JP3331998B2

JP3331998B2 - インクジェットプリンタにおける吐出ノズルの形成方法

Info

Publication number: JP3331998B2
Application number: JP2337399A
Authority: JP
Inventors: 一郎河野; 純司塩田
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1999-02-01
Filing date: 1999-02-01
Publication date: 2002-10-07
Anticipated expiration: 2019-02-01
Also published as: JP2000218798A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、厚いオリフィス板
に多数の良質な吐出ノズルを短時間で一括して均一に明
ける吐出ノズルの形成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、インクジェット方式のプリンタが
広く用いられている。このインクジェット方式によるプ
リンタには、気泡の発生する力でインク滴を飛ばすサー
マルジェット方式や、ピエゾ抵抗素子（圧電素子）の変
形によってインク滴を飛ばすピエゾ方式等がある。

【０００３】これらは、色材たるインクをインク滴にし
て直接記録紙に向かって吐出するという工程により、粉
末状の印材であるトナーを用いる電子写真方式と比較し
た場合、印字エネルギーが低くて済み、インクの混合に
よってカラー化が容易であり、印字ドットを小さくでき
るので高画質であり、印字に使用されるインクの量に無
駄が無くコストパフォーマンスに優れており、このため
特にパーソナル用プリンタとして広く用いられている印
字方式である。

【０００４】そして、上記のサーマルジェット方式に
は、インク滴の吐出方向により二通りの構成、すなわ
ち、発熱抵抗体の発熱面に平行な方向へ吐出する構成の
ものと、発熱抵抗体の発熱面に垂直な方向に吐出する構
成のものとがある。

【０００５】図６(a),(b),(c) は、発熱抵抗体の発熱面
に平行な方向へ吐出する構成のものであり、同図(d),
(e),(f) は、発熱抵抗体の発熱面に垂直な方向に吐出す
る構成のものをそれぞれ模式的に示している。同図(a)
又は(d) に示すように、シリコン基板１上には発熱抵抗
体２が形成されており、同図(a) では発熱抵抗体２の側
方に、同図(d) では発熱抵抗体２に対向してオリフィス
４が形成されている。上記の発熱抵抗体２は不図示の電
極に接続されており、発熱抵抗体２が設けられているイ
ンク流路にはインク５が常時供給されている。

【０００６】このオリフィス４からインク滴を吐出させ
るには、先ず、同図(b) 又は(e) に示すように、画像情
報に応じた通電により、発熱抵抗体２を熱してこの発
熱抵抗体２上に核気泡を発生させ、この核気泡が合体
して膜気泡６が発生し、この膜気泡６が断熱膨脹して
成長し周囲のインクを押し遣り、これによりオリフィス
４からインク５′が押し出され、この押し出されたイン
ク５′は、同図(c) 又は(f) に示すように、インク滴７
となってオリフィス４から紙面に向けて吐出される。こ
の後、上記の成長した膜気泡が周囲のインクに熱を取
られて収縮し、ついには膜気泡が消滅し、次の発熱抵
抗体の加熱を待機する。この一連の工程〜は、瞬時
に行われる。

【０００７】上記の発熱抵抗体の発熱面に垂直な方向に
インク滴を吐出する構成のものは、ルーフシュータ型又
はトップシュータ型サーマルインクジェットヘッドと呼
称され、発熱抵抗体の発熱面に平行な方向へインク滴を
吐出する構成のものはサイドシュータ型サーマルインク
ジェットヘッドと呼称されている。

【０００８】中でもトップシュータ型サーマルインクジ
ェットヘッドは、消費電力が極めて小さくて済むことが
知られている。また、この形式におけるフルカラー用の
サーマルインクジェットヘッドの製法としては、シリコ
ンＬＳＩ形成技術と薄膜形成技術を利用して、複数の発
熱抵抗体と個々の駆動回路とオリフィスを一括してモノ
リシックに形成する方法がある。この方法によれば、例
えば約１０ｍｍの幅の基板に、解像度が３６０ｄｐｉ
（ドット／インチ）の印字ヘッドであれば１２８個の発
熱抵抗体と駆動回路とオリフィスが形成され、また解像
度が７２０ｄｐｉの場合であれば２５６個の発熱抵抗体
と駆動回路とオリフィスが形成される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
にサーマルインクジェットヘッドを製造する後段の工程
に、ポリイミドからなるオリフィス板に孔明けを行って
多数のオリフィス（吐出ノズル）を形成する工程があ
る。これには上記のポリイミド板にＡｌ、Ｎｉ又はＣｕ
などの金属膜を積層した後、これをパターン化し、この
パターン化した金属膜をマスクにしてポリイミド板を選
択的にエッチングする。

【００１０】しかしながら、厚いオリフィス板に多数の
吐出ノズルを一括して適正に明けることは難しいため、
従来は、適数個づつに分割して孔明けを行っていた。こ
のためオリフィスの孔明けに時間がかかるという問題を
有していた。

【００１１】本発明の課題は、上記従来の実情に鑑み、
厚いオリフィス板に多数の良質な吐出ノズルを短時間で
一括して均一に明ける吐出ノズルの形成方法を実現する
ことである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明のインクジェット
プリンタにおける吐出ノズルの形成方法は、インクに圧
力を加えて該インクを吐出ノズルより記録媒体に噴射さ
せて記録を行うインクジェットプリンタにおける吐出ノ
ズルの形成方法であって、上記吐出ノズルを形成すべ
き、ポリイミドシートの両面にガラス転移点Ｔｇが約２
００℃の熱可塑性接着材層を積層した３層シートである
オリフィス板に対ドライエッチング用マスク膜を形成
し、上記マスク膜が形成された前記オリフィス板を設置
した記録ヘッド基板を２００℃以下に冷却しつつ、へリ
コン波ドライエッチング法により多数の吐出ノズルを同
時に一括して穿設するように編成される。

【００１３】上記オリフィス板は、例えば請求項２記載
のように、３０μｍ以上の厚みを有するとき特に効果が
大きい。

【００１４】

【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) 及び図２
(a),(b),(c) は、一実施の形態におけるトップシュータ
型サーマルインクジェットヘッド（以下、単に印字ヘッ
ドという）の製造方法を工程順に示す図であり、図１
(a),(b),(c) はそれぞれ概略の平面図を示しており、図
２(a),(b),(c) の上段はそれぞれ図１(a),(b),(c) の平
面図を一部拡大して詳細に示している。また、図２(a)
の中段は上段のＡ−Ａ′断面矢視図、下段は上段のＢ−
Ｂ′断面矢視図を示しており、図２(b) の中段及び下段
は図２(a) の中段及び下段に対応する部位を示し、図２
(c) の中段及び下段は図２(a) の中段及び下段に対応す
る部位を示している。尚、これらの図２(a),(b),(c) に
は、図示する便宜上、１２８個又は２５６個の発熱素子
及びオリフィスを、５個の発熱素子及びオリフィスで代
表させて示している。

【００１５】また、これらの図では、説明の便宜上、い
ずれもフルカラー用のサーマルインクジェットヘッドの
１個の発熱ヘッド（モノクロ用インクジェットヘッドの
構成と同じ）のみを示しているが、実際には後述するよ
うに、このような発熱ヘッドが複数個（通常は４個）連
なった形状のものが、１個の基板（シリコンチップ）上
に形成される。

【００１６】最初に、基本的な製造方法について説明す
る。先ず、工程１として、４インチ以上のシリコン基板
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１〜２μｍの酸化膜を形成し、次に、工程
２として、薄膜技術を用いて、Ｔａ（タンタル）−Ｓｉ
（シリコン）−Ｏ（酸素）からなる抵抗膜と、Ｔｉ／Ｗ
による電極膜を形成し、ホトリソ技術によって電極膜に
は配線部分のパターンを形成し、抵抗膜には微細な発熱
抵抗体（発熱素子）のパターンを形成する。この工程で
発熱抵抗体の位置が決められる。

【００１７】図１(a) 及び図２(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、シリコン基板１１上には共通電極１２、共通電極給
電端子１３（図１(a) 参照）、個別配線電極１４、多数
の発熱抵抗体（発熱素子）１５、駆動回路１６及び駆動
回路端子１７（図１(a) 参照）が形成されている。

【００１８】続いて、工程３として、個々の発熱素子１
５に対応するインク溝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２０μｍ程度に形成し、これをパターン化した後に、
３００℃〜４００℃の熱を３０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シリコン基板上に形成・固着さ
せる。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シリコン基板の面に溝
状のインク供給路を形成し、更にこのインク供給路に連
通し下面に開口するインク給送孔を形成する。

【００１９】図１(b) 及び図２(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、溝状のインク供給路１８及びインク給送孔１９が形
成され、インク供給路１８の左側に位置する共通電極１
２部分と右方の個別配線電極１４が配設されている部
分、及び各発熱抵抗体１５と発熱抵抗体１５の間に、隔
壁２１（２１、２１−１、２１−２）が形成されてい
る。隔壁２１の上記各発熱抵抗体１５間に積層される部
分は、個別配線電極１４上の部分２１−１を櫛の胴とす
れば、各発熱抵抗体１５間に伸び出す部分２１−２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
発熱抵抗体１５が位置する微細なインク溝が発熱抵抗体
１５の数だけ形成される。この櫛の歯の長さを変えるこ
とによりインクの流通するコンダクタンスが変わり、ま
た隣接するインク溝を流動するインク間の干渉にも影響
する。

【００２０】この後、工程５として、ポリイミドからな
る厚さ約３０μｍのフィルムのオリフィス板を、その片
面に接着材としての熱可塑性ポリイミドを極薄に例えば
厚さ２〜５μｍにコーテングし、上記積層構造の最上層
に張り付けて、隔壁２１−２によって形成されたインク
溝に蓋をし、これにより、個別の微細通路（インク溝
坑）を形成する。そして、２００〜３００℃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、マス
ク材としてＮｉ、Ｃｕ又はＡｌなどの厚さ０．５〜１μ
ｍ程度の金属膜を形成する。

【００２１】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
詳しくは後述するヘリコン波ドライエッチング装置によ
り上記の金属膜マスクに従って４０μｍφ〜２０μｍφ
の多数のノズル孔（オリフィス）及びその他の例えば発
熱抵抗体駆動回路の電極端子と外部制御回路を接続する
為の端子接続用の孔等を一括形成する。尚、ヘリコン波
は、プラズマの中を伝搬する電磁波の一種で、別名ホイ
スラー（笛）波とも呼ばれ、高密度プラズマを発生させ
るものであり、従って、ヘリコン波ドライエッチング装
置によれば、高速ドライエッチングが可能となる。

【００２２】図１(c) 及び図２(c) 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２２が駆動回路１６と給電端子１３及
び１７の部分を除く全領域を覆っており、上記のインク
溝も上を覆われて隔壁２１の厚さ１０μｍに対応する高
さの坑状のインク溝２３を形成し、さらに、このインク
溝２３と前述のインク供給路１８とを連通させる流路２
４が形成されている。そして、オリフィス板２２には、
金属マスク２５のパターンに従って、発熱抵抗体１５に
対応する部分にインクを吐出するノズル（オリフィス）
２６が上記のエッチングによって形成されている。な
お、本実施形態例では、給電端子１３等の電極端子上に
はオリフィス板が被着されないから、ヘリコン波ドライ
エッチングによる孔明け工程では、多数のノズル２６だ
けを一括形成すればよい。これにより、１列の多数のノ
ズル孔２６を備えたモノカラーヘッド２７が完成する。

【００２３】このようにオリフィス板２２を張り付け
て、その後で下地のパターンつまり発熱抵抗体１５の位
置に合わせてノズル孔（オリフィス）を加工すること
は、予めオリフィスを加工したオリフィス板を張り合わ
せるよりも、遥かに生産性の高い実用性のある方法であ
る。また、ヘリコン波ドライエッチングによる場合は、
マスクはＮｉ、Ｃｕ又はＡｌなどの金属膜を使うことで
樹脂と金属膜との選択比が概略５０〜１００程度得られ
る。したがって、約３０μｍのポリイミドフィルムのエ
ッチングは１μｍ以下の金属膜のマスクでも十分に可能
である。

【００２４】尚、上記の例では駆動回路１６が露出した
状態で示されているが実際には保護膜が形成されてい
る。また保護膜を後からわざわざ形成するのではなく、
オリフィス板２２を図１(c) （図２(c) も同様）の右方
に延長して積層するようにして、オリフィス板２２に駆
動回路１６の保護膜を兼用させるようにしてもよい。

【００２５】上記のように１列のノズル孔２６を備えた
モノカラーヘッド２７はモノクロ用インクジェットヘッ
ドの構成であるが、通常フルカラー印字においては、減
法混色の三原色であるイエロー（Ｙ）、マゼンタ
（Ｍ）、シアン（Ｃ）の３色に、文字や画像の黒部分に
専用されるブラック（Ｂｋ）を加えて合計４色のインク
を必要とする。したがって最低でも４列のノズル列が必
要である。そして上述した製造方法によれば４列のモノ
カラーヘッド２７をモノリシックに構成することは可能
であり、各列の吐出ノズルの位置関係も今日の半導体の
製造技術により正確に配置することが可能である。

【００２６】図３(a) は上述のモノカラーヘッド２７を
４個横に並べてフルカラーのサーマルインクジェットヘ
ッド２８を構成した状態を示す図であり、同図(b) はサ
ーマルインクジェットヘッド２８の基板（チップ）をシ
リコンウエハ２９上に多数形成した状態を示す図であ
る。尚、同図(a) はオリフィス板２２に駆動回路１６
（図１(c) 及び図２(c) 参照）の保護膜を兼用させる形
式のものを示している。

【００２７】この図３(a) に示すように、サーマルイン
クジェットヘッド２８は、やや大きな基板３１上に、４
個のモノカラーヘッド２７（２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、
２７ｄ）が並んで配置されて形成される。このサーマル
インクジェットヘッド２８は、例えば右方から左方に順
に、マゼンタ、シアン、イエロー、ブラックのインクを
吐出するように構成される。

【００２８】ここまでが、シリコンウエハ２９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、スクライブライン３２に沿ってカッ
テングして単位毎に個別に分割して、実装基板にダイス
ボンデングし、端子接続して、実用単位のサーマルイン
クジェットヘッド２８が完成する。

【００２９】このサーマルインクジェットヘッド２８
は、印字に際しては発熱抵抗体１５（図２(a),(b) 参
照）が印字情報に応じて選択的に通電され、瞬時に発熱
して膜沸騰現象を発生させ、その発熱抵抗体１５に対応
する吐出ノズル（オリフィス）２６からインク滴が吐出
される。このようなサーマルインクジェットヘッド２８
ではインク滴は吐出ノズル２６の径に対応する大きさの
略球形で吐出され、紙面上に略その倍の径の大きさとな
って印字される。

【００３０】このようにして得られるフルカラーのイン
クジェットヘッド２８は、解像度が３６０ｄｐｉの場合
であれば概略８．５ｍｍ×１９．０ｍｍの大きさのチッ
プに、１２８ノズル×４列＝６４０ノズルを備えること
が可能であり、また、解像度が７２０ｄｐｉの場合であ
れば、ほぼ８．５ｍｍ×１９．０ｍｍの大きさのチップ
の中に２５６ノズル×４列＝１２８０ノズルを形成する
ことが可能である。

【００３１】次に、上述したサーマルインクジェットヘ
ッド２８の製造方法の工程６において概略説明したヘリ
コン波エッチング装置による吐出ノズルの孔明けについ
て、更に詳しく説明する。

【００３２】図４(a) は、上述した吐出ノズル近傍部分
の吐出ノズルの孔明け前の状態を示す拡大断面図であ
り、同図(b) は、それにヘリコン波エッチング装置によ
り通常に孔明けを行った場合の不具合図、同図(d) は同
図(b) の平面図、同図(c) は、ヘリコン波エッチング装
置を用い、本発明の方法により孔明けを行った場合の完
成図、同図(e) は同図(c) の平面図である。尚、同図に
は、図１〜図３を参照可能なように、図１〜図３に示し
た構成又は部材と同一の構成又は部材には、図１〜図３
と同一の番号を付与して示している。

【００３３】図４(a) に示すように、本例のオリフィス
板２２は、接着材３３ａ、ポリイミドフィルム３３ｂ、
接着材３３ｃの３層で構成されている。接着材３３ａ及
び３３ｃの材料は、例えば熱可塑性ポリイミドやエポキ
シ系接着材などであるが、図のように隔壁２１に接着さ
れる下面の接着材３３ｃだけでなく上面にも接着材３３
ａが設けられるのは、オリフィス板２２の両面に同一の
熱膨張特性を持たせてポリイミドフィルム３３ｂが製造
工程の処理作業中に捲き上がる不具合を防止するためで
ある。

【００３４】オリフィス板２２は、インク溝２３や流路
２４を形成するために上記接着材３３ｃの面をシリコン
基板１１に向けて隔壁２１の上に載置され、均一に固定
接着するために、数１０分の間、２００〜２５０℃に加
熱され、数Ｋｇ／ｃｍ²の圧力を加えられて固定され
る。この後、ヘリコン波エッチング装置に入れられて、
ドライエッチングによる吐出ノズルの孔明けが行われ
る。

【００３５】上記のオリフィス板２２上面の接着材３３
ａは、通常のドライエッチング装置による孔明けや、エ
キシマレーザなどによる孔明けでは、さしたる問題とは
ならない。しかし、本発明の如く孔明け作業を高速に行
うべくヘリコン波エッチング装置を用いる場合、装置を
そのまま用いて孔明けを行うと、ヘリコン波エッチング
は、工作対象物の温度上昇が他のエッチング方法を採用
した場合よりも格段に大きいため、図４(b),(ｄ) に示
すように、オリフィス板２２の表面に皺が発生する。

【００３６】その結果、吐出ノズル内にエッチング残渣
が残ったり、吐出口の形状が歪んだ状態で仕上がってし
まう。このため、印字の際に、本来吐出されるべき方
向、すなわち面に垂直な方向とは異なる方向にインクが
吐出されるという不具合や、着弾ドットの周囲に微細な
不要なドットが着弾するサテライトと呼ばれる不具合が
発生する。

【００３７】上記のオリフィス板２２の表面に発生する
皺の原因には、Ａｌ、Ｃｕ又はＮｉなどの金属マスクと
接着材３３ａとの熱膨張係数の差が大きいことが上げら
れる。また、接着材３３ａのような熱可塑材料はガラス
転移点（Ｔｇ）以上の温度になると急激に弾性率が低下
して粘着性が増加し、接着効果を発揮するが、これは裏
面の接着材３３ｃに要求されている性質であって、単な
る捲き上がり防止用の補助材としての表面の接着材３３
ａには不用の性質である。しかし、この接着材３３ｃ
は、上述したように作業工程中の捲き上がりを防止する
ためのものであるため欠くことができない。

【００３８】そこで、本発明のヘリコン波エッチング装
置によるオリフィスの孔明け方法では、例えば熱可塑ポ
リイミドのＴｇが約２００℃であることに注目して、シ
リコンウエハ２９を２００℃以下に冷却しながらエッチ
ングを行う。これによって、図４(c),(e) に示すよう
に、オリフィス板２２表面の皺の発生が防止され、金属
マスクに則した適正な形状の吐出口が形成される。

【００３９】図５は、ヘリコン波エッチング装置を模式
的に示す図である。同図に示すように、ヘリコン波エッ
チング装置は、プロセスチャンバー（処理室）３５を中
心に、この処理室内に突設されるフォルダー（治具）３
６を備えている。この治具３６上に多数のサーマルイン
クジェットヘッド２８の基板が形成されているシリコン
ウエハ２９が載置される。

【００４０】上記シリコンウエハ２９は、メカチャック
法（機構的に行う固定方法）又は静電チャック法（静電
的に行う固定方法）で固定される。治具３６は、支持台
３７上に、支持台３７と一体に構成され、この支持台３
７を介して、例えば１３．５６ＭＨｚのＲＦ（ｒａｄｉ
ｏ−ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ：高周波）バイアスが接地側交
流電源３８から印加される。また、同様に支持台３７を
介して上記の治具３６には、本発明の特徴であるＨｅガ
スなどの冷媒を用いる低温サーキュレータ３９により、
−１０℃以下の冷却が行われる。また、治具３６とシリ
コンウエハ２９との間に隙間が生じるような場合は、こ
の間にＨｅガスなどの冷媒を介在させてシリコンウエハ
２９の冷却を充分に行うようにする。つまり、ドライエ
ッチング装置の治具３６を−１０℃以下に冷却し、且
つ、治具３６と基板間にも冷媒を介在させることによ
り、ヘリコン波ドライエッチングの際の基板温度上昇を
効果的に抑制するためである。

【００４１】また、処理室３５の周囲には、プラズマを
処理室内に閉じ込めるためのマグネット（磁石）４１が
配設され、処理室３５の上部中央にはソースチャンバー
（源流室）４２が配置される。源流室４２の周囲には上
下二段にアンテナ４３が配設され、その外側には、プラ
ズマを封じ込めるために、内外二重にインナーコイル
（内コイル）４４とアウターコイル（外コイル）４５が
配置されている。

【００４２】この源流室４２の上部には、パイプライン
４６が開口し、ここからプロセスガス（処理用酸素）が
供給される。また、二段のアンテナ４３にはソースパワ
ーサプライ（源流電源）４７から、例えば上記接地側交
流電源３８のサイクルに対応する１３．５６ＭＨｚの電
圧が印加される。

【００４３】この構成により、源流室４２内においてパ
イプライン４６から供給されるプロセスガス（処理用酸
素）がアンテナ４３によってプラズマ化され、内コイル
４４及び外コイル４５によって処理室３５に送り込まれ
る。この酸素プラズマ４８を、処理室３５内で、支持台
３７及び治具３６を介してシリコンウエハ２９（つまり
サーマルインクジェットヘッド２８のチップ基板）に印
加されているＲＦバイアス電圧で吸引・加速する。

【００４４】処理室３５の周囲壁面に配設されている磁
石４１が上記酸素プラズマ４８の電子が壁面で消成する
のを防止する。これにより、酸素プラズマ４８は、均一
な分布となってサーマルインクジェットヘッド２８のチ
ップ基板に降り注ぎ、金属マスクのパターンで露出して
いるオリフィス板２２表面に激突し、エッチングする。
処理後のプロセスガスは、図面右方に排出される。

【００４５】本例に示すヘリコン波エッチングは、ＲＩ
Ｅ（反応性イオンエッチング）のように電極配置が平行
平板型ではなく、酸素プラズマ４８に対してサーマルイ
ンクジェットヘッド２８のチップ基板の電位が、酸素イ
オンを引き込む方向にある。これにより、工作物（オリ
フィス板２２）を酸素イオンでスバッタするのと同時
に、ラジカル原子を利用して化学エッチングもしてい
る。

【００４６】例えば、工作物がポリイミドの場合、その
主成分は、炭素であるため、ＣｘＨｙ＋Ｏ→ＣＯ₂↑＋
Ｈ₂Ｏ↑の化学反応によるエッチングを行っている。よ
って、上記のヘリコン波エッチングは、スパッタ（物理
的エッチング）＋ラジカル反応（化学的エッチング）を
使って、孔加工のような異方性エッチングを高い選択比
で行うことができる。

【００４７】尚、以下の設定データは、インクジェット
ヘッド基板を冷却しながらへリコン波エッチングにより
オリフィス板の孔明け処理（プロセス）を行う本発明方
法の一例を示すものである。

【００４８】プロセスガス（酸素）：４〜７６ｓｃｃｍプロセス圧：０．２〜１Ｐａ（Ｐａ＝Ｎ／ｍ²）ソースパワー：５００〜１０００Ｗバイアスパワー：５０〜６００Ｗプロセス時間：１０〜４０分サーキュレータ設定温度：−１０〜−３０℃ 冷却用Ｈｅ流量：１０〜３０ｓｃｃｍポリイミドのエッチングレート：約１〜３μｍ／ｍｉｎ尚、上記実施の形態においては、トップシュータ型のサ
ーマルインクジェットヘッドの吐出ノズルについて説明
したが、これに限ることなく、サイドシュータ型のサー
マルインクジェットヘッドの吐出ノズルに適用してもよ
い。また、サーマルインクジェットヘッドに限ることな
く、ピエゾ方式のインクジェットヘッドの吐出ノズルに
適用することもできる。

【００４９】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、ヘリコン波エッチング装置を用い、基板を冷却し
ながら吐出ノズルの孔明けを行うので、多数の吐出ノズ
ルを適正な形状で一括して高速に明けることができ、こ
れにより、吐出ノズルの孔明け工程の作業能率の向上に
貢献する。

【００５０】また、基板を冷却しながら吐出ノズルの孔
明けを行うので、オリフィス板表面の補助材層に皺が発
生したり、補助材層の切れ口が吐出ノズル内に垂れ込む
等の不具合が解消され、これにより、高温を発生するヘ
リコン波ドライエッチング装置を用いた孔明けにも拘ら
ず製品歩留りが向上し製品コストの低減に貢献する。

【００５１】また、同様に基板を冷却しながら吐出ノズ
ルの孔以外の電極端子用の孔明けを行う場合、エッチン
グ残渣が溶融して端子に付着する不都合が解消され、こ
れにより、ボンディング不良の発生が激減し、この点で
も製品歩留まり向上に貢献する。

【図面の簡単な説明】

【図１】(a),(b),(c) は一実施の形態におけるトップシ
ュータ型サーマルインクジェットヘッドの製造方法を工
程順に示す概略の平面図である。

【図２】(a),(b),(c) の上段はそれぞれ図１(a),(b),
(c) の平面図を一部拡大して詳細に示す図、中段は上段
のＡ−Ａ′断面矢視図、下段は上段のＢ−Ｂ′断面矢視
図である。

【図３】(a) はモノカラーヘッドを４個横に並べてフル
カラーのサーマルインクジェットヘッドを構成した状態
を示す図、(b) はその基板（チップ）をシリコンウエハ
上に多数形成した状態を示す図である。

【図４】(a) は吐出ノズル近傍部分の孔明け前の状態を
示す拡大断面図、(b) はヘリコン波エッチング装置によ
り通常に孔明けを行った場合の不具合図、(c) は(b) の
孔とその周辺を示す平面図、(d) はヘリコン波エッチン
グ装置により本発明の方法により孔明けを行った場合の
完成図、(e) は(d) の孔とその周辺を示す平面図であ
る。

【図５】ヘリコン波ドライエッチング装置を模式的に示
す図である。

【図６】(a),(b),(c) は発熱抵抗体の発熱面に平行な方
向へ吐出する印字ヘッドの構成を模式的に示す図、(d),
(e),(f) は発熱抵抗体の発熱面に垂直な方向に吐出する
印字ヘッドの構成を模式的に示す図である。

【符号の説明】

１シリコン基板２発熱抵抗体４オリフィス５、５′ インク６膜気泡７インク滴１１シリコン基板１２共通電極１３共通電極給電端子１４個別配線電極１５発熱抵抗体（発熱素子）１６駆動回路１７駆動回路端子１８インク供給路１９インク給送孔２１（２１、２１−１、２１−２）隔壁２２オリフィス板２３インク溝２４流路２５金属マスク２６ノズル（オリフィス）２７（２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄ）モノカラー
ヘッド２８フルカラーのサーマルインクジェットヘッド２９シリコンウエハ３１基板３２スクライブライン３３ａ接着材（補助材）３３ｂポリイミドフィルム３３ｃ接着材３５プロセスチャンバー（処理室）３６フォルダー（治具）３７支持台３８ＲＦ（高周波）バイアス電源３９低温サーキュレータ４１マグネット（磁石）４２ソースチャンバー（源流室）４３アンテナ４４インナーコイル（内コイル）４５アウターコイル（外コイル）４６パイプライン４７ソースパワーサプライ（源流電源）４８酸素プラズマ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平８−207287（ＪＰ，Ａ) 特開平10−286955（ＪＰ，Ａ) 特開平８−316209（ＪＰ，Ａ) 特開平８−224843（ＪＰ，Ａ) 特開平５−147210（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41J 2/135

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】インクに圧力を加えて該インクを吐出ノ
ズルより記録媒体に噴射させて記録を行うインクジェッ
トプリンタにおける吐出ノズルの形成方法であって、前記吐出ノズルを形成すべき、ポリイミドシートの両面
にガラス転移点Ｔｇが約２００℃の熱可塑性接着材層を
積層した３層シートであるオリフィス板に対ドライエッ
チング用マスク膜を形成し、前記マスク膜が形成された前記オリフィス板を設置した
記録ヘッド基板を２００℃以下に冷却しつつ、へリコン
波ドライエッチング法により多数の吐出ノズルを同時に
一括して穿設することを特徴とするインクジェットプリ
ンタにおける吐出ノズルの形成方法。
【請求項２】前記オリフィス板は３０μｍ以上の厚み
を有することを特徴とする請求項１記載のインクジェッ
トプリンタにおける吐出ノズルの形成方法。