JP2001158102A - Method for manufacturing ink jet printer head - Google Patents

Method for manufacturing ink jet printer head

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JP2001158102A
JP2001158102A JP34400299A JP34400299A JP2001158102A JP 2001158102 A JP2001158102 A JP 2001158102A JP 34400299 A JP34400299 A JP 34400299A JP 34400299 A JP34400299 A JP 34400299A JP 2001158102 A JP2001158102 A JP 2001158102A
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JP
Japan
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film
water
discharge nozzle
orifice plate
ink
Prior art date
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JP34400299A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshihiro Kawamura
義裕 河村
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Casio Computer Co Ltd
Original Assignee
Casio Computer Co Ltd
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Publication date
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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing an ink jet printer head in which a water repellent film can be formed in a required region of an ejection face and an ejection nozzle of a desired correct shape can be made. SOLUTION: (a) A mask, i.e., a Ti film 44, being used for dry etching an ejection nozzle is formed on an orifice plate 37. (b) A photoresist is applied onto the Ti film 44 and openings 45-1 are made as a mask pattern for etching. (c) Openings 44-1 are then made in the Ti film 44 according to the openings 45-1. (d) Ejection nozzles 39 are made in the orifice plate 37 by dry etching according to the openings 44-1. (e) A dry film photoresist is applied onto the Ti film 44 and then exposed and developed to form a choking film 49 on the openings 44-1. (f) A composite Ni plating film dispersed with PTFE water repellent particles is deposited thereon by electroless plating to form a water repellent film 46. (g) The entirety is immersed into dry film stripping liquid and the choking film 49 comprising the dry film photoresist is removed along with the overlying water repellent film 46.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、吐出面に撥水処理
膜を適切に形成すると共に所望の形状の吐出ノズルを穿
設できるインクジェットプリンタヘッドの製造方法に関
する。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a method of manufacturing an ink jet printer head capable of appropriately forming a water-repellent film on a discharge surface and forming a discharge nozzle of a desired shape.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、インクジェット方式のプリンタが
広く用いられている。このインクジェット方式によるプ
リンタには、インクを加熱し気泡を発生させてその圧力
でインク滴を飛ばすサーマル方式や、ピエゾ抵抗素子
(圧電素子)の変形によってインク滴を飛ばすピエゾ方
式等がある。これらは、色材たるインクをインク滴にし
て直接記録紙に向かって吐出し印字を行うから、粉末状
の印材であるトナーを用いる電子写真方式と比較した場
合、印字エネルギーが低くて済み、インクの混合によっ
てカラー化が容易であり、印字ドットを小さくできるの
で高画質であり、印字に使用されるインクの量に無駄が
無くコストパフォーマンスに優れており、このため特に
パーソナル用プリンタとして広く用いられている印字方
式である。
2. Description of the Related Art In recent years, ink jet printers have been widely used. Ink jet printers include a thermal method in which ink is heated to generate air bubbles to eject ink droplets under the pressure, and a piezo method in which ink droplets are ejected by deformation of a piezoresistive element (piezoelectric element). In these methods, printing is performed by directly ejecting ink, which is a color material, as ink droplets onto recording paper, and printing energy is lower than that of an electrophotographic method using toner which is a powdery printing material. It is easy to colorize by mixing, and the print dots can be made small, so that high image quality can be obtained, the amount of ink used for printing is not wasted, and the cost performance is excellent. Therefore, it is widely used especially as a personal printer. Printing method.

【0003】上記のサーマル方式には、インク滴の吐出
方向により二通りの構成がある。一つは発熱素子の発熱
面に平行な方向へインク滴を吐出する構成のサイドシュ
ータ型と呼称されるものであり、他の一つは発熱素子の
発熱面に垂直な方向にインク滴を吐出する構成のルーフ
シュータ型と呼称されるものである。
The above-mentioned thermal system has two configurations depending on the ejection direction of ink droplets. One type is called a side shooter type, which discharges ink droplets in a direction parallel to the heat generating surface of the heating element, and the other discharges ink droplets in a direction perpendicular to the heat generating surface of the heat generating element. This is called a roof shooter type.

【0004】図9(a) は、そのようなルーフシュータ型
のインクジェットプリンタに配設されるインクジェット
プリンタヘッドのインク吐出面を模式的に示す平面図で
あり、同図(b) は、そのA−A′断面矢視図、同図(c)
は、このインクジェットプリンタヘッドが製造されるシ
リコンウェハを示す図である。
FIG. 9 (a) is a plan view schematically showing an ink ejection surface of an ink jet printer head provided in such a roof shooter type ink jet printer, and FIG. 9 (b) is a plan view thereof. -A 'sectional view, FIG.
FIG. 2 is a view showing a silicon wafer on which the inkjet printer head is manufactured.

【0005】同図(c) に示すように、インクジェットプ
リンタヘッド(以下、単に印字ヘッドという)1は、シ
リコンウェハ2の上で、LSI形成処理技術と薄膜形成
処理技術とにより形成され、完成後にシリコンウェハ2
から個々に切り出されて採取される。
As shown in FIG. 1C, an ink jet printer head (hereinafter, simply referred to as a print head) 1 is formed on a silicon wafer 2 by an LSI forming technique and a thin film forming technique. Silicon wafer 2
Are individually cut out and collected.

【0006】同図(a) に示すように、印字ヘッド1のイ
ンク吐出面には、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シ
アン(C)及びブラック(Bk)の4種類のインクを吐
出する4列のノズル列3が形成されている。1列のノズ
ル列3には多数のノズル4が例えば600ドット/2
5.4mmの解像度であれば42.3μmの配列ピッチ
で縦1列に並んで配置されている。これらの各ノズル列
3には不図示のインクカートリッジ等から各ノズル列3
に対応する色のインクがそれぞれ供給される。
As shown in FIG. 1A, four types of ink of yellow (Y), magenta (M), cyan (C) and black (Bk) are ejected on the ink ejection surface of the print head 1. Four nozzle rows 3 are formed. One nozzle row 3 has a large number of nozzles 4 at, for example, 600 dots / 2.
If the resolution is 5.4 mm, they are arranged in one vertical line at an arrangement pitch of 42.3 μm. Each of the nozzle rows 3 includes a nozzle row 3 from an ink cartridge (not shown) or the like.
Are supplied, respectively.

【0007】この印字ヘッド1の内部構成は、同図(b)
に示すように、ヘッドチップ5上に、LSIからなる駆
動回路6と薄膜からなる抵抗発熱部7が形成され、この
抵抗発熱部7の一方の端部と駆動回路6を結ぶ個別配線
電極8が形成され、更に抵抗発熱部7の他方の端部と給
電用端子9とを接続する共通電極11が形成されてい
る。そして、これらの上に隔壁12が積層されている。
上記の抵抗発熱部7と個別駆動電極8は、それぞれ後か
ら形成されるノズル列3のノズル4の数だけ配設され
る。
The internal structure of the print head 1 is shown in FIG.
As shown in FIG. 7, a drive circuit 6 composed of an LSI and a resistance heating section 7 composed of a thin film are formed on a head chip 5, and an individual wiring electrode 8 connecting one end of the resistance heating section 7 and the drive circuit 6 is formed. Further, a common electrode 11 for connecting the other end of the resistance heating section 7 and the power supply terminal 9 is formed. The partition 12 is laminated on these.
The resistance heating portions 7 and the individual drive electrodes 8 are arranged by the number of nozzles 4 of the nozzle row 3 formed later.

【0008】そして、後から形成されるノズル列3に平
行に延在するインク供給溝13と、このインク供給溝1
3に連通してヘッドチップ5の下面に貫通するインク供
給孔14が穿設され、これらの上からオリフィス板15
が、熱と圧力を加えられて、下面の熱可塑性接着材によ
り隔壁12上に接着されて積層されている。このオリフ
ィス板15の積層により、隔壁12の厚さに対応する高
さおよそ10μmのインク通路16が、抵抗発熱部7と
インク供給溝13間に形成される。この後、オリフィス
板15に、インクを吐出する上述のノズル4が形成され
る。
An ink supply groove 13 extending in parallel with the nozzle row 3 to be formed later, and the ink supply groove 1
Ink supply holes 14 penetrating the lower surface of the head chip 5 in communication with the orifice plate 15 are formed.
Are laminated by applying heat and pressure to the partition wall 12 with a thermoplastic adhesive on the lower surface. Due to the lamination of the orifice plates 15, an ink passage 16 having a height of about 10 μm corresponding to the thickness of the partition wall 12 is formed between the resistance heating portion 7 and the ink supply groove 13. Thereafter, the above-described nozzles 4 for discharging ink are formed on the orifice plate 15.

【0009】同図(c) に示すシリコンウェハ2の直径が
例えば6×25.4mmであるとすると、上述したよう
なヘッドチップ5を90個以上もシリコンウェハ上に形
成することができる。シリコンウェハ上に印字ヘッド1
として完成したヘッドチップ5は、ダイシングソーなど
を用いてシリコンウェハのスクライブラインに沿ってヘ
ッドチップ単位毎にカッテングして個別に切り離され、
切り離されて単体となったヘッドチップ5を実装基板に
ダイスボンデングし、端子接続して、実用単位の印字ヘ
ッド1が完成する。
If the diameter of the silicon wafer 2 shown in FIG. 1C is, for example, 6 × 25.4 mm, 90 or more head chips 5 as described above can be formed on the silicon wafer. Print head 1 on silicon wafer
The head chips 5 completed as above are cut off individually by cutting each head chip unit along a scribe line of a silicon wafer using a dicing saw or the like,
The separated head chip 5 is die-bonded to a mounting substrate, and terminals are connected to complete the print head 1 in practical units.

【0010】この印字ヘッド1は、印字の際には、外部
のインクカートリッジ等から抵抗発熱部7に、インク供
給孔14、インク供給溝13及びインク通路16を介し
てインクが供給される。駆動回路6は、画像情報に応じ
て複数の抵抗発熱部7を選択的に通電して、インクとの
界面に急激に膨張し消滅する膜気泡現象を発生させ、そ
の膨張時の圧力で、インク滴を吐出ノズル4から用紙面
に向かって吐出させる。
In the print head 1, during printing, ink is supplied from an external ink cartridge or the like to the resistance heating section 7 through the ink supply hole 14, the ink supply groove 13, and the ink passage 16. The drive circuit 6 selectively energizes the plurality of resistance heating sections 7 in accordance with the image information to generate a film bubble phenomenon that rapidly expands and disappears at the interface with the ink. Drops are ejected from the ejection nozzle 4 toward the paper surface.

【0011】ところで、上記のように用紙面に向けて吐
出されるインク滴の吐出ノズルからの切れが良くない
と、紙面に良い印字ドットを形成することができない。
したがって、インク滴の吐出ノズルからの切れを良くす
るために、従来は、オリフィス板表面の吐出ノズルの開
口部周縁及びその近傍に撥水性を付加するための表面処
理を施す方法が採用されてきた。
By the way, if the ink droplets discharged toward the paper surface are not cut well from the discharge nozzles as described above, good print dots cannot be formed on the paper surface.
Therefore, in order to improve the cut of the ink droplet from the discharge nozzle, conventionally, a method of performing a surface treatment for adding water repellency to the periphery of the opening of the discharge nozzle on the surface of the orifice plate and the vicinity thereof has been adopted. .

【0012】ところが、予め吐出ノズルを形成したオリ
フィス板にそのまま撥水性の表面処理を施すと、その撥
水処理剤が吐出ノズルから印字ヘッド内部に進入して、
その後のインクの円滑な供給に悪影響を及ぼすという問
題が発生する。そこで、表面処理剤が印字ヘッド内部に
悪影響を与えないように吐出ノズルを空ける前に表面処
理を行う方法が種々提案されている。
However, if the water-repellent surface treatment is applied to the orifice plate on which the discharge nozzles are formed in advance, the water-repellent agent enters the print head from the discharge nozzles.
This causes a problem that the subsequent smooth supply of ink is adversely affected. Therefore, various methods have been proposed for performing a surface treatment before opening the discharge nozzle so that the surface treatment agent does not adversely affect the inside of the print head.

【0013】図10(a) 〜(e) は、従来提案されている
サブトラクティブ法と呼ばれる撥水処理工程を示す図で
あり、同図(f) 〜(j) は、他に提案されているアディテ
ィブ法と呼ばれる撥水処理工程を示す図である。
FIGS. 10 (a) to 10 (e) are views showing a water-repellent treatment step called a subtractive method which has been conventionally proposed, and FIGS. 10 (f) to 10 (j) show other proposed methods. FIG. 4 is a diagram showing a water repellent treatment step called an additive method.

【0014】同図(a) 〜(e) に示すサブトラクティブ法
では、先ず、同図(a) に示すように、ポリイミドのオリ
フィス板15の上一面にTi膜17を形成する。次に、
このTi膜の上一面に、無電解で形成できるNiメッキ
法を用い、同図(b) に示すように、PTFE粒子をNi
メッキ液中に分散させた材料からなる撥水膜18を形成
する。この撥水膜18は、表面に分散して現れているP
TFE粒子の働きで撥水性を示すものである。
In the subtractive method shown in FIGS. 1A to 1E, first, as shown in FIG. 1A, a Ti film 17 is formed on one surface of a polyimide orifice plate 15. next,
As shown in FIG. 1B, PTFE particles were formed on the upper surface of the Ti film by Ni plating, which can be formed in an electroless manner.
A water-repellent film 18 made of a material dispersed in a plating solution is formed. The water-repellent film 18 is formed of P
It exhibits water repellency by the action of TFE particles.

【0015】続いて、同図(c) に示すように、撥水膜1
8の上一面にフォトレジスト層19−1を積層し、この
フォトレジスト層19−1の図9(a),(b) に示す吐出ノ
ズル4の位置に対応する部分に開口19−2を有するレ
ジストマスク19をフォトリソグラフイー技術等による
形成する。そして、上記のレジストマスク19に従っ
て、ウェットエッチングにより、撥水膜18およびドラ
イエッチング用マスク膜としてのTi膜17に開口21
を穿設し、更に、この開口21に従って、ドライエッチ
ングにより、オリフィス板15に吐出ノズル4を穿設す
る。
Subsequently, as shown in FIG.
A photoresist layer 19-1 is laminated on the upper surface of the substrate 8, and the photoresist layer 19-1 has an opening 19-2 in a portion corresponding to the position of the discharge nozzle 4 shown in FIGS. 9 (a) and 9 (b). A resist mask 19 is formed by photolithography technology or the like. Then, openings 21 are formed in the water repellent film 18 and the Ti film 17 as a dry etching mask film by wet etching in accordance with the resist mask 19 described above.
The discharge nozzle 4 is formed in the orifice plate 15 by dry etching according to the opening 21.

【0016】このドライエッチングには、異方性が強
く、オリフィス板15の材質であるポリイミドへのエッ
チングレートが大きいへリコン波ドライエッチング方式
を用いるのがよい。なお、このドライエッチングを実施
する前に、上記のウェットエッチングに用いたレジスト
マスク19は除去されている。
In this dry etching, it is preferable to use a helicon wave dry etching method which has strong anisotropy and has a high etching rate for polyimide which is a material of the orifice plate 15. Before performing the dry etching, the resist mask 19 used for the wet etching is removed.

【0017】次に、同図(f) 〜(j) に示すアディティブ
法では、先ず、上記同様に、同図(f) に示すように、ポ
リイミドのオリフィス板15の上一面にドライエッチン
グ用マスク膜としてのTi膜17を形成する。次に、こ
のTi膜17の上一面に、同図(g) に示すように、フォ
トレジスト層19−1を積層し、このフォトレジスト層
19−1の吐出ノズル位置に対応する部分に開口19−
2を有するレジストマスク19をフォトリソグラフイー
技術等により形成する。
Next, in the additive method shown in FIGS. 1F to 1J, first, as shown in FIG. 1F, a dry etching mask is formed on the upper surface of the polyimide orifice plate 15 as shown in FIG. A Ti film 17 is formed as a film. Next, a photoresist layer 19-1 is laminated on one surface of the Ti film 17 as shown in FIG. 9G, and an opening 19 is formed in a portion of the photoresist layer 19-1 corresponding to the discharge nozzle position. −
2 is formed by photolithography or the like.

【0018】続いて、そのレジストマスク19に従っ
て、ウェットエッチングにより、Ti膜17に開口22
を穿設した後、レジストマスク19を除去してTi膜1
7を露出させる。そして、同図(i) に示すように、露出
させたTi膜17の上一面に且つ上記の開口22を避け
て、PTFE粒子を分散させたNiメッキにより撥水層
18を形成する。続いて、開口22に従って、同図(e)
の場合と同様に、ヘリコン波ドライエッチングにより、
同図(j) に示すように、吐出ノズル4を形成する。
Subsequently, an opening 22 is formed in the Ti film 17 by wet etching according to the resist mask 19.
After drilling, the resist mask 19 is removed and the Ti film 1 is removed.
7 is exposed. Then, as shown in FIG. 2I, a water-repellent layer 18 is formed on the exposed surface of the Ti film 17 by Ni plating in which PTFE particles are dispersed, avoiding the opening 22. Subsequently, according to the opening 22, FIG.
As in the case of, by helicon wave dry etching,
As shown in FIG. 7 (j), the discharge nozzle 4 is formed.

【0019】同図(e) 及び同図(j) に示す両方法の出来
上がりの構造では、共に、オリフィス板15、Ti膜1
7及び撥水層18から成る積層構造になっている。
In the completed structure of both methods shown in FIGS. 3E and 3J, both the orifice plate 15 and the Ti film 1 are used.
7 and a water-repellent layer 18.

【0020】[0020]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図10
(a) 〜(e) に示すサブトラクティブ法による加工方法で
は、ドライエッチングによる吐出ノズル4の孔空け前に
予め形成されている撥水膜18のウェットエッチングに
よって、図10(d) に示す開口21のNiメッキ膜内壁
面にPTFE粒子が露出し、この開口21に従ってドラ
イエッチングにより空けられる吐出ノズル4の内壁に粗
さが発生する。
However, FIG.
In the processing method by the subtractive method shown in (a) to (e), the water-repellent film 18 formed in advance before the opening of the discharge nozzle 4 by dry etching is wet-etched to form the opening shown in FIG. The PTFE particles are exposed on the inner wall surface of the Ni plating film 21, and roughness is generated on the inner wall of the discharge nozzle 4 opened by dry etching according to the opening 21.

【0021】即ち、本来ドライエッチングで形成される
吐出ノズル4の形状としては円形もしくはそれに近い形
の開口が必要とされるのだが、ドライエッチングのマス
クパターンとなっている上記の開口21の内壁面にPT
FE粒子の露出による凹凸が生じていると、オリフィス
板15部分の吐出ノズル4内壁面が粗くなる。その結
果、吐出されるインク滴の飛翔方向、量、速度等にむら
が発生する。このように、インク滴の飛翔方向、量、速
度等にむらが発生すると、印字ドットが不安定となって
形成画像の品質を低下させるという問題が発生する。
That is, although the shape of the discharge nozzle 4 originally formed by dry etching requires an opening having a circular shape or a shape close thereto, the inner wall surface of the opening 21 serving as a mask pattern for dry etching is required. To PT
If the unevenness due to the exposure of the FE particles occurs, the inner wall surface of the discharge nozzle 4 at the orifice plate 15 becomes rough. As a result, unevenness occurs in the flying direction, amount, speed, and the like of the ejected ink droplet. As described above, when unevenness occurs in the flight direction, amount, speed, and the like of the ink droplet, a problem occurs in that the print dot becomes unstable and the quality of the formed image is reduced.

【0022】また、撥水膜18のように本質的に撥水性
を有する膜層の上に、フォトレジスト19が密着性良く
形成できるかどうかという問題も有している。他方、図
10(f) 〜(j) に示すアディティブ法による加工方法で
は、既に開口22が形成されているTi層17の上に、
その開口22を避けて選択的に撥水膜18となるNiメ
ッキ膜を形成させることが難しい。
Another problem is whether a photoresist 19 can be formed with good adhesion on a film layer having water repellency essentially like the water repellent film 18. On the other hand, in the processing method by the additive method shown in FIGS. 10F to 10J, the Ti layer 17 in which the opening 22 is already formed is
It is difficult to selectively form a Ni plating film that becomes the water-repellent film 18 avoiding the opening 22.

【0023】撥水膜18となるNiメッキ膜を無電解で
形成する場合、通常、前処理として被メッキ面にPd触
媒を付与するが、このPd触媒は、Niのような金属膜
上だけに選択的に形成されるわけではなく、オリフィス
板材であるポリイミドのような有機物上にも少々密着性
が劣るとは言え形成される。すなわち、開口22底部に
露出するオリフィス板15の面にもPd触媒が付着し、
ここにNiメッキによる撥水膜18が僅かながら形成さ
れる。
When a Ni plating film serving as the water-repellent film 18 is formed electrolessly, a Pd catalyst is usually applied to the surface to be plated as a pretreatment, but this Pd catalyst is applied only on a metal film such as Ni. It is not formed selectively, but is formed on an organic material such as polyimide, which is an orifice plate material, although the adhesion is slightly inferior. That is, the Pd catalyst also adheres to the surface of the orifice plate 15 exposed at the bottom of the opening 22,
Here, a water-repellent film 18 is slightly formed by Ni plating.

【0024】そうすると、その状態でドライエッチング
によりオリフィス板15に孔空け加工を施しても、オリ
フィス板15上に形成されたNiメッキ撥水膜がマスク
となり、吐出ノズル4の正常な形成を妨げるだけでな
く、加工レートを低下させるという問題が発生する。
Then, even if a hole is formed in the orifice plate 15 by dry etching in this state, the Ni-plated water-repellent film formed on the orifice plate 15 serves as a mask, which only hinders the normal formation of the discharge nozzle 4. However, a problem of lowering the processing rate occurs.

【0025】本発明の課題は、上記従来の実情に鑑み、
吐出面に撥水処理膜を適切に形成すると共に所望の形状
の吐出ノズルを確実に穿設できるインクジェットプリン
タヘッドの製造方法を実現することである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional circumstances,
It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing an ink jet printer head that can form a water repellent film appropriately on a discharge surface and reliably form a discharge nozzle having a desired shape.

【0026】[0026]

【課題を解決するための手段】先ず、請求項1記載の発
明のインクジェットプリンタヘッドの製造方法は、イン
クを所定方向に吐出させる複数の吐出ノズルが形成され
たオリフィス板を備えるインクジェットプリンタヘッド
の製造方法であって、上記オリフィス板に上記吐出ノズ
ルを形成する工程と、上記オリフィス板の各上記吐出ノ
ズルに対応させて、該吐出ノズルを塞ぐ閉塞膜を選択的
に形成する閉塞膜形成工程と、上記閉塞膜の形成領域を
含む上記オリフィス板の各上記吐出ノズルの吐出口が形
成された吐出面の所定領域に亙り撥水性を備えた撥水膜
を被着する工程と、上記閉塞膜と共に該閉塞膜上に被着
された撥水膜を選択的に除去するリフトオフ工程とを有
して構成される。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an ink jet printer head including an orifice plate having a plurality of discharge nozzles for discharging ink in a predetermined direction. A method, wherein the step of forming the discharge nozzle in the orifice plate, and corresponding to each of the discharge nozzles of the orifice plate, a blocking film forming step of selectively forming a blocking film that closes the discharge nozzle, A step of applying a water-repellent film having water repellency over a predetermined area of the discharge surface of the orifice plate including the discharge port where the discharge port of the discharge nozzle is formed including the formation area of the blockage film; And a lift-off step for selectively removing the water-repellent film deposited on the closing film.

【0027】上記閉塞膜は、例えば請求項2記載のよう
に、ドライフィルムからなり、上記吐出ノズルの吐出口
を覆うように配設されのがよい。また、上記閉塞膜は、
例えば請求項3記載のように、高粘度のフォトレジスト
を、少なくとも上記吐出ノズル内に充填させて形成され
ていることが好ましい。更に、上記閉塞膜は、例えば請
求項4記載のように、高粘度のポジ型フォトレジストか
らなり、該ポジ型フォトレジストを少なくとも上記吐出
ノズル内とその周縁に被着し、該被着されたポジ型フォ
トレジストの全表面を露光した後に現像し、上記吐出ノ
ズル内に被着ポジ型フォトレジストの一部を残すことに
より形成されるのがよい。また、上記撥水膜は、例えば
請求項5記載のように、撥水性物質粒子を分散混合した
Ni膜を無電解メッキ法により形成することが好まし
い。
It is preferable that the closing film is made of a dry film and is disposed so as to cover the discharge port of the discharge nozzle. Further, the blocking film,
For example, it is preferable that a high-viscosity photoresist is formed by filling at least the inside of the discharge nozzle. Further, the blocking film is made of a high-viscosity positive photoresist, for example, as described in claim 4, and the positive photoresist is applied to at least the inside of the discharge nozzle and its periphery, and the applied positive photoresist is applied. The positive photoresist is preferably formed by exposing the entire surface thereof after exposure, and leaving a part of the deposited positive photoresist in the discharge nozzle. The water-repellent film is preferably formed by electroless plating a Ni film in which water-repellent material particles are dispersed and mixed, for example.

【0028】そして、例えば請求項6記載のように、上
記吐出ノズルは、Ti膜をマスクとしてドライエッチン
グにより形成し、上記撥水膜は、上記Ti膜上に形成さ
れるようにするのが好ましい。
Preferably, the discharge nozzle is formed by dry etching using a Ti film as a mask, and the water-repellent film is formed on the Ti film. .

【0029】次に、請求項7記載の発明のインクジェッ
トプリンタヘッドの製造方法は、インクを所定方向に吐
出させる複数の吐出ノズルが形成されたオリフィス板を
備えるインクジェットプリンタヘッドの製造方法であっ
て、上記オリフィス板に形成すべき吐出ノズルに対応し
た孔が形成されたエッチング用マスク層を設置する工程
と、上記マスク層の各孔に対応させて、該孔を塞ぐ閉塞
膜を選択的に形成する閉塞膜形成工程と、上記マスク層
の表面の所定領域に亙り撥水性を備えた撥水膜を被着す
る工程と、上記閉塞膜と共に該閉塞膜上に被着された上
記撥水膜を選択的に除去するリフトオフ工程と、上記マ
スク層と該マスク層上に形成された上記撥水処理膜を介
して上記オリフィス板に上記吐出ノズルを形成する工経
と、を有して構成される。この場合、上記吐出ノズル
は、例えば請求項8記載のように、ヘリコン波ドライエ
ッチングにより形成することが好ましい。
Next, a method of manufacturing an ink jet printer head according to the present invention is a method of manufacturing an ink jet printer head including an orifice plate having a plurality of discharge nozzles for discharging ink in a predetermined direction. A step of installing an etching mask layer in which holes corresponding to the discharge nozzles to be formed in the orifice plate are formed, and selectively forming a blocking film for closing the holes in correspondence with each hole of the mask layer. An occlusion film forming step, a step of applying a water-repellent film having water repellency over a predetermined region of the surface of the mask layer, and selecting the water-repellent film applied on the occlusion film together with the occlusion film. A lift-off step of removing the mask, and a step of forming the discharge nozzle in the orifice plate through the mask layer and the water-repellent film formed on the mask layer. It is. In this case, it is preferable that the discharge nozzle is formed by helicon wave dry etching, for example.

【0030】[0030]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら説明する。図1(a),(b),(c) は、第1の
実施の形態におけるインクジェットプリンタヘッドの製
造方法を工程順に示す図であり、それぞれ一連の工程に
おいてシリコンチップの基板上に形成されていく状態の
概略の平面図と断面図を模式的に示している。尚、これ
らの図には、説明の便宜上、いずれもフルカラーのイン
クジェットプリンタヘッドの1個の印字ヘッド(モノカ
ラーインクジェットプリンタヘッドの構成と同じ)のみ
を示しているが、実際には後述するように、このような
印字ヘッドが複数個(通常は4個)連なった形状のもの
が、1個の基板(シリコンチップ)上に多数形成され
る。また、同図(c) には36個の吐出ノズル39を示し
ているが、実際には64個、128個、256個等、設
計上の方針によって多数形成されるものである。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIGS. 1A, 1B, and 1C are diagrams showing a method of manufacturing an ink jet printer head according to the first embodiment in the order of steps, each of which is formed on a silicon chip substrate in a series of steps. FIG. 3 schematically shows a schematic plan view and a cross-sectional view of a state in which the semiconductor device is moved. In these figures, for convenience of explanation, only one print head (the same as the configuration of a mono-color ink-jet printer head) of a full-color ink-jet printer head is shown, but actually, as will be described later. A large number of such print heads (usually four) are formed on a single substrate (silicon chip). FIG. 3 (c) shows 36 discharge nozzles 39, which are actually formed in large numbers, such as 64, 128, 256, etc. according to the design policy.

【0031】図2(a) は、上段に図1(a) の平面図を拡
大して示し、中段に上段のC−C′断面矢視図を示し、
下段に上段のD−D′断面矢視図示している。図2(b)
は、上段に図1(b) の平面図を拡大して示し、中段に図
2(a) の中段と同一部位の断面を示し、下段に図2(a)
の下段と同一部位の断面を示している。そして、図2
(c) は、上段に図1(c) の平面図を拡大して示し、中段
に図2(a) の中段と同一部位の断面を示し、下段に図2
(a) の下段と同一部位の断面を示している。尚、図2
(a),(b),(c) には、図示する上での便宜上、本来は64
個、128個又は256個のように多数あるべき吐出ノ
ズルを5個の吐出ノズルで代表させて示している。
FIG. 2 (a) is an enlarged plan view of FIG. 1 (a) in the upper part, and a cross-sectional view taken along the line CC 'of the upper part in the middle part.
The lower section shows the DD ′ cross-sectional view of the upper section. Fig. 2 (b)
Is an enlarged plan view of FIG. 1 (b) in the upper part, a cross section of the same part as the middle part in FIG. 2 (a) is shown in the middle part, and FIG. 2 (a) is shown in the lower part.
2 shows a cross section of the same part as the lower part. And FIG.
(c) is an enlarged plan view of FIG. 1 (c) in the upper part, a cross section of the same part as the middle part in FIG. 2 (a) in the middle part, and FIG.
The cross section of the same part as the lower part of (a) is shown. FIG.
(a), (b), and (c) originally have 64 characters for convenience of illustration.
The number of ejection nozzles that should be as large as one, 128, or 256 is represented by five ejection nozzles.

【0032】最初に、基本的な製造方法について説明す
る。先ず、工程1として、4×25.4mm以上のシリ
コン基板にLSI形成処理により駆動回路とその端子を
形成すると共に、厚さ1〜2μmの酸化膜(Si O2
を形成し、次に、工程2として、薄膜形成技術を用い
て、タンタル(Ta)−シリコン(Si)−酸素(O)
からなる抵抗発熱体膜の層と、Ti−W等の密着層を介
在させてAuなどによる電極膜を順次積層形成する。そ
して、電極膜と抵抗発熱体膜をフォトリソグラフィー技
術によって夫々ストライプ状にパターニングし、そのス
トライプ状の抵抗発熱体膜上の発熱部とする領域の両側
に配線電極を形成する。この工程で発熱部の位置が決め
られる。
First, a basic manufacturing method will be described. First, as a process 1, a drive circuit and its terminals are formed on a silicon substrate having a size of 4 × 25.4 mm or more by an LSI forming process, and an oxide film (SiO 2 ) having a thickness of 1 to 2 μm is formed.
Then, in step 2, using a thin film forming technique, tantalum (Ta) -silicon (Si) -oxygen (O)
, And an electrode film made of Au or the like are sequentially laminated with an adhesion layer made of Ti-W or the like interposed therebetween. Then, the electrode film and the resistive heating element film are patterned into stripes by photolithography technology, and wiring electrodes are formed on both sides of a region serving as a heating part on the resistive heating element film having the stripe shape. In this step, the position of the heat generating portion is determined.

【0033】図1(a) 及び図2(a) は、上記の工程1及
び工程2が終了した直後の状態を示している。すなわ
ち、チップ基板25の表面には酸化膜からなる絶縁層の
下に駆動回路26及び駆動回路端子27(図1(a) 参
照)が形成され、絶縁層の上には、抵抗発熱体層が複数
条のストライプ状に所定の間隔で平行にパターン化さ
れ、その発熱部28となる両端に一対の電極としての共
通電極29と個別配線電極31が形成されている。これ
らの並設によりチップ基板25上には、発熱部列28′
及び個別配線電極列31′が形成されている。そして、
共通電極29には、共通給電端子32が形成されている
(図1(a) 参照)。
FIGS. 1 (a) and 2 (a) show a state immediately after the above steps 1 and 2 are completed. That is, on the surface of the chip substrate 25, a drive circuit 26 and a drive circuit terminal 27 (see FIG. 1A) are formed under an insulating layer made of an oxide film, and a resistance heating element layer is formed on the insulating layer. A plurality of stripes are patterned in parallel at predetermined intervals at predetermined intervals, and a common electrode 29 as a pair of electrodes and an individual wiring electrode 31 are formed at both ends of the heating portion 28. Due to these juxtaposition, a heat generating section row 28 'is formed on the chip substrate 25.
And an individual wiring electrode array 31 '. And
A common power supply terminal 32 is formed on the common electrode 29 (see FIG. 1A).

【0034】続いて、工程3として、個々の発熱部28
に対応するインク加圧室及びこれらのインク加圧室にイ
ンクを供給するインク流路を形成すべく感光性ポリイミ
ドなどの有機材料からなる隔壁層をコーティングにより
高さ20μm程度に形成し、これをフォトリソ技術によ
りパターン化した後に、300℃〜400℃の熱を30
分〜60分加えるキュア(乾燥硬化、焼成)を行い、高
さ10μm程度の上記感光性ポリイミドによる隔壁をヘ
ッドチップ上に形成・固着させる。更に、工程4とし
て、ウェットエッチングまたはサンドブラスト法などに
より上記チップ基板の表面に溝状のインク供給路を形成
し、更にこのインク供給路に連通させてチップ基板裏面
に開口するインク給送孔を形成する。
Subsequently, as a step 3, the individual heating parts 28
In order to form ink pressurizing chambers corresponding to the above and an ink flow path for supplying ink to these ink pressurizing chambers, a partition layer made of an organic material such as photosensitive polyimide is formed to a height of about 20 μm by coating, and this is formed. After patterning by the photolithography technique, heat of 300 to 400 ° C. is applied for 30 minutes.
Then, curing (dry curing, baking) is performed for a period of from 60 minutes to 60 minutes, and a partition made of the photosensitive polyimide having a height of about 10 μm is formed and fixed on the head chip. Further, in step 4, a groove-shaped ink supply path is formed on the surface of the chip substrate by wet etching or sand blasting, and an ink supply hole that opens to the back surface of the chip substrate by communicating with the ink supply path is formed. I do.

【0035】この工程4では、発熱部、電極、隔壁など
が形成されている表面側のインク供給路と、裏面側のイ
ンク給送孔では、形状が異なるため、表裏から別々に加
工を行う。例えば表面側にインク供給路をヘッドチップ
の厚さ半分程度まで穿設し、裏面側からインク給送孔を
穿設して表裏に貫通させる。
In step 4, since the shapes of the ink supply path on the front side where the heat generating portion, the electrodes, the partition walls, etc. are formed, and the ink supply hole on the back side are different, processing is performed separately from the front and back. For example, an ink supply path is formed on the front side to about half the thickness of the head chip, and an ink supply hole is formed from the back side to penetrate the front and back.

【0036】図1(b) 及び図2(b) は、上述の工程3及
び工程4が終了した直後の状態を示している。すなわ
ち、溝状のインク供給路33及びインク給送孔34が形
成され、インク供給路33の左側に位置する共通電極2
9部分と、右方の個別配線電極31が配設されている部
分、及び各発熱部28と発熱部28の間に、隔壁35
(シール隔壁35−1、35−2、区画隔壁35−3)
が形成されている。上記の隔壁35は、個別配線電極3
1上のシール隔壁35−2を櫛の胴とすれば、各発熱部
28と発熱部28との間に伸び出す区画隔壁35−3は
櫛の歯に相当する形状をなしている。これにより、この
櫛の歯状の区画隔壁35−3を仕切り壁として区画され
た歯と歯の間の付け根部分に発熱部28が位置する微細
なインク加圧室36が、発熱部28の数だけ形成され
る。
FIGS. 1 (b) and 2 (b) show a state immediately after the above-mentioned steps 3 and 4 are completed. That is, the groove-shaped ink supply path 33 and the ink supply hole 34 are formed, and the common electrode 2 located on the left side of the ink supply path 33 is formed.
9 and the portion where the individual wiring electrode 31 on the right side is disposed, and between each heat generating portion 28,
(Seal partition 35-1, 35-2, partition 35-3)
Are formed. The above-mentioned partition wall 35 is formed of the individual wiring electrode 3.
Assuming that the upper seal partition 35-2 is a comb body, the partition 35-3 extending between the heat generating portions 28 has a shape corresponding to the teeth of the comb. Thereby, the fine ink pressurizing chamber 36 in which the heat generating portion 28 is located at the base between the teeth partitioned by the comb tooth-shaped partitioning wall 35-3 as a partition wall, the number of heat generating portions 28 Only be formed.

【0037】この後、工程5として、ポリイミドからな
る厚さ10〜30μmのフィルムのオリフィス板で、そ
の両面又は片面に接着剤としての熱可塑性ポリイミドを
極薄に例えば厚さ2〜5μmにコーテングした状態のも
のを、上記積層構造の最上層つまり隔壁の上に載置し、
真空中で200〜250℃で加熱しながら、9.8×1
-4Paの数倍の圧力で加圧し、これを数10分続け
て、そのオリフィス板を固着させる。続いて真空装置又
はスパッタ装置でNi、Cu、Al又はTiなどの厚さ
0.5〜1μm程度の金属膜をオリフィス板表面に蒸着
する。
Thereafter, in step 5, an orifice plate of a polyimide film having a thickness of 10 to 30 μm was used, and thermoplastic polyimide as an adhesive was coated on both surfaces or one surface to an extremely thin thickness of, for example, 2 to 5 μm. The state, placed on the uppermost layer of the laminated structure, that is, the partition,
While heating at 200 to 250 ° C. in vacuum, 9.8 × 1
Pressure is applied at a pressure several times greater than 0 -4 Pa, and this is continued for several tens of minutes to fix the orifice plate. Subsequently, a metal film having a thickness of about 0.5 to 1 μm, such as Ni, Cu, Al or Ti, is deposited on the surface of the orifice plate by a vacuum device or a sputtering device.

【0038】更に、工程6として、オリフィス板表面の
上記金属膜をパターン化して、ポリイミドを選択的にエ
ッチングするマスクを形成する。続いて、詳しくは後述
するが、撥水膜を吐出ノズル形成領域以外の領域に選択
的に形成する処理を伴って、ヘリコン波によるドライエ
ッチングにより上記の金属膜マスクに従って吐出ノズル
として20μmφ〜40μmφの多数の孔をオリフィス
板に一括形成する。
In step 6, the metal film on the surface of the orifice plate is patterned to form a mask for selectively etching polyimide. Subsequently, as will be described in detail later, with a process of selectively forming a water-repellent film in a region other than the discharge nozzle forming region, 20 μmφ to 40 μmφ as a discharge nozzle according to the above metal film mask by dry etching using a helicon wave. A large number of holes are formed in the orifice plate at once.

【0039】図1(c) 及び図2(c) は、上述した工程5
と工程6が終了した直後の状態を示している。すなわ
ち、オリフィス板37が共通給電端子32及び駆動回路
端子27の部分を除く全領域を覆っており、これによ
り、隔壁35の厚さ10μmに対応する高さの微細なイ
ンク加圧室36、このインク加圧室36とインク供給路
33とを連通させる高さ10μmのインク流路38が完
成する。
FIGS. 1 (c) and 2 (c) show the process 5 described above.
And the state immediately after the end of step 6. That is, the orifice plate 37 covers the entire area except for the common power supply terminal 32 and the drive circuit terminal 27, whereby the fine ink pressurizing chamber 36 having a height corresponding to the thickness of the partition wall 35 of 10 μm is formed. An ink flow path 38 having a height of 10 μm that connects the ink pressurizing chamber 36 and the ink supply path 33 is completed.

【0040】そして、オリフィス板37には、インク加
圧室36の発熱部28に対向する位置に吐出ノズル39
がドライエッチングによって形成されている。これによ
り、64個、128個又は256個等の多数の吐出ノズ
ル39を1列に備えたモノカラーインクジェットプリン
タヘッド40がシリコンウェハ上に多数完成する。
The orifice plate 37 has a discharge nozzle 39 at a position facing the heat generating portion 28 of the ink pressurizing chamber 36.
Are formed by dry etching. As a result, a large number of monocolor ink jet printer heads 40 having a large number of ejection nozzles 39 such as 64, 128 or 256 in one row are completed on a silicon wafer.

【0041】このようにオリフィス板37を張り付け
て、その後で、下地のパターンつまり発熱部28の位置
に合わせて吐出ノズル39を加工することは、予め吐出
ノズル39を加工したオリフィス板37を張り合わせる
よりも、遥かに生産性の高い実用性のある方法である。
また、ドライエッチングによる場合は、マスクはNi、
Cu、Al又はTiなどの金属膜を使うことで樹脂と金
属膜との選択比が概略100程度得られる。したがっ
て、20〜40μmのポリイミドフィルムをエッチング
するには1μm以下の金属膜でマスクを形成することで
十分である。
In this way, after the orifice plate 37 is attached and the discharge nozzle 39 is processed in accordance with the pattern of the base, that is, the position of the heat generating portion 28, the orifice plate 37 on which the discharge nozzle 39 has been processed in advance is bonded. It is a much more productive and practical method.
In the case of dry etching, the mask is Ni,
By using a metal film such as Cu, Al or Ti, a selectivity between the resin and the metal film of about 100 can be obtained. Therefore, to etch a polyimide film of 20 to 40 μm, it is sufficient to form a mask with a metal film of 1 μm or less.

【0042】ここまでが、シリコンウェハの状態で処理
される。そして、最後に、工程7として、ダイシングソ
ーなどを用いてシリコンウェハをスクライブラインに沿
ってカッテングして、ヘッドチップ単位毎に個別に分割
し、実装基板にダイスボンデングし端子接続して実用単
位のモノカラーインクジェットプリンタヘッド40が完
成する。
The processing up to this point is performed in the state of a silicon wafer. Finally, in step 7, the silicon wafer is cut along a scribe line using a dicing saw or the like, divided into individual head chip units, die-bonded to a mounting substrate, and connected to terminals for practical use. Is completed.

【0043】通常フルカラー印字においては、減法混色
の三原色であるイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シア
ン(C)の3色に、文字や画像の黒部分に専用されるブ
ラック(Bk)を加えて合計4色のインクを必要とす
る。したがって最低でも4列のノズル列が必要である。
そして上述した製造方法によればモノカラーインクジェ
ットプリンタヘッド40をモノリシックに4列構成とす
ることは可能であり、各ヘッドのノズル列の位置関係も
今日の半導体の製造技術により正確に配置することが可
能である。
In normal full-color printing, black (Bk) dedicated to black portions of characters and images is added to three subtractive primary colors, yellow (Y), magenta (M), and cyan (C). Requires a total of four colors of ink. Therefore, at least four nozzle rows are required.
According to the above-described manufacturing method, the mono-color ink jet printer head 40 can be monolithically formed into four rows, and the positional relationship between the nozzle rows of each head can be accurately arranged by today's semiconductor manufacturing technology. It is possible.

【0044】図3(a) は、上述の図1及び図2に示した
チップ基板25、駆動回路26、駆動回路端子27、発
熱部28、共通電極29、共通電極給電端子32、個別
配線電極31、インク供給路33、インク供給孔34、
隔壁35、オリフィス板35、インク加圧室36、イン
ク流路38、吐出ノズル39の各部を1組としてなるヘ
ッド素子つまりモノカラーインクジェットプリンタヘッ
ド40をやや大きく区画したチップ基板41上に4列並
べてフルカラーインクジェットプリンタヘッド42を構
成し、これにより1個のチップ基板41に4列のノズル
列43(43a、43b、43c、43d)を形成した
状態を示す図である。また、図3(b) は、同図(a) の構
成が、モノカラーインクジェットプリンタヘッド40が
4列並んだ構成となっているのを分かり易く示すため、
図1(a) に示した工程1〜工程2まで終了した状態のも
のを示している。
FIG. 3A shows the chip substrate 25, the drive circuit 26, the drive circuit terminal 27, the heat generating portion 28, the common electrode 29, the common electrode power supply terminal 32, the individual wiring electrode shown in FIGS. 31, an ink supply path 33, an ink supply hole 34,
A head element, ie, a mono-color ink jet printer head 40, which constitutes a set of the partition wall 35, the orifice plate 35, the ink pressurizing chamber 36, the ink flow path 38, and the discharge nozzle 39 as one set, is arranged in four rows on a chip substrate 41 which is slightly divided. FIG. 4 is a diagram illustrating a state in which a full-color ink jet printer head is formed, and four nozzle rows 43 (43a, 43b, 43c, and 43d) are formed on one chip substrate 41. FIG. 3 (b) shows the configuration of FIG. 3 (a) in a manner that the mono-color inkjet printer heads 40 are arranged in four rows for easy understanding.
This shows a state in which steps 1 and 2 shown in FIG. 1A have been completed.

【0045】この図3(a),(b) に示すように、フルカラ
ーインクジェットプリンタヘッド42は、上述のモノカ
ラーインクジェットプリンタヘッド40(40a、40
b、40c、40d)が4個並んで配置されている。そ
して、例えばインク供給路33aからイエローインクが
モノカラーインクジェットプリンタヘッド40aの個々
のインク加圧室36に供給されてノズル列43aから吐
出される。また、インク供給路33bからマゼンタイン
クがモノカラーインクジェットヘッド40bの個々のイ
ンク加圧室36に供給されてノズル列43bから吐出さ
れる。また、インク供給路33cからシアンインクがモ
ノカラーインクジェットヘッド40cの個々のインク加
圧室36に供給されてノズル列43cから吐出される。
そして、インク供給路33dからはブラックインクがモ
ノカラーインクジェットヘッド40dの個々のノズル列
43dに供給されてノズル列43dから吐出される。
As shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b), the full-color ink jet printer head 42 is a mono color ink jet printer head 40 (40a, 40a).
b, 40c, 40d) are arranged side by side. Then, for example, yellow ink is supplied from the ink supply path 33a to the individual ink pressurizing chambers 36 of the mono-color ink jet printer head 40a, and is discharged from the nozzle rows 43a. Further, magenta ink is supplied from the ink supply path 33b to the individual ink pressurizing chambers 36 of the mono-color ink jet head 40b, and is discharged from the nozzle row 43b. Further, cyan ink is supplied from the ink supply path 33c to the individual ink pressurizing chambers 36 of the mono-color inkjet head 40c, and is discharged from the nozzle row 43c.
Then, the black ink is supplied from the ink supply path 33d to the individual nozzle rows 43d of the monocolor inkjet head 40d, and is discharged from the nozzle rows 43d.

【0046】ところで、本発明においては上述した基本
的な製造方法における工程6において、オリフィス板3
7に撥水膜を形成し且つ吐出ノズル39を穿設するに際
し、撥水膜の材料である液状の撥水膜剤がオリフィス内
に進入しないようにするために特別の工夫が施されてい
る。以下これについて説明する。
In the present invention, in the step 6 in the above-described basic manufacturing method, the orifice plate 3
When a water-repellent film is formed and the discharge nozzle 39 is pierced, special measures are taken to prevent the liquid water-repellent film agent, which is the material of the water-repellent film, from entering the orifice. . This will be described below.

【0047】図4(a) 〜(g) は、上記第1の実施の形態
においてオリフィス板37に撥水膜と吐出ノズル39を
形成する工程を示す図である。尚、同図(a) 〜(g) に
は、図1及び図2に示した隔壁35上に貼り付けて積層
されたオリフィス37のみを取出して示している。
FIGS. 4A to 4G are views showing a process of forming a water-repellent film and a discharge nozzle 39 on the orifice plate 37 in the first embodiment. FIGS. 7A to 7G show only the orifice 37 attached and laminated on the partition wall 35 shown in FIGS.

【0048】図4(a) に示すように、先ず、オリフィス
板37の上一面に、吐出ノズルを穿設加工するドライエ
ッチング時のマスクとして、例えばTi膜44を0.5
μm〜1μmの厚さで形成する。次に、同図(b) に示す
ように、Ti膜44の上一面にフォトレジスト45を積
層し、このフォトレジスト45の吐出ノズル位置に対応
する部分に開口45−1をフォトリソグラフイー技術等
により形成してエッチング用レジストマスクを作成す
る。
As shown in FIG. 4A, first, for example, a Ti film 44 is formed on one surface of the orifice plate 37 as a mask at the time of dry etching for forming a discharge nozzle.
It is formed with a thickness of μm to 1 μm. Next, as shown in FIG. 2B, a photoresist 45 is laminated on the upper surface of the Ti film 44, and an opening 45-1 is formed in a portion corresponding to the discharge nozzle position of the photoresist 45 by a photolithography technique or the like. To form an etching resist mask.

【0049】そして、同図(c) に示すように、上記のエ
ッチング用レジストマスクの開口45−1に従って、ウ
ェットエッチングにより、Ti膜44に開口44−1を
穿設する。更に、同図(d) に示すように、Ti膜44の
開口44−1に従って、ドライエッチングにより、オリ
フィス板37に吐出ノズル39を穿設する。本例では、
異方性に富み、オリフィス板37の材質であるポリイミ
ドのエッチングレートが大きいヘリコン波方式のドライ
エッチング装置で加工する。
Then, as shown in FIG. 3C, an opening 44-1 is formed in the Ti film 44 by wet etching according to the opening 45-1 of the etching resist mask. Further, as shown in FIG. 4D, a discharge nozzle 39 is formed in the orifice plate 37 by dry etching in accordance with the opening 44-1 of the Ti film 44. In this example,
It is processed by a helicon wave type dry etching apparatus which is rich in anisotropy and has a large etching rate of polyimide as a material of the orifice plate 37.

【0050】続いて、上記のように吐出ノズル39を孔
空け加工済みのTi膜44の上一面にドライフィルムフ
ォトレジストを被せ、その上に所定のパターンのマスク
(不図示)を形成して露光した後、不要部分を除去し、
同図(e) に示すように、開口44−1の上部に選択的に
ドライフィルムフォトレジストを残して閉塞膜49と
し、開口44−1を塞ぐ。
Subsequently, as described above, the discharge nozzle 39 is covered with a dry film photoresist on one surface of the holed Ti film 44, and a mask (not shown) having a predetermined pattern is formed thereon to expose the film. After removing unnecessary parts,
As shown in FIG. 9E, the dry film photoresist is selectively left over the opening 44-1 to form the closing film 49, thereby closing the opening 44-1.

【0051】この場合、ドライフィルムフォトレジスト
は、ポジ型フォトレジスト(光の照射を受けた部分が軟
化して除去されるタイプ)でも又はネガ型フォトレジス
ト(光の照射を受けた部分が硬化して残るタイプ)のい
ずれを用いてもよく、ポジ、ネガ、それぞれの特性に合
わせたパターンを備えるマスクによって同一形状の閉塞
膜49を形成することができる。
In this case, the dry film photoresist may be a positive type photoresist (a type in which a portion irradiated with light is softened and removed) or a negative type photoresist (a portion in which the portion irradiated with light is cured. Or the remaining type), and the closing film 49 having the same shape can be formed by using a mask having a pattern matching the characteristics of positive and negative.

【0052】そして、その上から、同図(f) に示すよう
に、PTFE粒子を分散させたNi膜を無電解メッキし
て、撥水膜46を形成する。最後に、全体をドライフィ
ルム剥離液に浸漬すると、同図(g) に示すように、閉塞
膜49上にも形成されていたNiメッキ膜(撥水膜)を
閉塞膜49もろとも剥離(リフトオフ)することが出来
る。
Then, from above, a Ni film in which PTFE particles are dispersed is subjected to electroless plating to form a water-repellent film 46 as shown in FIG. Finally, when the whole is immersed in a dry film stripper, the Ni plating film (water-repellent film) also formed on the blocking film 49 is peeled off (lift-off) together with the blocking film 49 as shown in FIG. ) Can be.

【0053】このように、撥水膜を形成する前に吐出ノ
ズル(図4(d) の吐出ノズル39参照)を所望の適正な
形状に一括形成してしまい、この後、形成した吐出ノズ
ルを閉塞膜により一時的に塞いだ状態で撥水膜を形成す
るので、吐出ノズルからヘッド内に撥水膜剤が浸入して
ヘッドが不良となる不都合の発生を防止することができ
る。これにより、適正な形状の吐出ノズルを備えた良好
なインクジェットヘッドが得られ、吐出されるインク滴
の飛翔方向、量、速度等にむらが発生する不具合が解消
され、品質の良い画像を形成することが可能となる。
As described above, before forming the water-repellent film, the discharge nozzles (see the discharge nozzles 39 in FIG. 4D) are collectively formed in a desired appropriate shape. Since the water-repellent film is formed in a state in which the water-repellent film is temporarily closed by the closing film, it is possible to prevent a problem that the water-repellent film agent enters the head from the discharge nozzle and the head becomes defective. As a result, a good ink-jet head having a discharge nozzle of an appropriate shape can be obtained, and the problem that unevenness occurs in the flying direction, amount, speed, etc. of the discharged ink droplet is eliminated, and a high-quality image is formed. It becomes possible.

【0054】尚、同図(g) に示すように、閉塞膜49を
除去後の「Ni+PTFE」の撥水膜46に形成されて
いる開口46−1は、閉塞膜49をTi膜44上に保持
した面積分として、Ti膜44の開口44−1よりも幅
X1だけ周囲が広く形成されている。閉塞膜49の厚さ
を通常では最も薄いとされている12.5μm程度のも
のとすると、これをTi膜44の開口44−1に保持し
たときの閉塞膜49の張り渡し強度を確保するために
は、幅X1は10μm程度必要である。
As shown in FIG. 9G, the opening 46-1 formed in the “Ni + PTFE” water-repellent film 46 after the removal of the blocking film 49 is formed by placing the blocking film 49 on the Ti film 44. As the retained area, the periphery is formed wider by the width X1 than the opening 44-1 of the Ti film 44. Assuming that the thickness of the blocking film 49 is about 12.5 μm, which is usually considered to be the thinnest, in order to secure the bridging strength of the blocking film 49 when this is held in the opening 44-1 of the Ti film 44. Requires a width X1 of about 10 μm.

【0055】この幅X1の部分は、吐出ノズル39の開
口44−1の周縁であり、最も撥水処理を必要とする領
域であるにも拘わらず撥水処理が施されていない。した
がって、吐出インク滴の所謂キレが悪くなり印字画質を
低下させる虞があるから、この幅X1は出来るだけ狭い
ほうがよい。そのような、撥水膜46の開口と吐出ノズ
ル39の開口(Ti膜44の開口44−1)との幅の差
をより小さく形成することができる製造方法を第2の実
施の形態として以下に説明する。
The portion having the width X1 is the periphery of the opening 44-1 of the discharge nozzle 39 and is not subjected to the water-repellent treatment, though it is the region requiring the most water-repellent treatment. Therefore, there is a possibility that the so-called sharpness of the ejected ink droplets deteriorates and the print quality deteriorates. Therefore, it is better that the width X1 is as narrow as possible. A manufacturing method capable of forming a smaller difference in width between the opening of the water-repellent film 46 and the opening of the discharge nozzle 39 (the opening 44-1 of the Ti film 44) will be described below as a second embodiment. Will be described.

【0056】図5(a) 〜(g) は、第2の実施の形態にお
いてオリフィス板37に撥水膜46と吐出ノズル39を
形成する工程を示す図である。同図(a) から同図(d) ま
では図4(a) から図4(d) までの工程と同一である。本
例では、次の工程において、ドライフィルムではなく、
高粘度のフォトレジストを用い、この高粘度のフォトレ
ジストをオリフィス板37、つまりTi膜44上に一面
に塗布する。この場合、フォトレジストの粘度を開口4
4−1上に塗布した部分の一部が開口44−1内に入り
込むが吐出ノズル39から流れ出さない程度に設定す
る。このようにして塗布されたフォトレジストに対し
て、不図示のマスクを介して光を照射し感光させた後、
現像して不要部分を除去し、図5(e) に示されるように
閉塞膜47を形成する。
FIGS. 5A to 5G are views showing a process of forming the water-repellent film 46 and the discharge nozzle 39 on the orifice plate 37 in the second embodiment. 4 (a) to 4 (d) are the same as the steps from FIG. 4 (a) to FIG. 4 (d). In this example, in the next step, instead of a dry film,
Using a high-viscosity photoresist, the high-viscosity photoresist is applied to the entire surface of the orifice plate 37, that is, the Ti film 44. In this case, the viscosity of the photoresist is reduced by opening 4.
4-1 is set so that a part of the portion applied on 4-1 enters the opening 44-1 but does not flow out of the discharge nozzle 39. After irradiating the photoresist coated in this way with light through a mask (not shown) and exposing the photoresist,
Unnecessary portions are removed by development to form a blocking film 47 as shown in FIG.

【0057】本例の場合は、上記のように閉塞膜47の
一部が開口44−1内に入り込むことを許容し、この入
り込んだ部分で閉塞膜47がTi膜44に略保持される
から、閉塞膜47をTi膜44の開口44−1の周囲で
保持する必要がなく、同図(e) に示す寸法X2(同図
(g) の幅X2と同じ)は、閉塞膜47に成形する前のフ
ォトレジストを露光する時のアライメント精度分、具体
的には1μm程度の寸法でよいことになる。この場合、
フォトレジスト47の粘度は、吐出ノズルの直径や形状
によって決定するようにする。
In the case of the present example, as described above, a part of the blocking film 47 is allowed to enter the opening 44-1 and the blocking film 47 is substantially held by the Ti film 44 at the entered portion. It is not necessary to hold the closing film 47 around the opening 44-1 of the Ti film 44, and the dimension X2 shown in FIG.
(The same as the width X2 of (g)) is sufficient for the alignment accuracy at the time of exposing the photoresist before being formed into the closing film 47, specifically, a size of about 1 μm. in this case,
The viscosity of the photoresist 47 is determined by the diameter and shape of the discharge nozzle.

【0058】この後、同図(f) 及び同図(g) に示すよう
に、図4(f) 及び図4(g) の場合と同様に処理して、撥
水膜46の開口46−1と吐出ノズル39の開口(Ti
膜44の開口44−1)との幅の差X2を図4(g) の幅
X1よりも小さく形成したインクジェットプリンタヘッ
ドが完成する。
Thereafter, as shown in FIGS. 4F and 4G, the same processing as in FIGS. 4F and 4G is performed, and the openings 46-of the water-repellent film 46 are formed. 1 and the opening of the discharge nozzle 39 (Ti
An ink jet printer head is completed in which the difference X2 in width between the film 44 and the opening 44-1) is smaller than the width X1 in FIG.

【0059】上記第1及び第2の実施の形態において
は、いずれも撥水膜46をオリフィス板上一面に施して
いるが、撥水性は吐出ノズルから吐出されるインク滴に
対して必要なものであるから、吐出ノズルの開口の周囲
の面にのみ撥水性を備えていさえすれば、他の部分の面
には撥水性が無くても、切れの良い吐出を行なう目的は
達せられる。そのような構成のインクジェットプリンタ
ヘッドの製造方法を第3の実施の形態として以下に説明
する。
In each of the first and second embodiments, the water-repellent film 46 is provided on the entire surface of the orifice plate. However, the water-repellent film is required for ink droplets discharged from the discharge nozzle. Therefore, as long as only the surface around the opening of the discharge nozzle has water repellency, the purpose of performing sharp discharge can be achieved even if the surface of the other part does not have water repellency. A method of manufacturing an ink jet printer head having such a configuration will be described below as a third embodiment.

【0060】図6(a) 〜(g) は、第3の実施の形態にお
いてオリフィス板37に撥水膜と吐出ノズル39を形成
する工程を示す図である。同図(a) から同図(d) までは
図5(a) から図5(d) までの工程と同一である。本例で
も、次の工程において、高粘度のフォトレジストを用い
るが、本例の場合は、図6(e) に示すように、フォトレ
ジストを、閉塞膜47としてTi膜44の開口44−1
の上にのみ残すのではなく、閉塞膜47の周端面から所
定幅の周囲部47−1だけを除き、それより外側の周囲
一面にもメッキマスク膜47−2として残す。
FIGS. 6A to 6G are diagrams showing a process of forming a water-repellent film and a discharge nozzle 39 on the orifice plate 37 in the third embodiment. 5A to FIG. 5D are the same as the steps from FIG. 5A to FIG. 5D. Also in this example, a high-viscosity photoresist is used in the next step. In the case of this example, as shown in FIG.
Instead, only the peripheral portion 47-1 having a predetermined width is removed from the peripheral end surface of the closing film 47, and the plating mask film 47-2 is also left on the entire outer peripheral surface.

【0061】そして、この後、図6(f) 及び同図(g) に
おいて、図5(f) 及び図5(g) の場合と同様に処理する
と、上述した周囲部47−1の所に形成された撥水膜4
6のみが残り、他は閉塞膜47及びメッキマスク膜47
−2と共にリフトオフされて、吐出ノズル39の開口、
つまりTi膜44の開口44−1の周囲の面にのみ撥水
膜46を備えたインクジェットプリンタヘッドが完成す
る。
Then, in FIG. 6 (f) and FIG. 6 (g), when the same processing as in FIG. 5 (f) and FIG. 5 (g) is performed, The formed water repellent film 4
6 remains, and the others are the blocking film 47 and the plating mask film 47.
-2 is lifted off together with the opening of the discharge nozzle 39,
That is, an ink jet printer head having the water repellent film 46 only on the surface around the opening 44-1 of the Ti film 44 is completed.

【0062】上述のように、吐出ノズルの開口周縁のみ
に選択的に撥水性を付与する表面処理を施すことによ
り、このインクジェットプリンタヘッドが印字実行中
に、オリフィス板の吐出ノズル開口周縁にインクが付着
しても、その付着インクが開口周縁の撥水性によって吐
出ノズル開口周縁よりも外側の撥水性ではない表面の方
へ流れていき、次のインク吐出に悪影響を及ぼさないと
いう格段の効果が得られる。
As described above, by performing a surface treatment for selectively imparting water repellency only to the peripheral edge of the opening of the discharge nozzle, ink is applied to the peripheral edge of the discharge nozzle of the orifice plate during printing by the ink jet printer head. Even if the ink adheres, the adhering ink flows toward the non-water-repellent surface outside the ejection nozzle opening periphery due to the water repellency of the opening periphery, so that there is a remarkable effect that the next ink ejection is not adversely affected. Can be

【0063】上記の第2及び第3の実施の形態では、T
i膜44の吐出ノズル開口44−1の周囲に、約1μm
幅の撥水性に処理できない領域が形成されるが、更に、
吐出ノズル開口44−1の周囲に、撥水性の無い部分が
全く形成されないようにすることもできる。そのような
吐出ノズル開口44−1の周囲に撥水性の無い部分が全
く形成されないインクジェットプリンタヘッドの製造方
法を第4の実施の形態として以下に説明する。
In the second and third embodiments, T
About 1 μm around the discharge nozzle opening 44-1 of the i film 44
An area that cannot be treated with the water repellency of the width is formed.
A portion without water repellency may not be formed at all around the discharge nozzle opening 44-1. A method for manufacturing an ink jet printer head in which a portion having no water repellency is not formed at all around the discharge nozzle opening 44-1 will be described below as a fourth embodiment.

【0064】図7(a) 〜(h) は、第4の実施の形態にお
いてオリフィス板37に撥水膜と吐出ノズル39を形成
する工程を示す図である。同図(a) から同図(d) までは
図6(a) から図6(d) までの工程と同一である。本例に
おいても、次に続く工程ではポジ型で高粘度のフォトレ
ジストを用いるが、本例の場合は、図7(e) に示すよう
にTi膜44の上一面に塗り込めて一部が吐出ノズル3
9の上部まで入り込んだフォトレジスト層47´を形成
し乾燥させた後、マスクを介さずにこのフォトレジスト
層47´の全面に適宜な光量の紫外線を照射して露光す
る。
FIGS. 7A to 7H are views showing the steps of forming a water-repellent film and discharge nozzles 39 on the orifice plate 37 in the fourth embodiment. 6 (a) to 6 (d) are the same as the steps from FIG. 6 (a) to FIG. 6 (d). Also in this example, a positive-type, high-viscosity photoresist is used in the subsequent process, but in this example, as shown in FIG. Discharge nozzle 3
After forming and drying a photoresist layer 47 'penetrating to the upper portion of 9, the entire surface of the photoresist layer 47' is irradiated with an appropriate amount of ultraviolet light without using a mask for exposure.

【0065】この露光では、吐出ノズル39内の上部ま
で入り込んだポジ型フォトレジスト層47´の最下部ま
では紫外線が到達しないように光量を調整して露光す
る。この後、現像を行うと、同図(f) に示すように、吐
出ノズル39内の上部まで入り込んだフォトレジストの
最下部のみを閉塞膜47として残して、他のレジスト部
分が全て除去される。
In this exposure, exposure is performed by adjusting the amount of light so that ultraviolet rays do not reach the lowermost part of the positive photoresist layer 47 ′ that has entered the upper part of the discharge nozzle 39. Thereafter, when development is performed, as shown in FIG. 9F, all other resist portions are removed, leaving only the lowermost portion of the photoresist that has entered the upper portion in the discharge nozzle 39 as the closing film 47. .

【0066】この後、同図(g) に示すように、無電解メ
ッキにより、「PTFE+Ni」からなる複合ニッケル
メッキ膜の撥水膜46を形成する。撥水膜46は、Ti
膜44の面ばかりでなく、吐出ノズル39内上部に張り
渡された形状で残る閉塞膜47の上にも形成されるが、
フォトレジスト除去液に浸漬することにより、閉塞膜4
7上の撥水膜46だけがフォトレジストからなる閉塞膜
47とともに選択的に除去される。これにより、同図
(h) に示すように、インクが吐出される吐出口周縁、つ
まり本例ではTi膜44の開口44−1に続く撥水膜4
6の開口46−1の周縁に撥水性の無い部分が全く無
い、言い換えれば、インク吐出口が形成されている吐出
面の全面が隙間なく撥水性を有するインクジェットプリ
ンタヘッドが完成する。
Thereafter, as shown in FIG. 3G, a water repellent film 46 of a composite nickel plating film made of "PTFE + Ni" is formed by electroless plating. The water-repellent film 46 is made of Ti
It is formed not only on the surface of the film 44 but also on the closing film 47 remaining in a shape extending over the inside of the discharge nozzle 39,
By immersing in the photoresist removing liquid, the closing film 4
7, only the water-repellent film 46 is selectively removed together with the blocking film 47 made of photoresist. As a result,
As shown in (h), the water-repellent film 4 that follows the periphery of the discharge port from which ink is discharged, that is, the opening 44-1 of the Ti film 44 in this example.
No ink-repellent portion is present at the periphery of the opening 46-1 of No. 6, in other words, an ink-jet printer head having water-repellency with no gaps over the entire ejection surface where the ink ejection ports are formed is completed.

【0067】上記第1〜第4の実施の形態では、いずれ
も吐出ノズルを形成した後に撥水膜を形成する製造方法
を示したが、先に撥水膜を形成してから吐出ノズルを形
成しても、撥水材が吐出ノズルの形成に悪影響を与えな
いようにすることもできる。これを第5の実施の形態と
して以下に説明する。
In each of the first to fourth embodiments, the manufacturing method of forming the water-repellent film after forming the discharge nozzle has been described. However, the water-repellent film is formed first, and then the discharge nozzle is formed. Even so, the water-repellent material can be prevented from adversely affecting the formation of the discharge nozzle. This will be described below as a fifth embodiment.

【0068】図8(a) 〜(g) は、第5の実施の形態にお
いてオリフィス板に撥水膜と吐出ノズルを形成する工程
を示す図である。同図(a) から同図(c) までは図6(a)
から図6(c) までの工程と同一である。本例では、次の
工程で、通常のポジ型又はネガ型のフォトレジストを全
面に塗布し、適宜のマスクを介して露光し、同図(d)に
示すように、Ti膜44の開口44−1にフォトレジス
トからなる閉塞膜48を被装する。
FIGS. 8A to 8G are views showing a process of forming a water-repellent film and a discharge nozzle on an orifice plate in the fifth embodiment. Fig. 6 (a) is the same as Fig. 6 (a) to Fig. 6 (c).
6 to FIG. 6C. In this example, in the next step, a normal positive or negative photoresist is applied to the entire surface and exposed through an appropriate mask, and as shown in FIG. -1 is covered with a closing film 48 made of a photoresist.

【0069】この後、同図(e) に示すように、撥水膜4
6を形成し、次に、閉塞膜48及びこの閉塞膜48上の
撥水膜46とを共にリフトオフ法により除去して、同図
(f)に示すように、Ti膜44の開口44−1内にオリ
フィス板37の面を露出させ、この後、同図(g) に示す
ように、実質的にTi膜44をマスクとしたドライエッ
チングにより吐出ノズル39をオリフィス板37に穿設
して、インクジェットプリンタヘッドが完成する。
After that, as shown in FIG.
6 is formed, and then the blocking film 48 and the water-repellent film 46 on the blocking film 48 are both removed by a lift-off method.
As shown in (f), the surface of the orifice plate 37 is exposed in the opening 44-1 of the Ti film 44, and thereafter, as shown in FIG. The discharge nozzle 39 is bored in the orifice plate 37 by dry etching to complete the ink jet printer head.

【0070】このように、吐出ノズル形成用のメタルマ
スクのバターニング後に、パターニングされた開口部を
フォトレジストで被覆してから、撥水膜を形成するの
で、メタルマスクで被覆されていないオリフィス板表
面、つまり、開口部に露出させてドライエッチングに処
するべきオリフィス板の面にも撥水膜材料の「Ni+P
TFE」皮膜が形成されてエッチングレートが低下する
という従来の不具合が解消される。
As described above, after the metal mask for forming the discharge nozzle is patterned, the patterned opening is covered with the photoresist, and then the water-repellent film is formed. Therefore, the orifice plate not covered with the metal mask is formed. The surface of the orifice plate to be exposed to the opening and subjected to dry etching is also provided on the surface of the water-repellent film material “Ni + P”.
The conventional disadvantage that a TFE "film is formed and the etching rate is reduced is eliminated.

【0071】また、この場合、撥水膜を塗布形成する段
階では吐出ノズルを形成していないので、撥水膜材料液
の印字ヘッド内部への浸入をより確実に阻止することが
出来る利点がある。
Further, in this case, since the discharge nozzle is not formed at the stage of applying and forming the water-repellent film, there is an advantage that the intrusion of the liquid material of the water-repellent film into the print head can be more reliably prevented. .

【0072】尚、撥水膜の形成処理にPTFE粒子を分
散させた複合Niメッキ液を用いているが、PTFE粒
子分散の複合Niメッキ液に限ることなく、これ以外の
無電解メッキ材料液も適用可能である。また、上述した
諸々の実施形態ではTi膜を無電解メッキの素地として
いるが、無電解メッキの素地は金属に限るものではな
い。また、本発明は、ヘリコン波ドライエッチングで吐
出ノズルを形成する場合に限らず、ウェットエッチング
で吐出ノズルを形成する場合にも適用可能である。
Although the composite Ni plating solution in which PTFE particles are dispersed is used for the formation of the water-repellent film, the present invention is not limited to the composite Ni plating solution in which PTFE particles are dispersed. Applicable. In the various embodiments described above, the Ti film is used as a base for electroless plating, but the base for electroless plating is not limited to metal. Further, the present invention is applicable not only to the case where the discharge nozzle is formed by helicon wave dry etching but also to the case where the discharge nozzle is formed by wet etching.

【0073】[0073]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の一
の方法によれば、適正な形状に形成された吐出ノズルを
閉塞膜で塞いだ後にオリフィス板のインク吐出側表面の
所要領域に撥水性を備えた撥水膜を被着するので、所望
の適正な形状の吐出ノズルを備えると共に吐出面の所要
領域に撥水膜を備えたインクジェットヘッドを内部を撥
水膜材料で汚染されずに容易に製造することができ、こ
れにより、吐出されるインク滴の飛翔方向、量、速度等
にむらが発生する不具合が解消され、品質の良い画像を
形成することが可能となる。
As described above in detail, according to one method of the present invention, after a discharge nozzle formed in an appropriate shape is closed with a blocking film, a desired area on the ink discharge side surface of the orifice plate is formed. Since the water-repellent film with water-repellency is applied, the inside of the inkjet head having the discharge nozzle of a desired and appropriate shape and having the water-repellent film in a required area of the discharge surface is not contaminated with the water-repellent film material. This makes it possible to easily manufacture the ink droplets, thereby eliminating the problem that unevenness occurs in the flying direction, amount, speed, etc. of the ejected ink droplets, and it is possible to form a high-quality image.

【0074】また、本発明の他の方法によれば、吐出ノ
ズル形成用のエッチング用マスクのバターニング後に形
成すべき吐出ノズルに対応させた開口部を閉塞膜で塞い
だ状態で撥水膜を所要領域に形成するから、オリフィス
板のマスクが被覆されていない吐出ノズルを形成すべき
表面にも撥水膜材料が付着してエッチングレートの低下
等の吐出ノズルのエッチング不良を引き起こすという従
来の不具合が解消される。
Further, according to another method of the present invention, the water-repellent film is formed in such a manner that the opening corresponding to the discharge nozzle to be formed after the etching mask for forming the discharge nozzle is covered with the blocking film. The conventional defect that the water-repellent film material adheres to the surface of the orifice plate where the discharge nozzle is not formed because the mask is not covered with the water-repellent film material, thereby causing a poor etching of the discharge nozzle such as a decrease in an etching rate. Is eliminated.

【0075】また、本方法による場合、撥水膜形成段階
では吐出ノズルを形成してないので、撥水膜材料液の印
字ヘッド内部への浸入をより確実に押さえることがで
き、これにより、撥水膜材料液の印字ヘッド内部への浸
入により吐出ノズルやインク流路内に生じる悪影響の発
生を確実に阻止することができる。
Further, according to this method, since the discharge nozzle is not formed in the step of forming the water-repellent film, it is possible to more reliably suppress the liquid-repellent film material liquid from entering the inside of the print head. It is possible to reliably prevent the adverse effects that occur in the discharge nozzles and the ink flow paths due to the penetration of the water film material liquid into the print head.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】(a),(b),(c) はそれぞれ第1の実施の形態にお
けるインクジェットプリンタヘッドの製造方法を工程順
に示す概略の平面図と断面図である。
FIGS. 1A, 1B, and 1C are schematic plan views and cross-sectional views showing a method of manufacturing an ink jet printer head according to a first embodiment in the order of steps.

【図2】(a),(b),(c) のそれぞれ上段は図1(a),(b),
(c) の拡大平面図、中段は上段のC−C′断面矢視部分
を示す図、下段は上段のD−D′断面矢視部分を示す図
である。
FIG. 2 (a), (b), and (c) show the upper part of FIG. 1 (a), (b),
(c) is an enlarged plan view, the middle part is a view showing an upper section taken along a line CC ′, and the lower part is a view showing an upper part taken along a DD ′ section.

【図3】(a) はフルカラーインクジェットプリンタヘッ
ドの模式的平面図、(b) はその内部構成を示す模式的平
面図である。
FIG. 3A is a schematic plan view of a full-color inkjet printer head, and FIG. 3B is a schematic plan view showing an internal configuration thereof.

【図4】(a) 〜(g) は第1の実施の形態においてオリフ
ィス板に撥水膜と吐出ノズルを形成する工程を示す図で
ある。
FIGS. 4A to 4G are diagrams showing a process of forming a water-repellent film and a discharge nozzle on an orifice plate in the first embodiment.

【図5】(a) 〜(g) は第2の実施の形態においてオリフ
ィス板に撥水膜と吐出ノズルを形成する工程を示す図で
ある。
FIGS. 5A to 5G are diagrams showing a process of forming a water-repellent film and a discharge nozzle on an orifice plate in the second embodiment.

【図6】(a) 〜(g) は第3の実施の形態においてオリフ
ィス板に撥水膜と吐出ノズルを形成する工程を示す図で
ある。
FIGS. 6A to 6G are diagrams illustrating a process of forming a water-repellent film and a discharge nozzle on an orifice plate in the third embodiment.

【図7】(a) 〜(h) は第4の実施の形態においてオリフ
ィス板に撥水膜と吐出ノズルを形成する工程を示す図で
ある。
FIGS. 7A to 7H are views showing a process of forming a water-repellent film and a discharge nozzle on an orifice plate in the fourth embodiment.

【図8】(a) 〜(g) は第5の実施の形態においてオリフ
ィス板に撥水膜と吐出ノズルを形成する工程を示す図で
ある。
FIGS. 8A to 8G are diagrams showing a process of forming a water-repellent film and a discharge nozzle on an orifice plate in the fifth embodiment.

【図9】(a) は従来のインクジェットプリンタヘッドの
インク吐出面を模式的に示す平面図、(b) はそのA−
A′断面矢視図、(c) はインクジェットプリンタヘッド
が製造されるシリコンウェハを示す図である。
FIG. 9A is a plan view schematically showing an ink ejection surface of a conventional ink jet printer head, and FIG.
FIG. 3C is a view showing a silicon wafer on which an ink jet printer head is manufactured, as viewed from an arrow A ′.

【図10】(a) 〜(e) は従来提案されているサブトラク
ティブ法と呼ばれる撥水処理工程を示す図、(f) 〜(j)
は他に提案されているアディティブ法と呼ばれる撥水処
理工程を示す図である。
FIGS. 10 (a) to (e) are views showing a conventionally proposed water repellent treatment step called a subtractive method, and FIGS. 10 (f) to 10 (j).
FIG. 3 is a view showing a water-repellent treatment step called an additive method that has been proposed.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 印字ヘッド 2 シリコンウェハ 3 ノズル列 4 吐出ノズル 5 ヘッドチップ 6 駆動回路 7 抵抗発熱部 8 個別配線電極 9 給電用端子 11 共通電極 12 隔壁 13 インク供給溝 14 インク供給孔 15 オリフィス板 16 インク通路 17 Ti膜 18 撥水膜 19 レジストマスク 19−1 フォトレジスト層 19−2 開口 21、22 開口 25 チップ基板 26 駆動回路 27 駆動回路端子 28 発熱部 28′ 発熱部列 29 共通電極 31 個別配線電極 31′ 個別配線電極列 32 共通給電端子 33、33a、33b、33c、33d インク供給路 34 インク給送孔 35 隔壁 35−1、35−2 シール隔壁 35−3 区画隔壁 36 インク加圧室 37 オリフィス板 38 インク流路 39 吐出ノズル 40(40a、40b、40c、40d) モノカラー
インクジェットプリンタヘッド 41 チップ基板 42 フルカラーインクジェットプリンタヘッド 43(43a、43b、43c、43d) ノズル列 44 Ti膜 44−1 開口 45 フォトレジスト 45−1 開口 46 撥水膜 46−1 開口 47、48、49 閉塞膜 47′ フォトレジスト層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Print head 2 Silicon wafer 3 Nozzle row 4 Discharge nozzle 5 Head chip 6 Drive circuit 7 Resistance heating part 8 Individual wiring electrode 9 Power supply terminal 11 Common electrode 12 Partition wall 13 Ink supply groove 14 Ink supply hole 15 Orifice plate 16 Ink passage 17 Ti film 18 Water-repellent film 19 Resist mask 19-1 Photoresist layer 19-2 Opening 21, 22 Opening 25 Chip substrate 26 Drive circuit 27 Drive circuit terminal 28 Heating section 28 'Heating section row 29 Common electrode 31 Individual wiring electrode 31' Individual wiring electrode array 32 Common power supply terminal 33, 33a, 33b, 33c, 33d Ink supply path 34 Ink supply hole 35 Partition 35-1, 35-2 Seal partition 35-3 Partition partition 36 Ink pressurizing chamber 37 Orifice plate 38 Ink flow path 39 Discharge nozzle 40 (40a, 40b, 40 40d) Mono-color inkjet printer head 41 Chip substrate 42 Full-color inkjet printer head 43 (43a, 43b, 43c, 43d) Nozzle row 44 Ti film 44-1 opening 45 Photoresist 45-1 opening 46 Water-repellent film 46-1 opening 47, 48, 49 Occlusion film 47 'Photoresist layer

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 インクを所定方向に吐出させる複数の吐
出ノズルが形成されたオリフィス板を備えるインクジェ
ットプリンタヘッドの製造方法であって、 前記オリフィス板に前記吐出ノズルを形成する工程と、 前記オリフィス板の各前記吐出ノズルに対応させて、該
吐出ノズルを塞ぐ閉塞膜を選択的に形成する閉塞膜形成
工程と、 前記閉塞膜の形成領域を含む前記オリフィス板の各前記
吐出ノズルの吐出口が形成された吐出面の所定領域に亙
り撥水性を備えた撥水膜を被着する工程と、 前記閉塞膜と共に該閉塞膜上に被着された撥水膜を選択
的に除去するリフトオフ工程と、 を有することを特徴とするインクジェットプリンタヘッ
ドの製造方法。
1. A method of manufacturing an ink jet printer head including an orifice plate having a plurality of discharge nozzles for discharging ink in a predetermined direction, comprising: forming the discharge nozzle on the orifice plate; A blocking film forming step of selectively forming a blocking film for closing the discharge nozzle in correspondence with each of the discharge nozzles, and forming a discharge port of each of the discharge nozzles of the orifice plate including a formation region of the blocking film. Applying a water-repellent film having water repellency over a predetermined region of the ejected surface, and a lift-off step of selectively removing the water-repellent film attached on the closing film together with the closing film; A method for manufacturing an inkjet printer head, comprising:
【請求項2】 前記閉塞膜は、ドライフィルムからな
り、前記吐出ノズルの吐出口を覆うように配設されるこ
とを特徴とする請求項1記載のインクジェットプリンタ
ヘッドの製造方法。
2. The method according to claim 1, wherein the closing film is made of a dry film, and is disposed so as to cover a discharge port of the discharge nozzle.
【請求項3】 前記閉塞膜は、高粘度のフォトレジスト
を少なくとも前記吐出ノズル内に充填させて形成されて
いることを特徴とする請求項1記載のインクジェットプ
リンタヘッドの製造方法。
3. The method according to claim 1, wherein the blocking film is formed by filling a high-viscosity photoresist at least in the discharge nozzle.
【請求項4】 前記閉塞膜は、高粘度のポジ型フォトレ
ジストからなり、該ポジ型フォトレジストを少なくとも
前記吐出ノズル内とその周縁に被着し、該被着されたポ
ジ型フォトレジストの全表面を露光した後に現像し、前
記吐出ノズル内に被着されたポジ型フォトレジストの一
部を残すことにより形成されることを特徴とする請求項
3記載のインクジェットプリンタヘッドの製造方法。
4. The blocking film is made of a high-viscosity positive photoresist, and the positive photoresist is applied to at least the inside of the discharge nozzle and the periphery thereof, and the entirety of the applied positive photoresist is applied. 4. The method according to claim 3, wherein the surface is exposed to light and then developed to leave a part of the positive photoresist deposited in the discharge nozzle.
【請求項5】 前記撥水膜は、撥水性物質粒子を分散混
合したNi膜を無電解メッキ法により形成することを特
徴とする請求項1記載のインクジェットプリンタヘッド
の製造方法。
5. The method according to claim 1, wherein the water-repellent film is formed by electroless plating a Ni film in which water-repellent material particles are dispersed and mixed.
【請求項6】 前記吐出ノズルは、Ti膜をマスクとし
てドライエッチングにより形成し、前記撥水膜は、前記
Ti膜上に形成されることを特徴とする請求項1記載の
インクジェットプリンタヘッドの製造方法。
6. The method according to claim 1, wherein the discharge nozzle is formed by dry etching using a Ti film as a mask, and the water-repellent film is formed on the Ti film. Method.
【請求項7】 インクを所定方向に吐出させる複数の吐
出ノズルが形成されたオリフィス板を備えるインクジェ
ットプリンタヘッドの製造方法であって、 前記オリフィス板に形成すべき吐出ノズルに対応した孔
が形成されたエッチング用マスク層を設置する工程と、 前記マスク層の各孔に対応させて、該孔を塞ぐ閉塞膜を
選択的に形成する閉塞膜形成工程と、 前記マスク層の表面の所定領域に亙り撥水性を備えた撥
水膜を被着する工程と、 前記閉塞膜と共に該閉塞膜上に被着された前記撥水膜を
選択的に除去するリフトオフ工程と、 前記マスク層と該マスク層上に形成された前記撥水膜を
介して前記オリフィス板に前記吐出ノズルを形成する工
経と、 を有することを特徴とするインクジェットプリンタヘッ
ドの製造方法。
7. A method for manufacturing an ink jet printer head including an orifice plate having a plurality of discharge nozzles for discharging ink in a predetermined direction, wherein a hole corresponding to a discharge nozzle to be formed in the orifice plate is formed. Providing a masking layer for etching, forming a plugging film corresponding to each hole of the mask layer, and selectively forming a plugging film closing the hole; and covering a predetermined region on the surface of the mask layer. A step of depositing a water-repellent film having water repellency, a lift-off step of selectively removing the water-repellent film deposited on the blocking film together with the blocking film, and the mask layer and the mask layer Forming the discharge nozzle on the orifice plate via the water-repellent film formed in the step (c).
【請求項8】 前記吐出ノズルはヘリコン波ドライエッ
チングにより形成することを特徴とする請求項7記載の
インクジェットプリンタヘッドの製造方法。
8. The method according to claim 7, wherein the discharge nozzle is formed by helicon wave dry etching.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006150156A (en) * 2004-11-25 2006-06-15 Seiko Epson Corp Droplet discharge head, method for producing droplet discharge head and droplet discharge device
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JP2012101548A (en) * 2011-12-15 2012-05-31 Ulvac Japan Ltd Method for manufacturing discharge head

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