喷嘴板、液滴排出头、液滴排出装置及喷嘴板的制造方法与流程

本发明涉及喷嘴板、液滴排出头、液滴排出装置以及喷嘴板的制造方法。

背景技术：

1、以往，作为液滴排出装置的液滴排出头的喷嘴板的制造方法，已知有通过对单晶硅基板进行各向异性湿式蚀刻来形成喷嘴流路(例如，参照专利文献1)。

2、专利文献1：日本专利第5519263号

3、然而，在对表面的结晶方位为{100}面的单晶硅基板进行各向异性湿式蚀刻的情况下，腐蚀作用在固定方向上前进。因此，只能形成与液滴排出面对置的面的开口部为正方形的喷嘴流路。若将这样的喷嘴板与油墨流路的截面形状例如为长方形的其他的板接合，则由于油墨流路与喷嘴流路的接合部的形状不一致，而导致油墨射出时的阻力变强。因此，需要使驱动电压上升，或者弯液面变得不稳定而产生射出缺陷等，而射出特性恶化。另外，若与液滴排出面对置的面的开口部为正方形，则设置于单晶硅基板的喷嘴流路的数量变少。

技术实现思路

1、本发明是鉴于该情况而完成的，其目的在于提供能够兼得喷嘴开口部的高密度化和最佳的射出特性的喷嘴板、液滴排出头、液滴排出装置以及喷嘴板的制造方法。

2、为了解决上述课题，技术方案1所记载的发明是一种喷嘴板，具备多个在单晶硅基板的第一面形成有用于排出液滴的喷嘴开口部的喷嘴流路，其中，上述喷嘴流路具备：喷嘴锥形部，随着从上述第一面朝向与上述第一面对置的第二面，与液滴的排出方向正交的截面积亦即流路面积逐渐变宽广；以及平直连通部，与上述喷嘴锥形部的上述第二面侧的端部连续，并且上述平直连通部的对置的一组面大致平行，构成上述平直连通部的面与上述第二面相交的边中的、上述对置的一组面的边的长度比其他的面的边的长度长，上述喷嘴锥形部包括晶面为大致{111}面的4个面。

3、另外，为了解决上述课题，技术方案2所记载的发明是一种喷嘴板，具备多个在单晶硅基板的第一面形成有用于排出液滴的喷嘴开口部的喷嘴流路，其中，上述喷嘴流路具备：喷嘴锥形部，随着从上述第一面朝向与上述第一面对置的第二面，与液滴的排出方向正交的截面积亦即流路面积逐渐变宽广；以及平直连通部，与上述喷嘴锥形部的上述第二面侧的端部连续，并且上述平直连通部的对置的一组面大致平行，构成上述平直连通部的面与上述第二面相交的边中的、上述对置的一组面的边的长度比其他的面的边的长度长，上述喷嘴锥形部由晶面为大致{111}面的4个面构成。

4、另外，技术方案3所记载的发明是在技术方案1或2所记载的喷嘴板中，构成上述平直连通部的面与上述第二面相交的边中的、上述对置的一组面的边的长度比其他的面的边的长度长的面的晶面由大致{101}面构成。

5、另外，技术方案4所记载的发明是在技术方案1或2所记载的喷嘴板中，构成上述平直连通部的面与上述第二面相交的边中的、上述对置的一组面的边的长度比其他的面的边的长度长的面的晶面由大致{100}面构成。

6、另外，技术方案5所记载的发明是在技术方案1至4中任一项所记载的喷嘴板中，在从上述喷嘴锥形部与上述平直连通部相交的部分到上述第一面之间的至少一部分具备侧壁掩模层。

7、另外，为了解决上述课题，技术方案6所记载的发明是一种喷嘴板，具备多个在单晶硅基板的第一面形成有用于排出液滴的喷嘴开口部的喷嘴流路，其中，上述喷嘴流路具备：喷嘴锥形部，随着从上述第一面朝向与上述第一面对置的第二面，与液滴的排出方向正交的截面积亦即流路面积逐渐变宽广；以及平直连通部，与上述喷嘴锥形部的上述第二面侧的端部连续并设置到上述第二面，在从上述喷嘴锥形部与上述平直连通部相交的部分到上述第一面之间的至少一部分具备侧壁掩模层，上述喷嘴锥形部包括晶面为大致{111}面的4个面。

8、另外，为了解决上述课题，技术方案7所记载的发明是一种喷嘴板，具备多个在单晶硅基板的第一面形成有用于排出液滴的喷嘴开口部的喷嘴流路，其中，上述喷嘴流路具备：喷嘴锥形部，随着从上述第一面朝向与上述第一面对置的第二面，与液滴的排出方向正交的截面积亦即流路面积逐渐变宽广；以及平直连通部，与上述喷嘴锥形部的上述第二面侧的端部连续并设置到上述第二面，在从上述喷嘴锥形部与上述平直连通部相交的部分到上述第一面之间的至少一部分具备侧壁掩模层，上述喷嘴锥形部由晶面为大致{111}面的4个面构成。

9、另外，技术方案8所记载的发明是在技术方案5至7中任一项所记载的喷嘴板中，上述侧壁掩模层是随着从上述第一面朝向上述第二面或者随着从上述第二面朝向上述第一面而逐渐变窄的形状。

10、另外，技术方案9所记载的发明是在技术方案1至8中任一项所记载的喷嘴板中，上述喷嘴流路具备与上述喷嘴锥形部的上述第一面侧的端部连续的喷嘴平直部。

11、另外，技术方案10所记载的发明是在技术方案9所记载的喷嘴板中，上述喷嘴平直部的上述流路面积的最大部分为上述喷嘴锥形部的上述第一面侧的端部的上述流路面积以下。

12、另外，技术方案11所记载的发明是在技术方案1至10中任一项所记载的喷嘴板中，从上述第一面到上述喷嘴锥形部的上述第二面侧的端部为止的锥形高度的最大长度为20μm以上。

13、另外，技术方案12所记载的发明是一种搭载于液滴排出装置的液滴排出头，其中，具备技术方案1至11中任一项所记载的喷嘴板。

14、另外，技术方案13所记载的发明是一种液滴排出装置，其中，具备技术方案12所记载的液滴排出头。

15、另外，技术方案14所记载的发明是一种液滴排出头的喷嘴板的制造方法，其中，包括：第一工序，在表面的结晶方位为{100}面的单晶硅基板的第一面形成表面掩模层；第二工序，在上述表面掩模层形成成为狭缝的狭缝图案；第三工序，通过对位于上述狭缝图案下方的上述单晶硅基板从表面起利用干式蚀刻进行贯通加工或者从表面起利用干式蚀刻进行深挖加工到中途，来形成上述狭缝；第四工序，在上述狭缝形成侧壁掩模层；第五工序，在上述表面掩模层形成成为喷嘴开口部的圆形或者多边形的开口图案；第六工序，通过对位于上述开口图案下方的上述单晶硅基板从表面起利用干式蚀刻进行贯通加工，来形成贯通孔；以及第七工序，通过利用针对上述单晶硅基板的各向异性湿式蚀刻扩大上述贯通孔，来形成喷嘴锥形部以及与该喷嘴锥形部的与上述第一面对置的第二面侧的端部连续的平直连通部。

16、另外，技术方案15所记载的发明是在技术方案14所记载的喷嘴板的制造方法中，在上述第五工序与上述第六工序之间进行：第八工序，通过对位于上述开口图案下方的上述单晶硅基板从表面起利用干式蚀刻进行深挖加工到中途，来形成喷嘴平直部；以及第九工序，沿着上述喷嘴平直部的内表面形成喷嘴掩模层。

17、另外，技术方案16所记载的发明是一种液滴排出头的喷嘴板的制造方法，其中，包括：第一工序，在表面的结晶方位为{100}面的单晶硅基板的第一面形成表面掩模层；第二工序，在上述表面掩模层同时形成成为喷嘴开口部的圆形或者多边形的开口图案和成为狭缝的狭缝图案；第三工序，通过对位于上述狭缝图案下方的上述单晶硅基板从表面起利用干式蚀刻进行贯通加工或者从表面起利用干式蚀刻进行深挖加工到中途，来形成狭缝；第四工序，在上述狭缝形成侧壁掩模层；第五工序，通过对位于上述开口图案下方的上述单晶硅基板从表面起利用干式蚀刻进行贯通加工，来形成贯通孔；以及第六工序，通过利用针对上述单晶硅基板的各向异性湿式蚀刻扩大上述贯通孔，来形成喷嘴锥形部以及与该喷嘴锥形部的与上述第一面对置的第二面侧的端部连续的平直连通部。

18、另外，技术方案17所记载的发明是在技术方案16所记载的喷嘴板的制造方法中，在上述第三工序与上述第五工序之间进行：第七工序，通过对位于上述开口图案下方的上述单晶硅基板从表面起利用干式蚀刻进行深挖加工到中途，来形成喷嘴平直部；以及第八工序，沿着上述喷嘴平直部的内表面形成喷嘴掩模层。

19、根据本发明的喷嘴板、液滴排出头、液滴排出装置以及喷嘴板的制造方法，能够兼得喷嘴开口部的高密度化和最佳的射出特性。