JPH0957981A - インクジェットヘッド用ノズルプレート及びその製造方法 - Google Patents
インクジェットヘッド用ノズルプレート及びその製造方法Info
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- JPH0957981A JPH0957981A JP21382995A JP21382995A JPH0957981A JP H0957981 A JPH0957981 A JP H0957981A JP 21382995 A JP21382995 A JP 21382995A JP 21382995 A JP21382995 A JP 21382995A JP H0957981 A JPH0957981 A JP H0957981A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 シリコン基板を用いたインクジェットヘッド
用ノズルプレートにおいて、ノズルピッチの高密度化、
印字特性の向上を実現する。 【解決手段】 シリコン基板11の一方の面12にノズ
ル18に相当するノズルパターン16を、他方の面13
にインク入り口穴19に相当するパターン17を形成
し、一方の面12には異方性ドライエッチングを施して
ノズル18を形成し、他方の面13にはある程度の異方
性を兼ね備えた等方性エッチングを施してインク入り口
穴19を形成し、エッチングマスクを除去した後、熱酸
化膜110を形成する。
用ノズルプレートにおいて、ノズルピッチの高密度化、
印字特性の向上を実現する。 【解決手段】 シリコン基板11の一方の面12にノズ
ル18に相当するノズルパターン16を、他方の面13
にインク入り口穴19に相当するパターン17を形成
し、一方の面12には異方性ドライエッチングを施して
ノズル18を形成し、他方の面13にはある程度の異方
性を兼ね備えた等方性エッチングを施してインク入り口
穴19を形成し、エッチングマスクを除去した後、熱酸
化膜110を形成する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェットプ
リンターに用いるインクジェットヘッド用ノズルプレー
ト及びその製造方法に関する。
リンターに用いるインクジェットヘッド用ノズルプレー
ト及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】インクジェットヘッド用ノズルプレート
としては、これまで種々の材質及び形状のものが考案・
製造されている。その中で、Applied Phys
icsLetters誌、第31巻、2号、1977
年、135〜137頁に記されている、(100)Si
基板にアルカリ異方性エッチングを施して得られる、4
つの(111)面に囲まれた逆ピラミッド型のノズル
は、その製造工程の単純さと、異方性エッチングによる
良好な寸法精度において、インクジェットヘッド用ノズ
ルプレートの製造方法としては最適なものである。
としては、これまで種々の材質及び形状のものが考案・
製造されている。その中で、Applied Phys
icsLetters誌、第31巻、2号、1977
年、135〜137頁に記されている、(100)Si
基板にアルカリ異方性エッチングを施して得られる、4
つの(111)面に囲まれた逆ピラミッド型のノズル
は、その製造工程の単純さと、異方性エッチングによる
良好な寸法精度において、インクジェットヘッド用ノズ
ルプレートの製造方法としては最適なものである。
【0003】実際の製造方法として、この方法を応用し
た特開平4−312853号公報の実施例1に記載され
ているインクジェットヘッド用ノズルプレートの製造方
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
ーニングした熱酸化膜をエッチングマスクとするアルカ
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、その後反対側の面にアルカリ水溶
液を用いた異方性エッチングを施し基板厚みを薄くする
ことによってノズルを貫通させるというものであった。
た特開平4−312853号公報の実施例1に記載され
ているインクジェットヘッド用ノズルプレートの製造方
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
ーニングした熱酸化膜をエッチングマスクとするアルカ
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、その後反対側の面にアルカリ水溶
液を用いた異方性エッチングを施し基板厚みを薄くする
ことによってノズルを貫通させるというものであった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記特開平4
−312853号公報の製造方法によってノズルプレー
トを形成する場合、ノズル密度を上げるためには、ノズ
ルプレートの厚みを非常に薄くする必要があるが、Si
基板の板厚を薄くするのには限界があり、また薄くする
と非常に割れ易くなり、ハンドリング上の問題や歩留ま
り低下という課題があった。
−312853号公報の製造方法によってノズルプレー
トを形成する場合、ノズル密度を上げるためには、ノズ
ルプレートの厚みを非常に薄くする必要があるが、Si
基板の板厚を薄くするのには限界があり、また薄くする
と非常に割れ易くなり、ハンドリング上の問題や歩留ま
り低下という課題があった。
【0005】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、Si基板を用
いた高密度インクジェットヘッド用ノズルプレートを提
供することにある。
決するもので、その目的とするところは、Si基板を用
いた高密度インクジェットヘッド用ノズルプレートを提
供することにある。
【0006】
【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、(100)又は(110)
面方位のSi基板を構成部材とし、ノズルのインク吐出
側が基板表面に対して垂直な壁面を有する穴で、インク
入り口側が漏斗状又は釣り鐘状の穴であることを特徴と
する。
ヘッド用ノズルプレートは、(100)又は(110)
面方位のSi基板を構成部材とし、ノズルのインク吐出
側が基板表面に対して垂直な壁面を有する穴で、インク
入り口側が漏斗状又は釣り鐘状の穴であることを特徴と
する。
【0007】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、(100)又は(110)
面方位のSi基板を構成部材とするインクジェットヘッ
ド用ノズルプレートにおいて、Si基板の一方の面と他
方の面のそれぞれ対応する位置にプラズマエッチングを
施し、Si基板内部にてノズルを貫通させることを特徴
とする。また、前記Si基板の一方の面に湿式の異方性
エッチングを施した後に、プラズマエッチングを施すこ
とを特徴とする。
ズルプレートの製造方法は、(100)又は(110)
面方位のSi基板を構成部材とするインクジェットヘッ
ド用ノズルプレートにおいて、Si基板の一方の面と他
方の面のそれぞれ対応する位置にプラズマエッチングを
施し、Si基板内部にてノズルを貫通させることを特徴
とする。また、前記Si基板の一方の面に湿式の異方性
エッチングを施した後に、プラズマエッチングを施すこ
とを特徴とする。
【0008】
【発明の実施の形態】以下に本発明を実施例に基づき詳
細に説明する。
細に説明する。
【0009】(実施例1)図1は、本発明における一実
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
法を示す断面図である。まず(110)面方位のSi基
板の両面を鏡面研磨し、厚み100μmのSi基板11
を形成し(図1(a))、Si基板11に酸素及び水蒸
気雰囲気中で1100℃、4時間の熱処理を施し、Si
基板11の両面に厚さ1μmのSiO2 膜14及び15
を形成した(図1(b))。SiO2 膜14・15は耐
エッチング材として使用するものである。次に、Si基
板11の一方の面12上に形成されたSiO2 膜14に
ノズルパターン16、他方の面13上に形成されたSi
O2 膜15にインク入り口パターン17を、フォトレジ
スト及びフッ酸系のエッチング液を用いたフォトエッチ
ングによって形成する(図1(c))。このようにして
SiO2 膜14にパターンを形成したSi基板11の一
方の面12に、Siの異方性ドライエッチングを施し深
さ30μmのノズル18を形成した(図1(d))。次
いで、Si基板11の他方の面13に、ある程度の異方
性を兼ね備えた等方性ドライエッチングを施し、深さ7
0μmの釣り鐘型のインク入り口19を形成した(図1
(e))。その後、Si基板11の両面に形成したSi
O2 膜14及び15を、フッ酸系エッチング液によって
除去した(図1(f))。最後に、酸素雰囲気中で11
00℃、30分間の熱処理を施し、Si基板11の全面
に厚さ0.1μmのSiO2 膜110を形成した(図1
(g))。
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
法を示す断面図である。まず(110)面方位のSi基
板の両面を鏡面研磨し、厚み100μmのSi基板11
を形成し(図1(a))、Si基板11に酸素及び水蒸
気雰囲気中で1100℃、4時間の熱処理を施し、Si
基板11の両面に厚さ1μmのSiO2 膜14及び15
を形成した(図1(b))。SiO2 膜14・15は耐
エッチング材として使用するものである。次に、Si基
板11の一方の面12上に形成されたSiO2 膜14に
ノズルパターン16、他方の面13上に形成されたSi
O2 膜15にインク入り口パターン17を、フォトレジ
スト及びフッ酸系のエッチング液を用いたフォトエッチ
ングによって形成する(図1(c))。このようにして
SiO2 膜14にパターンを形成したSi基板11の一
方の面12に、Siの異方性ドライエッチングを施し深
さ30μmのノズル18を形成した(図1(d))。次
いで、Si基板11の他方の面13に、ある程度の異方
性を兼ね備えた等方性ドライエッチングを施し、深さ7
0μmの釣り鐘型のインク入り口19を形成した(図1
(e))。その後、Si基板11の両面に形成したSi
O2 膜14及び15を、フッ酸系エッチング液によって
除去した(図1(f))。最後に、酸素雰囲気中で11
00℃、30分間の熱処理を施し、Si基板11の全面
に厚さ0.1μmのSiO2 膜110を形成した(図1
(g))。
【0010】本実施例では、ノズル18の直径は35・
45・55μmの3種類、インク入り口19の直径は1
00μmであった。また、形成されたノズルとノズルの
ピッチ間隔は140μmで、180ドット/インチ(d
pi)である。このノズルプレートを実際のインクジェ
ットヘッドに組み込んで印字させたところ、従来のノズ
ルプレートを用いた場合よりも高速で高品位印字が可能
であった。また、空気を引き込むことによる気泡残りは
発生せず、印字特性が低下する事も全く無かった。
45・55μmの3種類、インク入り口19の直径は1
00μmであった。また、形成されたノズルとノズルの
ピッチ間隔は140μmで、180ドット/インチ(d
pi)である。このノズルプレートを実際のインクジェ
ットヘッドに組み込んで印字させたところ、従来のノズ
ルプレートを用いた場合よりも高速で高品位印字が可能
であった。また、空気を引き込むことによる気泡残りは
発生せず、印字特性が低下する事も全く無かった。
【0011】(実施例2)図2は、本発明における一実
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
法を示す断面図である。まず(100)面方位のSi基
板の両面を鏡面研磨し、厚み100μmのSi基板21
を形成し(図2(a))、Si基板21に酸素及び水蒸
気雰囲気中で1100℃、4時間の熱処理を施しSi基
板21の両面に厚さ1μmのSiO2 膜24及び25を
形成した(図2(b))。SiO2膜24・25は耐エ
ッチング材として使用するものである。このようにして
SiO2 膜を形成したSi基板21の、一方の面22上
に形成されたSiO2 膜24に、フォトレジスト及びフ
ッ酸系のエッチング液を用いたフォトエッチングによっ
て、円形のインク入り口パターン26を形成した。この
時、Si基板21の他方の面23上に形成されたSiO
2 膜25は、エッチング液に侵されないように保護する
(図2(c))。Si基板21にKOH水溶液を用いた
異方性エッチングを施し、インク入り口の基礎穴27を
形成した(図2(d))。インク入り口の基礎穴27
は、4つの(111)面に囲まれたピラミッド型の穴で
ある。その後、Si基板21の一方の面22に、ある程
度の異方性を兼ね備えた等方性ドライエッチングを施
し、最終的な深さ70μmのインク入り口28を形成し
た(図2(e))。次に、Si基板21の他方の面23
上に形成されたSiO2 膜25にノズルパターン29
を、フォトレジスト及びフッ酸系のエッチング液を用い
たフォトエッチングによって形成した。Si基板21の
一方の面22上に形成されたSiO2 膜24は残す必要
はなく、同時にエッチング除去される(図2(f))。
Si基板21の他方の面23には、Siの異方性ドライ
エッチングを施し深さ30μmのノズル210を形成し
た(図2(g))。その後、Si基板21の他方の面2
3上に形成したSiO2 膜25を、フッ酸系エッチング
液によって除去した(図2(h))。最後に、酸素雰囲
気中で1100℃、30分間の熱処理を施し、Si基板
21の全面に厚さ0.1μmのSiO2 膜211を形成
した(図2(i))。
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
法を示す断面図である。まず(100)面方位のSi基
板の両面を鏡面研磨し、厚み100μmのSi基板21
を形成し(図2(a))、Si基板21に酸素及び水蒸
気雰囲気中で1100℃、4時間の熱処理を施しSi基
板21の両面に厚さ1μmのSiO2 膜24及び25を
形成した(図2(b))。SiO2膜24・25は耐エ
ッチング材として使用するものである。このようにして
SiO2 膜を形成したSi基板21の、一方の面22上
に形成されたSiO2 膜24に、フォトレジスト及びフ
ッ酸系のエッチング液を用いたフォトエッチングによっ
て、円形のインク入り口パターン26を形成した。この
時、Si基板21の他方の面23上に形成されたSiO
2 膜25は、エッチング液に侵されないように保護する
(図2(c))。Si基板21にKOH水溶液を用いた
異方性エッチングを施し、インク入り口の基礎穴27を
形成した(図2(d))。インク入り口の基礎穴27
は、4つの(111)面に囲まれたピラミッド型の穴で
ある。その後、Si基板21の一方の面22に、ある程
度の異方性を兼ね備えた等方性ドライエッチングを施
し、最終的な深さ70μmのインク入り口28を形成し
た(図2(e))。次に、Si基板21の他方の面23
上に形成されたSiO2 膜25にノズルパターン29
を、フォトレジスト及びフッ酸系のエッチング液を用い
たフォトエッチングによって形成した。Si基板21の
一方の面22上に形成されたSiO2 膜24は残す必要
はなく、同時にエッチング除去される(図2(f))。
Si基板21の他方の面23には、Siの異方性ドライ
エッチングを施し深さ30μmのノズル210を形成し
た(図2(g))。その後、Si基板21の他方の面2
3上に形成したSiO2 膜25を、フッ酸系エッチング
液によって除去した(図2(h))。最後に、酸素雰囲
気中で1100℃、30分間の熱処理を施し、Si基板
21の全面に厚さ0.1μmのSiO2 膜211を形成
した(図2(i))。
【0012】本実施例では、ノズル210の直径は20
μmである。また、インク入り口28は図3に示すよう
にl1 が20μm、R1 が40μmの円形に近い形状で
ある。また、形成されたノズルとノズルのピッチ間隔は
140μmで、180ドット/インチ(dpi)であ
る。このノズルプレートを実際のインクジェットヘッド
に組み込んで印字させたところ、従来のノズルプレート
を用いた場合よりも高速高品位印字が可能であった。ま
た、空気を引き込むことによる気泡残りは発生せず、印
字特性が低下する事も全く無かった。
μmである。また、インク入り口28は図3に示すよう
にl1 が20μm、R1 が40μmの円形に近い形状で
ある。また、形成されたノズルとノズルのピッチ間隔は
140μmで、180ドット/インチ(dpi)であ
る。このノズルプレートを実際のインクジェットヘッド
に組み込んで印字させたところ、従来のノズルプレート
を用いた場合よりも高速高品位印字が可能であった。ま
た、空気を引き込むことによる気泡残りは発生せず、印
字特性が低下する事も全く無かった。
【0013】
【発明の効果】以上記したように、本発明によればSi
基板を用いた高密度インクジェットヘッド用ノズルプレ
ートを得ることができ、このような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によ
って、高精細な印字が可能になるという効果を有する。
基板を用いた高密度インクジェットヘッド用ノズルプレ
ートを得ることができ、このような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によ
って、高精細な印字が可能になるという効果を有する。
【0014】また、ノズルをストレート穴形状としたこ
とによって、インク吐出後のインク液面の振動がきわめ
て短時間のうちに抑えられ、これによってより安定した
印字品質が、より高速に得られるという効果を有する。
とによって、インク吐出後のインク液面の振動がきわめ
て短時間のうちに抑えられ、これによってより安定した
印字品質が、より高速に得られるという効果を有する。
【図1】本発明の一実施例におけるインクジェットヘッ
ド用ノズルプレート製造工程の断面図。
ド用ノズルプレート製造工程の断面図。
【図2】本発明の一実施例におけるインクジェットヘッ
ド用ノズルプレート製造工程の断面図。
ド用ノズルプレート製造工程の断面図。
【図3】本発明の一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工程によって形成されたインク入り
口穴の平面図。
ズルプレートの製造工程によって形成されたインク入り
口穴の平面図。
11,21 シリコン基板 12,22 シリコン基板の一方の面 13,23 シリコン基板の他方の面 14,15,24,25 SiO2 膜 16,29 ノズルパターン 17,26 インク入り口パターン 18,210 ノズル 19,28 インク入り口 27 インク入り口の基礎穴 110,211 SiO2 膜
Claims (3)
- 【請求項1】 (100)又は(110)面方位のSi
基板を構成部材とするインクジェットヘッド用ノズルプ
レートにおいて、ノズルのインク吐出側が基板表面に対
して垂直な壁面を有する穴で、インク入り口側が漏斗状
又は釣り鐘状の穴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】 (100)又は(110)面方位のSi
基板を構成部材とするインクジェットヘッド用ノズルプ
レートの製造方法において、Si基板の一方の面と他方
の面のそれぞれ対応する位置にプラズマエッチングを施
し、Si基板内部にてノズルを貫通させることを特徴と
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。 - 【請求項3】 前記Si基板の一方の面に湿式の異方性
エッチングを施した後に、プラズマエッチングを施すこ
とを特徴とする請求項2記載の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 |
---|---|---|---|
JP21382995A JPH0957981A (ja) | 1995-08-22 | 1995-08-22 | インクジェットヘッド用ノズルプレート及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21382995A JPH0957981A (ja) | 1995-08-22 | 1995-08-22 | インクジェットヘッド用ノズルプレート及びその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0957981A true JPH0957981A (ja) | 1997-03-04 |
Family
ID=16645724
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21382995A Pending JPH0957981A (ja) | 1995-08-22 | 1995-08-22 | インクジェットヘッド用ノズルプレート及びその製造方法 |
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