JP2000334970A - インクジェットヘッドおよびその製造方法 - Google Patents
インクジェットヘッドおよびその製造方法Info
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- JP2000334970A JP2000334970A JP14800699A JP14800699A JP2000334970A JP 2000334970 A JP2000334970 A JP 2000334970A JP 14800699 A JP14800699 A JP 14800699A JP 14800699 A JP14800699 A JP 14800699A JP 2000334970 A JP2000334970 A JP 2000334970A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡単な工程により、精度良くフィルタ孔を備
えたインク取り入れ口を有するインクジェットヘッドを
製造できるようにすること。 【解決手段】 インクジェットヘッドのノズルプレート
形成用のシリコンウエハ１００におけるインクノズル形
成部分２２０、インク供給口形成部分２３０およびフィ
ルタ孔形成部分２７０に、ＩＣＰ放電によるトレンチエ
ッチングを施して、インクノズル用の溝２２１、インク
供給口用の溝２３１およびフィルタ孔用の多数の微細な
盲孔２７１を形成する。次に、シリコンウエハ１００の
反対側から異方性ウエットエッチングを施して、凹部２
６１を形成して盲孔２７１をフィルタ孔用の貫通孔２７
２とする。簡単な工程で精度良くフィルタ孔を形成でき
る。また、フィルタ孔を、インクノズル、インク供給口
と同時に形成できるので、双方の大きさの関係を精度良
く管理でき、この結果、目詰まりが発生するような微細
な異物を確実に捕捉できるフィルタ孔を形成できる。
えたインク取り入れ口を有するインクジェットヘッドを
製造できるようにすること。 【解決手段】 インクジェットヘッドのノズルプレート
形成用のシリコンウエハ１００におけるインクノズル形
成部分２２０、インク供給口形成部分２３０およびフィ
ルタ孔形成部分２７０に、ＩＣＰ放電によるトレンチエ
ッチングを施して、インクノズル用の溝２２１、インク
供給口用の溝２３１およびフィルタ孔用の多数の微細な
盲孔２７１を形成する。次に、シリコンウエハ１００の
反対側から異方性ウエットエッチングを施して、凹部２
６１を形成して盲孔２７１をフィルタ孔用の貫通孔２７
２とする。簡単な工程で精度良くフィルタ孔を形成でき
る。また、フィルタ孔を、インクノズル、インク供給口
と同時に形成できるので、双方の大きさの関係を精度良
く管理でき、この結果、目詰まりが発生するような微細
な異物を確実に捕捉できるフィルタ孔を形成できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ノズルの目詰まり
を防止するためにインク取り入れ口とインクノズルの間
の流路にインクフィルタが設けられた構成のインクジェ
ットヘッドおよびその製造方法に関するものである。
を防止するためにインク取り入れ口とインクノズルの間
の流路にインクフィルタが設けられた構成のインクジェ
ットヘッドおよびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】インクジェットヘッドにおいては、その
インクノズルに目詰まりが生ずるとインク吐出性の劣化
等を引き起こすので、インクノズルに供給される前のイ
ンクから、そこに含まれている微細な異物等を除去する
必要がある。そこで、外部のインク供給源からインクが
供給されるインクジェットヘッドに形成されたインク取
り入れ口にフィルタを取り付けることが提案されてい
る。例えば、特開平４−２９２９５０号公報にはこの構
成のインクジェトヘッドが開示されている。
インクノズルに目詰まりが生ずるとインク吐出性の劣化
等を引き起こすので、インクノズルに供給される前のイ
ンクから、そこに含まれている微細な異物等を除去する
必要がある。そこで、外部のインク供給源からインクが
供給されるインクジェットヘッドに形成されたインク取
り入れ口にフィルタを取り付けることが提案されてい
る。例えば、特開平４−２９２９５０号公報にはこの構
成のインクジェトヘッドが開示されている。
【０００３】ここで、このようなフィルタはインクノズ
ルのノズル径よりも小さな多数の微細な孔から形成され
ている。孔径が大きいとフィルタとしての機能が低下し
てしまうので、孔径を小さくすると共に、これに伴う流
路抵抗の増加を抑制するためにフィルタ領域を広くとっ
ている。すなわち、多数の微細な孔を形成するようにし
ている。
ルのノズル径よりも小さな多数の微細な孔から形成され
ている。孔径が大きいとフィルタとしての機能が低下し
てしまうので、孔径を小さくすると共に、これに伴う流
路抵抗の増加を抑制するためにフィルタ領域を広くとっ
ている。すなわち、多数の微細な孔を形成するようにし
ている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ここで、このように多
数の微細な孔を備えたフィルタを、一般的なエッチング
により、半導体基板に形成するためには、特殊な工程や
特殊なエッチングマスクが必要である。従って、フィル
タ付きのインクジェットヘッドは、簡単な工程により製
造できないという弊害がある。
数の微細な孔を備えたフィルタを、一般的なエッチング
により、半導体基板に形成するためには、特殊な工程や
特殊なエッチングマスクが必要である。従って、フィル
タ付きのインクジェットヘッドは、簡単な工程により製
造できないという弊害がある。
【０００５】また、近年においては印刷速度の向上に対
応してインクジェットヘッドのノズル数は増加傾向にあ
り、ノズル数が増加するのに伴って、ノズル詰まりの可
能性も増加する。よって、ノズル数の多いインクジェッ
トヘッド、あるいはラインインクジェットヘッドにとっ
ては、フィルタを設ける必要性が高い。このような観点
からも、簡単な工程でフィルタ付きのインクジェットヘ
ッドを製造できることが望ましい。
応してインクジェットヘッドのノズル数は増加傾向にあ
り、ノズル数が増加するのに伴って、ノズル詰まりの可
能性も増加する。よって、ノズル数の多いインクジェッ
トヘッド、あるいはラインインクジェットヘッドにとっ
ては、フィルタを設ける必要性が高い。このような観点
からも、簡単な工程でフィルタ付きのインクジェットヘ
ッドを製造できることが望ましい。
【０００６】本発明の課題は、このような点に鑑みて、
簡単な工程により製造されたフィルタ付きのインクジェ
ットヘッドを提案することにある。また、簡単な工程に
よりフィルタ付きのインクジェットヘッドを製造可能な
製造方法を提案することにある。
簡単な工程により製造されたフィルタ付きのインクジェ
ットヘッドを提案することにある。また、簡単な工程に
よりフィルタ付きのインクジェットヘッドを製造可能な
製造方法を提案することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は、インクノズルと、このインクノズルか
らインク液滴を吐出させるためのインク吐出圧力を生成
する圧力室と、この圧力室にインクを供給するインク取
り入れ口とを有するインクジェットヘッドにおいて、前
記インク取り入れ口は、シリコン単結晶基板の第１の面
に形成された凹部と、この凹部の底面から当該シリコン
単結晶基板の反対側の第２の面に貫通している複数本の
フィルタ孔とを備えており、前記凹部は、前記シリコン
単結晶基板の第１の面に異方性ウエットエッチングを施
すことにより形成されたものであり、前記フィルタ孔
は、前記シリコン単結晶基板の第２の面にＩＣＰ放電に
よるトレンチエッチングを施すことにより形成されたも
のであることを特徴としている。
めに、本発明は、インクノズルと、このインクノズルか
らインク液滴を吐出させるためのインク吐出圧力を生成
する圧力室と、この圧力室にインクを供給するインク取
り入れ口とを有するインクジェットヘッドにおいて、前
記インク取り入れ口は、シリコン単結晶基板の第１の面
に形成された凹部と、この凹部の底面から当該シリコン
単結晶基板の反対側の第２の面に貫通している複数本の
フィルタ孔とを備えており、前記凹部は、前記シリコン
単結晶基板の第１の面に異方性ウエットエッチングを施
すことにより形成されたものであり、前記フィルタ孔
は、前記シリコン単結晶基板の第２の面にＩＣＰ放電に
よるトレンチエッチングを施すことにより形成されたも
のであることを特徴としている。
【０００８】ここで、前記シリコン単結晶基板の第２の
面に、前記インクノズルを規定するノズル溝が形成され
ている場合には、このノズル溝も、前記凹部および前記
フィルタ孔のうちの何れかの形成時に同一工程により形
成されたものとすることが望ましい。
面に、前記インクノズルを規定するノズル溝が形成され
ている場合には、このノズル溝も、前記凹部および前記
フィルタ孔のうちの何れかの形成時に同一工程により形
成されたものとすることが望ましい。
【０００９】また、一般的なインクジェットヘッドは、
前記インク取り入れ口が開口している共通インク室と、
この共通インク室のインクを前記圧力室に供給するため
のインク供給口とを有している。この場合に、前記シリ
コン単結晶基板の第２の面には前記インク供給口を規定
するインク供給溝が形成されている場合においては、こ
のインク供給溝も、前記凹部および前記フィルタ孔のう
ちの何れかの形成時に同一工程により形成されたものと
することが望ましい。
前記インク取り入れ口が開口している共通インク室と、
この共通インク室のインクを前記圧力室に供給するため
のインク供給口とを有している。この場合に、前記シリ
コン単結晶基板の第２の面には前記インク供給口を規定
するインク供給溝が形成されている場合においては、こ
のインク供給溝も、前記凹部および前記フィルタ孔のう
ちの何れかの形成時に同一工程により形成されたものと
することが望ましい。
【００１０】この場合において、前記共通インク室に面
している前記シリコン単結晶基板の部分の第１の面に、
前記圧力室に対応した数のダイヤフラム形成用凹部が形
成されており、これらのダイヤフラム形成用凹部のうち
の少なくとも一つが前記インク取り入れ口の前記凹部で
ある場合には、これらの凹部の全てを、前記異方性ウエ
ットエッチングにより形成されたものとすることが望ま
しい。
している前記シリコン単結晶基板の部分の第１の面に、
前記圧力室に対応した数のダイヤフラム形成用凹部が形
成されており、これらのダイヤフラム形成用凹部のうち
の少なくとも一つが前記インク取り入れ口の前記凹部で
ある場合には、これらの凹部の全てを、前記異方性ウエ
ットエッチングにより形成されたものとすることが望ま
しい。
【００１１】一方、本発明は、インクノズルと、このイ
ンクノズルからインク液滴を吐出させるためのインク吐
出圧力を生成する圧力室と、この圧力室にインクを供給
するインク取り入れ口とを有し、当該インク取り入れ口
は、シリコン単結晶基板の第１の面に形成された凹部
と、この凹部の底面から当該シリコン単結晶基板の反対
側の第２の面に貫通している複数本のフィルタ孔とを備
えているインクジェットヘッドの製造方法であって、前
記シリコン単結晶基板の第２の面に、前記フィルタ孔形
成用の所定の深さの盲孔を複数形成するＩＣＰ放電によ
るトレンチエッチング工程と、前記シリコン単結晶基板
の第１の面に、異方性ウエットエッチングを施して、前
記盲孔が当該シリコン単結晶基板を貫通して前記フィル
タ孔となるような所定の深さの前記凹部を形成する異方
性ウエットエッチング工程とを含むことを特徴としてい
る。
ンクノズルからインク液滴を吐出させるためのインク吐
出圧力を生成する圧力室と、この圧力室にインクを供給
するインク取り入れ口とを有し、当該インク取り入れ口
は、シリコン単結晶基板の第１の面に形成された凹部
と、この凹部の底面から当該シリコン単結晶基板の反対
側の第２の面に貫通している複数本のフィルタ孔とを備
えているインクジェットヘッドの製造方法であって、前
記シリコン単結晶基板の第２の面に、前記フィルタ孔形
成用の所定の深さの盲孔を複数形成するＩＣＰ放電によ
るトレンチエッチング工程と、前記シリコン単結晶基板
の第１の面に、異方性ウエットエッチングを施して、前
記盲孔が当該シリコン単結晶基板を貫通して前記フィル
タ孔となるような所定の深さの前記凹部を形成する異方
性ウエットエッチング工程とを含むことを特徴としてい
る。
【００１２】ここで、前記トレンチエッチング工程時あ
るいは前記異方性ウエットエッチング工程時に、前記シ
リコン単結晶基板の第２の面に、前記インクノズルを規
定するノズル溝を形成することが望ましい。
るいは前記異方性ウエットエッチング工程時に、前記シ
リコン単結晶基板の第２の面に、前記インクノズルを規
定するノズル溝を形成することが望ましい。
【００１３】また、前記インクジェットヘッドが、前記
インク取り入れ口が開口している共通インク室と、この
共通インク室のインクを前記圧力室に供給するためのイ
ンク供給口とを有している場合には、前記トレンチエッ
チング工程時あるいは前記異方性ウエットエッチング工
程時に、前記シリコン単結晶基板の第２の面に、前記イ
ンクノズルを規定するノズル溝を形成することが望まし
い。
インク取り入れ口が開口している共通インク室と、この
共通インク室のインクを前記圧力室に供給するためのイ
ンク供給口とを有している場合には、前記トレンチエッ
チング工程時あるいは前記異方性ウエットエッチング工
程時に、前記シリコン単結晶基板の第２の面に、前記イ
ンクノズルを規定するノズル溝を形成することが望まし
い。
【００１４】さらに、前記インクジェットヘッドが、前
記共通インク室に面している前記シリコン単結晶基板の
部分の第１の面に、前記圧力室に対応した数のダイヤフ
ラム形成用凹部を備えており、これらのダイヤフラム形
成用凹部のうちの少なくとも一つが前記インク取り入れ
口の前記凹部である場合には、これら凹部の全てを、前
記異方性ウエットエッチング工程時に形成することが望
ましい。
記共通インク室に面している前記シリコン単結晶基板の
部分の第１の面に、前記圧力室に対応した数のダイヤフ
ラム形成用凹部を備えており、これらのダイヤフラム形
成用凹部のうちの少なくとも一つが前記インク取り入れ
口の前記凹部である場合には、これら凹部の全てを、前
記異方性ウエットエッチング工程時に形成することが望
ましい。
【００１５】本発明のインクジェットヘッドおよびその
製造方法においては、インクフィルタを構成する多数の
フィルタ孔をＩＣＰ放電によるトレンチエッチングによ
り形成しているので、多くのフィルタ孔を精度良く形成
できる。また、特殊なエッチングマスクや専用の工程を
経ることなくインクフィルタ部分を構成できる。さら
に、ノズル溝、インク供給口用の溝と、フィルタ孔とを
同時に形成しているので、ノズルやインク供給口の大き
さと、フィルタ孔の大きさとの関係を管理することが容
易である。
製造方法においては、インクフィルタを構成する多数の
フィルタ孔をＩＣＰ放電によるトレンチエッチングによ
り形成しているので、多くのフィルタ孔を精度良く形成
できる。また、特殊なエッチングマスクや専用の工程を
経ることなくインクフィルタ部分を構成できる。さら
に、ノズル溝、インク供給口用の溝と、フィルタ孔とを
同時に形成しているので、ノズルやインク供給口の大き
さと、フィルタ孔の大きさとの関係を管理することが容
易である。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して、本発明
を適用した静電型インクジェットヘッドおよびその製造
方法の例を説明する。
を適用した静電型インクジェットヘッドおよびその製造
方法の例を説明する。
【００１７】図１〜３は、本発明によるインクジェット
ヘッドの全体構成を示す概略斜視図、そのＩＩ−ＩＩ線
で切断した部分の概略断面図、およびそのＩＩＩ−ＩＩ
Ｉ線で切断した部分の概略断面図である。なお、本発明
は、図示のインクジェットヘッドとは異なる形状、構造
のもの、異なるインク吐出機構を備えたものにも適用で
きる。
ヘッドの全体構成を示す概略斜視図、そのＩＩ−ＩＩ線
で切断した部分の概略断面図、およびそのＩＩＩ−ＩＩ
Ｉ線で切断した部分の概略断面図である。なお、本発明
は、図示のインクジェットヘッドとは異なる形状、構造
のもの、異なるインク吐出機構を備えたものにも適用で
きる。
【００１８】これらの図に示すように、本例インクジェ
ットヘッド１は、シリコン単結晶基板からなるノズルプ
レート２と、同じくシリコン単結晶基板からなるキャビ
ティープレート３と、電極ガラス基板４とを貼り合わせ
ることにより構成されている。キャビテープレート３に
は、複数のインク圧力室３１と、各インク圧力室３１に
インクを供給するための共通インク室３２が形成されて
いる。各インク圧力室３１の底面部分は面外方向に弾性
変位可能な振動板３３となっている。
ットヘッド１は、シリコン単結晶基板からなるノズルプ
レート２と、同じくシリコン単結晶基板からなるキャビ
ティープレート３と、電極ガラス基板４とを貼り合わせ
ることにより構成されている。キャビテープレート３に
は、複数のインク圧力室３１と、各インク圧力室３１に
インクを供給するための共通インク室３２が形成されて
いる。各インク圧力室３１の底面部分は面外方向に弾性
変位可能な振動板３３となっている。
【００１９】ノズルプレート２の側においては、キャビ
ティープレート３に接合されている裏面（第２の面）２
１に、各インク圧力室３１に連通した複数のインクノズ
ル２２と、各インク圧力室３１を共通インク室３２に連
通しているインク供給口２３が形成されている。さら
に、当該ノズルプレート２の表面（第１の面）２４に
は、共通インク室３２に対応する部分に、各インク圧力
室３１に対応した位置に凹部２５が形成されている。こ
れらの凹部２５は表面２４の側に広がった所定の深さの
四角錐台形状をしており、その底面部分は面外方向に弾
性変位可能なダイヤフラム２６とされている。
ティープレート３に接合されている裏面（第２の面）２
１に、各インク圧力室３１に連通した複数のインクノズ
ル２２と、各インク圧力室３１を共通インク室３２に連
通しているインク供給口２３が形成されている。さら
に、当該ノズルプレート２の表面（第１の面）２４に
は、共通インク室３２に対応する部分に、各インク圧力
室３１に対応した位置に凹部２５が形成されている。こ
れらの凹部２５は表面２４の側に広がった所定の深さの
四角錐台形状をしており、その底面部分は面外方向に弾
性変位可能なダイヤフラム２６とされている。
【００２０】キャビティープレート３の裏面に貼り付け
た電極ガラス基板４においては、各振動板３３に対峙す
る部分に凹部４１が形成され、各凹部４１の底面には振
動板３３に対峙した個別電極４２が形成されている。
た電極ガラス基板４においては、各振動板３３に対峙す
る部分に凹部４１が形成され、各凹部４１の底面には振
動板３３に対峙した個別電極４２が形成されている。
【００２１】ここで、キャビティープレート３における
両端に位置している凹部２５Ａ、２５Ｂの底面部分を規
定しているダイヤフラム２６Ａ、２６Ｂには、インクノ
ズル２２よりも小さな径のフィルタ孔２７Ａ、２７Ｂが
一定の間隔で多数個形成されている。これらの凹部２５
Ａおよびフィルタ孔２７Ａ、並びに、凹部２５Ｂおよび
フィルタ孔２７Ｂによって、フィルタ付きインク取り入
れ口２８Ａ、２８Ｂが構成されている。
両端に位置している凹部２５Ａ、２５Ｂの底面部分を規
定しているダイヤフラム２６Ａ、２６Ｂには、インクノ
ズル２２よりも小さな径のフィルタ孔２７Ａ、２７Ｂが
一定の間隔で多数個形成されている。これらの凹部２５
Ａおよびフィルタ孔２７Ａ、並びに、凹部２５Ｂおよび
フィルタ孔２７Ｂによって、フィルタ付きインク取り入
れ口２８Ａ、２８Ｂが構成されている。
【００２２】これらのインク取り入れ口２８Ａ、２８Ｂ
には、それぞれ、インク供給管２９Ａ、２９Ｂの接続部
３０Ａ、３０Ｂが接続されている。外部に配置されてい
る不図示のインク供給源から供給されるインクは、イン
ク取り入れ口２８Ａ、２８Ｂのフィルタ孔２７Ａ、２７
Ｂを通ることにより、インクノズル３１に目詰まりを起
こすおそれのある微細な異物が除去された後に、共通イ
ンク室３２に供給される。
には、それぞれ、インク供給管２９Ａ、２９Ｂの接続部
３０Ａ、３０Ｂが接続されている。外部に配置されてい
る不図示のインク供給源から供給されるインクは、イン
ク取り入れ口２８Ａ、２８Ｂのフィルタ孔２７Ａ、２７
Ｂを通ることにより、インクノズル３１に目詰まりを起
こすおそれのある微細な異物が除去された後に、共通イ
ンク室３２に供給される。
【００２３】キャビティープレート３に形成したインク
圧力室３１の底面を規定している振動板３３は、共通電
極端子３４を介して電圧が印加される共通電極として機
能する。このキャビティープレート３と、各個別電極４
２との間に、駆動電圧印加手段５によって駆動電圧を印
加すると、電圧が印加された個別電極４２に対峙してい
る振動板３３が静電気力によって振動し、これに伴って
インク圧力室３１の容積変化が起こり、インクノズル２
１からインク液滴の吐出が行われる。
圧力室３１の底面を規定している振動板３３は、共通電
極端子３４を介して電圧が印加される共通電極として機
能する。このキャビティープレート３と、各個別電極４
２との間に、駆動電圧印加手段５によって駆動電圧を印
加すると、電圧が印加された個別電極４２に対峙してい
る振動板３３が静電気力によって振動し、これに伴って
インク圧力室３１の容積変化が起こり、インクノズル２
１からインク液滴の吐出が行われる。
【００２４】（インクジェットヘッドの製造方法）この
ように構成したインクジェットヘッド１は、ノズルプレ
ート２、キャビティープレート３および電極ガラス基板
４を個別に製造し、しかる後に、これらを貼り合わせる
ことにより製造される。キャビティープレート３および
ガラスプレート４は、例えば、本願人による特開平５−
５０６０１号公報に記載されている公知の方法によって
製造できる。
ように構成したインクジェットヘッド１は、ノズルプレ
ート２、キャビティープレート３および電極ガラス基板
４を個別に製造し、しかる後に、これらを貼り合わせる
ことにより製造される。キャビティープレート３および
ガラスプレート４は、例えば、本願人による特開平５−
５０６０１号公報に記載されている公知の方法によって
製造できる。
【００２５】従って、本明細書においては、図４（ａ）
のフローチャート、および図４（ｂ）〜（ｅ）の説明図
を参照して、インク取り入れ口の形成方法を中心に、ノ
ズルプレート２の製造方法を説明する。
のフローチャート、および図４（ｂ）〜（ｅ）の説明図
を参照して、インク取り入れ口の形成方法を中心に、ノ
ズルプレート２の製造方法を説明する。
【００２６】（第１の熱酸化膜形成・パターニング工程
Ａ）まず、所定厚さのシリコンウエハ１００を用意し、
このシリコンウエハ１００を熱酸化させて、その全面に
レジスト膜としてのＳｉＯ2 膜を形成する。次に、スピ
ンコーティングによりレジスト（感光性樹脂）を塗布し
た後に、レジストを露光し、現像して、フィルタ孔２７
Ａ、２７Ｂを形成するための孔形成部分２７０、インク
ノズル２２を形成するためのインクノズル形成部分２２
０、およびインク供給口２３を形成するための供給口形
成部分２３０を開口する。しかる後に、ＳｉＯ2 膜をＢ
ＨＦ（フッ化アンモニウム）でパターニングし、次にレ
ジストを剥離する。
Ａ）まず、所定厚さのシリコンウエハ１００を用意し、
このシリコンウエハ１００を熱酸化させて、その全面に
レジスト膜としてのＳｉＯ2 膜を形成する。次に、スピ
ンコーティングによりレジスト（感光性樹脂）を塗布し
た後に、レジストを露光し、現像して、フィルタ孔２７
Ａ、２７Ｂを形成するための孔形成部分２７０、インク
ノズル２２を形成するためのインクノズル形成部分２２
０、およびインク供給口２３を形成するための供給口形
成部分２３０を開口する。しかる後に、ＳｉＯ2 膜をＢ
ＨＦ（フッ化アンモニウム）でパターニングし、次にレ
ジストを剥離する。
【００２７】この結果、図４（ｂ）に示すように、シリ
コンウエハ１００の表面を覆うＳｉＯ2 膜１１０に、フ
ィルタ孔２７Ａ、２７Ｂを形成するための孔形成部分２
７０、インクノズル２２を形成するためのインクノズル
形成部分２２０、およびインク供給口２３を形成するた
めの供給口形成部分２３０がパターニングされる。
コンウエハ１００の表面を覆うＳｉＯ2 膜１１０に、フ
ィルタ孔２７Ａ、２７Ｂを形成するための孔形成部分２
７０、インクノズル２２を形成するためのインクノズル
形成部分２２０、およびインク供給口２３を形成するた
めの供給口形成部分２３０がパターニングされる。
【００２８】（ドライエッチング工程Ｂ）次に、図４
（ｃ）に示すように、ＩＣＰ放電によるトレンチエッチ
ングをシリコンウエハ１００に施す。これにより、Ｓｉ
Ｏ2 膜のパターンに対応した形状で、シリコンウエハ１
００の表面が垂直にエッチングされて、フィルタ孔２７
Ａ、２７Ｂを形成するための孔形成部分２７０に多数個
の所定の深さの盲孔２７１が形成され、また、インクノ
ズル形成部分２２０にはインクノズル２２を形成するた
めのインクノズル形成溝２２１が形成され、さらには、
インク供給口形成部分２３０にはインク供給口２３を形
成するための供給口形成溝２３１が形成される。エッチ
ング後は、ＳｉＯ2 膜１１０を除去する。
（ｃ）に示すように、ＩＣＰ放電によるトレンチエッチ
ングをシリコンウエハ１００に施す。これにより、Ｓｉ
Ｏ2 膜のパターンに対応した形状で、シリコンウエハ１
００の表面が垂直にエッチングされて、フィルタ孔２７
Ａ、２７Ｂを形成するための孔形成部分２７０に多数個
の所定の深さの盲孔２７１が形成され、また、インクノ
ズル形成部分２２０にはインクノズル２２を形成するた
めのインクノズル形成溝２２１が形成され、さらには、
インク供給口形成部分２３０にはインク供給口２３を形
成するための供給口形成溝２３１が形成される。エッチ
ング後は、ＳｉＯ2 膜１１０を除去する。
【００２９】（第２の熱酸化膜形成・パターニング工程
Ｃ）この後は、再度、シリコンウエハ１００を熱酸化さ
せて、その全面にレジスト膜としてのＳｉＯ2 膜を形成
する。次に、スピンコーティングによりレジスト（感光
性樹脂）を塗布した後に、レジストを露光し、現像し
て、ダイヤフラム２６およびインク取り入れ口２６Ａ、
２６Ｂの形成部分２６０を開口する。しかる後に、Ｓｉ
Ｏ2 膜をＢＨＦ（フッ化アンモニウム）でパターニング
し、次に感光性樹脂からなるレジストを剥離する。
Ｃ）この後は、再度、シリコンウエハ１００を熱酸化さ
せて、その全面にレジスト膜としてのＳｉＯ2 膜を形成
する。次に、スピンコーティングによりレジスト（感光
性樹脂）を塗布した後に、レジストを露光し、現像し
て、ダイヤフラム２６およびインク取り入れ口２６Ａ、
２６Ｂの形成部分２６０を開口する。しかる後に、Ｓｉ
Ｏ2 膜をＢＨＦ（フッ化アンモニウム）でパターニング
し、次に感光性樹脂からなるレジストを剥離する。
【００３０】この結果、図４（ｄ）に示すように、シリ
コンウエハ１００の表面を覆うＳｉＯ2 膜１２０に、ダ
イヤフラム２６およびインク取り入れ口２６Ａ、２６Ｂ
の形成部分２６０がパターニングされる。
コンウエハ１００の表面を覆うＳｉＯ2 膜１２０に、ダ
イヤフラム２６およびインク取り入れ口２６Ａ、２６Ｂ
の形成部分２６０がパターニングされる。
【００３１】（ウエットエッチング工程Ｄ）この後は、
シリコンウエハ１００をエッチング液（ＫＯＨ等）に漬
けて、当該シリコンウエハ１００の露出部分２６０に対
して異方性ウエットエッチングを施す。シリコンウエハ
１００の表面の（１００）結晶方位面であり、（１１
１）結晶方位面に沿ってエッチングが進行して、所定の
深さの凹部２６１が形成される。
シリコンウエハ１００をエッチング液（ＫＯＨ等）に漬
けて、当該シリコンウエハ１００の露出部分２６０に対
して異方性ウエットエッチングを施す。シリコンウエハ
１００の表面の（１００）結晶方位面であり、（１１
１）結晶方位面に沿ってエッチングが進行して、所定の
深さの凹部２６１が形成される。
【００３２】この結果、図４（ｅ）に示すように、イン
ク取り入れ口２６Ａ、２６Ｂの形成部分には、前述した
ようにトレンチエッチングにより反対側から所定の深さ
の盲孔２７１が形成されており、凹部２６１の深さを盲
孔２７１に連通する寸法に調整することにより、盲孔２
７１は、フィルタ孔２７Ａ、２７Ｂに対応した貫通孔２
７２となる。インク取り入れ口以外の部分に形成した凹
部２６１の底面部分は面外方向に弾性変位可能なダイヤ
ラフム２６に対応する部分となる。
ク取り入れ口２６Ａ、２６Ｂの形成部分には、前述した
ようにトレンチエッチングにより反対側から所定の深さ
の盲孔２７１が形成されており、凹部２６１の深さを盲
孔２７１に連通する寸法に調整することにより、盲孔２
７１は、フィルタ孔２７Ａ、２７Ｂに対応した貫通孔２
７２となる。インク取り入れ口以外の部分に形成した凹
部２６１の底面部分は面外方向に弾性変位可能なダイヤ
ラフム２６に対応する部分となる。
【００３３】このようにして異方性ウエットエッチング
を行った後は、ＳｉＯ2 膜１２０を除去する。
を行った後は、ＳｉＯ2 膜１２０を除去する。
【００３４】（最終熱酸化工程）最後に、シリコンウエ
ハの耐インク性とノズル面の撥水処理の密着性を確保す
るために、再度、シリコンウエハを熱酸化して、ＳｉＯ
2 膜を形成する。以上により、ノズルプレート２が得ら
れる。
ハの耐インク性とノズル面の撥水処理の密着性を確保す
るために、再度、シリコンウエハを熱酸化して、ＳｉＯ
2 膜を形成する。以上により、ノズルプレート２が得ら
れる。
【００３５】（ノズルプレートの各部位の形成例）表１
には、ノズルプレート２の各部分２５、２５Ａ、２５
Ｂ、２２、２３、２７Ａ、２７Ｂの形成方法の組み合わ
せを列記してある。
には、ノズルプレート２の各部分２５、２５Ａ、２５
Ｂ、２２、２３、２７Ａ、２７Ｂの形成方法の組み合わ
せを列記してある。
【００３６】
【表１】
【００３７】ここで、基本的な点は、フィルタ孔２７
Ａ、２７ＢはＩＣＰ放電によるトレンチエッチング（表
１においては「ＩＣＰ」として表示してある。）により
形成し、ダイヤフラム用の凹部２５およびインク取り入
れ口用の凹部２５Ａ、２５Ｂは異方性ウエットエッチン
グ（表１においては「Ｗｅｔ」として表示してある。）
により形成することである。
Ａ、２７ＢはＩＣＰ放電によるトレンチエッチング（表
１においては「ＩＣＰ」として表示してある。）により
形成し、ダイヤフラム用の凹部２５およびインク取り入
れ口用の凹部２５Ａ、２５Ｂは異方性ウエットエッチン
グ（表１においては「Ｗｅｔ」として表示してある。）
により形成することである。
【００３８】従って、これ以外の部分であるインクノズ
ル２２、インク供給口２３をいずれの方法により形成す
るのかによって、表１に示すように、４通りのノズルプ
レートの製造方法がある。
ル２２、インク供給口２３をいずれの方法により形成す
るのかによって、表１に示すように、４通りのノズルプ
レートの製造方法がある。
【００３９】インクノズル２２をウエットエッチングに
より形成する場合には、（１１１）結晶方位面に沿った
エッジストップによりノズル溝が形成される。この場合
にはノズル形状を精度良く形成できるという利点があ
る。これに対して、インクノズルをＩＣＰ放電によるド
ライエッチングにより形成する場合には、インクノズル
溝の断面形状を矩形にできるので、ノズル断面形状を対
称形状にできるという利点がある。
より形成する場合には、（１１１）結晶方位面に沿った
エッジストップによりノズル溝が形成される。この場合
にはノズル形状を精度良く形成できるという利点があ
る。これに対して、インクノズルをＩＣＰ放電によるド
ライエッチングにより形成する場合には、インクノズル
溝の断面形状を矩形にできるので、ノズル断面形状を対
称形状にできるという利点がある。
【００４０】一方、インク供給口２３をウエットエッチ
ングにより形成する場合には精度良く形成できるという
利点がある。これに対して、ＩＣＰ放電によりドライエ
ッチングにより形成する場合には、その断面形状を変え
ることができるので、流路抵抗を変更し易いという利点
がある。
ングにより形成する場合には精度良く形成できるという
利点がある。これに対して、ＩＣＰ放電によりドライエ
ッチングにより形成する場合には、その断面形状を変え
ることができるので、流路抵抗を変更し易いという利点
がある。
【００４１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のインクジ
ェットヘッドおよびその製造方法においては、シリコン
単結晶基板の一方の面から、ＩＣＰ放電によるトレンチ
エッチングによって、多数のフィルタ孔形成用の盲孔を
形成し、次にシリコン単結晶基板の他方の面から、異方
性ウエットエッチングによって、所定の深さの凹部を形
成することにより、フィルタ付きのインク取り入れ口を
形成している。
ェットヘッドおよびその製造方法においては、シリコン
単結晶基板の一方の面から、ＩＣＰ放電によるトレンチ
エッチングによって、多数のフィルタ孔形成用の盲孔を
形成し、次にシリコン単結晶基板の他方の面から、異方
性ウエットエッチングによって、所定の深さの凹部を形
成することにより、フィルタ付きのインク取り入れ口を
形成している。
【００４２】従って、本発明によれば、インクフィルタ
として機能する多数の微細なフィルタ孔を精度良く簡単
な工程により形成できる。
として機能する多数の微細なフィルタ孔を精度良く簡単
な工程により形成できる。
【００４３】また、本発明においては、フィルタ付きの
インク取り入れ口の形成を、インクノズルやインク供給
口の形成工程と同時に行うことができるので、インクフ
ィルタを形成するために製造工程が増加することがな
い。よって、生産効率が低下することがない。
インク取り入れ口の形成を、インクノズルやインク供給
口の形成工程と同時に行うことができるので、インクフ
ィルタを形成するために製造工程が増加することがな
い。よって、生産効率が低下することがない。
【００４４】さらに、インクノズル、インク供給口の形
成と同時にフィルタ孔を形成しているので、インクノズ
ル、インク供給口の大きさと、フィルタ孔の大きさとの
関係を管理することが容易になり、目詰まりのおそれの
ある微細な異物を確実に捕捉可能なフィルタ孔を形成で
きる。この結果、目詰まりに対する信頼性の高いインク
ジェットヘッドを製造できる。
成と同時にフィルタ孔を形成しているので、インクノズ
ル、インク供給口の大きさと、フィルタ孔の大きさとの
関係を管理することが容易になり、目詰まりのおそれの
ある微細な異物を確実に捕捉可能なフィルタ孔を形成で
きる。この結果、目詰まりに対する信頼性の高いインク
ジェットヘッドを製造できる。
【図１】本発明を適用した静電型のインクジェットヘッ
ドを示す概略斜視図である。
ドを示す概略斜視図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線で切断した部分の概略断面
図である。
図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線で切断した部分の概略
断面図である。
断面図である。
【図４】（ａ）は図１のインクジェットヘッドにおける
ノズルプレートの製造工程を示すフローチャートであ
り、（ｂ）〜（ｅ）はノズルプレートの各製造工程を説
明するための説明図である。
ノズルプレートの製造工程を示すフローチャートであ
り、（ｂ）〜（ｅ）はノズルプレートの各製造工程を説
明するための説明図である。
１ インクジェットヘッド ２ ノズルプレート ３ キャビティープレート ４ 電極ガラス基板 ５ 駆動電圧制御手段 ２１ ノズルプレートの裏面（第２の面） ２２ インクノズル ２３ インク供給口 ２４ ノズルプレートの表面（第１の面） ２５、２５Ａ、２５Ｂ 凹部 ２６、２６Ａ、２６Ｂ ダイヤラフム ２７Ａ、２７Ｂ フィルタ孔 ２８Ａ、２８Ｂ インク取り入れ口 １００ シリコンウエハ １１０、１２０ ＳｉＯ2 膜 ２２０ インクノズル形成部分 ２３０ インク供給口形成部分 ２７０ フィルタ孔形成部分 ２２１ インクノズル用の溝 ２３１ インク供給口用の溝 ２７１ フィルタ孔用の盲孔 ２６０ 凹部形成部分 ２６１ 凹部 ２７２ 貫通孔 Ａ 第１の熱酸化膜形成・パターニング工程 Ｂ ＩＣＰ放電によるトレンチエッチング工程 Ｃ 第２の熱酸化膜形成・パターニング工程 Ｄ 異方性ウエットエッチング工程 Ｅ 最終熱酸化工程
Claims (8)
- 【請求項１】 インクノズルと、このインクノズルから
インク液滴を吐出させるためのインク吐出圧力を生成す
る圧力室と、この圧力室にインクを供給するインク取り
入れ口とを有するインクジェットヘッドにおいて、 前記インク取り入れ口は、シリコン単結晶基板の第１の
面に形成された凹部と、この凹部の底面から当該シリコ
ン単結晶基板の反対側の第２の面に貫通している複数本
のフィルタ孔とを備えており、 前記凹部は、前記シリコン単結晶基板の第１の面に異方
性ウエットエッチングを施すことにより形成されたもの
であり、 前記フィルタ孔は、前記シリコン単結晶基板の第２の面
にＩＣＰ放電によるトレンチエッチングを施すことによ
り形成されたものであることを特徴とするインクジェッ
トヘッド。 - 【請求項２】 請求項１において、 前記シリコン単結晶基板の第２の面には前記インクノズ
ルを規定するノズル溝が形成されており、 このノズル溝は、前記凹部および前記フィルタ孔のうち
の何れかの形成時に同一工程により形成されたものであ
ることを特徴とするインクジェットヘッド。 - 【請求項３】 請求項１または２において、 前記インク取り入れ口が開口している共通インク室と、
この共通インク室のインクを前記圧力室に供給するため
のインク供給口とを有しており、 前記シリコン単結晶基板の第２の面には前記インク供給
口を規定するインク供給溝が形成されており、 このインク供給溝は、前記凹部および前記フィルタ孔の
うちの何れかの形成時に同一工程により形成されたもの
であることを特徴とするインクジェットヘッド。 - 【請求項４】 請求項３において、 前記共通インク室に面している前記シリコン単結晶基板
の部分には、その第１の面に、前記圧力室に対応した数
のダイヤフラム形成用凹部が形成されており、これらの
ダイヤフラム形成用凹部のうちの少なくとも一つが前記
インク取り入れ口の前記凹部であり、 これらの凹部の全ては、前記異方性ウエットエッチング
により形成されたものであることを特徴とするインクジ
ェットヘッド。 - 【請求項５】 インクノズルと、このインクノズルから
インク液滴を吐出させるためのインク吐出圧力を生成す
る圧力室と、この圧力室にインクを供給するインク取り
入れ口とを有し、当該インク取り入れ口は、シリコン単
結晶基板の第１の面に形成された凹部と、この凹部の底
面から当該シリコン単結晶基板の反対側の第２の面に貫
通している複数本のフィルタ孔とを備えているインクジ
ェットヘッドの製造方法であって、 前記シリコン単結晶基板の第２の面に、前記フィルタ孔
形成用の所定の深さの盲孔を複数形成するＩＣＰ放電に
よるトレンチエッチング工程と、 前記シリコン単結晶基板の第１の面に、異方性ウエット
エッチングを施して、前記盲孔が当該シリコン単結晶基
板を貫通して前記フィルタ孔となるような所定の深さの
前記凹部を形成する異方性ウエットエッチング工程と、
を含むことを特徴とするインクジェットヘッドの製造方
法。 - 【請求項６】 請求項５において、前記トレンチエッチ
ング工程時あるいは前記異方性ウエットエッチング工程
時に、前記シリコン単結晶基板の第２の面に、前記イン
クノズルを規定するノズル溝を形成することを特徴とす
るインクジェットヘッドの製造方法。 - 【請求項７】 請求項１または２において、前記インク
ジェットヘッドは、前記インク取り入れ口が開口してい
る共通インク室と、この共通インク室のインクを前記圧
力室に供給するためのインク供給口とを有しており、 前記トレンチエッチング工程時あるいは前記異方性ウエ
ットエッチング工程時に、前記シリコン単結晶基板の第
２の面に、前記インクノズルを規定するノズル溝を形成
することを特徴とするインクジェットヘッドの製造方
法。 - 【請求項８】 請求項７において、前記インクジェット
ヘッドは、前記共通インク室に面している前記シリコン
単結晶基板の部分の第１の面に、前記圧力室に対応した
数のダイヤフラム形成用凹部を備えており、これらのダ
イヤフラム形成用凹部のうちの少なくとも一つが前記イ
ンク取り入れ口の前記凹部であり、 これらの凹部の全てを、前記異方性ウエットエッチング
工程時に形成することを特徴とするインクジェットヘッ
ドの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14800699A JP2000334970A (ja) | 1999-05-27 | 1999-05-27 | インクジェットヘッドおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14800699A JP2000334970A (ja) | 1999-05-27 | 1999-05-27 | インクジェットヘッドおよびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000334970A true JP2000334970A (ja) | 2000-12-05 |
Family
ID=15443012
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14800699A Withdrawn JP2000334970A (ja) | 1999-05-27 | 1999-05-27 | インクジェットヘッドおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000334970A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005161617A (ja) * | 2003-12-01 | 2005-06-23 | Brother Ind Ltd | インクジェットヘッド、インクジェットヘッドのフィルタプレート及びそのフィルタプレートの製造方法 |
| JP2006062302A (ja) * | 2004-08-30 | 2006-03-09 | Canon Inc | 液体噴射記録ヘッドとその製造方法 |
| US8556396B2 (en) | 2011-06-17 | 2013-10-15 | Ricoh Company, Ltd. | Inkjet head and inkjet recording device |
-
1999
- 1999-05-27 JP JP14800699A patent/JP2000334970A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005161617A (ja) * | 2003-12-01 | 2005-06-23 | Brother Ind Ltd | インクジェットヘッド、インクジェットヘッドのフィルタプレート及びそのフィルタプレートの製造方法 |
| JP2006062302A (ja) * | 2004-08-30 | 2006-03-09 | Canon Inc | 液体噴射記録ヘッドとその製造方法 |
| JP4548716B2 (ja) * | 2004-08-30 | 2010-09-22 | キヤノン株式会社 | 液体噴射記録ヘッドとその製造方法 |
| US8556396B2 (en) | 2011-06-17 | 2013-10-15 | Ricoh Company, Ltd. | Inkjet head and inkjet recording device |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20060801 |