
によって形成したノズルプレートを、インク室側から見
た平面図（ａ）、点線Ｃ−Ｃ’で切断した断面の斜視図
（ｂ）として示す。本実施例のインクジェットヘッド用
ノズルプレートの製造方法は、実施例１の場合とほぼ同
一であり、異なる点は貫通穴テーパー部の形状だけなの
で、それ以外の説明は省略する。実施例１と異なる点
は、貫通穴テーパー部の底部に基板表面に対して平行な
面が形成されないところと、基板表面に垂直な（１１
１）結晶面が４つ形成されるところである。本実施例の
貫通穴テーパー部は基板表面に垂直な（１１１）結晶面
４１および４２と、基板表面に対して３５度の角度を成
す（１１１）結晶面４３から構成される。貫通穴テーパ
ー部を形成するためのアルカリ水溶液によるシリコン異
方性エッチングは、（１１１）結晶面の法線方向には進
行しないため、実施例１と同じく貫通穴テーパー部の幅
やピッチを精度良く微細化できるため、ノズル密度の向
上が非常に容易に可能である。また、シリコン基板の厚
みは１８０μｍのままで薄くする必要もなくなったた
め、製造時にシリコン基板が割れる事による損失がなく
なった。また、貫通穴テーパー部の中に現れる基板表面
に対して３５度の角度をなす２つの（１１１）結晶面が
交差することによって、貫通穴テーパー部の深さ方向へ
のエッチングが停止するため、実施例２と同じく基板表
面のパターン寸法を管理することによって貫通穴テーパ
ー部深さおよびノズル長さを容易に管理することが可能
となった。
【００１８】このノズルプレートを用いたインクジェッ
トヘッドを作製し、インク吐出試験、印字試験を行っ
た。その結果、インク圧力室の幅と貫通穴テーパー部の
幅を同一にすることができたので、インク圧力室及びノ
ズルプレートの貫通穴の内部に気泡が滞留した事による
インク吐出特性の低下は見られず、非常に良好な印字結
果が得られた。また、市販のインクジェットプリンター
に装備されている物と同一のクリーニング機構を試験装
置に組み込むことにより、ノズルプレートの表面に異物
やインクが付着した場合でも簡単に除去することができ
た。
トヘッドを作製し、インク吐出試験、印字試験を行っ
た。その結果、インク圧力室の幅と貫通穴テーパー部の
幅を同一にすることができたので、インク圧力室及びノ
ズルプレートの貫通穴の内部に気泡が滞留した事による
インク吐出特性の低下は見られず、非常に良好な印字結
果が得られた。また、市販のインクジェットプリンター
に装備されている物と同一のクリーニング機構を試験装
置に組み込むことにより、ノズルプレートの表面に異物
やインクが付着した場合でも簡単に除去することができ
た。
【００１９】
【発明の効果】以上のように本発明のインクジェットヘ
ッド用ノズルプレートは、シリコン製であるにも関わら
ず、ノズルにストレート部分を有し、このストレート部
の長さを調節することによって、ノズル内を移動するイ
ンクに最適な抵抗を与えることができる。この働きによ
ってインク吐出量を安定させ、また空気の引き込みを防
ぎ、印字品質を向上させることができた。
ッド用ノズルプレートは、シリコン製であるにも関わら
ず、ノズルにストレート部分を有し、このストレート部
の長さを調節することによって、ノズル内を移動するイ
ンクに最適な抵抗を与えることができる。この働きによ
ってインク吐出量を安定させ、また空気の引き込みを防
ぎ、印字品質を向上させることができた。
【００２０】また、本発明のインクジェットヘッド用ノ
ズルプレートは、ノズル形成部の基板厚みを薄くする必
要がないため、クリーニング性が良好な事が確認され
た。
ズルプレートは、ノズル形成部の基板厚みを薄くする必
要がないため、クリーニング性が良好な事が確認され
た。
【００２１】また、本発明のインクジェットヘッド用ノ
ズルプレートの製造方法によって、材料の基板厚みを薄
くせずに高密度のインクジェットヘッド用ノズルプレー
トを製造することができ、プロセス途中での基板割れに
よる損失をなくすことができた。
ズルプレートの製造方法によって、材料の基板厚みを薄
くせずに高密度のインクジェットヘッド用ノズルプレー
トを製造することができ、プロセス途中での基板割れに
よる損失をなくすことができた。
【図１】本発明の実施例１におけるインクジェットヘッ
ド用ノズルプレートの製造工程図。
ド用ノズルプレートの製造工程図。
【図２】本発明の実施例１によって製造されたインクジ
ェットヘッド用ノズルプレートの平面図および断面斜視
図。
ェットヘッド用ノズルプレートの平面図および断面斜視
図。
【図３】本発明の実施例２によって製造されたインクジ
ェットヘッド用ノズルプレートの平面図および断面斜視
図。
ェットヘッド用ノズルプレートの平面図および断面斜視
図。
【図４】本発明の実施例３によって製造されたインクジ
ェットヘッド用ノズルプレートの平面図および断面斜視
図。
ェットヘッド用ノズルプレートの平面図および断面斜視
図。
【図５】従来の技術によるインクジェットヘッド用ノズ
ルプレートの平面図と断面図。
ルプレートの平面図と断面図。
【図６】従来の技術によるインクジェットヘッド用ノズ
ルプレートの平面図と断面図。
ルプレートの平面図と断面図。
【図７】従来の技術によるインクジェットヘッド用ノズ
ルプレートを用いたインクジェットヘッドの断面図。
ルプレートを用いたインクジェットヘッドの断面図。
１１ シリコン基板 １２ インク吐出面 １３ インク室面 １４、１５ ＳｉＯ2 １６ ノズルパターン １７ ノズル １８ ノズル内のＳｉＯ2 １９ 貫通穴テーパー部パターン １１０ 貫通穴テーパー部 ２１ 基板表面に対して垂直な（１１１）面 ２２ 基板表面に対して３５度の角度をなす（１
１１）面 ２３ 基板表面に対して平行な底面 ３１ 基板表面に対して垂直な（１１１）面 ３２ 基板表面に対して３５度の角度をなす（１
１１）面 ４１、４２ 基板表面に対して垂直な（１１１）面 ４３ 基板表面に対して３５度の角度をなす（１
１１）面 ５１ ノズルの斜面部 ５２ 基板表面 ５３ インク吐出側のノズル開口部 ５４ インク吐出側と反対側のノズル開口部 ６１ ノズル ６２ ノズル横の面 ７１ ノズルプレート ７２ インク圧力室基板 ７３ インク圧力室隔壁 ７４ 気泡滞留し易い部分 ７５ インク圧力室
１１）面 ２３ 基板表面に対して平行な底面 ３１ 基板表面に対して垂直な（１１１）面 ３２ 基板表面に対して３５度の角度をなす（１
１１）面 ４１、４２ 基板表面に対して垂直な（１１１）面 ４３ 基板表面に対して３５度の角度をなす（１
１１）面 ５１ ノズルの斜面部 ５２ 基板表面 ５３ インク吐出側のノズル開口部 ５４ インク吐出側と反対側のノズル開口部 ６１ ノズル ６２ ノズル横の面 ７１ ノズルプレート ７２ インク圧力室基板 ７３ インク圧力室隔壁 ７４ 気泡滞留し易い部分 ７５ インク圧力室
Claims (4)
- 【請求項１】 （１１０）面方位のシリコン基板からな
り、該シリコン基板の両面を貫通する貫通穴を有するイ
ンクジェットヘッド用ノズルプレートにおいて、前記貫
通穴の前記シリコン基板の一方の面に連なる部分が、前
記シリコン基板の板厚方向において一定の断面形状を有
するストレート部であり、前記貫通穴の前記シリコン基
板の他方の面に連なる部分が、前記シリコン基板内部に
おいて前記ストレート部に連なり、かつ前記シリコン基
板の板厚方向において断面積が変化するテーパー部であ
ることを特徴とするインクジェットヘッド用ノズルプレ
ート。 - 【請求項２】 前記テーパー部が前記シリコン基板表面
に対して垂直な少なくとも２つの（１１１）結晶面と、
前記シリコン基板表面に対して３５度の角度をなす２つ
の（１１１）結晶面と、前記シリコン基板表面に対して
平行な底面から構成されることを特徴とする請求項１記
載のインクジェットヘッド用ノズルプレート。 - 【請求項３】 前記テーパー部が前記シリコン基板表面
に対して垂直な少なくとも２つの（１１１）結晶面と、
前記シリコン基板表面に対して３５度の角度をなす２つ
の（１１１）結晶面から構成されることを特徴とする請
求項１記載のインクジェットヘッド用ノズルプレート。 - 【請求項４】 （１１０）面方位のシリコン基板からな
り、該シリコン基板の両面を貫通する貫通穴のシリコン
基板の一方の面に連なる部分が、該シリコン基板の板厚
方向において一定の断面形状を有するストレート部であ
り、貫通穴のシリコン基板の他方の面に連なる部分が、
シリコン基板内部においてストレート部に連なり、かつ
シリコン基板の板厚方向において断面積が変化するテー
パー部を湿式アルカリ異方性エッチングによって形成す
ることを特徴とするインクジェットヘッド用ノズルプレ
ートの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8021489A JPH09207341A (ja) | 1996-02-07 | 1996-02-07 | インクジェットヘッド用ノズルプレートおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8021489A JPH09207341A (ja) | 1996-02-07 | 1996-02-07 | インクジェットヘッド用ノズルプレートおよびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09207341A true JPH09207341A (ja) | 1997-08-12 |
Family
ID=12056396
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8021489A Pending JPH09207341A (ja) | 1996-02-07 | 1996-02-07 | インクジェットヘッド用ノズルプレートおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09207341A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6245245B1 (en) * | 1997-06-20 | 2001-06-12 | Canon Kabushiki Kaisha | Method for manufacturing an ink jet head |
| EP1065059A3 (en) * | 1999-07-02 | 2001-10-04 | Canon Kabushiki Kaisha | Method for producing liquid discharge head, liquid discharge head, head cartridge, liquid discharging recording apparatus, method for producing silicon plate and silicon plate |
| EP1138492A1 (en) * | 2000-03-21 | 2001-10-04 | Nec Corporation | Ink jet head and fabrication method of the same |
| KR100561370B1 (ko) * | 1999-11-04 | 2006-03-16 | 삼성전자주식회사 | 잉크분사장치의 제조방법 |
| JP2010143171A (ja) * | 2008-12-22 | 2010-07-01 | Toshiba Tec Corp | インクジェットヘッド |
| EP2492096A1 (en) * | 2011-02-28 | 2012-08-29 | Canon Kabushiki Kaisha | Liquid ejection head and process for producing the same |
| CN112009101A (zh) * | 2020-08-05 | 2020-12-01 | Tcl华星光电技术有限公司 | 打印头及喷墨打印设备 |
| WO2024063031A1 (ja) * | 2022-09-22 | 2024-03-28 | コニカミノルタ株式会社 | ノズルプレート、液滴吐出ヘッド及び液滴吐出装置 |
-
1996
- 1996-02-07 JP JP8021489A patent/JPH09207341A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6245245B1 (en) * | 1997-06-20 | 2001-06-12 | Canon Kabushiki Kaisha | Method for manufacturing an ink jet head |
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| JP2010143171A (ja) * | 2008-12-22 | 2010-07-01 | Toshiba Tec Corp | インクジェットヘッド |
| EP2492096A1 (en) * | 2011-02-28 | 2012-08-29 | Canon Kabushiki Kaisha | Liquid ejection head and process for producing the same |
| US8652767B2 (en) | 2011-02-28 | 2014-02-18 | Canon Kabushiki Kaisha | Liquid ejection head and process for producing the same |
| RU2507073C2 (ru) * | 2011-02-28 | 2014-02-20 | Кэнон Кабусики Кайся | Головка для выброса жидкости и способ ее изготовления |
| CN112009101A (zh) * | 2020-08-05 | 2020-12-01 | Tcl华星光电技术有限公司 | 打印头及喷墨打印设备 |
| WO2024063031A1 (ja) * | 2022-09-22 | 2024-03-28 | コニカミノルタ株式会社 | ノズルプレート、液滴吐出ヘッド及び液滴吐出装置 |
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|---|---|---|---|
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