JPH04312853A - インクジェットプリンタのノズル列の形成方法 - Google Patents
インクジェットプリンタのノズル列の形成方法Info
- Publication number
- JPH04312853A JPH04312853A JP7922491A JP7922491A JPH04312853A JP H04312853 A JPH04312853 A JP H04312853A JP 7922491 A JP7922491 A JP 7922491A JP 7922491 A JP7922491 A JP 7922491A JP H04312853 A JPH04312853 A JP H04312853A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- etching
- silicon substrate
- inkjet nozzle
- nozzle array
- microns
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 76
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 62
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 62
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 62
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 52
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 18
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 8
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 claims description 7
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 27
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 13
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 13
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 13
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 13
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 13
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 13
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 238000003491 array Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、インク液滴を紙等に噴
射し印字するインクジェットプリンタのヘッド部におい
て用いられる、インク液滴の噴射口となるノズルが多数
配設されたインクジェットノズル列の製造方法に関する
。
射し印字するインクジェットプリンタのヘッド部におい
て用いられる、インク液滴の噴射口となるノズルが多数
配設されたインクジェットノズル列の製造方法に関する
。
【０００２】
【従来の技術】前記インクジェットノズル列として、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 Ｐｈｙｓｉｃｓ
Ｌｅｔｔｅｒｓ誌、第３１巻、２号、１９７７年、１３
５−１３７頁において述べられている（１００）シリコ
ン基板にアルカリ異方性エッチングにより形成されるそ
れぞれのノズルが、４つの（１１１）面に囲まれた逆ピ
ラミッド形状であるインクジェットノズル列は、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形状精
度において、高精細な印字が求められているインクジェ
ットプリンタヘッドに最適なものである。前述のインク
ジェットノズル列の製造工程を図５に示す。（１００）
シリコン基板５１の一方の面５２にインクジェットノズ
ル列に相当する耐エッチング材（通常はシリコン酸化膜
）のマスクパターンを形成し、他方の面５３には全面に
耐エッチング材を形成し、シリコン基板５１に所定量の
エッチング（ここでは各ノズルが貫通するまで）を施す
ことによりインクジェットノズル列を形成していた。
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 Ｐｈｙｓｉｃｓ
Ｌｅｔｔｅｒｓ誌、第３１巻、２号、１９７７年、１３
５−１３７頁において述べられている（１００）シリコ
ン基板にアルカリ異方性エッチングにより形成されるそ
れぞれのノズルが、４つの（１１１）面に囲まれた逆ピ
ラミッド形状であるインクジェットノズル列は、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形状精
度において、高精細な印字が求められているインクジェ
ットプリンタヘッドに最適なものである。前述のインク
ジェットノズル列の製造工程を図５に示す。（１００）
シリコン基板５１の一方の面５２にインクジェットノズ
ル列に相当する耐エッチング材（通常はシリコン酸化膜
）のマスクパターンを形成し、他方の面５３には全面に
耐エッチング材を形成し、シリコン基板５１に所定量の
エッチング（ここでは各ノズルが貫通するまで）を施す
ことによりインクジェットノズル列を形成していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述したような（１０
０）シリコン基板を用いたインクジェットノズル列にお
いて、ノズル壁を構成する（１１１）面６９とシリコン
基板の表面である（１００）面６３とのなす角は図６に
示すように５４．７゜である。即ち、インク吐出口６１
１の開口幅をＷ１ 、インク供給口６１４の開口幅をＷ
２ 、シリコン基板の板厚をｔとすると、これらの関係
は次式によって表される。
０）シリコン基板を用いたインクジェットノズル列にお
いて、ノズル壁を構成する（１１１）面６９とシリコン
基板の表面である（１００）面６３とのなす角は図６に
示すように５４．７゜である。即ち、インク吐出口６１
１の開口幅をＷ１ 、インク供給口６１４の開口幅をＷ
２ 、シリコン基板の板厚をｔとすると、これらの関係
は次式によって表される。
【０００４】
【数１】
Ｗ１ ＝ Ｗ２−√２ ｔ ・・・・・（１）こ
こでノズルがあるピッチ幅で並ぶ場合、そのピッチ幅の
設計値はＷ２ 以上でなければノズルは隣接するノズル
と重なり、エッチングによる形成は不可能となる。言い
換えると、上述した式より、ノズル開口幅Ｗ１ を一定
とする場合に、ノズルピッチ幅を小さくする、即ち、ノ
ズル列を高密度化するためにはシリコン基板の板厚ｔを
小さくしなければならないという課題があった。しかし
、シリコン基板の板厚を薄くすることには限界があり、
又、薄くなるとシリコン基板は割れ易くなり、ハンドリ
ング上の問題や歩留り低下という問題があった。
こでノズルがあるピッチ幅で並ぶ場合、そのピッチ幅の
設計値はＷ２ 以上でなければノズルは隣接するノズル
と重なり、エッチングによる形成は不可能となる。言い
換えると、上述した式より、ノズル開口幅Ｗ１ を一定
とする場合に、ノズルピッチ幅を小さくする、即ち、ノ
ズル列を高密度化するためにはシリコン基板の板厚ｔを
小さくしなければならないという課題があった。しかし
、シリコン基板の板厚を薄くすることには限界があり、
又、薄くなるとシリコン基板は割れ易くなり、ハンドリ
ング上の問題や歩留り低下という問題があった。
【０００５】そこで本発明は、上述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、（１００）シリ
コン基板を用いた高密度のインクジェットノズル列を提
供するところにある。
決するものでその目的とするところは、（１００）シリ
コン基板を用いた高密度のインクジェットノズル列を提
供するところにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明のインクジェット
ノズル列の製造方法は、（１００）シリコン基板を構成
部材とするインクジェットノズル列の製造工程において
、（１００）シリコン基板１１の一方の面１２に前記イ
ンクジェットノズル列をエッチングにより形成するため
の耐エッチング材のマスクパターンを形成し、前記シリ
コン基板１１の一方の面１２に所定量のエッチングを施
し、次いで前記シリコン基板１１の一方の面１２に改め
て耐エッチング材を形成し、前記シリコン基板１１の他
方の面１３の少なくとも前記インクジェットノズル列が
形成される部分に相当する箇所には耐エッチング材を形
成せず、次いで前記シリコン基板の他方の面１３に所定
量のエッチングを施すことを特徴とする。又は、前記イ
ンクジェットノズル列の製造工程において、（１００）
シリコン基板２１の一方の面２２に前記インクジェット
ノズル列をエッチングにより形成するための耐エッチン
グマスク材のマスクパターンを形成し、前記シリコン基
板２１の他方の面２３の少なくとも前記インクジェット
ノズル列が形成される部分に相当する箇所には耐エッチ
ング材を形成せず、次いで前記シリコン基板２１の両面
に所定量のエッチングを施すことを特徴とする。 又、エッチングがアルカリ液を用いた異方性エッチング
であることを特徴とする。
ノズル列の製造方法は、（１００）シリコン基板を構成
部材とするインクジェットノズル列の製造工程において
、（１００）シリコン基板１１の一方の面１２に前記イ
ンクジェットノズル列をエッチングにより形成するため
の耐エッチング材のマスクパターンを形成し、前記シリ
コン基板１１の一方の面１２に所定量のエッチングを施
し、次いで前記シリコン基板１１の一方の面１２に改め
て耐エッチング材を形成し、前記シリコン基板１１の他
方の面１３の少なくとも前記インクジェットノズル列が
形成される部分に相当する箇所には耐エッチング材を形
成せず、次いで前記シリコン基板の他方の面１３に所定
量のエッチングを施すことを特徴とする。又は、前記イ
ンクジェットノズル列の製造工程において、（１００）
シリコン基板２１の一方の面２２に前記インクジェット
ノズル列をエッチングにより形成するための耐エッチン
グマスク材のマスクパターンを形成し、前記シリコン基
板２１の他方の面２３の少なくとも前記インクジェット
ノズル列が形成される部分に相当する箇所には耐エッチ
ング材を形成せず、次いで前記シリコン基板２１の両面
に所定量のエッチングを施すことを特徴とする。 又、エッチングがアルカリ液を用いた異方性エッチング
であることを特徴とする。
【０００７】
【実施例】実施例１；以下に本発明の実施例に基づき詳
細に説明する。図１は本発明におけるインクジェットノ
ズル列の製造工程図である。まず（１００）面方位のシ
リコンウェハの両面を鏡面研磨し、厚み２８０ミクロン
のシリコン基板１１を形成し（図１（ａ））、該基板１
１にＯ２ 及び水蒸気雰囲気中で摂氏１１００度、４時
間の熱処理を施し、該シリコン基板１１の両面に厚さ１
ミクロンのＳｉＯ２ 膜１４及び１５を形成した（図１
（ｂ））。前記ＳｉＯ２ 膜は、耐エッチング材として
使用するものである。シリコン基板１１の一方の面１２
上に形成されたＳｉＯ２ 膜１４上に、図２に示すよう
なフォトマスクパターン２６を転写したフォトレジスト
パターン１６を形成した。図２の図形寸法は、インクジ
ェットノズルに相当する正方形２６は一辺が８０ミクロ
ンで、隣合う正方形の中心間距離、即ちノズルピッチは
８４．７ミクロンである。８４．７ミクロンは、３００
ｄｐｉ（ドットパーインチ）に相当する。他方の面１３
上に形成されたＳｉＯ２ 膜１５の全面にフォトレジス
トを塗布した後、シリコン基板１１をフッ酸系エッチン
グ液に浸漬し、一方の面１２上のＳｉＯ２ 膜１４のみ
を部分的にエッチング、パターン加工する（図１（ｃ）
）。次いで、アルカリ液を用いて一方の面１２のみシリ
コンのエッチングを行った。アルカリ液として、摂氏７
０度の２０重量％ＫＯＨ水溶液を用い、この場合のシリ
コンの（１００）面のエッチングレートは毎分０．８ミ
クロンである。エッチング時間を３７分３０秒とし、エ
ッチング深さ３０ミクロンにて一旦エッチングを終了す
る（図１（ｄ））。次いで、シリコン基板１１をＯ２及
び水蒸気雰囲気下で摂氏１１００度、４時間の熱処理を
行い、エッチング凹部１１０を形成する面に１ミクロン
のＳｉＯ２ 膜を形成した。エッチング凹部１１０を形
成する面以外の面にはもともとＳｉＯ２ 膜が形成され
ており、これらの部分には総計で１ミクロン以上のＳｉ
Ｏ２ 膜が形成される（図１（ｅ））。次に、シリコン
基板１１の他方の面１３上に形成されたＳｉＯ２ 膜１
５に、シリコン基板１１の面１２及び１３に対し、垂直
方向から見て一方の面１２上のエッチングにより形成さ
れたインクジェットノズルとなる凹部１１０全体を包含
する部分が抜けているようなフォトレジストパターン１
７を図２のフォトマスクパターン２７の転写により形成
し、一方の面１２上のＳｉＯ２ 膜はフォトレジストを
用いて保護し、他方の面１３の側だけにＳｉＯ２ 膜の
フッ酸系エッチング液によるエッチング加工を施した（
図１（ｆ））。次いで、前述のアルカリエッチング液を
用いてシリコン基板１１の他方の面１３のシリコンエッ
チングを５時間２４分行い、２５９ミクロンのエッチン
グ量にてシリコンのエッチングを終了し、最後にフッ酸
系エッチング液によりエッチングマスクであるＳｉＯ２
膜１４および１５を除去した（図１（ｇ））。本実施
例では、インクジェットノズルの穴径の設計値を５０ミ
クロン角としている。 （１）式より穴径を５０ミクロン角とするためには、板
厚ｔは下式より、
細に説明する。図１は本発明におけるインクジェットノ
ズル列の製造工程図である。まず（１００）面方位のシ
リコンウェハの両面を鏡面研磨し、厚み２８０ミクロン
のシリコン基板１１を形成し（図１（ａ））、該基板１
１にＯ２ 及び水蒸気雰囲気中で摂氏１１００度、４時
間の熱処理を施し、該シリコン基板１１の両面に厚さ１
ミクロンのＳｉＯ２ 膜１４及び１５を形成した（図１
（ｂ））。前記ＳｉＯ２ 膜は、耐エッチング材として
使用するものである。シリコン基板１１の一方の面１２
上に形成されたＳｉＯ２ 膜１４上に、図２に示すよう
なフォトマスクパターン２６を転写したフォトレジスト
パターン１６を形成した。図２の図形寸法は、インクジ
ェットノズルに相当する正方形２６は一辺が８０ミクロ
ンで、隣合う正方形の中心間距離、即ちノズルピッチは
８４．７ミクロンである。８４．７ミクロンは、３００
ｄｐｉ（ドットパーインチ）に相当する。他方の面１３
上に形成されたＳｉＯ２ 膜１５の全面にフォトレジス
トを塗布した後、シリコン基板１１をフッ酸系エッチン
グ液に浸漬し、一方の面１２上のＳｉＯ２ 膜１４のみ
を部分的にエッチング、パターン加工する（図１（ｃ）
）。次いで、アルカリ液を用いて一方の面１２のみシリ
コンのエッチングを行った。アルカリ液として、摂氏７
０度の２０重量％ＫＯＨ水溶液を用い、この場合のシリ
コンの（１００）面のエッチングレートは毎分０．８ミ
クロンである。エッチング時間を３７分３０秒とし、エ
ッチング深さ３０ミクロンにて一旦エッチングを終了す
る（図１（ｄ））。次いで、シリコン基板１１をＯ２及
び水蒸気雰囲気下で摂氏１１００度、４時間の熱処理を
行い、エッチング凹部１１０を形成する面に１ミクロン
のＳｉＯ２ 膜を形成した。エッチング凹部１１０を形
成する面以外の面にはもともとＳｉＯ２ 膜が形成され
ており、これらの部分には総計で１ミクロン以上のＳｉ
Ｏ２ 膜が形成される（図１（ｅ））。次に、シリコン
基板１１の他方の面１３上に形成されたＳｉＯ２ 膜１
５に、シリコン基板１１の面１２及び１３に対し、垂直
方向から見て一方の面１２上のエッチングにより形成さ
れたインクジェットノズルとなる凹部１１０全体を包含
する部分が抜けているようなフォトレジストパターン１
７を図２のフォトマスクパターン２７の転写により形成
し、一方の面１２上のＳｉＯ２ 膜はフォトレジストを
用いて保護し、他方の面１３の側だけにＳｉＯ２ 膜の
フッ酸系エッチング液によるエッチング加工を施した（
図１（ｆ））。次いで、前述のアルカリエッチング液を
用いてシリコン基板１１の他方の面１３のシリコンエッ
チングを５時間２４分行い、２５９ミクロンのエッチン
グ量にてシリコンのエッチングを終了し、最後にフッ酸
系エッチング液によりエッチングマスクであるＳｉＯ２
膜１４および１５を除去した（図１（ｇ））。本実施
例では、インクジェットノズルの穴径の設計値を５０ミ
クロン角としている。 （１）式より穴径を５０ミクロン角とするためには、板
厚ｔは下式より、
【０００８】
【数２】
ｔ＝（８０−５０）／ √２ ＝２１ ・・・・・（
２）２１ミクロンである。即ち、他方の面１３のエッチ
ング量ｄ１ をｄ１ ＝２８０−２１＝２５９（ミクロ
ン）とすれば、穴径５０ミクロンのインクジェットノズ
ルが形成できる。本実施例で得られたインクジェットノ
ズル列形成部のシリコンの厚みは２１ミクロンであるが
、シリコン基板１１のそれ以外の部分は当初の２８０ミ
クロンの厚みが残っており、この部分により前記インク
ジェットノズル列は支えられている。
２）２１ミクロンである。即ち、他方の面１３のエッチ
ング量ｄ１ をｄ１ ＝２８０−２１＝２５９（ミクロ
ン）とすれば、穴径５０ミクロンのインクジェットノズ
ルが形成できる。本実施例で得られたインクジェットノ
ズル列形成部のシリコンの厚みは２１ミクロンであるが
、シリコン基板１１のそれ以外の部分は当初の２８０ミ
クロンの厚みが残っており、この部分により前記インク
ジェットノズル列は支えられている。
【０００９】前述の他方の面１３のエッチング工程では
、２５９ミクロンのエッチングを行っているが、途中の
２４０ミクロンまでエッチングした段階で他方の面１３
のエッチング面は、エッチング凹部１１０の底面１１２
に到達し貫通穴１１１が形成されるが、さらにエッチン
グを行い、２５９ミクロンまでエッチングすることによ
り、（２）式より計算されるように、５０ミクロン角の
インクジェットノズルを形成することができる。完成し
たインクジェットノズル列の４８コのノズルについて穴
径寸法を測定したところ、４８．３から５１．５ミクロ
ンに分布しており、その平均値は５０．１ミクロンであ
った。即ち、本実施例において、ノズルピッチが３００
ｄｐｉであるノズル径５０ミクロンのインクジェットノ
ズル列を得ることができた。このインクジェットノズル
列をインクジェットヘッドに組み込み印字試験を行った
ところ、良好な印字が得られた。
、２５９ミクロンのエッチングを行っているが、途中の
２４０ミクロンまでエッチングした段階で他方の面１３
のエッチング面は、エッチング凹部１１０の底面１１２
に到達し貫通穴１１１が形成されるが、さらにエッチン
グを行い、２５９ミクロンまでエッチングすることによ
り、（２）式より計算されるように、５０ミクロン角の
インクジェットノズルを形成することができる。完成し
たインクジェットノズル列の４８コのノズルについて穴
径寸法を測定したところ、４８．３から５１．５ミクロ
ンに分布しており、その平均値は５０．１ミクロンであ
った。即ち、本実施例において、ノズルピッチが３００
ｄｐｉであるノズル径５０ミクロンのインクジェットノ
ズル列を得ることができた。このインクジェットノズル
列をインクジェットヘッドに組み込み印字試験を行った
ところ、良好な印字が得られた。
【００１０】実施例２；以下に本発明の第２の実施例に
基づき詳細に説明する。図３は本発明におけるインクジ
ェットノズル列の製造工程図である。まず（１００）面
方位のシリコンウェハの両面を鏡面研磨し、厚み２８０
ミクロンのシリコン基板３１を形成（図３（ａ））した
後に、該基板３１にＯ２ 及び水蒸気雰囲気中で摂氏１
１００度、４時間の熱処理を施し、シリコン基板３１の
両面に１ミクロンのＳｉＯ２ 膜３４及び３５を形成し
た（図３（ｂ））。実施例１と同様にシリコン基板３１
の一方の面３２上に形成されたＳｉＯ２ 膜３４上に図
２に示すようなフォトマスクパターン２６を転写したフ
ォトレジストパターン３６を形成した。パターン寸法は
、実施例１の場合と同一である。次いで、シリコン基板
３１の他方の面３３上のＳｉＯ２ 膜３５に、シリコン
基板３１の面３２及び３３に対し垂直方向から見てＳｉ
Ｏ２ 膜３４に形成されたフォトレジストパターン３６
全体を包含する部分が抜けているようなフォトレジスト
パターン３７を、図２のフォトマスクパターン２７の転
写により形成し（図３（ｃ））、次いでシリコン基板３
１全体をフッ酸系エッチング液に浸漬、インクジェット
ノズル列に相当する部分のＳｉＯ２ 膜を除去した（図
３（ｄ））。
基づき詳細に説明する。図３は本発明におけるインクジ
ェットノズル列の製造工程図である。まず（１００）面
方位のシリコンウェハの両面を鏡面研磨し、厚み２８０
ミクロンのシリコン基板３１を形成（図３（ａ））した
後に、該基板３１にＯ２ 及び水蒸気雰囲気中で摂氏１
１００度、４時間の熱処理を施し、シリコン基板３１の
両面に１ミクロンのＳｉＯ２ 膜３４及び３５を形成し
た（図３（ｂ））。実施例１と同様にシリコン基板３１
の一方の面３２上に形成されたＳｉＯ２ 膜３４上に図
２に示すようなフォトマスクパターン２６を転写したフ
ォトレジストパターン３６を形成した。パターン寸法は
、実施例１の場合と同一である。次いで、シリコン基板
３１の他方の面３３上のＳｉＯ２ 膜３５に、シリコン
基板３１の面３２及び３３に対し垂直方向から見てＳｉ
Ｏ２ 膜３４に形成されたフォトレジストパターン３６
全体を包含する部分が抜けているようなフォトレジスト
パターン３７を、図２のフォトマスクパターン２７の転
写により形成し（図３（ｃ））、次いでシリコン基板３
１全体をフッ酸系エッチング液に浸漬、インクジェット
ノズル列に相当する部分のＳｉＯ２ 膜を除去した（図
３（ｄ））。
【００１１】次に、アルカリ液によるシリコンの異方性
エッチングを行った。実施例１と同様にアルカリ液とし
て、摂氏７０度の２０重量％ＫＯＨ水溶液を用いた。シ
リコン基板３１を前記アルカリ液に浸漬すると、両面共
にエッチングが進行する。
エッチングを行った。実施例１と同様にアルカリ液とし
て、摂氏７０度の２０重量％ＫＯＨ水溶液を用いた。シ
リコン基板３１を前記アルカリ液に浸漬すると、両面共
にエッチングが進行する。
【００１２】図４はシリコン基板３１の一方の面３２の
エッチング３０分経過後の様子を示す図であり、図４（
ａ）は断面図、図４（ｂ）は上面図である。一方の面３
２のエッチングが途中の段階では、図４（ａ）に示すよ
うにエッチングレートの極端に遅い（１１１）面４９が
出現しながら（１００）面４８の面積が次第に小さくな
ってくるが、本実施例においては（１００）面４８が消
失するのはエッチング深さが５７ミクロンとなったとき
である。図４の段階では、エッチング深さｄ２はｄ２
＝３０×０．８＝２４（ミクロン）であり、（１００）
面４８は一辺
エッチング３０分経過後の様子を示す図であり、図４（
ａ）は断面図、図４（ｂ）は上面図である。一方の面３
２のエッチングが途中の段階では、図４（ａ）に示すよ
うにエッチングレートの極端に遅い（１１１）面４９が
出現しながら（１００）面４８の面積が次第に小さくな
ってくるが、本実施例においては（１００）面４８が消
失するのはエッチング深さが５７ミクロンとなったとき
である。図４の段階では、エッチング深さｄ２はｄ２
＝３０×０．８＝２４（ミクロン）であり、（１００）
面４８は一辺
【００１３】
【数３】８０−２４√２＝４６．２（μｍ）の正方形で
ある。又、図３（ｅ）もシリコンエッチングの３０分経
過後を示している。このとき、シリコン基板３１の他方
の面３３も同様に２４ミクロン深さにエッチングされて
いる。さらに連続してエッチングを行い、総エッチング
時間５時間２４分にてシリコンのエッチングを終了し、
最後にフッ酸系エッチング液によりエッチングマスクで
あるＳｉＯ２ 膜３４および３５を除去した（図３（ｆ
））。５時間２４分のエッチングでシリコンは２５９ミ
クロンエッチングされ、シリコン基板３１のインクジェ
ットノズル列部分の厚みは２１ミクロンとなっているが
、シリコン基板３１の他の部分は２８０ミクロンの厚み
を残しており、インクジェットノズル列はこの部分によ
り支えられている。シリコン基板３１の一方の面３２の
エッチングは、エッチング深さ５７ミクロンとなったと
ころで停止するが、他方の面３３では、さらにエッチン
グが進行して一方の面３２に形成されたインクジェット
ノズル列となるエッチング凹部３１０に到達し、さらに
エッチングが進行するとエッチング凹部３１０の底に貫
通穴３１１が生じ、貫通穴３１１の大きさは他方の面３
３のエッチングの進行と共に大きくなる。本実施例では
、ノズル孔の大きさとして５０ミクロン角を設計値とし
ており、実施例１と同一の前述した時間のエッチングを
行ったが、完成したインクジェット列のノズル吐出口の
寸法は、４８コのノズルを測定して５１．３から５３．
８ミクロンの間に分布し、その平均値は５２．５ミクロ
ンであった。即ち、本実施例において、ノズルピッチが
３００ｄｐｉであるノズル径５２．５ミクロンのインク
ジェットノズル列を得ることができた。設計値が５０ミ
クロンであるのに対し穴径寸法が２．５ミクロン大きく
なっているが、これは貫通穴３１１の端部３１３がエッ
チングの進行と共に徐々にエッチングされ、穴径が拡大
されたからである。即ち、本実施例によれば、
ある。又、図３（ｅ）もシリコンエッチングの３０分経
過後を示している。このとき、シリコン基板３１の他方
の面３３も同様に２４ミクロン深さにエッチングされて
いる。さらに連続してエッチングを行い、総エッチング
時間５時間２４分にてシリコンのエッチングを終了し、
最後にフッ酸系エッチング液によりエッチングマスクで
あるＳｉＯ２ 膜３４および３５を除去した（図３（ｆ
））。５時間２４分のエッチングでシリコンは２５９ミ
クロンエッチングされ、シリコン基板３１のインクジェ
ットノズル列部分の厚みは２１ミクロンとなっているが
、シリコン基板３１の他の部分は２８０ミクロンの厚み
を残しており、インクジェットノズル列はこの部分によ
り支えられている。シリコン基板３１の一方の面３２の
エッチングは、エッチング深さ５７ミクロンとなったと
ころで停止するが、他方の面３３では、さらにエッチン
グが進行して一方の面３２に形成されたインクジェット
ノズル列となるエッチング凹部３１０に到達し、さらに
エッチングが進行するとエッチング凹部３１０の底に貫
通穴３１１が生じ、貫通穴３１１の大きさは他方の面３
３のエッチングの進行と共に大きくなる。本実施例では
、ノズル孔の大きさとして５０ミクロン角を設計値とし
ており、実施例１と同一の前述した時間のエッチングを
行ったが、完成したインクジェット列のノズル吐出口の
寸法は、４８コのノズルを測定して５１．３から５３．
８ミクロンの間に分布し、その平均値は５２．５ミクロ
ンであった。即ち、本実施例において、ノズルピッチが
３００ｄｐｉであるノズル径５２．５ミクロンのインク
ジェットノズル列を得ることができた。設計値が５０ミ
クロンであるのに対し穴径寸法が２．５ミクロン大きく
なっているが、これは貫通穴３１１の端部３１３がエッ
チングの進行と共に徐々にエッチングされ、穴径が拡大
されたからである。即ち、本実施例によれば、
【００１４】
【数４】
Ｗ１ ＝ Ｗ２−√２ ｔ ・・・・・（１）で
規定されるより大きい穴径が得られる。もし、５０ミク
ロン角のノズルを所望する場合には、図２におけるイン
クジェットノズルに相当する正方形２６の寸法８０ミク
ロンを２．５ミクロン小さく補正し、７７．５ミクロン
とすることで５０ミクロン角の穴径のノズルを得ること
ができる。前述したように、（１００）シリコン基板を
用いたインクジェットノズルでは、ノズル穴径を一定と
する場合には板厚を薄くできないという制限から、ノズ
ルの高密度化には限界があった。しかし、本実施例では
、一定のノズル穴径を得るためにインクジェットノズル
に相当するパターンを小さくすることができるため、そ
の分だけ狭ピッチ化することが可能である。穴径につい
ては、エッチングの条件によりある程度任意に得ること
ができる。又、このインクジェットノズル列をインクジ
ェットヘッドに組み込んで印字試験を行ったところ、良
好な印字が得られた。
規定されるより大きい穴径が得られる。もし、５０ミク
ロン角のノズルを所望する場合には、図２におけるイン
クジェットノズルに相当する正方形２６の寸法８０ミク
ロンを２．５ミクロン小さく補正し、７７．５ミクロン
とすることで５０ミクロン角の穴径のノズルを得ること
ができる。前述したように、（１００）シリコン基板を
用いたインクジェットノズルでは、ノズル穴径を一定と
する場合には板厚を薄くできないという制限から、ノズ
ルの高密度化には限界があった。しかし、本実施例では
、一定のノズル穴径を得るためにインクジェットノズル
に相当するパターンを小さくすることができるため、そ
の分だけ狭ピッチ化することが可能である。穴径につい
ては、エッチングの条件によりある程度任意に得ること
ができる。又、このインクジェットノズル列をインクジ
ェットヘッドに組み込んで印字試験を行ったところ、良
好な印字が得られた。
【００１５】実施例１及び２で述べたインクジェットノ
ズル列の製造工程には、プロセス技術上困難な点が皆無
で、極めて単純な工程であり、従って前述のような高精
度のインクジェットノズル列が高歩留りで得られる。
ズル列の製造工程には、プロセス技術上困難な点が皆無
で、極めて単純な工程であり、従って前述のような高精
度のインクジェットノズル列が高歩留りで得られる。
【００１６】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、（１
００）シリコン基板を用いた高密度のインクジェットノ
ズル列を得ることができ、このようなインクジェットノ
ズル列を用いたインクジェットヘッドにより、高精細な
印字が可能になるという効果を有する。
００）シリコン基板を用いた高密度のインクジェットノ
ズル列を得ることができ、このようなインクジェットノ
ズル列を用いたインクジェットヘッドにより、高精細な
印字が可能になるという効果を有する。
【図１】本発明のインクジェットノズル列の製造工程図
。
。
【図２】インクジェットノズル列をエッチングにより形
成するためのマスクパターン図。
成するためのマスクパターン図。
【図３】本発明のインクジェットノズル列の製造工程図
。
。
【図４】本発明のインクジェットノズル列の製造工程に
おける、インクジェットノズル列の断面図及び上面図。
おける、インクジェットノズル列の断面図及び上面図。
【図５】従来のインクジェットノズル列の製造工程図。
【図６】（１００）シリコン基板におけるインクジェッ
トノズル列の寸法関係を示す図。
トノズル列の寸法関係を示す図。
Claims (3)
- 【請求項１】 （１００）シリコン基板を構成部材と
するインクジェットノズル列の製造工程において、（１
００）シリコン基板１１の一方の面１２に前記インクジ
ェットノズル列をエッチングにより形成するための耐エ
ッチング材のマスクパターンを形成し、前記シリコン基
板１１の一方の面１２に所定量のエッチングを施し、次
いで前記シリコン基板１１の一方の面１２に改めて耐エ
ッチング材を形成し、前記シリコン基板１１の他方の面
１３の少なくとも前記インクジェットノズル列が形成さ
れる部分に相当する箇所には耐エッチング材を形成せず
、次いで前記シリコン基板１１の他方の面１３に所定量
のエッチングを施すことを特徴とするインクジェットノ
ズル列の製造方法。 - 【請求項２】 前記インクジェットノズル列の製造工
程において、（１００）シリコン基板２１の一方の面２
２に前記インクジェットノズル列をエッチングにより形
成するための耐エッチング材のマスクパターンを形成し
、前記シリコン基板２１の他方の面２３の少なくとも前
記インクジェットノズル列が形成される部分に相当する
箇所には耐エッチング材を形成せず、次いで前記シリコ
ン基板２１の両面に所定量のエッチングを施すことを特
徴とするインクジェットノズル列の製造方法。 - 【請求項３】 エッチングがアルカリ液を用いる異方
性エッチングであることを特徴とする請求項１及び２記
載のインクジェットノズル列の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7922491A JP3120463B2 (ja) | 1991-04-11 | 1991-04-11 | インクジェットプリンタのノズル列の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7922491A JP3120463B2 (ja) | 1991-04-11 | 1991-04-11 | インクジェットプリンタのノズル列の形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04312853A true JPH04312853A (ja) | 1992-11-04 |
| JP3120463B2 JP3120463B2 (ja) | 2000-12-25 |
Family
ID=13683946
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7922491A Expired - Fee Related JP3120463B2 (ja) | 1991-04-11 | 1991-04-11 | インクジェットプリンタのノズル列の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3120463B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1138492A1 (en) | 2000-03-21 | 2001-10-04 | Nec Corporation | Ink jet head and fabrication method of the same |
| US6776916B2 (en) * | 2002-01-31 | 2004-08-17 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Substrate and method of forming substrate for fluid ejection device |
| JP2013212640A (ja) * | 2012-04-02 | 2013-10-17 | Mitsubishi Electric Corp | 液体噴出装置とその製造方法およびノズルプレートの製造方法 |
-
1991
- 1991-04-11 JP JP7922491A patent/JP3120463B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1138492A1 (en) | 2000-03-21 | 2001-10-04 | Nec Corporation | Ink jet head and fabrication method of the same |
| US6776916B2 (en) * | 2002-01-31 | 2004-08-17 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Substrate and method of forming substrate for fluid ejection device |
| US7105097B2 (en) * | 2002-01-31 | 2006-09-12 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Substrate and method of forming substrate for fluid ejection device |
| US7530661B2 (en) | 2002-01-31 | 2009-05-12 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Substrate and method of forming substrate for fluid ejection device |
| JP2013212640A (ja) * | 2012-04-02 | 2013-10-17 | Mitsubishi Electric Corp | 液体噴出装置とその製造方法およびノズルプレートの製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3120463B2 (ja) | 2000-12-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4875968A (en) | Method of fabricating ink jet printheads | |
| KR100397604B1 (ko) | 버블 젯 방식의 잉크 젯 프린트 헤드 및 그 제조방법 | |
| US5160577A (en) | Method of fabricating an aperture plate for a roof-shooter type printhead | |
| JP2604065B2 (ja) | ウェーハ内に開口部を形成する方法 | |
| CN103302987B (zh) | 制造喷嘴板的方法 | |
| JP3168713B2 (ja) | インクジェットヘッド及びその製造方法 | |
| KR100374788B1 (ko) | 버블 젯 방식의 잉크 젯 프린트 헤드, 그 제조방법 및잉크 토출방법 | |
| US5870123A (en) | Ink jet printhead with channels formed in silicon with a (110) surface orientation | |
| US6254215B1 (en) | Ink jet printing head and method for producing the same | |
| KR20050031906A (ko) | 정렬 표시 형성 방법,소자가 형성된 기판 및 기판을이용한 액체 토출 헤드 | |
| JPH09216368A (ja) | インクジェットノズルプレートおよびその製造方法 | |
| JPH04312853A (ja) | インクジェットプリンタのノズル列の形成方法 | |
| JPH0957981A (ja) | 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 | |
| JPH09207341A (ja) | 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 | |
| JP3230017B2 (ja) | インクジェットヘッドの製造方法 | |
| US6958125B2 (en) | Method for manufacturing liquid jet recording head | |
| JPH111000A (ja) | ノズルプレートの製造方法、インクジェットヘッド、ノズルプレート及びインクジェット記録装置 | |
| US7871531B2 (en) | Method of manufacturing liquid ejection head | |
| JP2003053700A (ja) | シリコン結晶異方性エッチング方法、インク流路板製造方法、インク流路板、インクジェットプリントヘッドおよびインクジェットプリンタ | |
| JP3564853B2 (ja) | インクジェットヘッドの製造方法およびそのヘッドを用いたプリンタ | |
| JP2861117B2 (ja) | インクジェットプリンタヘッド及びその製造方法 | |
| JP2002321356A (ja) | インクジェット記録ヘッドおよびその製造方法 | |
| JP3064103B2 (ja) | インクジェットヘッドの製造方法 | |
| JPH11277755A (ja) | 凹部を有するシリコン基板とインクジェットヘッドの製造方法およびそのシリコン基板とインクジェットヘッド | |
| JP3942810B2 (ja) | 静電型インクジェットヘッドおよびその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081020 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091020 Year of fee payment: 9 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |