JP2007283667A

JP2007283667A - インクジェット記録ヘッドおよびインクジェット記録ヘッドの製造方法

Info

Publication number: JP2007283667A
Application number: JP2006114607A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Tokunaga; 博之徳永
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2006-04-18
Filing date: 2006-04-18
Publication date: 2007-11-01

Abstract

【課題】インク供給口にハリを設け、そのハリのインクジェット記録ヘッドノズル側に空隙部を作り込むことで、インクジェット記録ヘッドの幅を広くした場合においても、機械強度が十分に確保され、インク流路の抵抗を増大させることなく高品位な印字が可能なインクジェット記録ヘッドを提供する。
【解決手段】ハリ１０３のノズル側の面に凹部をもうけ、流路下に空隙１０４をつくり、インクの流れをスムースにして、応答周波数を向上させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、液体に外部からエネルギーを加えることによって、所望の液体を吐出するインクジェット記録ヘッド、およびインクジェット記録ヘッドの製造方法に関する。

熱等のエネルギーをインクに与えることで、気泡の発生を促し、この体積変化を利用して吐出口からインクを吐出し、これを記録媒体上に付着させて画像形成を行うインクジェット記録方法が知られている。インクジェット方式の中で、基板に対し垂直にインクを吐出するサイドシューター型（特許文献１）が提案されている。このサイドシューター型では、基板の裏面から表面の吐出圧発生素子部にインクを供給するために、図３３にあるように基板８０１に貫通する穴８０２を開けている。
特開平４−１０９４０号公報

従来のサイドシューター型のインクジェット記録ヘッドでは、ヘッド幅が短かったので貫通口は開口部がつながった１つの穴になっていた。しかしながら、へッド幅を広くして、大面積に一度に印字できる長尺のヘッド作製しようとすると、インク供給口も長くなり、機械的強度が弱くなりヘッドの変形や破壊などの可能性が増加する。そこで、供給口の長手方向にハリを設ける供給口を分割する必要がある。一方、供給口の中にハリを作ると、ハリの部分だけインクを加熱する吐出圧発生素子部と供給口との距離ＣＨが一定でなくなる。吐出圧発生素子と供給口の距離ＣＨは、吐出口へのインクの充填速度に影響を与え、ＣＨが異なるヘッド間で均一なインク吐出性能が得られないという問題があった。

上記のような問題点は、インク吐出圧力発生素子でインク内に気泡を発生させてインク液滴を吐出させインク吐出圧力発生素子に対向する側に吐出口が配されているインクジェット記録ヘッドであって、基板にインク供給口が長手方向に複数連続して配置されると共に、連続するインク供給口の間のハリの吐出圧発生素子形成面側の部分に空隙部が形成されていることを特徴とする本発明によって解決された。

本発明のインクジェット記録ヘッド基板の製造方法は、シリコン基板にインク供給口としてスルーホールを形成する方法を用いたインクジェット記録ヘッド基板の製造方法であって、該基板表面のインク供給口の形成部に選択的にエッチングが可能な連続する犠牲層を設ける工程と、前記基板上に該犠牲層を被覆するように耐エッチング性を有するパッシベーション層を形成する工程と、該犠牲層に対応する基板裏面部に一部にハリを残すように分離されたエッチングマスク開口部を設ける工程と、該開口部より前記犠牲層が露出するまで基板を結晶軸異方性エッチングでエッチングする工程と、前記エッチング工程により露出した部分より前記犠牲層をエッチング除去する工程と、前記犠牲層よりエッチパックによってハリ上部に空隙を作る工程と、前記パッシベーション層を除去しインク供給口を形成する工程とによって実現された。

（作用）
連続するインク供給口の問のハリの部分が、供給口から吐出口へ流れるインクの流速を遅くしている。このハリの吐出口側の部分を一部除去し空隙部を形成することによって、抵抗が低減され、ハリ近傍の吐出口へ供給されるインクの流速の乱れが緩和される。

以上述べたように本発明によれば、インク供給口にハリを設け、そのハリのインクジェット記録ヘッドノズル側に空隙部を作り込むことで、インクジェット記録ヘッドの幅を広くした場合においても、機械強度が十分に確保され、インク流路の抵抗を増大させることなく高品位な印字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。

次に、本発明の詳細を実施例の記述に従って説明する。

なお、表１に記載のエポキシ樹脂、「エピコート」は登録商標である。

（実験１）
以下に、本発明に係わる実験について述べる。連続する供給口間のハリの空隙部の深さと、インク吐出の周波数特性について調べた。

図３は本発明にいたる実験に用いたインクジェット記録ノズルのべ一ス基板（ノズル部を省略）の概略を示したものである。図４はＢ−Ｂ′断面を示したものである。インク供給口からノズル下部に位置する吐出圧発生素子（ヒーター）までの距離ＣＨは３０μｍとした。この時、ハリの部分の基板面からの深さをＺとして、Ｚを変化させてヘッドを形成して、インク吐出が応答できるヒーター電圧パルスの限界周波数を調べた。

図３４はＺとハリの真横に位置したノズルの限界応答周波数の関係を示したものである。ハリから１ｍｍ以上離れたノズルの限界応答周波数は２１ｋＨｚであった。ハリの空隙部の深さが深くなるにつれて限界周波数が高くなっていることが判る。ハリ上部の空隙部の深さＺが３μｍ以上で周波数特性の改善効果が認められた。

（実験２）
図３６は実験１に用いたインクジェット記録ノズルのベース基板（ノズル部を省略）の平面図を示したものである。ここで、６００μｍ厚のＳｉウエハを用いて、インク供給口が４個並列で開口していて、インク供給口の長さＬ＝２０ｍｍ、幅Ｎ＝１００μｍ、ハリの幅Ｍを１０、２０、５０、１００、１５０、２００μｍと変化させたものと、ハリを設けずＬ＝８０ｍｍとした基板を作製し、上部にヒーターやノズルを形成してインクジェット記録ヘッドを作製したところ、ハリを設けなかったものは、一部にノズル部の樹脂にゆがみが発生し吐出方向にバラツキが発生したものもあった。ハリの幅が１０μｍのものとハリを設けなかったものでは、ブロセス終了時点で基板のＳｉウエハに割れが発生したものもあった。また、機械的強度を測定するため衝撃試験機で５０Ｇを掛けたところ、ハリを設けなかったものとＭ＝１０μｍのものは、基板が供給口周辺から割れてしまった。

（実施態様例）
図１は本発明による実施態様例を示すインクジェット記録ヘッドのベース基板の模式図である。基板としてはＳｉウエハ、アルミナなどのセラミック、Ａｌなどの金属基板、樹脂等が用いられる。基板の中心部にインクを裏面から供給するための貫通穴１０２があけられている。インクジェット記録ヘッドノズルの幅が広くなると、この供給口が基板中心を縦断しているために、基板の強度が低下して、変形や破損が起きる可能性が増える。そこで、図１のように供給口を複数に分割して、内部にハリ１０３を設けて強度増加をはかる。このときハリ上部（インク吐出圧発生素子形成面側）がインク流路の抵抗となり、高い周波数でインクジェットを駆動したときのインク供給の乱れが発生する。これを回避するために、ハリ上部（インク吐出圧発生素子形成面側）に空隙部１０４を設け、インク流路の抵抗を下げるようにする。

図２は、ＡＡ′断面を示したものである。供給口の幅Ｘは一般には５０〜３００μｍ、望ましくは８０〜２００μｍ、最適には１００〜２００μｍである。供給口の長さＹは一般には２〜５０ｍｍ、望ましくは５〜３０ｍｍ、最適には１０〜２０ｍｍである。ハリの幅Ｍは一般には２０〜４００μｍ、望ましくは４０〜３００μｍ、最適には１００〜２００μｍである。ハリの基板表面からの深さＺは、一般には３μｍ以上、望ましくは５μｍ以上、最適には１０μｍ以上である。

図３は本発明によるベース基板上にインク加熱用のヒーター３０２と配線電極３０３を形成したものの模式図である。図４はさらに、樹脂等でインクジェット記録ノズルを形成したもののＢＢ′断面部の構造を示したものである。下部のインク供給口４０６方向から供給されたインクがヒーター４０２で加熱され発泡しノズル４０５から吐出する。この時、平面的にハリの真横に位置するヒーター部でも、ハリ上部に空隙部４０８を形成しておくことにより、供給速度に障害を与えないだけのインク流路が確保されているので、他のヒーター部と同等のインク吐出性能が得られる。

次に、本発明によるインクジェヅト記録ノズルのプロセスを図５〜１４を使って順を追って説明する。基板としては樹脂、セラミック、金属等が利用可能であるが、以下ではＳｉウエハを使った場合について述べる。

（１）基板面方位（１１０）のシリコン基板５０１の片面に例えばプラズマＣＶＤで図５のようにポリシリコンやアモルファスシリコンなどを堆積してフォトリソ技術によって図６（平面図図１０）のようにインク供給口として所望のパターン５０３を形成する。これはエッチング犠牲層と呼ばれ、裏面からエッチングが進行してエッチャントが犠牲層に到達するとＳｉウエハよりエッチングレートが格段に速いので短時間にエッチングされ、犠牲層パターンに対応した開口部を開けることができるものである。この時のパターンは基板に対して垂直にエッチング穴があくように、図１０のように狭角が７０．５度をなす平行四辺形とし、平行四辺形の長辺および短辺は(１１１)と等価の面に平行になるように配置する。

（２）さらに、その上にエッチングストップ層としてＳｉＮやＳｉＯ₂などを堆積し、同じくフォトリソ技術を使って裏面のインク供給口のパターン部分５０５を除去しウエハ面を露出させる。この時、裏面のパターン（図１１）には周期的にハリ５０６部分を残すように形成する。

（３）このエッチング犠牲層は、Ｓｉウエハに比べてエッチング速度が速ければ良く、上述したように膜を堆積する方法以外に、犠牲層にしたい部分をイオンインプラや陽極化成法で加工しても良い。

（４）この基板をアルカリ系エッチャント（ＫＯＨ、ＴＭＡＨ、ヒドラジン等）に浸け、(１１１)面が出るように異方性エッチングすると、図１２のように平面形状が平行四辺形の貫通穴が形成される。（断面Ｃ−Ｃ′図１３）さらに、基板構造を確認しやすくするためにエッチングストップ層を除去する。（本来のインクジェット記録ノズル作製工程では、これより後にエッチングストップ層を除去する）この時ハリ形成部の断面Ｄ−Ｄ′を見ると、図１４のように犠牲層からのエッチバックによって、ハリ上部がエッチングされ、上面のインク供給口の横方向の流抵抗を妨げない構造になっている。また、ハリの側面はエッチング速度の遅い（１１１）面に囲まれている。

上記プロセスにおいて、基板の加工手順は特に限定されるものではなく、任意に選ぶことができる。また、シリコンウエハの面方位も(１１０)に限定されるものではなく、（１００）でも可能である。ただし、この場合供給口の開口部の形状は長方形となる。

図１は、上述したプロセスで得られた基板の模式的な斜方図である。次に、このベース基板上にインク吐出圧力発生素子およびインク吐出ノズルを形成する方法について述べる。

（５）インク供給口に合わせて、インク吐出圧力発生素子としてヒーター部５０７を形成する。ヒーター材料としては、Ｔａ、ＴａＮ、ＴａＮＳｉ等などの金属膜をスパッターや真空蒸着等によって堆積しパターニングする。さらに電力供給用の電極５０８としてＡｌ、Ｍｏ、Ｎｉ等の金属膜を同様にして形成する。なお特に図示してはいないが、ヒーターには耐久性の向上を目的として保護膜を付けても良い。

（６）インク流路確保のために、強アルカリや有機溶剤等で溶解可能な樹脂でパターン５０９を形成する。このパターンは、印刷法や感光性樹脂によるパターニング等で形成する。

（７）インク流路のパターンの上に、被覆樹脂層５１０を形成する。この被覆樹階層は微細パターンを形成するので感光性レジストが望ましく、さらに流路を形成した樹脂層５０９を除去する際のアルカリや溶剤等によって変形変質しない性質が必要である。

（８）次に流路の被覆樹脂層５１０をパターニングして、ヒーター部５０７に対応したインク吐出口５１１と電極の外部接続部５１２を形成する。

この後、被覆樹脂層を光や熱等によって硬化し、エッチングストップ層５１３のＳｉＮ等の膜をフッ酸等の薬液または、ドライエッチ等で部分的に除去してインク供給口５１４を開口する。最後にインク流路形成材５０９を除去し、インクの流路５１５を確保する。

本発明においてはインク供給口を開ける工程と、インク吐出圧力発生素子およびインク吐出ノズル形成する順を入れ替えて、（５）〜（８）を先にして（１）〜（４）を後の工程にすることも可能である。

以下に、本発明の実施例を説明する。

図３は、本発明によるインクジェット記録ヘッドのベース基板の構造を示した模式図である。（１１０）の面方位を持った厚さ５００μｍのＳｉウエハ３０１に、平面構造において長辺が(１１１)面に平行で、幅１００μｍ、長さ２０ｍｍ、短辺と長辺のなす角が７０．５度である、基板に対して、垂直エッチされたインク供給口３０５が、幅８０μｍのハリ３０４を挟んで４個縦列に配置されている。図２１は、インク供給口を基板裏面から見た平面の模式図である。貫通穴は長辺が(１１１)面に平行で、幅１００μｍ、長さ２０ｍｍ、短辺と長辺のなす角が７０．５度で基板に対して垂直に開けられている。インク供給口の両側に、厚さ２００Å、４０μｍ口のＴａＮヒーターが、８０μｍ間隔で配置されている。ハリのヒーター側の部分には、深さ２０μｍの空隙部が形成されている。各ヒーターには、厚さ３０００ÅのＡｌ配線３０３が接続され、個々に電気信号が供給できるようになっている。

図４は、ノズル形成樹脂まで作製したインクジェット記録ヘッドの断面の模式図である。各ヒーターの直上にはノズル形成樹脂４０４に開口部４０５が設けられ、この部分よりインクを吐出するようになっている。

このインクジェット記録ヘッドを使って、吐出周波数１０ｋＨｚで印字テストを行ったが、８０ｍｍ幅全域にわたって、印字のカスレ、濃度ムラ、インクの不吐出のない高品位な印字物が得られた。

（比較例１）
以下に、本発明の比較例を説明する。

基板表面のヒーター、電極、ノズル等の構成は実施例１と同じ構造で、図３５のように（ヒーター、電極、ノズルは図示せず）ベースの基板のハリのヒーター側の面に空隙を設けずに平坦な構造にした。

基板上面のヒーター、電極、ノズル形成樹脂等の構造は、実施例１と同様にした。

このインクジェット記録ヘッドを使って、吐出周波数１０ｋＨｚで印字テストを行ったが、２０ｍｍ周期でハリの真横にあたるノズル部からの吐出が乱れ、印字の濃度ムラが見られる部分があった。

以下に、本発明の他実施例を説明する。

基板表面のヒーター、電極、ノズル等の構成は実施例１と同じ構造で、ベースの基板を（１００）の面方位を持った厚さ５００μｍのＳｉウエハにしたものを作製した。図２２は基板の裏面から見た平面図である。インク供給口は長辺と短辺が垂直に交わる長方形になる。長辺の裏面側の開口部は幅８０８μｍ、長さ２０．７ｍｍとした。図２３はＥ−Ｅ′の断面を示したもので、基板の底面６０４と供給口の側面６０２がなす角は５４．７度である。図２４はＦ−Ｆ′の断面を示したもので、ハリ６０５の上部に深さ２０μｍの空隙部が形成されている。

以下に、本発明によるインクジェット記録ヘッドの作製方法について、順を追って説明する。

図５のように、(１１０)面のＳｉウエハ５０１の上に、プラズマＣＶＤでポリシリコン膜５０２を２０００Å堆積した。フォトリソ技術によって図６、図１０のようにパターニングして犠牲層５０３を形成した。犠牲層の形状は、実施態様で述べたのと同様の平行四辺形とした。犠牲層の幅は１００μｍ、長辺方向は１００ｍｍとした。

エッチングストップ層として、図７のようにＬＰＣＶＤでＳｉＮ５０４を３０００Å堆積した。さらにフォトリソ技術を使い、図８，図１１のようにインク供給口パターン５０５をドライエッチで形成した。インク供給口の形は、犠牲層と鏡像関係になる平行四辺形で、幅は１００μｍ、長辺は２０ｍｍで供給口間のハリ５０６の部分は７０μｍとした。

この基板を２０％のＴＭＡＨ水溶液に浸漬して異方性エッチングした。エッチャント温度は８３℃、エッチング時間は１２時間とした。これは基板の厚み６００μｍをジャストエッチする時間に対して２０％のオーバーエッチ時間とした。

このオーバーエッチ時間に、ハリ上部の犠牲層からエッチバックが進んで、図１４の５１６のようにハリ上部に、基板面に対して３０μｍ後退した空隙部が形成された。

ＴａＮをリアクティブスパッター法で１０００Å堆積し、４０μｍ□にパターニングして図１５のようにヒーター５０７を基板上部のインク供給口の横に形成した。同様にスパッター法でＡｌを３０００Å堆積しパターニングして電極５０８を形成した。

感光性樹脂としてポリメチルイソプロペニルケトン（東京応化ＯＤＵＲ−１０１０）を２０μｍ塗布してパターニングして、図１６のようにインク流路５０９を形成した。さらに表１に示した感光性樹脂５１０を１０μｍ塗布しパターニングして、図１８のようにインク吐出口５１１を形成した。

次に、図１９のように基板上部のインク供給口のＳｉＮをＣＤＥ法によって除去した。最後にメチルイソブチルケトン中で超音波を掛け樹脂５０９を除去して、インク流路５１５を形成した。

このインクジェット記録ヘッドを使って、吐出周波数１０ｋＨｚで印字テストを行ったが、１００ｍｍ幅全域にわたって、印字のカスレ、濃度ムラ、インクの不吐出のない高品位な印字物が得られた。

以下に、本発明によるインクジェット記録ヘッドの作製方法の他の実施例について説明する。

図２５のように、（１００）面のＳｉウエハ７０１の上に、フォトレジスト７０２でパターニングして（平面図３０）犠牲層にあたる部分に開口部７０３を形成した。

次にイオンインプラ技術を使ってＰイオン７０４を１×１０¹⁹atm/cm³打ち込んで犠牲層とした。犠牲層の形状は、長方形とした。犠牲層の幅は１００μｍ、長辺方向は１００ｍｍとした。

レジストを剥離した後、ＬＰＣＶＤによってＳｉＮ７０６を３０００Å堆積した。さらに図２８のように、裏面のＳｉＮをパターニングしてＳｉウエハが剥き出しになった窓部７０７を形成した。この底部は図３１のように開口部の間にハリが残るようにパターニングした。また、開口部は短辺１．５ｍｍ、長辺は１０１．４ｍｍの長方形とした。

この基板を３０％のＫＯＨ水溶液に浸漬し異方性エッチングした。エッチャント温度は９０℃、エッチング時間は１０時間とした。これは基板の厚み６００μｍをジャストエッチする時間に対して２０％のオーバーエッチ時間とした。このオーバーエッチ時間に、ハリ上部の犠牲層からエッチバックが進んで、図３２の７０９のようにハリ上部に、基板面に対して５０μｍ後退した空隙却が形成された。

この後は、実施例３と同様の工程でヒーター及びノズル部を形成して、インクジェット記録ヘッドを作製した。

図３７のように、（１００）面のＰ型Ｓｉウエハ１００１の上に、ＬＰＣＶＤのＳｉＮ１００２を２０００Å堆積し、パターニングして犠牲層にあたる部分に開口部１００３を形成した。犠牲層部の形状は実施例４と同様にした。

次に図３８のように陽極化成法により開口部を深さ５μｍ多孔質Ｓｉにした。この時の陽極化成の条件は、印加は２．５Ｖ、電流密度は３０ｍＡ／ｃｍ²、溶液はＨＦ：Ｈ₂Ｏ：Ｃ₂Ｈ₅ＯＨ＝１：１：１、反応時間６分であった。

次に、エッチングストップ層としてＬＰＣＶＤによってＳｉＮ１００４を３０００Å堆積し以下は実施例４と何様にしてインク供給口を形成し、実施例３と同様の工程でヒーター及びノズル部を形成して、インクジェット記録ヘッドを作製した。

以下に、本発明によるインクジェット記録ヘッドの他の作製方法について、順を追って説明する。

図４２のように、（１１０）面のＳｉウエハ１１０１の上に、プラズマＣＶＤでポリシリコン膜１１０２を２０００Å堆積した。フォトリソ技術によって図４３、図１０のようにパターニングして犠牲層１１０３を形成した。犠牲層の形状は、実施態様で述べたのと同様の平行四辺形とした。犠牲層の幅は１００μｍ、長辺方向は１００ｍｍとした。

エッチングストップ層として、図４４のようにＬＰＣＶＤでＳｉＮ１１０４を３０００Å堆積した。さらにフォトリソ技術を使い、図４５，図１１のようにインク供給口パターン１１０５をドライエッチで形成した。インク供給口の形は、犠牲層と鏡像関係になる平行四辺形で、幅は１００μｍ、長辺は２０ｍｍで供給口間のハリ５０６の部分は７０μｍとした。

次にＴａＮをリアクティブスパッター法で１０００Å堆積し、４０μｍ口にパターニングして図４６のようにヒーター１１０６を基板上部のインク供給口の横に形成した。同様にスパッター法でＡｌを３０００Å堆積しパターニングして電極１１０７を形成した。

感光性樹脂としてポリメチルイソプロペニルケトン（東京応化ＯＤＵＲ−１０１０）を２０μｍ塗布してパターニングして、図４７のようにインク流路１１０８を形成した。さらに表１に示した感光性樹脂１１０９を１０μｍ塗布しパターニングして、図４９のようにインク吐出口１１１０を形成した。

この基板の上面（インク吐出口側）を図５０のように非感光性ゴム系レジスト（ＯＢＣ東京応化性）１１１１で保護した。

この基板を２０％のＴＭＡＨ水溶液に浸漬して図５１のように異方性エッチングした。エッチャント温度は８３℃、エッチング時間は１２時間とした。これは基板の厚み６００μｍをジャストエッチする時間に対して２０％のオーバーエッチ時間とした。このオーバーエッチ時間に、ハリ上部の犠牲層からエッチバックが進んで、図１４の５１６と同様にハリ上部に、基板面に対して３０μｍ後退した空隙部が形成された。

次に、図５２のように基板上部のインク供給口のＳｉＮをＣＤＥ法によって除去した。図５３のようにキシレンで保護膜を除去した後、最後にメチルイソブチルケトン中で超音波を掛け樹脂１１０８を除去して、図５４のようにインク流路１１１２を形成した。

本発明によるインクジェット記録ヘッドの基板を示す概略図図１のＡ−Ａ′断面を示す図本発明によるインクジェット記録ヘッドの基板を示す概略図本発明によるインクジェット記録ヘッドの断面を示す概略図本発明によるインクジェット記録ヘッドの工程フローを示す図本発明によるインクジェット記録ヘッドの工程フローを示す図本発明によるインクジェット記録ヘッドの工程フローを示す図本発明によるインクジェット記録ヘッドの工程フローを示す図本発明によるインクジェット記録ヘッドの工程フローを示す図本発明によるインクジェット記録ヘッドの工程フローを示す図本発明によるインクジェット記録ヘッドの工程フローを示す図本発明によるインクジェット記録ヘッドの工程フローを示す図本発明によるインクジェット記録ヘッドの工程フローを示す図本発明によるインクジェット記録ヘッドの工程フローを示す図本発明によるインクジェット記録ヘッドの工程フローを示す図本発明によるインクジェット記録ヘッドの工程フローを示す図本発明によるインクジェット記録ヘッドの工程フローを示す図本発明によるインクジェット記録ヘッドの工程フローを示す図本発明によるインクジェット記録ヘッドの工程フローを示す図本発明によるインクジェット記録ヘッドの工程フローを示す図本発明によるインクジェット記録ヘッドの工程フローを示す図本発明によるインクジェット記録ヘッドの工程フローを示す図本発明によるインクジェット記録ヘッドの工程フローを示す図本発明によるインクジェット記録ヘッドの工程フローを示す図本発明によるインクジェット記録ヘッドの工程フローを示す図本発明によるインクジェット記録ヘッドの工程フローを示す図本発明によるインクジェット記録ヘッドの工程フローを示す図本発明によるインクジェット記録ヘッドの工程フローを示す図本発明によるインクジェット記録ヘッドの工程フローを示す図本発明によるインクジェット記録ヘッドの工程フローを示す図本発明によるインクジェット記録ヘッドの工程フローを示す図本発明によるインクジェット記録ヘッドの工程フローを示す図比較例の基板の概略図本発明に関わる実験結果で、ハリ上部の空隙の深さとインクジェット記録ヘッドの限界応答周波数特性を示す図比較例の基板の概略図本発明によるインクジェット記録ヘッドの基板の平面概略図本発明によるインクジェット記録ヘッドの工程フローを示す図本発明によるインクジェット記録ヘッドの工程フローを示す図本発明によるインクジェット記録ヘッドの工程フローを示す図本発明によるインクジェット記録ヘッドの工程フローを示す図本発明によるインクジェット記録ヘッドの工程フローを示す図本発明によるインクジェット記録ヘッドの工程フローを示す図本発明によるインクジェット記録ヘッドの工程フローを示す図本発明によるインクジェット記録ヘッドの工程フローを示す図本発明によるインクジェット記録ヘッドの工程フローを示す図本発明によるインクジェット記録ヘッドの工程フローを示す図本発明によるインクジェット記録ヘッドの工程フローを示す図本発明によるインクジェット記録ヘッドの工程フローを示す図本発明によるインクジェット記録ヘッドの工程フローを示す図本発明によるインクジェット記録ヘッドの工程フローを示す図本発明によるインクジェット記録ヘッドの工程フローを示す図本発明によるインクジェット記録ヘッドの工程フローを示す図本発明によるインクジェット記録ヘッドの工程フローを示す図本発明によるインクジェット記録ヘッドの工程フローを示す図

符号の説明

１０１基板
１０２インク供給口
１０３ハリ
１０４ハリ上部の空隙
３０１基板
３０２ヒーター
３０３電極
３０４ハリ
３０５インク供給口
４０１基板
４０２ヒーター
４０３電極
４０４ノズル形成樹脂
４０５吐出口
４０６下部のインク供給口
４０７ハリ
４０８ハリ上部の空隙
５０１シリコンウエハ基板
５０２犠牲層膜
５０３犠牲層
５０４エッチングストップ層
５０５インク供給口パターン
５０６ハリ
５０７ヒーター
５０８電極
５０９インク流路形成部材
５１０ノズル形成樹脂
５１１吐出口
５１２電極取り出し部
５１３エッチングストップ層
５１４インク供給口
５１５インク流路
５１６ハリ上部の空隙
６０１エッチングストップ層
６０２インク供給口側壁
６０３インク供給口開口部
６０４基板底面
６０５ハリ
７０１Ｓｉ基板
７０２フォトレジスト
７０３犠牲層形成用開口部
７０４Ｐイオン
７０５犠牲層
７０６ＳｉＮ膜
７０７供給口開口部
７０８インク供給口
７０９ハリ上部の空隙部
８０１基板
８０２インク供給口
９０１基板
９０２インク供給口
９０３ハリ
１００１Ｐ型Ｓｉ基板
１００２ＳｉＮ膜
１００３多孔質Ｓｉ層
１００４ＳｉＮ膜
１００５インク供給口開口部
１００６インク供給口
１１０１Ｓｉ基板
１１０２ポリシリコン膜
１１０３犠牲層
１１０４ＳｉＮ膜
１１０５インク供給口開口部
１１０６ＴａＮヒーター
１１０７Ａｌ電極
１１０８インク流路形成材
１１０９ノズル形成樹脂
１１１０インク吐出口
１１１１保護膜
１１１２インク流路

Claims

基板にインク吐出圧力発生素子が設けられ、インク吐出圧力発生素子に対向するプレート側に吐出口が配されて、インク内に気泡を発生させて該吐出口基板に垂直にインクを吐出するインクジェット記録ヘッドであって、基板にインク供給口が長手方向に複数連続して配置されると共に、連続するインク供給口の間のハリの吐出圧発生素子形成面側に空隙部が形成されていることを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
前記連続するインク供給口の間のハリの吐出圧発生素子形成面側に空隙部が３μｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録ヘッド。
前記供給口間のハリの幅が２０μｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録ヘッド。
前記基板が単結晶Ｓｉであることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録ヘッド。
前記ハリの側面部分がＳｉ（１１１）面で囲まれていることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録ヘッド。
シリコン基板にインク供給口としてスルーホールを形成する方法を用いたインクジェット記録ヘッド基板の製造方法であって、該基板表面のインク供給口の形成部に選択的にエッチングが可能な連続する犠牲層を設ける工程と、前記基板上に該犠牲層を被覆するように耐エッチング性を有するパッシベーション層を形成する工程と、該犠牲層に対応する基板裏面部に一部にハリを残すように分離されたエッチングマスク開口部を設ける工程と、該開口部より前記犠牲層が露出するまで基板を結晶軸異方性エッチングでエッチングする工程と、前記エッチング工程により露出した部分より前記犠牲層をエッチング除去する工程と、前記犠牲層よりエッチバックによってハリ上部に空隙を作る工程と、前記パッシベーション層を除去しインク供給口を形成する工程とを有することを特徴とした、インクジェット記録ヘッド基板の製造方法。