JP2006130742A - インクジェット記録ヘッド及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】インク中に存在するゴミによる吐出口詰まりがなく、また、連続して吐出を行なっても、ヘッド温度の上昇に起因する不吐出が発生し難いインクジェット記録ヘッドを提供する。
【解決手段】インクが吐出される吐出口６と、吐出口６に連通する液流路２と、液流路２に連通するインク供給口３と、液流路２内のインクを吐出口６から吐出させるためのエネルギーを発生するヒーター１１と、インク供給口３から液流路２に至るインク供給経路上に形成された供給口フィルター１とを少なくとも備えた基板８Ａを有するインクジェット記録ヘッドであって、供給口フィルター１は、基板８Ａの厚み方向にインクを通過させることが可能であり、かつ、吐出口６よりも断面積の小さな複数の貫通孔５によって構成され、該供給口フィルター１が設けられた領域の基板８Ａの厚みよりも、ヒーター１１が設けられた領域の基板８Ａの厚みの方が厚い。
【選択図】図４

Description

本発明は、インクを吐出させて被記録媒体に記録を行うインクジェット記録ヘッドに関するものである。

従来のインクジェット記録ヘッドは、インクが吐出される複数の吐出口と、各吐出口に連通する液流路と、液流路にインクを供給するためのインク供給口と、液流路内のインクに吐出エネルギーを付与する吐出エネルギー発生素子とを少なくとも備えた基板（通常はＳｉ（シリコン）製の基板）を有している。一般的なインクジェット記録ヘッドにおいては、インクを吐出口に安定して供給するために、液流路の断面積が吐出口の断面積より大きくなっており、インク中に混入した不純物粒子等のゴミがインクと共に吐出口近傍にまで達することがあった。ゴミが吐出口近傍に達すると、インクの吐出方向が所期の方向から外れたり、インクの吐出量が変化してむらが生じたりする等、正常な吐出が行われなくなる。また、場合によってはゴミによって吐出口が塞がれてしまい、インクが吐出されなくなる。

そこで、特許文献１、特許文献２及び特許文献３には、インク供給経路にフィルターを形成し、吐出口近傍へのゴミの到達を回避することを目的とした技術が開示されている。かかるフィルターを備えたインクジェット記録ヘッド一例を図１３（ａ）、（ｂ）に示す。同図に示すインクジェット記録ヘッドでは、基板１００の表面側に、複数の吐出口１０１と、各吐出口１０１に連通する液流路１０２と、各液流路１０２に共通のインク供給口１０３と、液流路１０２内のインクに吐出エネルギーを付与するヒーター１０４とが形成され、インク供給口１０３と液流路１０２との間にフィルター１０５が形成されている。このフィルター１０５は、各液流路１０２の入口に形成された一対の円柱状部材１０６からなり、一対の円柱状部材１０６間の隙間１０７及び各円柱状部材１０６とその周囲の壁との間の隙間１０７が、吐出口１０１を詰まらせる大きさのゴミが通過できない寸法とされている。

また、特許文献４には、吐出エネルギー発生素子としての電気熱交換素子の近傍に設けられた、吐出口よりも断面積の小さな供給口を通して吐出口にインクを供給することによって、吐出口の詰まりを回避することを特徴とする技術が開示されている。
特開平５−１２４２０６号公報 特開平１０−８６３７７号公報 特開２００２−２７３８８１号公報 特開平１１−９９６５２公報

近年、インクジェット記録装置には写真調の高画質な印画が求められている。この要求に応えるためには、インクジェット記録ヘッドから吐出されるインク滴を微小化し、粒状感の少ない印画を実現する必要があり、インク滴を微小化するためには、インクジェット記録ヘッドの吐出口の面積（以下「吐出口面積」と称する場合もある）を小さくする必要がある。しかし、吐出口面積が小さくなれば、従来の吐出口面積においては問題とならなかった大きさのゴミによっても吐出特性が影響を受ける場合が多くなる。

さらに、ゴミの中には、フィルターによって捕集可能な大きさのゴミであっても、非常に薄いものであったり、柔らかい材質であったりするために、ヘッドの吸引や吐出を繰り返すうちにフィルターを通過してしまうものもあった。

また、インク滴が小さくなることにより、被記録媒体上の印画領域をインクで埋めるにはインクの打ち込み回数を増やさなければならない。従って、従来と同じリフィル周波数でインクジェット記録ヘッドを駆動した場合には、結果的に印字速度が遅くなってしまう。さらに、インク滴に合わせて小さくなった吐出口に合わせてフィルターの目を細かくしていくと、液流路における流抵抗が増大し、リフィル周波数が低下するので、印字速度がより一層遅くなってしまう。

さらには、リフィル周波数を上げて打ち込み量を多くした場合、吐出中に記録ヘッドが過熱し、不吐出になってしまう虞がある。特に、吐出エネルギー発生素子が形成されている領域の基板の厚みが薄い場合には、該領域が短時間で昇温してしまうため、より一層不吐出に陥りやすい。

本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、上記課題の少なくとも１つを解決することにある。

本発明のインクジェット記録ヘッドは、インクが吐出される吐出口と、吐出口に連通する液流路と、液流路に連通するインク供給口と、液流路内のインクを吐出口から吐出させるためのエネルギーを発生する吐出エネルギー発生素子と、インク供給口から液流路に至るインク供給経路上に形成された第１のフィルターとを少なくとも備えた基板を有するインクジェット記録ヘッドであって、第１のフィルターは、基板の厚み方向にインクを通過させることが可能であり、かつ、吐出口よりも断面積の小さな複数の貫通孔によって構成され、該第１のフィルターが設けられた領域の前記基板の厚みよりも、吐出エネルギー発生素子が設けられた領域の基板の厚みの方が厚いことを特徴とする。

本発明のインクジェット記録ヘッドの製造方法は、上記本発明のインクジェット記録ヘッドを製造可能な方法であって、基板の表面に吐出エネルギー発生素子を形成する工程と、基板に上記第１のフィルターを構成する貫通孔となる孔を形成する工程と、孔の表面に上記保護膜となる耐エッチング性の膜を形成する工程と、基板をエッチングして上記インク供給口を形成する工程と、上記インク供給口の内側に露出している上記膜を除去する工程と、を少なくとも含むことを特徴とする。

本発明によれば、インク中に存在する吐出口の断面積より大きいゴミは、基板のインク供給口部分に設けられたフィルターによって遮られ、吐出口近傍に達することがなくなり、ゴミ詰まりによる吐出不良が大幅に減る。さらに、吐出エネルギー発生素子が形成されている領域の基板の厚みが、フィルターが形成されている領域の厚みよりも厚いので、該素子から発生した熱が基板を介して効率良く放熱される。よって、連続して吐出を行なっても、ヘッド温度の上昇に起因する不吐出が発生し難い。

（実施形態１）
以下、本発明のインクジェット記録ヘッドが搭載されたインクジェット記録ヘッドユニットの一例について説明する。このインクジェット記録ヘッドユニットは、本発明のインクジェット記録ヘッドが搭載される支持部材と、支持部材に搭載されたインクジェット記録ヘッドに電気信号を入力するためのフレキシブル配線基板とを少なくとも有する。

本発明のインクジェット記録ヘッドは、Ｓｉ基板（以下「基板」と略す）と、基板に設けられた複数の吐出口と、各吐出口に連通する液流路と、液流路に連通するインク供給口を有する。吐出口及び液流路は、樹脂材料によって基板の表面上に形成されており、インク供給口は基板をその裏面から表面まで貫通する穴として形成されている。そして、インク供給口から供給されたインクは各液流路へ供給され、液流路内に設けられている吐出エネルギー発生素子としての電気熱変換素子（ヒーター）が発生する熱エネルギーを受けて吐出口から吐出する。以上が本例におけるインクジェット記録ヘッドの基本的な構造及び動作であるが、上記インク供給口と液流路との間には、本発明の特徴の一つであるフィルター（供給口フィルター）が設けられている。図１は、この供給口フィルター１を模式的に示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は部分断面図である。

図１（ａ）、（ｂ）に示すように、供給口フィルター１は、各液流路２ごとに設けられている。また、各供給口フィルター１は、液流路２とインク供給口３とを連通させる複数の貫通孔５によって構成されており、各貫通孔５の断面積は、吐出口６の断面積よりも小さい。さらに、貫通孔５の表面には保護膜７が形成されており、アルカリインクなどに対してもシリコンの溶出が起らないようにしてある。尚、インク供給口３は、基板８Ａを結晶異方性エッチングすることによって形成したものであるが、インク供給口３の形成方法は必ずしも結晶異方性エッチングに限られるものではなく、ウエットエッチングやドライエッチングなど、他の形成方法を用いることも可能である。

図２及び図３は、図１（ａ）、（ｂ）に示すインクジェット記録ヘッドの製造方法を示している。

図２（ａ）には、基板８Ａの表面１０にヒーター１１が形成された状態が示されている。基板８Ａの表面１０には、図示されているヒーター１１の他に、ヒーター１１に電気信号を入力するための配線や保護膜等が形成されているが、図２及び３においては便宜上省略してある。

図２（ｂ）には、基板８Ａに、最終的に貫通孔５となる縦長の孔１２が形成された状態が示されている。孔１２を形成するためのマスクは、ポジレジストを用いて形成することが可能であり、例えば、ＯＦＰＲ（東京応化工業株式会社製）などを用いて形成することができる。孔１２は、ＳＦ₆とＯ₂の混合ガスを用いて、ＲＩＥなどの異方性ドライエッチング装置を用いて形成することが可能である。この時、孔１２の内径は、後工程で形成される保護膜７の膜厚（1.4[μm]）を考慮して、8.8[μm]としてある。すなわち、保護膜７が形成された後の孔１２の内径は、6.0[μm]となる。尚、後工程で形成される吐出口６の内径は7.0[μm]である。

図２（ｃ）には、孔１２の表面に保護膜７が形成された状態が示されている。この保護膜７は、製造工程においては、インク供給口３を形成する際に、エッチャント（エッチング液）が後に液流路２となる空間内に進入するのを防ぐ役割を果たす。本例では、プラズマＣＶＤを用いて成膜したＳｉＮ膜を保護膜７としたが、保護膜７の種類は特に限定されるものではなく、無機膜であっても、有機膜であってもよい。例えば、ＳｉＯ膜やＳｉＯＮ膜を保護膜７とすることができる。さらに、保護膜７の成膜方法や膜厚も特に限定されるものではない。

図２（ｄ）には、ヒーター１１が形成された基板８Ａの表面１０の上に、吐出口６及び液流路２を形成するための型レジストパターン１３が溶解可能な樹脂によって形成された状態が示されている。溶解可能な樹脂としては、例えばＯＤＵＲ（東京応化工業株式会社製）などを用いることができる。この時、保護膜７によって表面が保護されている孔１２は、型レジストパターン１３を形成する樹脂によって埋められることになる。また、基板８Ａの裏面１５には、後工程においてインク供給口３を形成するために行なう結晶異方性エッチングに使用する裏面マスク１６が形成される。裏面マスク１６は、例えばポリエーテルアミド（日立化成工業株式会社製：商品名ＨＩＭＡＬ）を用いて形成することが可能である。

図２（ｅ）には、型レジストパターン１３の上に被覆樹脂層１７が形成され、これがパターニングされて、最終的に吐出口６となる凹部が形成された状態が示されている。被覆樹脂層１７はエポキシ樹脂などを用いて形成することが可能である。

図３（ｆ）には、後述する結晶異方性エッチングの工程において使用されるエッチャントから被覆樹脂層１７を保護するためのＡＥ保護膜１８が形成された状態が示されている。エッチャントとしてＴＭＡＨ（Tetra Methyl Ammonium Hydroxid）を用いる場合には、例えばＯＢＣ（東京応化工業株式会社製）を用いてＡＥ保護膜１８を形成することが可能である。

図３（ｇ）には、基板８Ａが結晶異方性エッチングされ、インク供給口３が形成された状態が示されている。この時、孔１２に埋め込まれた樹脂（型レジストパターン１３を形成している樹脂の一部）は、保護膜７に被覆された状態でインク供給口３の内側に突出している。また、基板８Ａの表面１０の上に延存している保護膜７は、結晶異方性エッチングのエッチングストップ層としての役割を果たす。

図３（ｈ）には、ＣＦ₄とＯ₂の混合ガスによって、インク供給口３に内側に突出している樹脂を被覆している保護膜７がエッチングされて除去された状態が示されている。保護膜７のエッチングには、ＣＤＥなどのエッチング装置を使用することが可能である。このとき、結晶異方性エッチングのエッチングストップ層としての役割を終えた保護膜７の一部も同時に除去される。また、保護膜７がエッチングされた後には、孔１２内に埋め込まれた樹脂（型レジストパターン１３の一部）が露出することになる。

その後、図３（ｈ）に示す型レジストパターン１３、裏面マスク１６、ＡＥ保護膜１８を除去することによって本発明のインクジェット記録ヘッドが完成し、完成した基板８Ａ及びその他の必要部材を不図示の支持部材に組み付けることによって、インクジェット記録ヘッドユニットが完成する。図４に完成したインクジェット記録ヘッドを示す。図４（ａ）は、平面図であり、図４（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ断面図である。これらの図から明らかなように、インクジェット記録ヘッドには、複数の吐出口６が長手方向に沿って一列に配列されてなる吐出口列６Ａ、６Ｂが平行に形成されており、一方の吐出口列６Ａを構成している吐出口６と他方の吐出口列６Ｂを構成している吐出口６とは、１ピッチずれている。また、各吐出口６に連通する液流路２内であって、かつ、吐出口６の直下にヒーター１１が形成されている。すなわち、吐出口６の配置状態とヒーター１１の配置状態とは実質的に同一であり、吐出口列６Ａ、６Ｂの下にはヒーター列１１Ａ、１１Ｂがそれぞれ形成されている。

インク供給口３は、ヒーター列１１Ａ、１１Ｂの間に形成されており、幅（Ｗ）が基板８Ａの裏面１５側から表面１０側に向けて次第に狭くなるテーパー状の断面形状を有する。このため、インク供給口３の裏面側開口部２０の幅方向端部２１よりも外側における基板８Ａの厚みは一定であるが、幅方向端部２１よりも内側における基板８Ａの厚みは、中心に近い部分ほど薄くなっている。ここで、供給口フィルター１は、基板８Ａの厚みが中心に向けて次第に薄くなっている部分に形成されている。換言すれば、基板８Ａをその厚さ方向に貫通してインク供給口３と液流路２とを連通させている貫通孔５は、基板８Ａの中心に近い位置に形成されている貫通孔５ほどその長さが短い。一方、ヒーター列１１Ａ、１１Ｂは、基板８Ａの厚みが一定の部分に形成されている。すなわち、ヒーター１１が形成されている部分の基板８Ａの厚みは供給口フィルター１が形成されている部分に比べて厚く、ヒーター１１から発生した熱は基板８Ａを介して効率良く放熱される。

以上の構成を有するインクジェット記録ヘッドが搭載されたインクジェット記録ヘッドユニットを記録装置にセットして印字を行なったところ、インクジェット記録ヘッドの吐出口がゴミによって塞がれることはなく、非常に良好な印字を行なうことができた。また、連続して吐出を行なっても、ヘッド温度の上昇に起因する不吐出の発生頻度は非常に低かった。

（実施形態２）
以下、本発明のインクジェット記録ヘッドの他例について説明する。本例のインクジェット記録ヘッドと実施形態１で説明したインクジェット記録ヘッドとの相違点は、供給口フィルターとは異なる別のフィルター（流路フィルター）が追加されている点のみである。そこで、実施形態１で既に説明した構成と同一の構成については図中に同一の符号を付して説明を省略する。

図５に示すように、本例のインクジェット記録ヘッドを構成する基板８Ｂには、供給口フィルター１とは別に、流路フィルター３０が設けられている。この流路フィルター３０は、インク供給口３と各液流路２との間（液流路２の入口）に設けられている。具体的には、各液流路２の入口に一対の円柱状部材３１が所定の間隔を置いて平行に形成されており、両円柱状部材３１間に生じた開口部（隙間３２）及び各円柱状部材３１とその周囲の壁との間に生じた開口部（隙間３３）が吐出口６に詰まる虞のある大きさのゴミが通過できない寸法とされている。かかる流路フィルター３０は、図２（ｄ）などに示す型レジストパターン１３のパターン形状を変更することによって形成することができる。

本例のインクジェット記録ヘッドでは、共通のインク供給口３から各液流路２へ至る供給経路が２系統となる。すなわち、供給口フィルター１を抜けて液流路２へ至る経路と、流路フィルター３０を抜けて液流路２へ至る経路である。前者の経路を矢印Ｘによって、後者の経路を矢印Ｙによって図５中に模式的に示す。

以上のインクジェット記録ヘッド及びその他の必要部材を不図示の支持部材に組み付けることによって、インクジェット記録ヘッドユニットが完成する。完成したインクジェット記録ヘッドユニットを記録装置にセットして印字を行なったところ、インクジェット記録ヘッドの吐出口６がゴミによって塞がれることはなく、非常に良好な印字を行なうことができた。さらに、インク供給口３から液流路２に至る供給経路が２系統あり、流抵抗が低下するので、図１３に示す従来例に比較して、リフィル周波数を高くすることができた。また、連続して吐出を行なっても、ヘッド温度の上昇に起因する不吐出の発生頻度は非常に低かった。

（実施形態３）
以下、本発明のインクジェット記録ヘッドの他例について図６を参照しながら説明する。本例のインクジェット記録ヘッドの基本構成は、実施形態２で説明したインクジェット記録ヘッドと同一である。異なるのは、インク供給口３の液流路２側の幅Ｗが拡大され、供給口フィルター１を構成する全ての貫通孔５が基板８Ｃの表面１０と平行な面４０内においてインク供給口３に連通されている点である。インク供給口３の液流路２側の幅Ｗは、基板８Ｃを結晶異方性エッチングしてインク供給口３を形成する際に使用するマスクの幅を大きくすることによって拡大してある。尚、実施形態１及び実施形態２で既に説明した構成と同一の構成については、図６中に同一の符号を付して説明を省略する。

本例のインクジェット記録ヘッドでは、供給口フィルター１を構成する各貫通孔５の長さが、図１（ｂ）や図５（ｂ）に示す供給口フィルター１を構成する貫通孔５に比べて短くなったことによって、流抵抗が低減されている。流抵抗が低いことは、リフィル周波数を高める際に有利となる。

インク供給口３を形成している面４０や面４１の耐インク性が懸念される場合には、供給口フィルター１を形成した後に、スパッタ等の手段により、ＳｉＮ膜やＳｉＯ膜などの保護膜を形成しても良い。このとき、供給口フィルター１を通過したスパッタ粒子が液流路２の内部にまで到達するが、液流路２の体積変化は非常に微少であるため問題とはならない。

以上のインクジェット記録ヘッド及びその他の必要部材を不図示の支持部材に組み付けることによって、インクジェット記録ヘッドユニットが完成する。完成したインクジェット記録ヘッドユニットを記録装置にセットして印字を行なったところ、インクジェット記録ヘッドの吐出口６がゴミによって塞がれることはなく、非常に良好な印字を行なうことができた。さらに、供給口フィルター１を構成している貫通孔５の短尺化によってヒーター１１の後方（上流側）の流抵抗が低減され、実施形態２で説明したインクジェット記録ヘッドと比較して、リフィル周波数をさらに高くすることができた。また、連続して吐出を行なっても、ヘッド温度の上昇に起因する不吐出の発生頻度は非常に低かった。

（実施形態４）
以下、本発明のインクジェット記録ヘッドの他例について図７を参照しながた説明する。本例のインクジェット記録ヘッドの基本構成は、実施形態２で説明したインクジェット記録ヘッドと同一である。異なるのは、基板８Ｄの表面１０側に、該表面１０よりもインク供給口３側に凹陥する合流部５０が形成され、その合流部５０によって、供給口フィルター１を構成している各貫通孔５が連結されている点である。このような形態とすることにより、供給口フィルター１を構成する各貫通孔５の長さが、実施形態１や実施形態２で説明したインクジェット記録ヘッドが備える供給口フィルター１を構成している各貫通孔５に比べて短くなる。このことは、供給口フィルター１を通過するインクの流抵抗が低減されることを意味しており、リフィル周波数を高める際により一層有利となる。尚、実施形態１乃至実施形態３で既に説明した構成と同一の構成については、図７中に同一の符号を付して説明を省略する。

本例のインクジェット記録ヘッドの製造方法は、実施形態１で説明した製造方法に準ずるものであるが、一部の工程においてデュアルマスク法を用いている。そこで、実施形態１で説明した製造方法の工程とは異なる、デュアルマスク法を用いた工程について図８（ａ）〜（ｄ）及び図９（ｅ）に示す。

図８（ａ）には、基板８Ｄの表面１０にヒーター１１が形成された状態が示されている。基板８Ｄの表面１０には、図示されているヒーター１１の他に、ヒーター１１に電気信号を入力するための配線や保護膜等が形成されているが、便宜上省略してある。

図８（ｂ）には、基板８Ｄの表面１０に設けられたデュアルマスクが示されている。すなわち、第１のマスク５１と第２のマスク５２が示されている。第１のマスク５１としては、ＯＦＰＲ（東京応化工業株式会社製）などのポジレジストを用いることが可能であり、供給口フィルター１を形成するのに必要なパターン形状となっている。第２のマスク５２としては、フォトニース（東レ株式会社製）などのポリイミドを用いることが可能であり、合流部５０（図７）を形成するために必要なパターン形状となっている。

図８（ｃ）には、第１のマスク５１を用いたドライエッチングによって、図７に示す貫通孔５となる縦長の孔１２が形成された状態が示されている。ドライエッチングには、ＳＦ₆とＯ₂の混合ガスを用いることが可能である。

図８（ｄ）には、第１のマスク５１が剥離された状態が示されている。第１のマスク５１は、リムーバーを用いて剥離することが可能である。リムーバーとしては、一般的なものを使用することが可能であり、例えば、シプレイ１１１２Ａ（シプレイファーイースト）などを使用することが可能である。

図９（ｅ）には、第２のマスク５２を用いたドライエッチングによって、図７に示す合流部５０が形成された状態が示されている。ここでのドライエッチングにもＳＦ₆とＯ₂の混合ガスを用いることが可能である
図９（ｆ）〜（ｈ）及び図１０（ｉ）〜（ｋ）には、図９（ｅ）に示す工程に続く後工程が時系列で示されている。しかし、これらの図に示されている工程は、図２（ｃ）〜（ｅ）及び図３（ｆ）〜（ｈ）に示す工程と同様の工程であるので、図中に同一の符号を付して説明を省略する。

以上のようにして製造された本例のインクジェット記録ヘッド及びその他の必要部材を不図示の支持部材に組み付けることによって、インクジェット記録ヘッドユニットが完成する。完成したインクジェット記録ヘッドユニットを記録装置にセットして印字を行なったところ、吐出口にゴミ詰まりなどがなく、非常に良好な印字を行なうことができた。さらに、供給口フィルター１を構成する各貫通孔５を合流部５０によって連結させることにより、流抵抗の大きい貫通孔５が短尺化され、実施形態２で説明したインクジェット記録ヘッドと比較して、リフィル周波数をさらに高くすることができた。また、連続して吐出を行なっても、ヘッド温度の上昇に起因する不吐出の発生頻度は非常に低かった。

（実施形態５）
以下、本発明のインクジェット記録ヘッドの他例について説明する。本例のインクジェット記録ヘッドの基本構成は、これまで説明したインクジェット記録ヘッドと同一である。異なるのは、本例のインクジェット記録ヘッドを構成する基板が実施形態３で説明した基板８Ｃの特徴と実施形態４で説明した基板８Ｄの特徴を合わせ持っている点である。具体的には、図１１に示すように、インク供給口３の液流路２側の幅Ｗが拡大され、供給口フィルター１を構成する全ての貫通孔５が基板８Ｅの表面１０と平行な面４０内においてインク供給口３に連通されている。さらに、基板８Ｅの表面１０側に、該表面１０よりもインク供給口３側に凹陥する合流部５０が形成され、その合流部５０によって、各貫通孔５が連結されている。尚、実施形態１乃至実施形態４で既に説明した構成と同一の構成については、図１１中に同一の符号を付して説明を省略する。

実施形態３で説明した基板８Ｃと実施形態４で説明した基板８Ｄの双方の特徴を備えた基板８Ｅを有する本例のインクジェット記録ヘッドは、基板８Ｃ及び基板８Ｄのそれぞれによる作用と共に、それら２つの作用の相乗効果によって、より一層優れた作用を奏する。例えば、本例のインクジェット記録ヘッドでは、実施形態３及び４で説明したインクジェット記録ヘッドと比較して、さらにリフィル周波数を高くすることができた。

（実施形態６）
図１２に、インク供給口６０が等方性エッチングによって形成された基板８Ｆの一例を示す。ここで説明する基板８Ｆを備えたインクジェット記録ヘッドも本発明のインクジェット記録ヘッドに含まれる。尚、実施形態１乃至実施形態５で既に説明した構成と同一の構成については、図１２中に同一の符号を付して説明を省略する。

図１２に示す基板８Ｆの製造方法は、基本的に実施形態１で説明した製造方法に準ずる。但し、後に供給口フィルター１を構成する貫通孔５となる縦長の孔を形成する工程において、後にインク供給口３となる空間も同時に形成する。そして、上記孔の表面に保護膜７を形成する際に、インク供給口３となる空間の表面にも同時に保護膜を形成する。インク供給口３を形成するための等方性エッチングとしては、沸酸と硝酸の混合液を用いる方法、ＣＦ₄とＯ₂の混合ガスを用いたＣＤＥなどのドライエッチングによる方法などを挙げることが出来る。

尚、インク供給口３の内面６１のインクに対にする耐久性が懸念される場合には、供給口フィルター１を形成した後に、スパッタ等の手段によって、基板８Ｆの裏面１５側より、ＳｉＮ，ＳｉＯなどの保護膜を形成しても良い。この時、供給口フィルター１を通過したスパッタ粒子は液流路２の内部に到達するが、液流路２の体積変化は非常に微少であるため問題とはならない。

以上の基板８Ｆを備えたインクジェット記録ヘッド及びその他の必要部材を不図示の支持部材に組み付けることによって、インクジェット記録ヘッドユニットが完成する。完成したインクジェット記録ヘッドユニットを記録装置にセットして印字を行なったところ、吐出口にゴミ詰まりなどがなく、非常に良好な印字を行なうことができた。また、供給口フィルターを構成する貫通孔が基板の表面と平行な面内においてインク供給口に連通されている点は、図６に示すインクジェット記録ヘッドと同様である。よって、貫通孔の短尺化によってヒーターの後方（上流側）の流抵抗が低減され、リフィル周波数をさらに高くすることもできた。また、連続して吐出を行なっても、ヘッド温度の上昇に起因する不吐出の発生頻度は非常に低かった。

実施形態１の基板を模式的に示す図であって、（ａ）は一部省略の平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。 （ａ）〜（ｅ）は、図１（ａ）（ｂ）に示す基板の製造工程の一部を示す模式的断面図である。 （ｆ）〜（ｈ）は、図２（ｅ）に示す工程に続く後工程を示す模式的断面図である。 実施形態１の基板を模式的に示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。 実施形態２の基板を模式的に示す図であって、（ａ）は一部省略の平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。 実施形態３の基板を模式的に示す断面図である。 実施形態４の基板を模式的に示す断面図である。 （ａ）〜（ｄ）は、図７に示す基板の製造工程の一部を示す模式的断面図である。 （ｅ）〜（ｈ）は、図８（ｄ）に示す工程に続く後工程を示す模式的断面図である。 （ｉ）〜（ｋ）は、図９（ｈ）に示す工程に続く後工程を示す模式的断面図である。 実施形態５の基板を模式的に示す断面図である。 実施形態６の基板を模式的に示す断面図である。 従来のインクジェット記録ヘッドの一例を示す図であって、（ａ）は一部省略の平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。

符号の説明

１ 供給口フィルター
２ 液流路
３ インク供給口
５ 貫通孔
６ 吐出口
７ 保護膜
８Ａ〜８Ｆ 基板
１０ 基板の表面
１１ ヒーター
１２ 孔
１３ 型レジストパターン
１５ 基板の裏面
１６ 裏面マスク
１７ 被覆樹脂層
１８ ＡＥ保護膜
３０ 流路フィルター
３１ 円柱状部材
５０ 合流部
５１ 第１のマスク
５２ 第２のマスク

Claims (11)

1. インクが吐出される吐出口と、前記吐出口に連通する液流路と、前記液流路に連通するインク供給口と、前記液流路内のインクを前記吐出口から吐出させるためのエネルギーを発生する吐出エネルギー発生素子と、前記インク供給口から前記液流路に至るインク供給経路上に形成された第１のフィルターとを少なくとも備えた基板を有するインクジェット記録ヘッドであって、
   前記第１のフィルターは、前記基板の厚み方向にインクを通過させることが可能であり、かつ、前記吐出口よりも断面積の小さな複数の貫通孔によって構成され、該第１のフィルターが設けられた領域の前記基板の厚みよりも、前記吐出エネルギー発生素子が設けられた領域の前記基板の厚みの方が厚いことを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
2. 前記第１のフィルターにおけるインクの通過方向と交差する方向にインクを通過させることが可能な複数の開口部によって構成された第２のフィルターが前記インク供給経路上に形成され、前記開口部は前記吐出口の断面積より小さい断面積を有する請求項１記載のインクジェット記録へッド。
3. 前記第１のフィルターを構成する複数の貫通孔の長さが同一であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のインクジェット記録ヘッド。
4. 前記第１のフィルターを構成する複数の貫通孔を連結させる合流部が前記基板の表面に形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のインクジェット記録ヘッド。
5. 前記第１のフィルターを構成する貫通孔の表面に保護膜が形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のインクジェット記録ヘッド。
6. 前記保護膜が無機膜であることを特徴とする請求項５記載のインクジェット記録ヘッド。
7. 前記保護膜が有機膜であることを特徴とする請求項５記載のインクジェット記録ヘッド。
8. 前記保護膜がＳｉＮ膜であることを特徴とする請求項５記載のインクジェット記録ヘッド。
9. 前記保護膜がＳｉＯ膜であることを特徴とする請求項５記載のインクジェット記録ヘッド。
10. 前記保護膜がＳｉＯＮ膜であることを特徴とする請求項５記載のインクジェット記録ヘッド。
11. 請求項１乃至請求項１０のいずれかに記載のインクジェット記録ヘッドを製造する方法であって、
    基板の表面に吐出エネルギー発生素子を形成する工程と、
    前記基板に第１のフィルターを構成する貫通孔となる孔を形成する工程と、
    前記孔の表面に保護膜となる耐エッチング性の膜を形成する工程と
    前記基板をエッチングしてインク供給口を形成する工程と
    前記インク供給口の内側に露出している前記膜を除去する工程と、を少なくとも含むインクジェット記録ヘッドの製造方法。

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