JP2001253078A - インクジェットプリンタヘッドの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】インク加圧室の内壁に段差が発生しないように
二層構造の隔壁を位置ずれ無く容易に形成するインクジ
ェットプリンタヘッドの製造方法を提供する。 【解決手段】発熱素子31が形成されているチップ基板30
の全面にネガタイプの第1の隔壁部材32を積層し、マス
ク露光して、発熱素子31を四方から取り囲むピット部分
に非露光部32−2、その他の部分に露光部32−1を形成す
る。未現像のまま、この上にネガタイプの第2の隔壁部
材33を積層し、同様にマスク露光し、シール隔壁とイン
ク流路の区画隔壁を作るための露光部33−1と、インク
流路となる非露光部33−2を形成する。これにより、第1
の隔壁部材32の露光幅Ｗ3は第2の隔壁部材33の露光幅Ｗ
4よりも狭く設定されているので、第2の隔壁部材33の露
光部33−1の露光投影領域で未だ露光されていない部分
も露光され、第1の隔壁部材32に新たな露光部32−2−1
が形成される。これを現像して非露光部32−2及び33−2
を除去し、第1の隔壁34及び第2の隔壁35をセルフアライ
メントにより一括形成して、段差の無いインク加圧室36
の内壁面を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェットプ
リンタヘッドの製造方法に関し、更に詳しくは、二層構
造の隔壁を有するインクジェットプリンタヘッドの製造
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、インクジェットプリンタが使
用されている。このインクジェットプリンタにおける印
字方法は、インクジェットプリンタヘッドのインク吐出
ノズルからインクの液滴を吐出させ、このインク滴を
紙、布などの被記録材に吸収させて文字や画像等の印字
（印刷）を行なうものである。この印字方式は、騒音の
発生が少なく、特別な定着処理を要することもなく、し
かも高速印字が行えて且つフルカラー印刷も可能な印字
方法である。

【０００３】フルカラー印字の場合は、通常、減法混色
の三原色であるイエロー（黄色）、マゼンタ（赤色染料
名）及びシアン（緑味のある青色）の３色のインクに、
文字や画像の黒色部分等に用いられるブラック（黒）を
加えた４色のインクを用いて印字する。すなわち、印字
ヘッドに各色専用のノズル列を配設し、これらのノズル
列からイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色の
インクを、各々の色の吐出量を制御しながら吐出し、例
えば被記録材の１画素に各々のインクを混合吸収させて
フルカラーの印字を行う。

【０００４】上記のノズルからインクの液滴を吐出させ
るインクジェットプリンタの印字ヘッドには、ピエゾ素
子などの電気機械変換素子を用いて、微細に形成された
インク加圧室に機械的変形による圧力を生じさせ、この
瞬発的な圧力により微小ノズルから液滴を吐出させるピ
エゾ式のインクジェットプリンタヘッドと、微細なイン
ク加圧室に抵抗発熱素子を配して、これに電気パルスを
与えて加熱し、インクとの界面に騰気泡を発生させ、そ
の気泡の成長力を利用してインクを吐出させるサーマル
式のインクジェットプリンタヘッドがある。また、イン
クジェットプリンタには、加圧を発生させる素子の面に
平行する方向へインク滴を吐出するサイドシュータ型と
呼ばれるものと、加圧を発生させる素子の面に垂直な方
向へインク滴を吐出するルーフシュータ型と呼ばれるも
のとがある。

【０００５】図３(a) は、そのようなサーマル式のルー
フシュータ型のカラー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）のインク吐出面を模式
的に示す平面図であり、同図(b) は、この印字ヘッドが
製造されるシリコンウエハを示す図である。同図(a),
(b) に示すように、印字ヘッド１は、チップ基板２の最
上層に積層されたオリフィス板３に、インクを所定方向
に向けて吐出させる多数の吐出ノズル４が１列に形成さ
れ、全体でそのようなノズル列５が４列形成されてい
る。

【０００６】チップ基板２のオリフィス板３が積層され
ていない上部表層面には後述する発熱抵抗体への共通電
極給電端子６や駆動回路へ駆動信号を送る駆動回路端子
７が配設されている。このような印字ヘッド１は、同図
(b) に示すように、少なくとも４×２５．４ｍｍ以上の
シリコンウエハ８上において、スクライブラインによっ
て多数区画されたチップ基板２上に、ＬＳＩ形成技術と
薄膜形成技術を用いて一括して形成される。尚、同図
(a) には３６個の吐出ノズル４を示しているが、実際に
は、設計上の方針にもよるが、６４個、１２８個又は２
５６個等の多数の吐出ノズルが一列に形成されているも
のである。

【０００７】図４(a),(b),(c) は、上記の印字ヘッド１
の製造方法を工程順に示す図であり、それぞれ一連の工
程において図３(b) に示すシリコンウエハ８のチップ基
板２上に形成されていく状態の平面図と断面図を模式的
に示している。同図(a),(b),(c) は、上段に平面図を示
し、中段は上段のＢ−Ｂ′断面矢視図（同図(a) 参
照）、下段は上段のＣ−Ｃ′断面矢視図（同図(a) 参
照）である。

【０００８】尚、同図(a),(b),(c) には、図示する上で
の便宜上、６４個（又は１２８個又は２５６個）の吐出
ノズル又は発熱素子を、５個の吐出ノズル又は発熱素子
で代表させて示している。また、図４(c) の中段は、図
４(a) のＡ−Ａ′断面矢視拡大図でもある。

【０００９】図４(a),(b),(c) を用いて従来の印字ヘッ
ド１の製造方法について説明する。先ず、工程１とし
て、シリコンウエハのチップ基板上に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１〜２
μｍの酸化膜を形成し、次に、工程２として、薄膜形成
技術を用いて、Ｔａ（タンタル）−Ｓｉ（シリコン）−
Ｏ（酸素）からなる発熱抵抗膜と、Ｔｉ／Ｗによる電極
膜を形成し、フォトリソグラフィー技術によって発熱抵
抗膜には微細な線条パターンを形成し、電極膜には上記
線条パターンの発熱素子となる部分の両側からそれぞれ
残りの線条パターンの上に重ねて配線部分のパターンを
形成する。この工程でインクを加熱する発熱素子の位置
が決められる。

【００１０】図４(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
２上には共通電極１１、共通電極給電端子６（図３(a)
参照）、個別配線電極１２、多数の発熱素子１３（図で
は上述したように便宜的に５個示している）、駆動回路
１４、及び駆動回路端子７（図３(a) 参照）が形成され
ている。

【００１１】続いて、工程３として、インクを外部から
封止するシール隔壁及び個々の発熱素子１３に対応する
インク加圧室を形成すべく感光性ポリイミドなどの有機
材料からなる隔壁部材をコーティングにより高さ２０μ
ｍ程度に形成し、これを露光処理によりパターン化した
後に、現像処理、すなわち３００℃〜４００℃の熱を３
０分〜６０分加えるキュア（乾燥硬化、焼成）を行い、
高さ１０μｍの上記感光性ポリイミドによる隔壁をチッ
プ基板上に形成・固着させる。

【００１２】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面
に細長いインク供給溝を形成し、更にこのインク供給溝
に連通しチップ基板の下面に開口するインク給送孔を形
成する。

【００１３】図４(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、細長いイン
ク供給溝１６及び円形又は角形のインク給送孔１７が形
成され、そして、インク供給溝１６の左側に位置する共
通電極１１部分と、右方の個別配線電極１２が配設され
ている部分、及び各発熱素子１３と発熱素子１３の間
に、隔壁１８（シール隔壁１８−１、１８−２、区画隔
壁１８−３）が形成されている。

【００１４】上記発熱素子１３近傍部分と駆動回路部分
に積層されるシール隔壁１８−２及び区画隔壁１８−３
は、個別配線電極１２及び駆動回路１４上の在るシール
隔壁１８−２を櫛の胴とすれば、各発熱素子１３間に伸
び出す区画隔壁１８−３は櫛の歯に相当する形状をなし
ている。これにより、この櫛の歯を仕切り壁として、そ
の歯と歯の間の付け根部分に発熱素子１３が位置する微
細な区画部がインク加圧室１９として発熱素子１３の数
だけ形成される。

【００１５】この後、工程５として、ポリイミドからな
る厚さ１０〜３０μｍのフィルムでその片面に接着剤と
しての熱可塑性ポリイミドを極薄に例えば厚さ２〜５μ
ｍにコーティングしてなるオリフィス板を、上記積層構
造の最上層に張り付けて、１７０〜３００℃で加熱しな
がら加圧してオリフィス板を固着させる。続いて、Ｎ
ｉ、Ｃｕ又はＡｌなどの厚さ０．５〜１μｍ程度の金属
膜を形成する。

【００１６】更に、工程６として、オリフィス板の上の
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
グする為のマスクを形成し、続いて、オリフィス板をＲ
ＩＥやヘリコン波などの異方性の強いドライエッチング
などにより上記の金属膜マスクに従って１８μｍφ〜１
７μｍφの多数の吐出ノズルを一括形成する。

【００１７】尚、図３(a) の例では給電端子６や駆動回
路端子７がオリフィス板よりも外側に露出しているが、
オリフィス板が給電端子６や駆動回路端子７等の端子部
分の上にも一括して積層されている場合には、オリフィ
ス板のそれらの端子に対応する部分にも開口（端子接続
孔）を同様に一括穿設する。また、これら孔空けは、エ
キシマレーザなどを用いて空けることも可能である。

【００１８】図４(c) 及び前述の図３(a) 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３が給電端子６及び７の部分を除
く全領域を覆っており、シール隔壁１８−２及び区画隔
壁１８−３によって形成されているインク加圧室１９が
上を覆われて、インク供給溝１６方向に向く開口部と上
方にインク吐出孔すなわち吐出ノズル４を個々に備えた
隔壁１８の厚さ（高さ）１０μｍに対応する高さの微細
な区画部すなわちインク加圧室１９を形成している。そ
して、これらインク加圧室１９の開口部とインク供給溝
１６とを連通させる高さ１０μｍのインク流路２１が形
成されている。

【００１９】これにより、１列に６４個（又は１２８個
又は２５６個）の吐出ノズル４の有するノズル列５を４
列備えたマルチカラーの印字ヘッド１が多数シリコンウ
エハ８上に完成する。ここまでが、シリコンウエハの状
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エハ８をカッテング
して、チップ基板単位毎に個別に分割し、実装基板にダ
イボンディングし、ワイヤーボンディング等による端子
接続後、樹脂封止して実用単位の印字ヘッドが完成す
る。

【００２０】ところで、上記のようにインク加圧室１９
の発熱素子１３を加熱して発生した気泡の圧力によって
インク滴を吐出ノズルから吐出させるルーフシュータ型
の印字ヘッドでは、インク加圧室１９における膜気泡の
圧力が、櫛の歯状の開口部方向へ逃げるため、膜気泡の
圧力をインク滴の吐出に充分に作用させることができな
いという欠点を有している。

【００２１】このため、この問題を解決すべく、上述し
た工程３において、隔壁を二層構造とし、第１層（下部
層）で発熱素子１３を四方から囲んで、上部のみ開口し
四方を閉鎖されたピット状のインク加圧室を形成し、第
二層（上部層）で櫛の歯状の隔壁を形成して、上記ピッ
ト状のインク加圧室にインクを供給するインク流路を形
成する方法が提案されている。

【００２２】このような構成であると、第１層（以下、
第１の隔壁という）によって発熱素子１３上に形成され
るピット状のインク加圧室によって、発熱素子１３の発
熱によるインクへの加圧が正しく垂直方向に加えられ
て、加圧エネルギーに無駄なくインクを吐出することが
できる。

【００２３】そして、第二層（以下、第２の隔壁とい
う）によって、図４(b) に示したシール隔壁１８−１、
１８−２、及び区画隔壁１８−３と同様の構成の隔壁を
構成するのでインクの供給には何等の支障も生じない構
成となる。また、この第２の隔壁によって、共通電極１
１及び個別配線電極１２とインクとの接触を阻止して電
極の腐蝕を防止できる利点も付加される。

【００２４】ところで、この二層構造の隔壁を形成する
工程では、先ず、第１の隔壁となる感光性ポリイミドな
どの有機材料からなる隔壁部材をコーティングにより所
定の高さに形成し、これを発熱素子１３上で上方に開口
するピットが設けられる形状に露光処理してパターン化
し、現像処理を行って、インク供給溝１６部分と発熱素
子１３の上のみが開口する第１の隔壁を形成する。

【００２５】次に、上記のように形成した第１の隔壁の
上に、第２の隔壁となるこれも感光性ポリイミドなどの
有機材料からなる隔壁部材をコーティングにより所定の
高さに形成し、これを図４(b) に示したシール隔壁１８
−１、１８−２、及び区画隔壁１８−３と同様の形状に
露光処理してパターン化し、現像処理を行って、第２の
隔壁を形成する。

【００２６】このように、従来は、二層構造の隔壁を形
成するときは、まず、第１の隔壁を形成して、この形状
を確定した後に、この上に第２の隔壁を形成していた。
ところが、このような二層構造の隔壁においては、上述
したピットが極めて微細な形状であるため、これを取り
囲んで形成される第１の隔壁と第２の隔壁とがその接合
部において位置ずれを生じて形成されるという不具合が
しばしば発生する。

【００２７】図５(a),(b),(c) は、そのような二層構造
の隔壁を形成した場合の不具合を示す図である。同図
(a),(b),(c) は、本例における印字ヘッドの図４(c) の
Ｄ−Ｄ′断面矢視図と同一部位を示している。図５(a)
には、チップ基板２と、このチップ基板２の上に形成さ
れた発熱素子１３、この発熱素子１３の上に上述したピ
ットを形成している第１の隔壁２２、及びこれらの上全
面にコーティングされた第２の隔壁材料２３を示してお
り、この上に、第２の隔壁材料２３をパターニングする
ための露光マスクが正確に位置決めしてセットされる。
この露光マスクにはパターン孔２４が形成されている。
同図(a) に示すように、この露光マスクのパターン孔２
４は第１の隔壁２２に対して位置ずれを起している。

【００２８】この第２の隔壁材料２３を上記の露光マス
クに従って露光して現像した後、キュアして固着させる
と、同図(b) に示すように、第１の隔壁２２に位置ずれ
して重なった第２の隔壁２５が形成される。そして、同
図(c) に示すように、オリフィス板３が積層され、吐出
ノズル４が穿設される。

【００２９】しかしながら、上記のように第１の隔壁２
２に対して第２の隔壁２５が位置ずれして重なって形成
されると、同図(c) に示すように、インク加圧室１９の
内壁に段差２６及び２７が形成される。このようにイン
ク加圧室１９の内壁に段差２６又２７があると、吐出ノ
ズル４から吐出されるインク滴の吐出が不安定になり、
このため、インク滴が正しい方向に安定して吐出されな
いという問題が発生する。

【００３０】また上記の位置ずれが大きい場合は、図５
(b),(c) に示すように、第２の隔壁２５が発熱素子１３
の一部に重なって発熱素子１３のインクとの接触面を狭
めるという不具合が発生する。通常、サーマルインクジ
ェットプリンタでは、要求される解像度から、発熱素子
１３のインクとの接触面の面積は略必要最小限の大きさ
に設定されており、一部でもその接触面が狭まると、発
熱による気泡の発生に悪影響を及ぼしインク加圧力が阻
害されるという問題が発生する。

【００３１】更に、偏って形成された第２の隔壁２５に
は、インク加圧室１９方向への落ち込みによる段差２７
が有るためオリフィス板３との接触面積が減少する。す
なわち、第２の隔壁２５とオリフィス板３との張り合わ
せ強度が低下して、印字ヘッドの寿命が低下するという
問題も有している。

【００３２】ところが、上記の従来技術による二層構造
の隔壁製造工程では、図５(a),(b),(c) に示したような
位置ズレの発生を防止することは極めて困難である。例
えば、２５．４ｍｍ当り６００個の発熱素子１３と吐出
ノズル４を形成する高解像度プリンタの場合、発熱素子
１３及び吐出ノズル４の配設ピッチはそれぞれ４２．３
μｍである。

【００３３】一方、発熱素子１３が発熱によってインク
に所望の加圧作用を及ぼすために必要なインクとの接触
面積は２５μｍ四方程度必要である。従って、発熱素子
１３と発熱素子１３との間に位置する第１の隔壁の幅は
１７．３μｍが限度であり、それより大きくは形成でき
ない。

【００３４】このように微細構造の第１の隔壁２２の上
に、この第１の隔壁２２と同一幅の第２の隔壁２５を形
成しようとするのであるから、或る程度の位置ずれは避
けられないというのが実状である。

【００３５】このような避けることの出来ない位置ずれ
を容認した上で、少なくとも第２の隔壁が位置ずれによ
って発熱素子の一部に重なることの無いような又は落ち
込みが発生しないような二層隔壁構造を形成すべく更な
る提案がなされている。

【００３６】上述したように発熱素子１３と発熱素子１
３との間に位置する第１の隔壁の幅は１７．３μｍであ
る。一方、第２の隔壁は１０μｍ〜１５μｍ程度の高さ
を必要とするから、一般に隔壁となる感光性樹脂のアス
ペクト比（高さと底面の幅の比）が１．０程度であるこ
とが望ましいことから考えて（アスペクト比１．０を越
えるとキュア後の隔壁の形状が不安定となるため好まし
くない）、発熱素子１３間に形成すべき第２の隔壁の幅
は、上記の高さから得られるアスペクト比に基づいて最
低で１０〜１５μｍ程度あればよい。そうすると、７．
３〜２．３μｍ程度の位置ずれの許容差が得られる。

【００３７】図６は、上記の許容差に基づいて新たに提
案されている二層構造の隔壁の製造方法を説明する図で
ある。この製造方法は、同図に示すように、上記の位置
ずれの発生を予め考慮して、発熱素子１３間の第２の隔
壁２５を形成するための露光幅Ｗ２を、第１の隔壁２２
を形成するための露光幅Ｗ１よりも狭く（Ｗ２＜Ｗ１）
することにより、第２の隔壁２５の位置ずれが露光幅の
差（Ｗ１−Ｗ２）で吸収できる範囲内の位置ずれであれ
ば、必ず第１の隔壁２２上に形成されるようにしたもの
である。

【００３８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな二層構造の隔壁では、確かに第２の隔壁が位置ずれ
によってその一部が落ち込み、発熱素子の一部に重なっ
たり、オリフィス板との接触面積が減少する不具合は解
消されたが、第２の隔壁の幅は第１の隔壁の幅よりも必
ず狭く形成されるため、第１の隔壁と第２の隔壁の間に
は必然的に段差２８が形成される。このインク加圧室１
９内に形成される段差２８のため、吐出ノズル４から吐
出されるインク滴の吐出が不安定になってインク滴が正
しい方向に安定して吐出されないという問題は未解決の
まま残されている。

【００３９】本発明の課題は、上記実情に鑑み、二層構
造の隔壁を位置ずれ無く容易に形成できるインクジェッ
トプリンタヘッドの製造方法を提供することである。

【００４０】

【課題を解決するための手段】本発明のインクジェット
プリンタヘッドの製造方法は、圧力エネルギー発生素子
によりインクに圧力を作用させて所定方向にインクを噴
射させて記録を行うインクジェットプリンタヘッドの製
造方法であって、基板上にインクを加圧する加圧室を区
画する隔壁の下層となるネガタイプの第１感光層を積層
する工程と、上記第１感光層を所定の開口パターンを設
けた第１マスクを介して露光する工程と、この露光に対
して未現像のままの上記第１感光層上に上記隔壁の上層
となるネガタイプの第２感光層を積層する工程と、上記
第２感光層を所定の開口パターンを設けた第２マスクを
介して露光する工程と、露光された上記第１感光層と上
記第２感光層を一括して現像して上記隔壁を形成する工
程と、を有して構成される。

【００４１】上記圧力エネルギー発生素子は、例えば請
求項２記載のように、発熱素子であり、この場合、上記
発熱素子は、例えば請求項３記載のように、その発熱面
に対して垂直方向にインクを噴射させるべく上記加圧室
の底部に配置されていることが好ましい。

【００４２】

【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),(d) は、第
１の実施の形態におけるルーフシュータ型サーマル式の
インクジェットプリンタヘッドの二層構造隔壁を形成す
る製造工程を模式的に示す図である。尚、同図(a),(b),
(c),(d) は、図４(c) 上段のＤ−Ｄ′断面矢視図に相当
する部分の断面図である。

【００４３】図１(a),(b),(c) は、図４(a) で説明した
工程１及び工程２までを終了した後の工程４及び工程５
において、本発明の第１の実施の形態における二層構造
隔壁を形成する製造工程を示しており、インク供給溝や
インク給送孔については図示を省略している。また、図
１(d) は、図４(c) で説明した工程５及び工程６が終了
した状態を示している。

【００４４】図１(a) には、チップ基板３０と、このチ
ップ基板３０上に形成されている発熱素子３１と、これ
らの上全面に積層された第１の隔壁部材３２を示してい
る。第１の隔壁部材３２は、ネガタイプの例えばポリイ
ミド等の感光性樹脂からなり、同図(a) には、発熱素子
３１を四方から取り囲むピットを形成すべく不図示の露
光パターンマスクによって既に露光された状態を示して
いる。露光部３２−１は、この第１の隔壁部材３２がネ
ガタイプであるので露光により硬化して現像後に隔壁を
形成する部分である。

【００４５】同図(a) に示す露光部３２−１は、図４
(c) のＤ−Ｄ′断面に相当する断面を見ているので、発
熱素子３１を取り囲む四方のうちの二方の露光部を示し
ており、露光幅Ｗ3 で露光されている。この露光幅Ｗ3
は、この上に後から積層される第２の隔壁の位置ずれが
発生してもその第２の隔壁の形成範囲内に収まるよう
な、狭い幅に予め設定されている。

【００４６】他方の非露光部３２−２は、将来は現像に
よって除去されてピットとなるべき部分であり、上から
見ると略正方形を成している。この非露光部３２−２の
同図(a) の手前側と向こう側は、全て露光部である。

【００４７】次に、上記未現像のままの第１の隔壁部材
３２の上に、つまり露光部３２−１及び非露光部３２−
２の上全面に、第２の隔壁部材３３を積層して露光す
る。この第２の隔壁部材３３もネガタイプの例えばポリ
イミド等の感光性樹脂からなり、図１(b) には、この第
２の隔壁部材３３を、図４(b) に示した隔壁１８（シー
ル隔壁１８−１、１８−２、区画隔壁１８−３）と同様
の形状の隔壁を形成すべく不図示のパターンマスクによ
って既に露光した状態を示している。

【００４８】この場合も、露光部３３−１は、露光によ
って硬化した部分であり、現像によって、図４(b) に示
した隔壁１８（シール隔壁１８−１、１８−２、区画隔
壁１８−３）と同様の形状の隔壁を形成する部分であ
る。そして、非露光部３３−２は、現像によって除去さ
れる部分であり、第１の隔壁上に図４(c) に示したイン
ク流路２１と同様のインク流路を形成する部分である。

【００４９】そして、本例では、図１(b) に示すよう
に、第２の隔壁部材３３の各発熱素子３１を仕切る部分
の露光部３３−１は、露光幅Ｗ4 で露光される。ここ
で、この露光幅Ｗ4及び上記露光幅Ｗ3 は、各発熱素子
３１間の第１の隔壁上に第２の隔壁を形成する際のアラ
イメント精度から発生し得る最大ずれ量を吸収できるよ
うに設定されている。即ち、アライメント具合に拘わら
ず常に、第２の隔壁部材３３の露光部３３−１の垂直投
影領域から第１の隔壁部材３２の露光部３２−１がはみ
出さないように、「Ｗ4 −Ｗ3 」の大きさが設定されて
いる。

【００５０】したがって、各発熱素子３１間に第２の隔
壁を形成すべく、第２の隔壁部材３３を露光幅Ｗ4 で露
光することにより、その露光部３３−１の露光部幅Ｗ4
から既に露光されている第１の隔壁部材３２の露光部幅
Ｗ3 を差し引いた「Ｗ4 −Ｗ3 」に当る部分の第１の隔
壁部材３２の非露光部３２−２が露光されて、新たな露
光部３２−２−１が形成される。これによって、各発熱
素子３１間に形成される第１の隔壁部材３２の露光幅と
第２の隔壁部材３３の露光幅とが上下方向（光投射方
向）全域にわたり所謂セルフアライメントされて同一に
なる。

【００５１】上記に続いて、現像処理を行うと、第２の
隔壁部材３３の非露光部３３−２と、未現像のままであ
った第１の隔壁部材３２の非露光部３２−２から新たな
露光部３２−２−１を除いた部分とが除去される。これ
により、図１(c) に示すように、第１の隔壁３４及び第
２の隔壁３５が一括して形成される。

【００５２】上述したように、第２の隔壁部材３３の露
光部３３−２と重なる部分の第１の隔壁材料３２の露光
部３２−１は、第２の隔壁部材３３の露光部３３−２よ
りも内側（露光部中央寄り）に引き込んだ形に形成され
て、その外側の非露光部に、その後に形成される第２の
隔壁の形状に合わせるための露光用マージンを見込んで
いる。

【００５３】したがって、図１(c) に示すように、各発
熱素子３１間に一括して形成される第１の隔壁３４の幅
Ｗ5 と第２の隔壁３５の幅Ｗ6 が等しく、つまり、イン
ク加圧室３６の第１の隔壁３４による壁面と第２の隔壁
３５による壁面とが段差なく連続面に形成される。

【００５４】このように第１の隔壁３４による壁面と第
２の隔壁３５による壁面とが連続面に形成されるのは、
図１(c) に示す各発熱素子３１間の区画隔壁ばかりでな
く、同図(c) の向こう側に在るシール隔壁の壁面におい
ても同様であり、これにより、インク加圧室３６の三方
の内壁は、いわゆるセルフアライメントにより、第１の
隔壁３４と第２の隔壁３５との間に段差の無い一様な面
を持って立設される。

【００５５】上記に続いて図４(c) で説明した場合と同
様に工程５及び工程６を終了して、図５(d) に示すよう
に、第２の隔壁３５の上にオリフィス板３７が積層さ
れ、不図示のマスクパターン用いて、吐出ノズル３８が
形成される。

【００５６】このように、ネガタイプの隔壁材料を用い
て第１の隔壁を露光して未現像のまま第２の隔壁を積層
して露光してから二層構造の隔壁を一括して現像するの
で、インク加圧室の内壁に段差を生じることがなく、こ
れにより、常に安定したインクの吐出を行って、印字ド
ットに位置ずれやサテライトが発生しない明瞭な画像を
形成するインクジェットプリンタヘッドを製造すること
が可能となる。

【００５７】また、図５(b),(c) に示したような第２の
隔壁の落ち込みが発生しないので、オリフィス板との所
期の張り合わせ強度を確保することができ、長寿命のイ
ンクジェットプリンタヘッドを製造することができる。

【００５８】また、本実施の形態では、第２の隔壁３５
を形成すべく露光を行うときに、最終的な第１の隔壁３
４及び第２の隔壁３５の壁面の位置が決定されるので、
発熱素子３１に対するアライメントずれについては、第
２の隔壁３５を形成するための露光を行うときにのみ考
慮すれば良いことになり、したがって、アライメントず
れを見込んで確保しておくべきマージンが少なくて済
む。よって、二層構造の隔壁を形成する工程が従来より
も容易となるだけでなく、発熱素子３１の配設ピッチを
より密にすることが可能となり、これにより、高密度な
印字ドットを形成する、つまり、より高精細な画像を形
成するインクジェットプリンターヘッドを製造すること
が可能となる。

【００５９】次に、第２の実施の形態におけるインクジ
ェットプリンタヘッドについて、以下に説明する。図２
(a),(b),(c) は、第２の実施の形態における、ルーフシ
ュータ型サーマル式のインクジェットプリンタヘッドに
おける二層構造隔壁を形成する製造工程を模式的に示す
図である。尚、同図(a),(b),(c) も、図１(a),(b),(c)
と同様の断面を示している。

【００６０】図２(a) は、チップ基板３０と、このチッ
プ基板３０上に形成されている発熱素子３１と、これら
の上全面に積層された第１の隔壁部材３９を示してい
る。この第１の隔壁部材３９も、ネガタイプの例えばポ
リイミド等の感光性樹脂からなる。そして、本例の場合
は、発熱素子３１の配列方向に、ピットを形成すべき位
置に沿って延在して、一続きの非露光部３９−２が形成
される。本例における露光部は、同図(a) の断面では見
えないが、発熱素子３１のこちら側の隔壁が第１の隔壁
部材だけで形成される１層隔壁部分、つまりインク加圧
室のインク流入側に、ベタ一面に形成されている。即
ち、本実施形態では、二層隔壁部分の第１の隔壁部材３
９を実質的に全て非露光部３９−２とする。

【００６１】次に、未現像のままの上記第１の隔壁部材
３９の上全面に重ねて、同図(b) に示すように、これも
ネガタイプの例えばポリイミドからなる第２の隔壁部材
４１を積層して、不図示のマスクパターンを用いて露光
する。この第２の隔壁部材４１の露光では、図１(b) に
示した第２の隔壁部材３３と同様のマスクパターンを用
いて露光される。

【００６２】これにより、第２の隔壁部材４１が露光さ
れて、シール隔壁と区画隔壁とを形成すべき露光部４１
−１と、インク流路及びインク加圧室を形成すべき非露
光部４１−２とが形成されると共に、上記第１の隔壁部
材３９の二層隔壁の下層となる部分も同時に露光され
て、露光部３９−２−１が形成される。これによって、
本実施形態の隔壁を形成するための全露光が完了する。
本実施形態においても、各発熱素子３１間に形成される
第１の隔壁部材３９の露光幅と第２の隔壁部材４１の露
光幅とが上下方向(光投射方向)に亙り同一になる。

【００６３】これに続いて、現像処理を行うと、第２の
隔壁部材４１の非露光部４１−２と、未現像のままであ
った第１の隔壁部材３９の非露光部３９−２とが除去さ
れる。これにより、この場合も、図２(c) に示すよう
に、図１(c) の場合と同様に、第１の隔壁４３と第２の
隔壁４４がセルフアライメントにより整合して段差なく
重なった二層隔壁が一括してチップ基板３０上に形成さ
れる。尚、この後に続くオリフィス板の積層と吐出ノズ
ルの形成は、図１(d) の場合と同様である。

【００６４】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、ネガタイプの隔壁材料を用いて第１の隔壁を露
光して未現像のまま第２の隔壁を積層して露光してから
二層構造の隔壁を一括して現像するので、インク加圧室
を区画する二層隔壁の内壁面に段差を生じることがな
く、これにより、常に適正なインクの吐出をエネルギー
効率良く安定して行うことができ、したがって、印字ド
ットに位置ずれやサテライトが発生しない明瞭な画像を
形成するインクジェットプリンタヘッドを容易に製造す
ることが可能となる。

【００６５】また、二層構造の隔壁を一括して形成する
ので、第２の隔壁を形成するときにのみ発熱素子に対す
るアライメントずれを考慮すれば良く、したがって、二
層構造の隔壁を形成する工程がより容易となり、これに
より、より高密度な印字が可能なインクジェットプリン
ターヘッドを容易に製造することができる。

【００６６】また、第２の隔壁を限度一杯の幅で形成し
てもインク加圧室内への落ち込みが発生しないので、オ
リフィス板との接触面積が減少する不具合が無く、これ
により、オリフィス板の張り合わせ強度を設計通りに確
保することができ、長寿命のインクジェットプリンタヘ
ッドを製造することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態におけるインクジェットプリ
ンタヘッドの二層構造隔壁を形成する製造工程を模式的
に示す図である。

【図２】(a),(b),(c) は、第２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二層構造隔壁を形成する
製造工程を模式的に示す図である。

【図３】(a) は従来のルーフシュータ型サーマル式のイ
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) はそれが製造されるシリコンウエハを
示す図である。

【図４】(a),(b),(c) は従来のインクジェットプリンタ
ヘッドの製造方法を工程順に模式的に示す平面図と断面
図である。

【図５】(a),(b),(c) は従来の二層構造隔壁の形成に際
して発生する不具合を工程順に示す図である。

【図６】従来の不具合を解決すべく新たに提案されてい
る二層構造の隔壁の製造方法を説明する図である。

【符号の説明】

１ サーマル式インクジェットプリンタヘッド（印字
ヘッド） ２ チップ基板 ３ オリフィス板 ４ 吐出ノズル ５ ノズル列 ６ 共通電極給電端子 ７ 駆動回路端子 ８ シリコンウエハ １１ 共通電極 １２ 個別配線電極 １３ 発熱素子 １４ 駆動回路 １６ インク供給溝 １７ インク給送孔 １８ 隔壁 １８−１、１８−２ シール隔壁 １８−３ 区画隔壁 １９ インク加圧室 ２１ インク流路 ２２ 第１の隔壁 ２３ 第２の隔壁部材 ２４ パターン孔 ２５ 第２の隔壁 ２６、２７、２８ 段差 ３０ チップ基板 ３１ 発熱素子 ３２ 第１の隔壁部材 ３２−１ 露光部 ３２−２ 非露光部 ３３ 第２の隔壁部材 ３３−１ 露光部 ３３−２ 非露光部 ３４ 第１の隔壁 ３５ 第２の隔壁 ３６ インク加圧室 ３７ オリフィス板 ３８ 吐出ノズル ３９ 第１の隔壁部材 ３９−１ 露光部 ３９−２ 非露光部 ４１ 第２の隔壁部材 ４１−１ 露光部 ４１−２ 非露光部 ４２ ピット ４３ 第１の隔壁 ４４ 第２の隔壁

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧力エネルギー発生素子によりインクに
   圧力を作用させて所定方向にインクを噴射させて記録を
   行うインクジェットプリンタヘッドの製造方法であっ
   て、 基板上にインクを加圧する加圧室を区画する隔壁の下層
   となるネガタイプの第１感光層を積層する工程と、 前記第１感光層を所定の開口パターンを設けた第１マス
   クを介して露光する工程と、 この露光に対して未現像のままの前記第１感光層上に前
   記隔壁の上層となるネガタイプの第２感光層を積層する
   工程と、 前記第２感光層を所定の開口パターンを設けた第２マス
   クを介して露光する工程と、 露光された前記第１感光層と前記第２感光層を一括して
   現像して前記隔壁を形成する工程と、 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。
2. 【請求項２】 前記圧力エネルギー発生素子は、発熱素
   子であ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. 【請求項３】 前記発熱素子は、その発熱面に対して垂
   直方向にインクを噴射させるべく前記加圧室の底部に配
   置されていることを特徴とする請求項２記載のインクジ
   ェットプリンタヘッドの製造方法。