JP2001522323A - インクジェット印刷ヘッドのノズルプレート - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 インクジェット印刷ヘッド変換器（２）のノズルプレート（２００）。ノズルプレートは、実質的に平行な二つの面（２３５，２３８）を持つシリコン部（２０５）を有する。シリコンウェーハに複数の溝をエッチングすることによりシリコンウェーハの両面にノズルオリフィス（２１０）を形成する。シリコン面に溝がエッチングされた後、ガラスプレート（２２０，２２２）がシリコンの各面に積層される。ガラスプレートがシリコンウェーハに積層された後、結果として得られるガラス−シリコン−ガラスサンドイッチは複数のノズルプレートに切断される。

Description

【発明の詳細な説明】 インクジェット印刷ヘッドのノズルプレート 発明の背景 １．発明の分野 本発明はインクジェットプリンタの分野に関し、さらに詳しくは、必要時滴下 型インクジェットプリンタに使用される印刷ヘッドに取り付けられるノズルプレ ートに関する。 ２．関連技術の説明 圧電素子を有する必要時滴下型（drop-on-demand）インクジェットプリンタは 、この分野でよく知られている。一般に、必要時滴下型圧電インクジェットプリ ンタは、電気信号を印加すると、変換器素子と機構的に連通した印刷ヘッドのイ ンクチャネルあるいはキャビティから少量のインクが放出されるように、機械的 動作あるいは変形を伴って反応する圧電変換器素子により構成されている。必要 時滴下型インクジェットプリンタの典型的な印刷ヘッド変換器は、１９９６年８ 月２７日に提出され、本願と同一譲受人に譲渡された米国特許出願第０８／７０ ３，９２４号に開示されている。この出願の内容全体が、ここに盛り込まれてい るものとする。 特許出願第０８／７０３，９２４号に記載の印刷ヘッド変換器を簡単に説明し た方が好ましいように思われるので、ここに記載する。図１は、特許出願第０８ ／７０３，９２４号に記載された発明の１実施例に基づく構成の圧電インクジェ ットプリンタのインクジェット印刷ヘッド構造体２０の単一チャネルの側断面図 である。印刷ヘッド構造体２０は、インクチャネル２９が形成された圧電材料製 の印刷ヘッド変換器２を備えている。インクチャネル２９は、オリフィス３８が 形成されたノズルプレート３３と一端に沿って接している。インクチャネル２９ の他端には後部カバープレート４８が固定されている。印刷ヘッド変換器２の基 部３６はインクチャネル２９の底部を形成し、インクチャネルカバー３１は印刷 ヘッド変換器２の上部開口部に固定されている。インクチャネル２９には、後部 カバープレート４８内のインク供給路４７を介してインク溜め１０からインクが 供給される。印刷ヘッド変換器２を作動させると、ノズルプレート３３内のオリ フィス３８を介してインクチャネル２９からインク滴が吐出される。 図２には、図１の印刷ヘッド変換器２がさらに詳しく図示されている。好まし い印刷ヘッド変換器２は、第１壁部３２と、第２壁部３４と、基部３６とを備え ている。第１及び第２壁部３２，３４の上面は、印刷ヘッド変換器２の第１の面 ７を形成し、基部３６の下面は、印刷ヘッド変換器２の第２の反対の面９を形成 している。インクチャネル２９はその３方が、基部３６の内面と壁部３２，３４ の内壁面とにより形成されるとともに、印刷ヘッド変換器２の圧電材料に細長い チャネルとして形成され、印刷ヘッド変換器２の上部第１の面７に沿って長手方 向に開口部が設けられている。上述したように、インクチャネル２９の一端はノ ズルプレート３３（図１）により閉止され、その他端は後部カバープレート４８ により閉止されている（プレート３３，４８は図２には図示されていない）。金 属被覆層２４がインクチャネル２９の内面を被覆し、かつ、第１壁部３２と第２ 壁部３４の上面に沿って形成されている。インクチャネルカバー３１は印刷ヘッ ド変換器２の第１の面７に接合されており、インクチャネル２９の長手方向の開 口部を閉止している。第２の金属被覆層２２は基部３６の外面を被覆しており、 第１及び第２壁部３２，３４の各外面を上方に向かってほぼ半分まで延在してい る。 金属被覆層２２は、外部信号源に接続されたアドレス可能な電極６０を構成し 、電気駆動信号を供給して印刷ヘッド変換器２の圧電材料を作動させる。好まし い実施例では、金属被覆層２４は、地面の電位に維持された共通電極６２を構成 している。あるいは、共通電極６２は、外部電源に接続され電気駆動信号を受信 してもよい。しかしながら、金属被覆層２４はインクチャネル２９内のインクと 接触していることから、共通電極６２を地面の電位に維持するのが特に好ましい 。共通電極を地面の電位にすることで、共通電極６２及び／又はインクの性能及 び構成を劣化させる可能性のある、共通電極６２とインクチャネル２９内のイン クに対する電解作用を減少させる。 印刷ヘッド変換器２を形成する好ましい圧電材料はＰＺＴであるが、他の圧電 材料も本発明に採用することができる。印刷ヘッド変換器２の全体の分極ベクト ル方向（ポーリング方向）は、図２の矢印３０で示される方向であり、印刷ヘッ ド変換器２の第２の面９から第１の面７に向かって垂直方向に向いている。印刷 ヘッド変換器２は本発明では、図２の矢印３０で示される方向に対しほぼ反対方 向（約１８０度）に限定されるわけではないが、この方向を含む他のポーリング 方向を持ってもよい。 特許出願第０８／７０３，９２４号に開示されているような実施例においては 、印刷ヘッド変換器２は、所望の構造に一体的に組み合わされた種々の部材の集 合体（すなわち、壁部それぞれが別の基部に接合された異なる部材）よりもむし ろ圧電材料のみで形成するのが好ましい。全印刷ヘッド変換器２を圧電材料のみ で形成することにより、印刷ヘッド変換器２の偏位能は、異なる変換器成分間の 接合線あるいはジョイントの強度あるいは剛性によって左右されない。 圧電シート２１内に形成される孔は、半導体集積回路製造技術の専門家によく 知られた技術及び装置を使用して、石切用丸鋸で形成するのが好ましい。インク チャネルカバー３１は、シート２１の上面上の金属被覆層２４に接着あるいは接 合しインクチャネル２９を閉止するのが好ましい。ノズルプレート３３及び後部 カバープレート４８は、シート２１の前面及び後面にそれぞれ接着あるいは接合 するのが好ましい。インクチャネルカバー３１とベースカバープレート６１とノ ズルプレート３３は、互いに和合する熱膨張係数を有する材料で形成するのがよ い。インクチャネルカバー３１とベースカバープレート６１はＰＺＴで形成する のが好ましい。しかしながら、シリコンやガラス、及び、種々の金属およびセラ ミック材料に限定されるわけではないが、これらを含む他の材料を適切に使用し てもよい。 この種の実施例の利点は、印刷ヘッド構造体２０の製造前に適切なポーリング 方向に予め分極された単一シートの圧電材料からマルチチャネル印刷ヘッドを形 成できることである。 特許出願第０８／７０３，９２４号に記載されているようなマルチチャネル印 刷ヘッド変換器にとって、チャネル間の間隔は重要である。変換器のインクチャ ネルをできるだけ接近させるのが極めて好ましい。この理由は、チャネルが接近 すればするほど、印字出力のドット密度が高くなるからである。ドット密度が高 くなればなるほど、印刷ヘッドによって印刷された画質が向上する。したがって 、特許出願第０８／７０３，９２４号に記載されているような好ましい印刷ヘッ ドにおいては、一つのインクチャネルのインクチャネル中心から隣のインクチャ ネルのインクチャネル中心までの距離は、２８２ミクロンである。 さらに、印刷ヘッド変換器は多数のインクチャネルを持つのが好ましい。これ は以下の理由による。インクジェットプリンタは一般に、印刷ヘッド変換器を含 む架台を印刷媒体に対し前後に移動させることにより作動する。インクチャネル の数を増加することにより、架台の１回の移動で印刷媒体の広範囲をカバーでき る。その結果、印刷が早くなる。したがって、現時点で好ましいインクジェット 印刷ヘッド変換器においては、２６４のインクチャネルが設けられている。 特許出願第０８／７０３，９２４号に記載されているように、印刷ヘッド変換 器を作動させると、ノズルプレートのオリフィスを介してインクチャネルからイ ンク滴が放出される。ノズルプレートは印刷ヘッド変換器に取り付けられている 。ノズルプレートの目的の一つは、インク滴がインクチャネルから放出される速 度及び力を増加することである。したがって、ノズルプレートの各オリフィスが 、オリフィスに開口するインクチャネルよりも実質的に小さいことが重要である 。このノズルオリフィスのサイズを正確に制御して一定した画質を得ることも重 要である。さらに、ノズルオリフィスは、インクが乾燥せず、清潔で湿っていな い面で形成されなければならない。好ましい実施例においては、ノズルプレート の各オリフィスの直径は、５２ミクロンである。さらに、ノズルプレートの各オ リフィスは、印刷ヘッド変換器と同じ中心間距離を持つ必要があり、上述したよ うに２８２ミクロンである。 ノズルプレートのオリフィスの直径の製造誤差はできるだけ小さく維持するこ とが重要である。これは、極めて小さい幾何学的配置や、ノズルプレートの寸法 が変動すると印刷画質が低下することによる。寸法を±１％以内に維持すること が好ましい。したがって、オリフィス直径は、±０．５ミクロンしか変動しない 。 ノズルプレートの従来の製造方法は、製造誤差を±２％にすることができな い。従来の典型的なノズルプレートは、その断面図が図４ａに示されており、そ の斜視図が図４ｂに示されているが、特定の格子配列（典型的には１−１−０シ リコン）を有するシリコンウェーハ１００は、非等方的にエッチングされたオリ フィス１１０を持つ。１−１−０シリコンがこのようにエッチングされると、そ の格子構造には、５４．４度のエッチング角（図４においてθ１で示されている ）を持つ開口１２０がある。この種のノズルプレートには、開口の直径はシリコ ンウェーハ１００の厚みにより制御される。シリコンウェーハ１００は厚みＴを 有している。エッチング角は一般に一定なので、厚みＴはオリフィスの直径を決 定する。シリコンウェーハ１００の厚みＴとの関係は、θ２の正接により決定さ れる。 ＴＡＮ（θ２）＝０．５（ｄ）／Ｔ 角度θ２は３５．６度である。ＴＡＮ（３５．６度）は約０．７１６に等しい。 したがって、オリフィス１１０が３５ミクロンの直径を有するこの方法を使用し てノズルプレートを作るためには、ウェーハ１００は約２４．４４ミクロンの厚 みが必要である。 しかしながら、適当なピッチでそのようなノズルプレートを作ると、オリフィ ス１１０の直径ｄが適当なノズルプレートを作るための仕様と矛盾する。１００ ドットパーインチ（ｄｐｉ）の印刷ヘッド変換器は、７５ミクロンのチャネル幅 と２５４ミクロンの中心間ピッチを必要とする（図４ｂ参照）。ウェーハ１００ が厚くなると、ノズル開口は７５ミクロンを超える。 このノズルプレートの製造法の別の問題は、制御が難しいウェーハ１００の厚 さｄだけが唯一の変数であることである。典型的には、ウェーハ１００の厚さＴ の誤差は±１ミクロンである。したがって、オリフィス１１０の直径の誤差は、 約±１．５ミクロンである。勿論、これは約４％の誤差となり、大きすぎる。 したがって、ノズルオリフィス直径が小さく、中心間オリフィスピッチが小さ く、かつ、製造誤差が極めて厳しいインクジェット印刷ヘッド変換器のノズルプ レートとその製造方法が要求されている。 発明の要約 本発明は、インクジェット印刷ヘッドのノズルプレートである。ノズルプレー トは、第１側にエッチングされた複数の溝を有するシリコン部と、それに取り付 けられたガラスプレートにより構成される。ガラスプレートは上記シリコン部に 配置され、複数の溝をカバーする。様々な好ましい実施例では、シリコン部は、 １−１−０シリコンからなるシリコンウェーハから切断される。シリコン部は、 第２側にエッチングされた別の複数の溝を有し、上記シリコン部の上記第２側に 第２ガラスプレートが取り付けられる。 本発明のノズルプレートは、シリコンウェーハの第１側に複数の溝をエッチン グし、それにガラスプレートを積層してシリコン−ガラスサンドイッチを形成す ることにより製造することができる。それから、シリコン−ガラスサンドイッチ は複数のノズルプレートに切断（ダイシング）され、その各々は取付側と露出側 を持つ。ダイシング後、複数のプレートの各々の取付側と露出側は実質的に完全 に円滑になるよう研磨される。 シリコンウェーハに溝をエッチングするために、二酸化珪素の層がウェーハに 形成される。感光性材料、例えばフォトレジストの層が二酸化珪素の層に設けら れる。それから、マスクを介して光源が照射される。好ましいマスクは複数の不 透明バーを有する。したがって、マスクは感光性材料の一部だけを光源に露出さ せる。光源に露出された感光性材料の一部は二酸化珪素をエッチングし、複数の 不透明バーに対応する複数の二酸化珪素バーを形成する。それから、シリコンウ ェーハに腐食液が施される。好ましい実施例においては、腐食液は水酸化カリウ ムを含み、ガラスプレートはドープされたガラスプレートである。他の実施例に おいては、他の写真平版プロセスを使用して、ウェーハに溝を形成することがで きる。さらに別の実施例においては、微小な電気機械システム（ＭＥＭＳ）プロ セスを使用して、溝を形成することができる。 本発明の上記及び他の好ましい特徴は、実施形態の様々な新規な細部及び各要 素の組み合わせを含めて、別紙図面を参照しながらさらに詳しく記載するととも に、請求の範囲において明確にする。本発明を具体化する特定の方法及び構造が 図示されているが、これによって本発明が限定されるわけではない。当業者には 理解できるように、本発明の原理及び特徴は、本発明の範囲から逸脱することな く、様々な実施例に採用することができる。 図面の簡単な説明 添付図面に本発明の実施例が図示されており、これを参照すると本発明の新規 な特徴及び利点は明らかである。 図１は、本発明の実施例にかかる単一のインクチャネルを持つインクジェット 印刷ヘッド構造体の側断面図である。 図２は、図１のインクジェット印刷ヘッド構造体の部分斜視図である。 図３Ａは、図２に示される本発明の実施例にかかるインクチャネル配列のため の１枚の変換器材料でできた構造体の一部の正面図である。 図３Ｂは、図３Ａに示される変換器材料の斜視図である。 図４ａは、従来のノズルプレートの断面図である。 図４ｂは、図４ａの従来のノズルプレートの斜視図である。 図５は、本発明に基づいて製作されたノズルプレートの正面図である。 図６は、シリコンウェーハの平面図である。 図７は、片側に形成された二酸化珪素を有するシリコンウェーハの断面図であ る。 図８は、片側に形成された二酸化珪素と二酸化珪素の上に形成されたフォトレ ジスト層を有するシリコンウェーハの断面図である。 図９は、本発明の種々の実施例において使用される典型的なマスクの平面図で ある。 図１０は、図９のマスクを介して図８に示されるフォトレジスト層に極めて平 行化された光線を照射した後のシリコンウェーハの断面図である。 図１１は、本発明に基づいて片側に異方性エッチングを施した後のシリコンウ ェーハの断面図である。 図１２は、第２側に形成された二酸化珪素バーを有するシリコンウェーハの断 面図である。 図１３は、本発明に基づいて第２側に異方性エッチングを施した後のシリコン ウェーハの断面図である。 図１４は、本発明に基づいてシリコンウェーハにエッチングされた一つの溝の 拡大断面図である。 図１５は、本発明に基づいてエッチングされたシリコンウェーハにガラスプレ ートを取り付ける状態を示す分解斜視図である。 図１６は、本発明の教示内容に基づくガラス−シリコン−ガラスサンドイッチ のダイシングを示す部分分解斜視図である。 好ましい実施例の説明 図面に戻って、本発明の好ましい構造及び方法を以下記載する。 図５には、本発明のノズルプレート２００の一部の正面図が図示されている。 ノズルプレート２００は、実質的に平行な二つの表面２３５，２３８を有するシ リコン部２０５を有する。ノズルプレートは、シリコンウェーハ２０５の両面に 配置されたノズルオリフィス２１０を有する。ノズルは、異方性エッチングによ りシリコンの表面に形成された後、ガラスプレート２２０がシリコン２０５の各 面に積層される。したがって、各ノズルオリフィス２１０のエッジはシリコンウ ェーハ２０５と二酸化珪素２１５とガラスプレート２２０から構成される。 図６乃至図１６を参照しながら、ノズルプレート２００を作製する好ましい方 法を説明する。シリコンウェーハ２０５の平面図が図６に示されている。好まし い実施例においては、５４．４度（シリコンに対し）のエッチング角の溝が形成 されるように異方性エッチングされうる格子構造を有するシリコンウェーハ２０ ５が使用される。そのようなウェーハの１例は１−１−０シリコンである。ウェ ーハ２０５は、ウェーハの第１側２３５とウェーハ２０５の第２側２３８の両方 にエッチングされるエッチング領域２３０を有する（図７乃至図１３参照）。ウ ェーハ２０５は、好ましくは３．９７５１ミリメートルの厚みを有している。 図７を参照すると、ウェーハ２０５のエッチング領域２３０の断面図が示され ている。図７はただ単に図示するために提供したものである。正確な縮尺率では なく、エッチング領域２３０の全体は図示されていない。二酸化珪素２４０の層 が、シリコンウェーハ２０５の第１側２３５のエッチング領域２３０に形成され る。それから、図８に示されるように、感光性材料２４２、例えばフォトレジス トの層がウェーハ２０５上に形成され、二酸化珪素層２４０上に層をなす。各ノ ズルオリフィス２１０の間に二酸化珪素部２１５があり、後述するように、ノズ ルオリフィス２１０のエッチング中にシリコン２０５の上に配置される。図面に 示されている二酸化珪素２４０と感光性材料２４２の厚みは、その使用法を図示 するために誇張されている。実際の実施例では、二酸化珪素２４０と感光性材料 ２４２の厚みは、ウェーハ２０５の厚みより極端に小さい（約１０００オングス トローム）。 二酸化珪素層２４０とフォトレジスト層２４２がウェーハ２０５上に配置され た後、極めて平行化された光が高精度マスク３００を介して照射される。そのよ うな高精度マスクの１例が図９に示されている。マスク３００は、印刷された不 透明バー３１０を有するガラスレチクルで構成されている。不透明バー３１０は 、マスク３００を介して照射される光の実質的にほとんど全てを遮蔽する。マス ク３００を通過する光は、ウェーハ２０５上に形成されたフォトレジスト２４２ と相互作用し、ウェーハ２０５から二酸化珪素層２４０の細片をエッチングする 。これにより、ウェーハ２０５の第１の面２３５上にマスク３００の不透明バー ３１０に対応する二酸化珪素バー２４４が形成される（図１０参照）。二酸化珪 素バー２４４がウェーハ２０５の第１側２３５に形成された後、二酸化珪素バー ２４４上に残存する残りのフォトレジスト２４２（図示せず）は除去される。こ の断面図が図１０に示されている。 それから、二酸化珪素バー２４４を有するウェーハ２０５には、異方性エッチ ングに適した腐食液（図示せず）が施される。ある好ましい実施例では、二酸化 珪素バー２４４を有するウェーハ２０５を水酸化カリウムを含む浴槽に浸漬する ことにより腐食液が施される。他の腐食液を含む腐食液を施す他の方法も、本発 明に含まれているものとする。図１１から分かるように、このエッチング工程で 、二酸化珪素バー２４４でカバーされていないウェーハの一部に溝２４５が異方 的にエッチングされる。溝２４５が第１の面２３５にエッチングされた後、ウェ ーハ２０５の第２の面２３８に対してこの工程が繰り返される。これは図１２− １３に示されている。しかしながら、溝２４５はウェーハ２０５の第１の面２３ ５及び第２の面２３８に同時にエッチングすることもできる。そのような工程に より、ウェーハ２０５を早く製造することができる。 溝２４５の拡大断面図が図１４に示されている。１−１−０シリコンの格子構 造では、溝２４５は実質的に５４．４度の同じ角度θを持っている。好ましい実 施例においては、ウェーハの表面２３５，２３８で溝２４５の幅Ｗが５２ミクロ ンとなるようにウェーハ２０５はエッチングされる。 図１５を参照しながら、ノズルプレート２００を製造する次のステップを説明 する。ウェーハ２０５に溝２４５がエッチングされた後、二酸化珪素バー２４４ がウェーハ２０５より除去される（ガラスプレート２２０，２２２がウェーハ２ ０５に積層される前の製造工程で二酸化珪素バー２４４はいつでも除去すること ができる）。それから、溝２４５が形成されたエッチング領域２３０のみが残る ようにウェーハ２０５は切断される。スクライブ、破断、帯鋸等の標準的切断法 をこれに使用することができる。ウェーハ２０５の未使用部分が除去されると、 残りは溝が形成された矩形のウェーハ部２４８のみとなる。この後、ウェーハ２ ０５の各面２３５，２３８には、ガラスプレート２２０，２２２がそれぞれ積層 される。ガラスプレート２２０，２２２は高度に研磨され、ボロンがドープされ る。好ましい実施例においては、各ガラスプレートはコーニング（Corning）７ ７４０からなり、１．３７ミリメートルの厚みを持つ。ガラス以外の材料もこの サンドイッチを形成するために使用できる。そのような材料の例には、高度に研 磨された表面と負の電荷を帯びたドーパントあるいはイオンを有するシリコン、 セラミック基板、被覆金属が含まれる。 マロリー（Mallory）プロセスを、ガラスプレート２２０，２２２をウェーハ 部２４８に積層するのに使用するのが好ましい。マロリープロセスにおいては、 ガラスプレート２２０，２２２及びウェーハ部２２８は、静電接合装置に配置さ れる。プレスが作動する環境の周囲温度は、約３００℃まで上昇させられる。そ れから、ガラスプレート２２０，２２２をある電位に、シリコンウェーハ部２４ ８を別の電位に配置することにより、静電界が誘発される。この電位は、好まし くは約７５０ボルト以上である。電界がガラス−シリコン−ガラスサンドイッチ に発生する圧力は、約３５０ＰＳＩまでのオーダーである。このポテンシャル、 すなわち、シリコン２４８とドープされたガラスプレート２２０，２２２と相俟 って、静電界と上昇した温度により誘発された圧力により、陽極接合（静電接合 としても知られる）がガラスプレート２２０，２２２とシリコンウェーハ部２４ ８との間に形成され、それによりガラス−シリコン−ガラスサンドイッチ２５０ が形成される（図１６参照）。 ガラスプレート２２０，２２２がウェーハ部２４２に積層された後、結果とし て得られるガラス−シリコン−ガラスサンドイッチ２５０は個々のノズルプレー ト２００ａ，２００ｂ，…，２００ｘに切断（ダイシング）される。ここで、” ｘ”は一つのガラス−シリコンサンドイッチ２５０から得られるノズルプレート の総数である。各ノズルプレート２００ａ，２００ｂ，…，２００ｘは好ましく は、５０−１００ミクロンの厚さと６．７１５１ミリメートルの高さを有する。 ダイシング後、各ノズルプレート２００ａ，２００ｂ，…，２００ｘは仕上げ 工程を経て、その側面の各々がほぼ完全な円滑面を持つこととなる。ノズルプレ ート２００ａ，２００ｂ，…，２００ｘを仕上げる現在の好ましい方法は、ウェ ーハ後面研磨工程である。現在の好ましい研磨工程において、各ノズルプレート ２００ａ，２００ｂ，…，２００ｘは６インチのウェーハの上に一時的に取り付 けられ、さらに、細粒を有する研磨面のあるウェーハ後面研磨機に取り付けられ る。機械は最小の供給レートにセットされる。細粒と最小供給レートの組合せは 、各ノズルオリフィス２１０のエッジに発生するクラックを最小限に抑えながら 、ノズルプレート２００ａ，２００ｂ，…，２００ｘの面を最大限研磨できるよ うに選択される。 上述したように、ノズルプレート２００のノズル２１０のオリフィスサイズの 変動を極めて小さくすることは非常に重要である。ノズルオリフィスサイズの変 動の大きい従来のようなノズルプレートは、印刷画質を低下させる。本発明に基 づいて製作されたノズルプレート２００は、以下に述べる理由により、極めて厳 しい許容誤差を持つ。上述したように、１−１−０格子構造を持つシリコンは、 図１４に示されるように、５４．４度のエッチング角θを持っている。従来技術 と異なり本発明においては、ウェーハはノズルオリフィスを形成するために絶え ずエッチングされているわけではない。上述したように、ウェーハにオリフィス を形成するためにシリコンウェーハにエッチングを施す時に、開口部のサイズ、 したがってノズルのサイズは、ウェーハの厚みによって制御される。上述したよ うに、シリコンウェーハの厚みは制御しにくい。既に記載したように、ウェーハ の厚み変動は、ノズルオリフィスサイズの約５％の誤差となり、望ましくない。 本発明の実施例においては、ノズルオリフィスはウェーハに開口部をエッチン グすることにより形成していないので、ウェーハの厚みはノズルオリフィスのサ イズに影響を及ぼさない。その代わり、まず溝がシリコンウェーハに形成される 。その後、溝は、高度な研磨面を持つガラスプレートによりカバーされる。シリ コンウェーハの格子構造は容易に制御できるので、エッチング角は、各ウェーハ で微量しか変動しない。さらに、一つのウェーハにおける格子はかなり一定して いるので、各溝のエッチング角は一つのウェーハで事実上同一である。したがっ て、エッチング角の変動は極めて小さく、発生したとしてもウェーハ毎に発生し 、一つのウェーハでは発生しない。最後に、上述したように、ウェーハに積層さ れるガラスは、極めて円滑に研磨され、したがって、ノズルサイズの大きな変動 を惹起しない。測定を行ったところ、本発明に基づいて製作したノズルプレート のノズルオリフィスは約±０．２ミクロンの誤差しかなく、これは±２％よりも 小さい。 現在の好ましい実施例においては、４インチのウェーハ２０５が使用されてい る。これにより、長さ４１．７７３ミリメートル、高さ６．７１５１ミリメート ル、厚さ５０−１００ミクロンのノズルプレートが約３００個製作される。 本発明の別の利点は、ノズルプレートを印刷ヘッド変換器２に取り付ける工程 が簡単になることである。ノズルプレート２００を印刷ヘッド変換器２に取り付 ける時、ノズルプレート２００は変換器２の上に配置される。ノズルプレート２ ００を変換器２に固定する前に、ノズルオリフィス２１０を変換器２のチャネル ２９と配列する必要がある。本発明のノズルプレート２００では、ノズルプレー ト２００を変換器２に取り付ける人は、ガラスプレート２２０，２２２を介して チャネル２９を見ることができる。したがって、ノズルプレート２００を変換器 ２に永久的に固定する前に、ノズルオリフィス２１０をチャネル２９に正確に配 列することができる。これにより、印刷ヘッドによる印刷画質がさらに向上する 。 以上、好ましいノズルプレート装置及びその製造法を記載した。本発明の実施 例及び適用例を図示し記載したが、当業者には明らかなように、ここに記載した 発明の概念から逸脱することなく、さらに多くの実施例及び適用例が可能である 。したがって、本発明は別紙請求の範囲の精神以外において、限定されるもので はない。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．第１側にエッチングされた複数の溝を有するシリコン部と、上記シリコン部 の上記第１側に取り付けられ、上記複数の溝をカバーする第１ガラスプレートと を有するインクジェット印刷ヘッドのノズルプレート。 ２．上記シリコン部がシリコンウェーハから切断される請求項１に記載のノズル プレート。 ３．上記シリコンウェーハが１−１−０シリコンを持つ格子構造を有する請求項 １に記載のノズルプレート。 ４．上記シリコン部が、第２側にエッチングされた別の複数の溝と、上記シリコ ン部の上記第２側に取り付けられ上記別の複数の溝をカバーする第２ガラスプレ ートをさらに有する請求項１に記載のノズルプレート。 ５．上記複数の溝の各々が第１内壁と第２内壁とを有し、上記第１内壁と上記シ リコンウェーハの上記第１側との間の角度が５４．４度である請求項１に記載の ノズルプレート。 ６．インクジェット印刷ヘッドのノズルプレートを製造する方法であって、 シリコンウェーハの第１側に複数の溝をエッチングし、 上記シリコンウェーハの上記第１側にガラスプレートを積層してシリコン−ガ ラスサンドイッチを形成し、 上記シリコン−ガラスサンドイッチを複数のプレートに切断して、上記複数の プレートの各々が取付側と露出側を持つようにし、 上記複数のプレートの各々の上記取付側と露出側を研磨するようにした方法。 ７．上記エッチング工程が、 二酸化珪素の層を上記シリコンウェーハの上記第１側に形成し、 上記二酸化珪素の上記層に感光性材料を形成し、 マスクを介して光源を照射し、上記感光性材料を上記光源に露出するために上 記マスクが複数の不透明バーを有することにより上記二酸化珪素をエッチングす るとともに上記複数の不透明バーに対応する複数の二酸化珪素バーを残し、 上記シリコンウェーハに腐食液を施すようにした請求項６に記載の方法。 ８．上記腐食液が水酸化カリウムを含む請求項７に記載の方法。 ９．上記ガラスプレートがドープされたガラスプレートである請求項６に記載の 方法。 １０．上記積層工程が、 上記ガラスプレートと上記シリコンウェーハをプレスに配置して上記ガラスプ レートを上記シリコンウェーハに対し所定の圧力で押圧し、 上記ガラスプレートと上記シリコンウェーハの温度を上昇させ、 上記ガラスプレートと上記シリコンウェーハとの間に静電ポテンシャルを誘発 するようにした請求項６に記載の方法。