JP2006062302A - 液体噴射記録ヘッドとその製造方法 - Google Patents

液体噴射記録ヘッドとその製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】インクジェット記録ヘッドのノズルへのゴミ、異物の進入を抑制すると共に、そのための構造を、安価で、高い信頼性で製造し、機能させる。
【解決手段】Si基板1の表面上には、インクを吐出させるためのエネルギーを発生するインク吐出エネルギー発生素子2が形成されている。このSi基板1は、裏面側から表面側にインクを流通させるインク供給口5を有している。インク供給口5は、Si基板1に形成された複数の微細な貫通穴を有するフィルター構造6aを備えている。
【選択図】図2−1

Description

本発明は、インクジェット記録方式に用いる記録液小滴を発生するための液体噴射記録ヘッドとその製造方法に関する。
近年、インクジェット記録方式に用いる液体噴射記録ヘッド、すなわちインクジェット記録ヘッドは、小型化、高密度化が進んできている。そのために、インクなどの記録液(以下、単にインクと称する)を吐出するためのエネルギーを発生するインク吐出エネルギー発生素子が形成される基板内に、半導体製造技術を用いて、インク吐出エネルギー発生素子を駆動するための電気的制御回路(ダイオードマトリックス回路やシフトレジスタ回路)を内蔵する方法が提案されている。
このような高機能のインクジェット記録ヘッド、特に、インク吐出エネルギー発生素子の形成面に対して垂直方向にインクを吐出する(通称サイドシューター方式の)インクジェット記録ヘッドでは、基板を貫通してインク供給口が形成されるのが一般的である。したがって、この場合、インクジェット記録ヘッド内へのインク供給は、基板の裏面側、すなわち素子形成面の反対面側からインク供給口を介して行われる。インク供給口は、通常、長尺な平面パターンを有し、その長手方向に延びる両側部に沿って、複数本のインク吐出ノズルが配置され、各インク吐出ノズルに対して、共通のインク供給口からインクが供給される構造になっている。インクジェット記録ヘッドの、インク吐出エネルギー発生素子などが形成される基板としては、Si基板が用いられるのが一般的であり、この場合、前記のようなインク供給口は、Siの異方性エッチング技術を用いて形成することが可能である。
ここで、インクジェット記録ヘッドに求められる信頼性の1つに、ノズルの詰まりによる不吐出(目的のノズルよりインクが出ない)と呼ばれる記録動作不良が起こらないようにすることがある。このような不吐出の原因としては、インクが固化して吐出できなくなることや、ノズル内にゴミ、異物が進入して、ノズル内へのインク供給が遮断されることなどがあると一般に考えられている。原因の前者に対しては、インクの改良やインクの固化を防止するような保護機能を具備、あるいは固化した場合の回復機構を具備する方策がとられている。
一方、後者のゴミ、異物によるインク供給遮断の原因としては、大きく分類すると次のようなことが挙げられる。
1.インクジェット記録ヘッドの製造過程でゴミ、異物が進入する。
2.インクジェット記録ヘッドの製造後、外部よりゴミ、異物が進入する。
特に、2.の現象は、インクジェット記録ヘッドと、それにインクを供給する部材とを分離可能な構造の場合、その接続部を介してインクジェット記録ヘッド側にゴミ、異物が進入することが、主要な要因となると考えられる。
前記のゴミ、異物の進入に対する対策としては、1.に関しては、製造工程中の管理、製造環境対策などが行われている。2.に関しては、インクジェット記録ヘッドのインク供給口の近傍にフィルターを設けるなどの工夫がなされている。また、特許文献1においては、Si基板へのインク供給口形成に異方性エッチング技術を利用し、すなわち、その際の耐エッチングマスクを利用してメンブレンフィルター構造を設けることが提案されている。
特開2000−94700号公報
しかしながら、上述の2.の対策としてインク供給口にフィルター構造を具備する構成に関して、インクジェット記録ヘッドとフィルターを別部品として製造、実装する従来の方法では、製造コスト、部品コスト、品質管理、部品同士の接続信頼性に関して、さらなる改善が望まれる。また、耐エッチングマスクを用いてメンブレンフィルターを形成する方法では、メンブレンフィルター自身の堅牢性、歩留りに関して、さらなる改善が望まれる。
本発明は、上記の従来技術に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、ノズルへのゴミ、異物の進入を抑制することができると共に、そのための構造を、安価で、高い信頼性で製造し、機能させることができる液体噴射記録ヘッド、およびその製造方法を提供することにある。
上述の目的を達成するため、本発明の液体噴射記録ヘッドは、液体を吐出するためのエネルギーを発生する液体吐出エネルギー発生素子が表面に形成された基板を有する液体噴射記録ヘッドにおいて、基板は、基板の裏面側から表面側に液体を流通させる液体供給口を有し、液体供給口は、基板に形成された、基板の裏面側から表面側に通じる複数の微細な貫通穴を有するフィルター構造を備えていることを特徴とする。
このようなフィルター構造は、例えば、Si基板のドライエッチングやSi異方性エッチング技術によって比較的容易に、安価で製造でき、また、基板に形成された貫通穴によって構成されるため比較的堅牢である。液体噴射記録ヘッドに供給される液体は、液体供給口を、したがって、そのフィルター構造を通ることになり、それによって、液体噴射ヘッド内へのゴミ、異物の進入が抑制される。
本発明によれば、液体供給口部分に、液体吐出エネルギー発生素子などが形成される基板自体に形成された微細な貫通穴によってフィルター構造が形成され、したがって、比較的堅牢で、信頼性の高いフィルター構造を備えた液体噴射記録ヘッドを提供することができる。したがって、本発明による液体噴射ヘッドは、ヘッド内へのゴミ、異物の進入を安定して高い信頼性で抑制することができ、それによって安定した信頼性の高い動作が保証される。
また、本発明におけるフィルター構造は、容易な製造工程によって安価に作製することができる。また、フィルター構造が液体噴射ヘッドの液体供給口部分に作り込まれるので、液体噴射ヘッドへの配線や液体供給部材の組立時にも、このフィルター構造によってゴミ、異物の進入を抑制することができ、それによって歩留まりを向上させることができる。また、液体供給口が1つの比較的大きな貫通穴によって構成される場合に比べて、基板の剛性を高め、液体噴射記録ヘッドの強度を向上させることができるという効果もある。
以下に、本発明の実施の形態を示し、本発明をさらに具体的に説明する。
図1,2に本実施形態のインクジェット記録ヘッドの模式図を示す。このインクジェット記録ヘッドはSi基板1を有している。Si基板1上には、インクを吐出するためのエネルギーを発生するインク吐出エネルギー発生素子(液体吐出エネルギー発生素子)2が形成されている。本実施形態のインクジェット記録ヘッドは、特に、インク吐出エネルギー発生素子2として発熱抵抗素子を用いた、所謂バブルジェット記録方式のインクジェット記録ヘッドである。不図示ではあるが、Si基板1上には、インク吐出エネルギー発生素子2を駆動させるための駆動素子、およびそれをヘッド外の制御機器に接続するための電気的取り出し電極が形成されている。
また、Si基板1には、貫通穴としてインク供給口(液体供給口)6が形成されている。本実施形態において、インク供給口6は、図2−1,2−2に示すように、微小な複数の貫通穴が、長尺な平面パターンの領域に形成されて構成されている。図1では、このように微小な貫通穴が形成された領域全体をインク供給口6として示している。
インク吐出エネルギー発生素子2は、インク供給口6の長手方向に延びる両側部に沿って所定のピッチで並んで配置されており、インク吐出エネルギー発生素子2の、両側の並びは、半ピッチだけずれている。そして、Si基板1上には、インク供給口6から各インク吐出エネルギー発生素子2上に延びる複数のインク流路(液体流路)3と、それらにそれぞれ連通し、各インク吐出エネルギー発生素子2の上方に位置するインク吐出口(液体吐出口)4を形成するオリフィスプレート5が配置されている。
このインクジェット記録ヘッドでは、ヘッド外からのインク供給は、Si基板1の裏面(インク吐出エネルギー発生素子などの機能素子(一般にはデバイスとも言う)が形成されている面の反対側の面)側からインク供給口6を介して行われる。インク供給口6を介して供給されたインクによってインク流路3が満たされ、インク吐出口4にメニスカスが形成された状態で、インク吐出エネルギー発生素子2が駆動されると、インク吐出エネルギー発生素子2の発生する熱エネルギーによってインクが発泡し、それに伴う圧力によって、駆動されたインク吐出エネルギー発生素子2上のインク吐出口4からインクが吐出される。インクが吐出されると、吐出されたのに見合うインクがインク供給口6を介して供給されてインク流路3内に充填され、再びインク吐出が可能な状態となる。
この際、インク供給口6は、微細な複数の貫通穴を有しており、供給されるインクはこれらの貫通穴を通過することになる。したがって、大きなゴミ、異物はこれらの微細な貫通穴を通過するのを抑制され、すなわち、これらの微細な貫通穴は、フィルター構造6aを構成している。
このようにフィルターの機能を果たさせるためには、穴径はできるだけ小さくし、その穴を緻密に配設するのが、能力の高いフィルターとして機能させることができ、好ましいのは言うまでもない。しかし、本発明者の知見を述べると、インクの通過経路にフィルターがあると、その部分で圧損(流抵抗)が生じる。つまり、フィルターのためにインクの流れが悪くなり、それが、インクを繰り返し吐出させる際の、各インク吐出間に必要な時間間隔、すなわち吐出周波数に影響を与える場合がある。したがって、穴径をむやみに小さいサイズにするのは好ましくない。このことは、上記のフィルターの高能力化とトレードオフの関係にあることになる。
そこで、本発明者は、フィルターで補足する必要があるゴミの径がどのくらいのサイズなのかを検討し、次のような結果を得た。すなわち、フィルターを通るゴミのサイズが、インク吐出口4の面積の1/2以下の小さなサイズの場合はインク吐出口4やインク流路3を詰まらせる様なことにはならないことがわかった。このことは、インク吐出口4の面積の1/2以下の小さなゴミは容易にインクと一緒に排出されてしまうためではないかと考えている。そこで、本実施形態では、インク吐出口4の径が10μmの場合のフィルターの構成として、その穴径を5μmとし、この穴を、図2−2に示すように隣り合う穴の間隔を、穴径と同様5μmとして等間隔で配置している。
次に、本実施形態のインクジェット記録ヘッドの製造方法について説明する。なお、以下の説明では、Si基板1上に単一のインクジェット記録ヘッドを作製するものとして説明するが、一般の半導体製造技術として、Si基板に同様の素子を複数個配列して、同時に多数の同様の製品を作製する多数個処理が行われており、本発明のインクジェット記録ヘッドも同様の多数個取りが可能であることは言うまでもない。
まず、半導体製造技術によって、Si基板1上にインク吐出エネルギー発生素子2やそれを駆動させるための駆動素子を形成する。次いで、インク吐出エネルギー発生素子2を、外部制御機器に接続するための電気的取り出し電極を形成する。これらの工程に関しては、一般的に知られた手法を用いることができ、その詳細な説明は省略する。いずれにしても、これらに関する製造方法は、特に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の方法を用いることが可能である。
インクジェット記録ヘッドのノズル部の形成に際しては、まず、インク流路3となる領域を占めるように、除去可能な型材をフォトリソグラフィー技術を利用して形成する。このような型材としては、例えば、ポジ型フォトレジストPMER−AR900(東京応化工業株式会社)を用い、それを所定の膜厚(この膜厚がインク流路3の高さに相当する)、パターンで形成する。
次いで、インク流路3となる領域を占める、前記した除去可能な型材を、オリフィスプレート5となる材料によって被覆し、フォトリソグラフィー技術を用いて、吐出口4を含むオリフィスプレート5を形成する。オリフィスプレート5の材料としては、感光性エポキシ樹脂、感光性アクリル樹脂などが挙げられる。ここで、オリフィスプレート5の材料としては、インクジェット記録ヘッドのノズルを形成する部材として、常にインクと接触するため、その選択には、本発明者の経験から以下を考慮する必要がある。
1.オリフィスプレート5の、インクとの接液によって、オリフィスプレート5の材料から不純物がインク液に溶出しないこと。
2.オリフィスプレート5とSi基板1との密着性が良く、経時的変化による剥がれが起こりにくいこと。
これらの点を鑑みると、オリフィスプレート5の材料としては、光反応によるカチオン重合化合物が適している。
また、オリフィスプレート5の材料に求められる特性は、使用するインク液によっても、大きく左右されることから、本発明者の推奨する材料が常に最適であるということはなく、それ以外のものでも、目的にあった材料を適宜選択可能である。
次いで、フィルター構造6aを有するインク供給口6の形成を経た後に、前記した除去可能な型材を除去することでインクジェット記録ヘッドが完成する。実際上は、その後、ヘッド外部から、機能素子を駆動させるための電気信号などを送るための配線の組立(電気実装とも言う)や、記録ヘッド外部からインク供給口6にインクを供給するための構造部材の組立が、場合によって必要となる。この際、本実施形態の構成では、このような組立に際してインク供給口6にフィルターを取り付けるのではなく、インクジェット記録ヘッドの機能素子が形成されたSi基板1にフィルター構造6aが作り込まれているので、このような組立工程の間に発生するゴミがノズル部へ進入するのを抑制することができる。
上記のインクジェット記録ヘッドの構造、製造方法は本発明の範囲内で種々の変更が可能であり、他の製造方法(例えば、ノズル構造を構成する部材を別体として形成後、インク吐出エネルギー発生素子の形成された基板と貼り合わせる方法)、他の材料を用いても一向に差し支えない。
次に、インク供給口6の製造方法についてより詳細に説明する。
インク供給口6は、上記した工程において、インクジェット記録ヘッドの、インク吐出口4を備えるオリフィスプレート5、および除去可能な型材が形成されたSi基板1に対して、裏面側からSiエッチング技術によって形成することができる。Siエッチング技術として、本実施形態に適用可能なドライエッチングあるいは異方性エッチングの原理の詳細は既に多くの文献などで公知であり、その詳細な説明は省略する。本実施形態においては、このような技術を用いて、フィルター構造6aを備えるインク供給口6を形成する。
概略を説明すると、Siドライエッチングの場合、ICP(Inductively Coupled Plasma)プラズマエッチング装置などを用い、O2,N2,CF4,C26などの反応ガスを用いてエッチングを行うことが知られている。本実施形態におけるような構造であっても、このような極一般的なSiドライエッチング技術を用いて形成することが可能である。すなわち、エッチングマスクとして、フォトレジストあるいはSiとの選択比の取れる無機材料を成膜し、このマスクを適切にパターン加工することによって、本実施形態における構造のフィルター構造6を備えるインク供給口6を形成することができる。
また、Si異方性エッチングを行う場合については、Si基板の、インク吐出エネルギー発生素子などの機能素子が形成される面の結晶方位が<110>面であることが重要となる。重ねて言えば、ドライエッチング技術を用いてインク供給口を形成する場合には、Si基板の結晶方位はどの面であってもよい。
そして、Si異方性エッチングを行うにあたっては、耐エッチングマスクをあらかじめ成膜しておく必要がある。このマスクとしては、一般的には熱酸化膜(SiO2)や窒化シリコン膜(SiN)を用いることが知られている。これらの膜をフォトリソグラフィー技術により所定のパターンに形成し、アルカリ水溶液に浸漬してエッチングすることによって、本実施形態における構造のフィルター構造6aを備えるインク供給口6を形成することができる。
耐エッチングマスクとしては、例えば、厚さ約1μmの熱酸化膜を用いることができる。この際、インクジェット記録ヘッドの吐出エネルギー発生素子などの機能素子は、半導体製造技術を用いて形成することができることを先に述べたが、このような半導体製造技術においては、熱酸化膜を利用して様々な加工を施すことが知られている。そこで、このような半導体製造技術の適用に伴って形成された熱酸化膜を、Si異方性エッチングのマスクとしても利用することが可能である。この場合、製造過程で必然的に形成された熱酸化膜を積極的に利用することになり、エッチングのために特別にマスクを形成する工程を必要としないという利点が得られる。
以上説明した本実施形態によれば、インク供給口6がフィルター構造6aを有することから、インクジェット記録ヘッドのインク流路3内へ外部からゴミ、異物などが進入するのを抑制でき、それによって、安定して信頼性の高い動作が可能なインクジェット記録ヘッドを提供することができる。この際、フィルター構造6aは、インクジェット記録ヘッドの製造工程において、容易な工程によって形成することができ、製造コストを安価にすることができる。また、フィルターが、機能素子が形成されたSi基板1に作り込まれ、ノズル部を形成する材料がSi基板1上に形成された後に、外部からの配線やインク供給部材が組み立てられるので、このような組立工程においてノズル部にゴミ、異物が進入するのを抑制することができ、歩留りのよい製造が可能となる。また、フィルター構造6aは、Si基板1に作り込まれることから、比較的堅牢なものとなり、さらに、インク供給口6が1つの大きな貫通穴として形成される構成に比べて、Si基板1の剛性を、したがってインクジェット記録ヘッド全体で見てもその強度を向上させることができる。
次に、図3は、本発明の他の実施形態を示している。この実施形態では、インク供給口6の、ヘッド内部側に、掘り込み構造7が形成されている。掘り込み構造7は、この例では、フィルター構造6aを構成する複数の貫通穴に共通して連通する構成を有しており、インク供給口6の領域全体に亘る凹部として形成されている。
このような掘り込み構造7を設けることによって、1つのインク供給口6に接続するノズルの数が特に多い場合など、短時間に、すなわち1サイクルのインク吐出の間に多量のインクが消費され、供給する必要が生じる可能性がある場合においても、十分なインク供給量を確保することができる。このために、掘り込み構造7の容積は、1サイクルのインク吐出の間に全ノズルで消費され、次のサイクルまでに供給する必要があるインク量の約2倍程度の余裕を持った容積にする事が好ましい。しかし、掘り込み構造7の容積は、これに制限されるものではなく、インクの性質や吐出周波数などに応じて、適切な容積とすればよい。
なお、掘り込み構造7を形成する場合、これは、Si基板1の、ノズルを構成する部材、すなわちオリフィスプレート5が配置される側に設けられるものであるので、Si基板1上にオリフィスプレート5を配置する前に形成する必要があるのは言うまでもない。
また、他の実施形態として、Si基板1の裏面側に掘り込み構造8を形成した構成を図4に示す。掘り込み構造8は、この例では、上記の実施形態の掘り込み構造7と同様に、フィルター構造6aを構成する複数の貫通穴に共通して連通する構成を有しており、インク供給口6の領域全体に亘る凹部として形成されている。
このような掘り込み構造8を設けることによって、インク供給口6にインクを供給するための部材を接着などによって接合する際、その接着剤が毛細管現象によって、フィルター構造6aを構成する貫通穴内に流入してしまうのを抑制することができ、良好な接着が可能となる。また、外部インク供給部材を掘り込み構造8に嵌合するような構造にしてもよく、それによって、外部インク供給部材との位置合わせを容易にすることが可能となる。
また、他の実施形態として、図5に示す様に、Si基板1の表裏双方に掘り込み構造7,8をそれぞれ設けてもよい。
なお、図4および図5に示すように基板の裏面に掘り込み構造を有する形態では、その後の製造段階におけるハンドリングの際にもフィルター構造を損傷する恐れがないので望ましい。
さらに他の実施形態として、図6に示す構成では、フィルター構造6aを構成する貫通穴が、Si基板1に垂直に延びる一直線の穴として形成されているのではなく、Si基板1の深さ方向の途中で屈曲する構造6bを有するように形成されている。このような屈曲構造6bを設けることによって、その部分で、貫通穴の断面積をより小さくすることができ、より微細なゴミ、異物の、ヘッド内への進入を抑制することができる。
すなわち、昨今、インクジェット記録ヘッドにおいては高画質化が進んできており、それに伴って、インク滴の小液滴化が進んできている。そのために、インク吐出口4がより微細なものとされる場合があり、その場合、問題となるゴミの大きさも微少なサイズになる。したがって、フィルターを構成する貫通穴の径も、インク吐出口4の微細化に対応して微細な径にする必要があるが、単純に貫通穴を微細なものとしようとした場合には、そのような微細な貫通穴をSiエッチングによって形成するのに困難を伴うことが考えられる。そこで、屈曲構造6bを設ける構成は、Siエッチングによって形成する貫通穴自体のサイズは小さくしなくても、屈曲構造6bにおける断面積を小さくすることが可能であり、したがって、より微細なゴミ、異物の捕集能力があるフィルター構造6aを、容易かつ効果的に形成する手法として有効である。
このような屈曲構造6bを有する貫通穴は、例えば次のようにして形成することができる。すなわち、まず、オリフィスプレート5を配置する前に、Si基板1の表面側から、Si基板1の厚さ方向の途中までの柱状の穴を予めエッチングによって形成しておく。その後、裏面側から、表面側から形成した穴とはずらして、エッチングによって穴を形成し、表裏から形成した両穴を、Si基板1の厚さ方向の途中で連通させる。
図7は、さらに他の実施形態として、上記のような掘り込み構造7,8および屈曲構造6bを同時に作り込んだ構成のインクジェット記録ヘッドを示している。
本発明の一実施形態のインクジェット記録ヘッドの模式的平面図である。 図1のA−A線に沿った模式的断面図である。 図1のインクジェット記録ヘッドの、基板裏面側から見た模式的平面図である。 本発明の他の実施形態による、インク供給口の、ノズル形成部側に掘り込み構造を設けたインクジェット記録ヘッドの模式的断面図である。 本発明のさらに他の実施形態による、インク供給口の、基板裏面側に掘り込み構造を設けたインクジェット記録ヘッドの模式的断面図である。 図4−1のインクジェット記録ヘッドの、基板裏面側から見た模式的平面図である。 本発明のさらに他の実施形態による、インク供給口の、ノズル形成部側と基板裏面側の双方に掘り込み構造を設けたインクジェット記録ヘッドの模式的断面図である。 本発明のさらに他の実施形態による、フィルター構造を構成する貫通穴が基板の厚さ方向の途中で屈曲する構造を設けたインクジェット記録ヘッドの模式的断面図である。 本発明のさらに他の実施形態による、図6の構造に図5の構造を付加したインクジェット記録ヘッドの模式的断面図である。
符号の説明
1 Si基板
2 インク吐出エネルギー発生素子(液体吐出エネルギー発生素子)
6 インク供給口(液体供給口)
6a フィルター構造

Claims (8)

  1. 液体を吐出するためのエネルギーを発生する液体吐出エネルギー発生素子が表面に形成された基板を有する液体噴射記録ヘッドにおいて、
    前記基板は、該基板の裏面側から表面側に液体を流通させる液体供給口を有し、
    該液体供給口は、前記基板に形成された、該基板の裏面側から表面側に通じる複数の微細な貫通穴を有するフィルター構造を備えていることを特徴とする液体噴射記録ヘッド。
  2. 前記フィルター構造を構成する前記貫通穴は、前記基板の厚み方向の途中で、少なくとも1箇所の屈曲構造を有している、請求項1に記載の液体噴射記録ヘッド。
  3. 前記基板は、前記フィルター構造を構成する前記貫通穴が配置された部位全体に亘って前記基板の裏面側から掘り込まれた構造を有する、請求項1または2に記載の液体噴射記録ヘッド。
  4. 前記基板は、前記フィルター構造を構成する前記貫通穴が配置された部位全体に亘って前記基板の表面側から掘り込まれた構造を有する、請求項1から3のいずれか1項に記載の液体噴射記録ヘッド。
  5. 前記基板はSi基板であり、前記液体吐出エネルギー発生素子が形成される面のSi結晶方位が<110>である、請求項1から4のいずれか1項に記載の液体噴射記録ヘッド。
  6. 基板の表面上に、液体を吐出するためのエネルギーを発生する液体吐出エネルギー発生素子を形成する工程を有する、液体噴射記録ヘッドの製造方法において、
    前記基板に、該基板の表面側から裏面側に通じる微細な貫通穴を有するフィルター構造を形成する工程をさらに有することを特徴とする、液体噴射記録ヘッドの製造方法。
  7. 前記基板としてSi基板を用い、Siエッチング技術によって前記貫通穴を形成する、請求項6に記載の、液体噴射記録ヘッドの製造方法。
  8. 前記基板の表裏両側から互いにずれた位置にそれぞれ穴を形成し、該両穴を、前記基板の厚さ方向の途中で連通させて、屈曲構造を有する前記貫通穴を形成する、請求項6または7に記載の、液体噴射記録ヘッドの製造方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009096036A (ja) * 2007-10-16 2009-05-07 Canon Inc 記録ヘッド基板及びその製造方法
US8778200B2 (en) 2007-10-16 2014-07-15 Canon Kabushiki Kaisha Method for manufacturing liquid discharge head
JP2015058583A (ja) * 2013-09-17 2015-03-30 株式会社リコー 液滴吐出ヘッド及び画像形成装置

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8043517B2 (en) * 2005-09-19 2011-10-25 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Method of forming openings in substrates and inkjet printheads fabricated thereby
US8241510B2 (en) * 2007-01-22 2012-08-14 Canon Kabushiki Kaisha Inkjet recording head, method for producing same, and semiconductor device
KR20080104851A (ko) * 2007-05-29 2008-12-03 삼성전자주식회사 잉크젯 프린트헤드
US20090186190A1 (en) * 2008-01-17 2009-07-23 Shan Guan Silicon filter
EP2828088B1 (en) * 2012-07-03 2020-05-27 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Fluid ejection apparatus
CN108777910B (zh) * 2018-06-15 2020-05-12 武汉华星光电半导体显示技术有限公司 柔性电路板、显示面板以及显示模组

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08174820A (ja) * 1994-12-22 1996-07-09 Ricoh Co Ltd インクジェットヘッド
JPH10138478A (ja) * 1996-11-06 1998-05-26 Canon Inc インクジェット記録ヘッドとその製造方法
JP2000334970A (ja) * 1999-05-27 2000-12-05 Seiko Epson Corp インクジェットヘッドおよびその製造方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10114070A (ja) 1996-10-11 1998-05-06 Canon Inc 液体噴射記録ヘッドおよびその製造方法
JP2000094700A (ja) 1998-09-22 2000-04-04 Canon Inc インクジェット記録ヘッドの製造方法、およびインクジェット記録ヘッド
EP1473159B1 (en) * 2003-04-30 2009-10-07 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Ink jet printhead filter

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08174820A (ja) * 1994-12-22 1996-07-09 Ricoh Co Ltd インクジェットヘッド
JPH10138478A (ja) * 1996-11-06 1998-05-26 Canon Inc インクジェット記録ヘッドとその製造方法
JP2000334970A (ja) * 1999-05-27 2000-12-05 Seiko Epson Corp インクジェットヘッドおよびその製造方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009096036A (ja) * 2007-10-16 2009-05-07 Canon Inc 記録ヘッド基板及びその製造方法
US8778200B2 (en) 2007-10-16 2014-07-15 Canon Kabushiki Kaisha Method for manufacturing liquid discharge head
JP2015058583A (ja) * 2013-09-17 2015-03-30 株式会社リコー 液滴吐出ヘッド及び画像形成装置

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