JP3517407B2 - 印刷装置及びその形成方法、並びに印刷方法 - Google Patents
印刷装置及びその形成方法、並びに印刷方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はインクジェットプリ
ンタに関し、より詳細には、インクジェットプリンタ用
のモノリシックプリントヘッドに関する。また、本発明
は、特に、完全集積型インクジェットプリントヘッド用
の、粒子に対して耐性があるインク供給チャネル構造を
提供するものである。
ンタに関し、より詳細には、インクジェットプリンタ用
のモノリシックプリントヘッドに関する。また、本発明
は、特に、完全集積型インクジェットプリントヘッド用
の、粒子に対して耐性があるインク供給チャネル構造を
提供するものである。
【０００２】
【従来の技術】インクジェットプリンタは、通常、プリ
ンタを通過して供給される紙のシートの幅を横切って左
右に走査するキャリッジ上に搭載されたプリントヘッド
を有する。キャリッジ上に搭載したものであっても、或
いはキャリッジの外部にあるものであっても、インク槽
からのインクは、プリントヘッド上のインク噴射チャン
バに供給される。各々のインク噴射チャンバは、ヒータ
抵抗器や圧電素子等のインク噴射要素を含み、このよう
なインク噴射要素にはそれぞれ別々にアドレス可能であ
る。インク噴射要素に通電することによって、インク滴
がノズルを通して噴射され、媒体上に小さなドットを作
成する。作成したドットのパターンは、画像又はテキス
トを形成する。
ンタを通過して供給される紙のシートの幅を横切って左
右に走査するキャリッジ上に搭載されたプリントヘッド
を有する。キャリッジ上に搭載したものであっても、或
いはキャリッジの外部にあるものであっても、インク槽
からのインクは、プリントヘッド上のインク噴射チャン
バに供給される。各々のインク噴射チャンバは、ヒータ
抵抗器や圧電素子等のインク噴射要素を含み、このよう
なインク噴射要素にはそれぞれ別々にアドレス可能であ
る。インク噴射要素に通電することによって、インク滴
がノズルを通して噴射され、媒体上に小さなドットを作
成する。作成したドットのパターンは、画像又はテキス
トを形成する。
【０００３】本発明の出願人に譲渡されその参照によっ
て本明細書に組み込まれる、StevenSteinfield等による
「Stable Substrate Structure for a Wide Swath Nozzl
e Array in a High Resolution Inkjet Printer」とい
う名称の米国特許第５，６４８，８０６号には、特定の
プリントヘッド及びインクジェットプリンタに関するさ
らなる情報が見出される。
て本明細書に組み込まれる、StevenSteinfield等による
「Stable Substrate Structure for a Wide Swath Nozzl
e Array in a High Resolution Inkjet Printer」とい
う名称の米国特許第５，６４８，８０６号には、特定の
プリントヘッド及びインクジェットプリンタに関するさ
らなる情報が見出される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】消費者市場の厳しい要
求を満たすために、プリントヘッドの解像度及び印刷速
度が増大するにつれて、新しいプリントヘッドの製造技
術及び構造が必要となる。プリントヘッドの性能，製造
の容易性，及び信頼性を改良する方法の１つは、一般的
に、集積回路製造技術を用いてプリントヘッド全体をモ
ノリシック構造として形成することである。
求を満たすために、プリントヘッドの解像度及び印刷速
度が増大するにつれて、新しいプリントヘッドの製造技
術及び構造が必要となる。プリントヘッドの性能，製造
の容易性，及び信頼性を改良する方法の１つは、一般的
に、集積回路製造技術を用いてプリントヘッド全体をモ
ノリシック構造として形成することである。
【０００５】プリントヘッドの解像度が増大し、それぞ
れのインク噴射チャンバ及びノズルのサイズが小さくな
るにつれて、インク噴射チャンバやノズルがインク粒子
やその他のコンタミナントによって詰まってしまう可能
性が高くなる。インク噴射チャンバやノズルが詰まる
と、印刷中の画像の品質が低下してしまうこととなる。
従って、インク噴射チャンバやノズルに粒子が詰まる可
能性を低くする技術が必要とされている。
れのインク噴射チャンバ及びノズルのサイズが小さくな
るにつれて、インク噴射チャンバやノズルがインク粒子
やその他のコンタミナントによって詰まってしまう可能
性が高くなる。インク噴射チャンバやノズルが詰まる
と、印刷中の画像の品質が低下してしまうこととなる。
従って、インク噴射チャンバやノズルに粒子が詰まる可
能性を低くする技術が必要とされている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本明細書において、集積
回路技術を用いて形成されるモノリシックプリントヘッ
ドを説明すると、次の通りである。まず、抵抗層を含む
薄膜層が、シリコン基板の頂面上に形成される。様々な
各種の層がエッチングされて、ヒータ抵抗器要素への導
線（リード線）が提供される。さらなる層が、パッシベ
ーション，ヒートシンク，及び絶縁等のような他の機能
を果たしてもよい。抵抗素子の代わりに、圧電素子を用
いてもよい。
回路技術を用いて形成されるモノリシックプリントヘッ
ドを説明すると、次の通りである。まず、抵抗層を含む
薄膜層が、シリコン基板の頂面上に形成される。様々な
各種の層がエッチングされて、ヒータ抵抗器要素への導
線（リード線）が提供される。さらなる層が、パッシベ
ーション，ヒートシンク，及び絶縁等のような他の機能
を果たしてもよい。抵抗素子の代わりに、圧電素子を用
いてもよい。
【０００７】薄膜層の頂面上には、オリフィス層が形成
されて、ノズル及びインク噴射チャンバを規定する。一
実施形態において、オリフィス層は、光によって加工可
能な材料を用いて形成する。
されて、ノズル及びインク噴射チャンバを規定する。一
実施形態において、オリフィス層は、光によって加工可
能な材料を用いて形成する。
【０００８】基板の底面にはトレンチがエッチングによ
って形成され、そこに、そのエッチングによって、イン
ク噴射チャンバの下にある薄いシリコンの膜が残され
る。
って形成され、そこに、そのエッチングによって、イン
ク噴射チャンバの下にある薄いシリコンの膜が残され
る。
【０００９】裏側エッチングを用いて、シリコン膜を貫
くインク供給穴が形成され、インクがインク槽からトレ
ンチ内へ、インク供給穴を通って、そして関連するイン
ク噴射チャンバ内へ流れることができるように構成され
る。インク粒子によってインクがインク噴射チャンバに
入るのを妨害されてしまう可能性を低くするために、薄
いシリコン膜の底面に、それぞれの穴に通じる細いイン
クチャネルがエッチングによって形成され、インク粒子
がインク供給穴の開口部を塞さいでしまっても、インク
が、インク供給穴の側面内に通じる比較的細いチャネル
内を流れることによって、依然としてチャンバに流入す
ることができるように構成されている。インク供給穴の
１つ当たりにいくつのチャネルを用いてもよい。
くインク供給穴が形成され、インクがインク槽からトレ
ンチ内へ、インク供給穴を通って、そして関連するイン
ク噴射チャンバ内へ流れることができるように構成され
る。インク粒子によってインクがインク噴射チャンバに
入るのを妨害されてしまう可能性を低くするために、薄
いシリコン膜の底面に、それぞれの穴に通じる細いイン
クチャネルがエッチングによって形成され、インク粒子
がインク供給穴の開口部を塞さいでしまっても、インク
が、インク供給穴の側面内に通じる比較的細いチャネル
内を流れることによって、依然としてチャンバに流入す
ることができるように構成されている。インク供給穴の
１つ当たりにいくつのチャネルを用いてもよい。
【００１０】結果として生じる完全に集積（統合）され
た熱インクジェットプリントヘッドは、全体の構造がモ
ノリシックなので、公差が非常に精密になるよう製造す
ることができ、次世代プリントヘッドの要求を満たすこ
とができる。
た熱インクジェットプリントヘッドは、全体の構造がモ
ノリシックなので、公差が非常に精密になるよう製造す
ることができ、次世代プリントヘッドの要求を満たすこ
とができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１は、本発明のプリントヘッド
構造を組み込むことが可能な１つのタイプのインクジェ
ット印刷カートリッジ１０の斜視図である。この印刷カ
ートリッジ１０は、その本体１２内に可成りの量のイン
クを含むタイプのものであるが、他の好適な印刷カート
リッジは、走査キャリッジ上に搭載されているか柔軟性
な管によってプリントヘッドに接続されているかのどち
らかである外部インク供給容器から、インクを受け取る
タイプであってもよい。
構造を組み込むことが可能な１つのタイプのインクジェ
ット印刷カートリッジ１０の斜視図である。この印刷カ
ートリッジ１０は、その本体１２内に可成りの量のイン
クを含むタイプのものであるが、他の好適な印刷カート
リッジは、走査キャリッジ上に搭載されているか柔軟性
な管によってプリントヘッドに接続されているかのどち
らかである外部インク供給容器から、インクを受け取る
タイプであってもよい。
【００１２】インクは、プリントヘッド１４に供給され
る。プリントヘッド１４については後に詳述するが、こ
のプリントヘッド１４は、インクをインク噴射チャンバ
内に溝を伝わって導かれる。なお、各インク噴射チャン
バにはインク噴射要素がそれぞれ含まれている。接点１
６に電気信号が供給されてインク噴射要素を個々に通電
し、関連するノズル１８を通してインク滴が噴射される
ようになっている。従来の印刷カートリッジの構造及び
動作は、非常によく知られている。
る。プリントヘッド１４については後に詳述するが、こ
のプリントヘッド１４は、インクをインク噴射チャンバ
内に溝を伝わって導かれる。なお、各インク噴射チャン
バにはインク噴射要素がそれぞれ含まれている。接点１
６に電気信号が供給されてインク噴射要素を個々に通電
し、関連するノズル１８を通してインク滴が噴射される
ようになっている。従来の印刷カートリッジの構造及び
動作は、非常によく知られている。
【００１３】図２は、図１のプリントヘッド１４の２−
２線に沿った断面図である。プリントヘッド１４は、３
００個以上のノズル１８及び関連するインク噴射チャン
バを有してもよいが、本発明を理解するためには、単一
のインク噴射チャンバのみの詳細を説明すればよい。ま
た、当業者であれば、単一のシリコンウェーハ上に多数
のプリントヘッドが形成され、従来技術を用いて互いに
分離される、ということも理解するはずである。
２線に沿った断面図である。プリントヘッド１４は、３
００個以上のノズル１８及び関連するインク噴射チャン
バを有してもよいが、本発明を理解するためには、単一
のインク噴射チャンバのみの詳細を説明すればよい。ま
た、当業者であれば、単一のシリコンウェーハ上に多数
のプリントヘッドが形成され、従来技術を用いて互いに
分離される、ということも理解するはずである。
【００１４】図２において、シリコン基板（プリントヘ
ッド基板）２０の上面にはホウ素がドープされている。
これを、ホウ素ドープ層２２と呼ぶ。かくして、プリン
トヘッドの基板は、第１の厚さを有するシリコン基板２
０（第１の部分）、及び、この基板２０の上に配置され
かつ前記第１の厚さより薄い第２の厚さを有するホウ素
ドープ層２２（第２の部分）とを含む。後述するよう
に、このホウ素ドープ層２２は、次にシリコン基板２０
をエッチングするときのエッチングストップとなる。ホ
ウ素ドープ層２２の厚さは、５μｍ〜５０μｍの範囲内
のいずれの厚さであってもよく、プリントヘッドの要求
事項によって決まる。このような要求事項には、構造上
の信頼性やヒータ抵抗器からの熱の除去（ヒートシン
ク）がある。シリコン層にホウ素をドープしてエッチン
グストップとして用いることは、半導体製造分野におい
ては周知である。
ッド基板）２０の上面にはホウ素がドープされている。
これを、ホウ素ドープ層２２と呼ぶ。かくして、プリン
トヘッドの基板は、第１の厚さを有するシリコン基板２
０（第１の部分）、及び、この基板２０の上に配置され
かつ前記第１の厚さより薄い第２の厚さを有するホウ素
ドープ層２２（第２の部分）とを含む。後述するよう
に、このホウ素ドープ層２２は、次にシリコン基板２０
をエッチングするときのエッチングストップとなる。ホ
ウ素ドープ層２２の厚さは、５μｍ〜５０μｍの範囲内
のいずれの厚さであってもよく、プリントヘッドの要求
事項によって決まる。このような要求事項には、構造上
の信頼性やヒータ抵抗器からの熱の除去（ヒートシン
ク）がある。シリコン層にホウ素をドープしてエッチン
グストップとして用いることは、半導体製造分野におい
ては周知である。
【００１５】図３に示す如く、ホウ素ドープ層２２の上
に抵抗層を含む様々な薄膜層２４が形成されエッチング
される。このような薄膜層２４は周知であり、従来のも
のであってもよい。様々なパターニングされた薄膜層２
４は、ホウ素ドープ層２２からの絶縁を行う機能、ヒー
タ抵抗器（インク噴射要素）２５を設ける機能、ヒータ
抵抗器２５から層２２までの伝熱経路を設ける機能、ヒ
ータ抵抗器２５への導電体を設ける機能、インクから保
護するためのパッシベーションを設ける機能等を果た
す。このような薄膜層２４の一実施形態の詳細は、全て
本願の出願人に譲渡されその参照によって本明細書に組
み込まれる、Naoto Kawamura等による「Fully Integrat
ed Thermal Inkjet Printhead Having Thin Film Layer
Shelf」という名称の１９９９年８月２７日出願の米国
特許出願番号第０９／３８４，８１７号、Naoto Kawamu
ra等による「Fully Integrated Thermal Inkjet Printh
eadHaving Etched Back PSG Layer」という名称の１９
９９年８月２７日出願の米国特許出願番号第０９／３８
４，８１４号、及び、Naoto Kawamura等による「Fully
Integrated Thermal Inkjet Printhead Having Multipl
e Ink Feed Holes PerNozzle」という名称の１９９９年
８月２７日出願の米国特許出願番号第０９／３８４，８
４９号等において見出すことができる。
に抵抗層を含む様々な薄膜層２４が形成されエッチング
される。このような薄膜層２４は周知であり、従来のも
のであってもよい。様々なパターニングされた薄膜層２
４は、ホウ素ドープ層２２からの絶縁を行う機能、ヒー
タ抵抗器（インク噴射要素）２５を設ける機能、ヒータ
抵抗器２５から層２２までの伝熱経路を設ける機能、ヒ
ータ抵抗器２５への導電体を設ける機能、インクから保
護するためのパッシベーションを設ける機能等を果た
す。このような薄膜層２４の一実施形態の詳細は、全て
本願の出願人に譲渡されその参照によって本明細書に組
み込まれる、Naoto Kawamura等による「Fully Integrat
ed Thermal Inkjet Printhead Having Thin Film Layer
Shelf」という名称の１９９９年８月２７日出願の米国
特許出願番号第０９／３８４，８１７号、Naoto Kawamu
ra等による「Fully Integrated Thermal Inkjet Printh
eadHaving Etched Back PSG Layer」という名称の１９
９９年８月２７日出願の米国特許出願番号第０９／３８
４，８１４号、及び、Naoto Kawamura等による「Fully
Integrated Thermal Inkjet Printhead Having Multipl
e Ink Feed Holes PerNozzle」という名称の１９９９年
８月２７日出願の米国特許出願番号第０９／３８４，８
４９号等において見出すことができる。
【００１６】薄膜層２４はエッチングされて、ホウ素ド
ープ層２２のうちのインク供給穴を形成する領域が露出
される。一方、インク噴射要素２５は、ホウ素ドープ層
２２の第１の表面（シリコン基板２０とホウ素ドープ層
２２との接合面とは反対側の表面）の上に薄膜層２４を
介して形成される。
ープ層２２のうちのインク供給穴を形成する領域が露出
される。一方、インク噴射要素２５は、ホウ素ドープ層
２２の第１の表面（シリコン基板２０とホウ素ドープ層
２２との接合面とは反対側の表面）の上に薄膜層２４を
介して形成される。
【００１７】次に、オリフィス層２６を堆積させて形成
する。オリフィス層２６は、スピン−オン（spun-on）
したエポキシ材料（例えば、ＳＵ８）又はポリイミド材
料で形成されてよい。他の実施形態において、オリフィ
ス層２６は、積層又はスクリーン印刷してもよい。一実
施形態において、オリフィス層２６の厚さは、約２０μ
ｍである。インク噴射チャンバ２８及びノズル１８は、
インク噴射チャンバ２８のマスク及び別個のノズル１８
のマスクを用いて、フォトリソグラフィーによって形成
してもよい。ノズル１８のマスクを用いて、光によって
加工可能なオリフィス層２６が照射量の少ない紫外線で
露光され、ＳＵ８層の上層のうちの、ノズル１８を形成
する箇所以外の部分が効果的に硬化される。次に、イン
ク噴射チャンバ２８のマスクを用いて、オリフィス層２
６が全照射量の紫外線で露光され、インク噴射チャンバ
２８を取り囲む領域においてオリフィス層２６が厚さ全
体にわたって硬化される。結果として得られる露光され
たオリフィス層２６は、次に現像され、紫外線での露光
によって硬化していないノズル１８及びインク噴射チャ
ンバ２８の部分が取り除かれる。又は、オリフィス層２
６をレーザーアブレーションで除去する技術を用いて、
ノズル１８及びインク噴射チャンバ２８を形成してもよ
い。又は、オリフィス層２６を２層のフォトレジストを
用いて形成し、この２層を別個にエッチングしてインク
噴射チャンバ２８及びノズル１８を形成してもよい。
する。オリフィス層２６は、スピン−オン（spun-on）
したエポキシ材料（例えば、ＳＵ８）又はポリイミド材
料で形成されてよい。他の実施形態において、オリフィ
ス層２６は、積層又はスクリーン印刷してもよい。一実
施形態において、オリフィス層２６の厚さは、約２０μ
ｍである。インク噴射チャンバ２８及びノズル１８は、
インク噴射チャンバ２８のマスク及び別個のノズル１８
のマスクを用いて、フォトリソグラフィーによって形成
してもよい。ノズル１８のマスクを用いて、光によって
加工可能なオリフィス層２６が照射量の少ない紫外線で
露光され、ＳＵ８層の上層のうちの、ノズル１８を形成
する箇所以外の部分が効果的に硬化される。次に、イン
ク噴射チャンバ２８のマスクを用いて、オリフィス層２
６が全照射量の紫外線で露光され、インク噴射チャンバ
２８を取り囲む領域においてオリフィス層２６が厚さ全
体にわたって硬化される。結果として得られる露光され
たオリフィス層２６は、次に現像され、紫外線での露光
によって硬化していないノズル１８及びインク噴射チャ
ンバ２８の部分が取り除かれる。又は、オリフィス層２
６をレーザーアブレーションで除去する技術を用いて、
ノズル１８及びインク噴射チャンバ２８を形成してもよ
い。又は、オリフィス層２６を２層のフォトレジストを
用いて形成し、この２層を別個にエッチングしてインク
噴射チャンバ２８及びノズル１８を形成してもよい。
【００１８】次に、ウェーハの裏側表面上に二酸化ケイ
素から成る層を形成し、次に従来のフォトリソグラフィ
ー技術を用いてこの層を選択的にエッチングして二酸化
ケイ素の一部分３４，３５を残すことによって、裏側の
硬いマスクを作成する。
素から成る層を形成し、次に従来のフォトリソグラフィ
ー技術を用いてこの層を選択的にエッチングして二酸化
ケイ素の一部分３４，３５を残すことによって、裏側の
硬いマスクを作成する。
【００１９】図４に示すように、基板２０の裏側に沿っ
てトレンチ３８が形成される。このトレンチ３８は、少
なくともプリントヘッド１４の前面上のノズル１８のパ
ターンと同じだけの長さがある。一実施形態において、
トレンチ３８は、エッチング液として水酸化テトラメチ
ルアンモニウム（ＴＭＡＨ）を用いたウェットエッチン
グプロセスを用いてエッチングされ、傾斜のついた断面
が形成される。他の異方性ウェットエッチング液も、ま
た、用いてもよい。（U.Schnakenberg 等の「TMAHW Etc
hants for Silicon Micromachining,Tech.Digest,6 In
t.Conf.Solid State Sensors and Actuators(Transduce
rs ’91),San Francisco,CA,June24-28,1991,pp.815-81
8」を参照されたい。）トレンチ３８は、プリントヘッ
ド１４の長さにわたって延びていてもよく、又は、プリ
ントヘッドの機械的強度を改良するために、プリントヘ
ッドのうちのインク噴射チャンバ２８の下になる長さの
一部のみにわたって延びていてもよい。ホウ素ドープ層
２２は、エッチングストップの役目を果たし、ＴＭＡＨ
エッチングプロセス後も残される。
てトレンチ３８が形成される。このトレンチ３８は、少
なくともプリントヘッド１４の前面上のノズル１８のパ
ターンと同じだけの長さがある。一実施形態において、
トレンチ３８は、エッチング液として水酸化テトラメチ
ルアンモニウム（ＴＭＡＨ）を用いたウェットエッチン
グプロセスを用いてエッチングされ、傾斜のついた断面
が形成される。他の異方性ウェットエッチング液も、ま
た、用いてもよい。（U.Schnakenberg 等の「TMAHW Etc
hants for Silicon Micromachining,Tech.Digest,6 In
t.Conf.Solid State Sensors and Actuators(Transduce
rs ’91),San Francisco,CA,June24-28,1991,pp.815-81
8」を参照されたい。）トレンチ３８は、プリントヘッ
ド１４の長さにわたって延びていてもよく、又は、プリ
ントヘッドの機械的強度を改良するために、プリントヘ
ッドのうちのインク噴射チャンバ２８の下になる長さの
一部のみにわたって延びていてもよい。ホウ素ドープ層
２２は、エッチングストップの役目を果たし、ＴＭＡＨ
エッチングプロセス後も残される。
【００２０】図５（Ａ）に示すように、トレンチ３８は
フォトレジスト４０でコーティングされ、選択的に紫外
線で露光される。次に、フォトレジスト４０を現像し
て、インク噴射チャンバ２８に通じるインク供給チャネ
ル及びインク供給穴をパターニングする。
フォトレジスト４０でコーティングされ、選択的に紫外
線で露光される。次に、フォトレジスト４０を現像し
て、インク噴射チャンバ２８に通じるインク供給チャネ
ル及びインク供給穴をパターニングする。
【００２１】図５（Ｂ）は、インク供給チャネル及びイ
ンク供給穴用に形成したフォトレジストパターンを示
す、図５（Ａ）の構造の裏側の一部の図である。このフ
ォトレジストパターンは、ホウ素ドープ層２２を貫通し
てインク供給穴を形成するパターン４４に通じる１つ又
はそれよりも多いインク供給チャネルについてのパター
ン４２から成っている。薄膜層２４の開口部の大きさ
は、図５（Ｂ）において破線４６で示されている。
ンク供給穴用に形成したフォトレジストパターンを示
す、図５（Ａ）の構造の裏側の一部の図である。このフ
ォトレジストパターンは、ホウ素ドープ層２２を貫通し
てインク供給穴を形成するパターン４４に通じる１つ又
はそれよりも多いインク供給チャネルについてのパター
ン４２から成っている。薄膜層２４の開口部の大きさ
は、図５（Ｂ）において破線４６で示されている。
【００２２】図６に示すように、異方性シリコンエッチ
ングを用いて、ホウ素ドープ層２２の底面から薄膜層２
４へとエッチングを行う。これは、ドライエッチングプ
ロセスである。このエッチングは、酸化物に対して選択
的である。従って、薄膜層２４の底層は、エッチングス
トップの役目を果たすフィールド酸化物層であるべきで
ある。このエッチングによって、インク噴射チャンバ２
８に通じるインク供給穴５０及びインクチャネル５２が
形成される。インクチャネル５２は、インク供給穴５０
の側部に通じている。ホウ素ドープ層２２（第２の部
分）を貫通して形成されたインク供給穴５０は、ホウ素
ドープ層２２の第１の表面とは反対側の第２の表面から
各インク噴射要素２５へのインク経路を提供するもので
あり、ホウ素ドープ層２２に形成されたインクチャネル
５２は、前記各インク供給穴に通じるものである。そし
て、シリコン基板２０（基板の第１の部分）に形成され
たトレンチ３８とインク供給穴５０及びインクチャネル
５２とが互いに連通される。一実施形態において、前に
薄膜層２４に形成したインク供給穴は、ホウ素ドープ層
２２に形成したインク供給穴よりも小さく、フォトレジ
スト４０のパターニング段階での許容差を緩和するとと
もに、性能面でも利点が生じるようになっている。これ
により、インク供給穴５０の部分の上方に、薄膜層２４
の棚状部分が残される。
ングを用いて、ホウ素ドープ層２２の底面から薄膜層２
４へとエッチングを行う。これは、ドライエッチングプ
ロセスである。このエッチングは、酸化物に対して選択
的である。従って、薄膜層２４の底層は、エッチングス
トップの役目を果たすフィールド酸化物層であるべきで
ある。このエッチングによって、インク噴射チャンバ２
８に通じるインク供給穴５０及びインクチャネル５２が
形成される。インクチャネル５２は、インク供給穴５０
の側部に通じている。ホウ素ドープ層２２（第２の部
分）を貫通して形成されたインク供給穴５０は、ホウ素
ドープ層２２の第１の表面とは反対側の第２の表面から
各インク噴射要素２５へのインク経路を提供するもので
あり、ホウ素ドープ層２２に形成されたインクチャネル
５２は、前記各インク供給穴に通じるものである。そし
て、シリコン基板２０（基板の第１の部分）に形成され
たトレンチ３８とインク供給穴５０及びインクチャネル
５２とが互いに連通される。一実施形態において、前に
薄膜層２４に形成したインク供給穴は、ホウ素ドープ層
２２に形成したインク供給穴よりも小さく、フォトレジ
スト４０のパターニング段階での許容差を緩和するとと
もに、性能面でも利点が生じるようになっている。これ
により、インク供給穴５０の部分の上方に、薄膜層２４
の棚状部分が残される。
【００２３】次に、シリコンウェーハ上に形成したプリ
ントヘッドどうしが分離され、その後にプリントヘッド
は、印刷カートリッジ（図１参照）内に搭載され或いは
その他の方法によりインクジェットプリンタ内に組み込
まれる。
ントヘッドどうしが分離され、その後にプリントヘッド
は、印刷カートリッジ（図１参照）内に搭載され或いは
その他の方法によりインクジェットプリンタ内に組み込
まれる。
【００２４】図７は、ホウ素ドープ層２２に形成したイ
ンクチャネル５２が、どのように結果として粒子に対し
て耐性を有するプリントヘッドになっているかを示して
いる。図７において、固体のインク粒子５４，５５が、
インク供給穴５０の開口部を塞いでいる。しかし、この
ような場合でもインク５６はインクチャネル５２に流入
することができ、インク供給穴５０の側部に入って、イ
ンク噴射チャンバ２８に十分なインク５６が流れるよう
になっている。
ンクチャネル５２が、どのように結果として粒子に対し
て耐性を有するプリントヘッドになっているかを示して
いる。図７において、固体のインク粒子５４，５５が、
インク供給穴５０の開口部を塞いでいる。しかし、この
ような場合でもインク５６はインクチャネル５２に流入
することができ、インク供給穴５０の側部に入って、イ
ンク噴射チャンバ２８に十分なインク５６が流れるよう
になっている。
【００２５】他の実施形態において、図５（Ａ）及び図
５（Ｂ）におけるフォトレジスト４０の堆積（デポジッ
ト）及びパターニングの代わりに、ホウ素ドープ層２２
に、図５（Ｂ）に示すインクチャネル及びインク供給穴
のパターンに従って、選択的にホウ素をドープしてもよ
い。ホウ素をドープするマスクとして、絶縁膜を用い、
ドープしていない領域は、ＴＭＡＨエッチング中にエッ
チングによって取り除かれて、ホウ素ドープ層２２にイ
ンク供給穴５０及びインクチャネル５２を形成する。
５（Ｂ）におけるフォトレジスト４０の堆積（デポジッ
ト）及びパターニングの代わりに、ホウ素ドープ層２２
に、図５（Ｂ）に示すインクチャネル及びインク供給穴
のパターンに従って、選択的にホウ素をドープしてもよ
い。ホウ素をドープするマスクとして、絶縁膜を用い、
ドープしていない領域は、ＴＭＡＨエッチング中にエッ
チングによって取り除かれて、ホウ素ドープ層２２にイ
ンク供給穴５０及びインクチャネル５２を形成する。
【００２６】インク供給穴５０及びインクチャネル５２
を裏側からエッチングによって形成することによって、
インクチャネル５２及び穴５０の大きさ及び形状を最適
化することができる。例えば、ホウ素ドープ層２２に形
成するインク供給穴を、薄膜層２４に形成するインク供
給穴よりも僅かに大きくして、流体性能を改良してもよ
い。また、オリフィス層２６の形成前にホウ素ドープ層
２２に穴を表側からのエッチングにて形成する場合と比
べて、裏側からのエッチングを用いた場合には、表側か
らのエッチングの場合に生じる様々な欠点が回避され
る。表側からのエッチングのこのような欠点としては、
例えば、トレンチ３８のエッチング前にホウ素ドープ層
２２に形成した穴の領域内にデポジットされているオリ
フィス層２６のエッチングによって、残留物が生じてし
まうという欠点がある。このような残留物は、ＴＭＡＨ
エッチング後にインク供給穴５０を塞いでしまう可能性
がある。
を裏側からエッチングによって形成することによって、
インクチャネル５２及び穴５０の大きさ及び形状を最適
化することができる。例えば、ホウ素ドープ層２２に形
成するインク供給穴を、薄膜層２４に形成するインク供
給穴よりも僅かに大きくして、流体性能を改良してもよ
い。また、オリフィス層２６の形成前にホウ素ドープ層
２２に穴を表側からのエッチングにて形成する場合と比
べて、裏側からのエッチングを用いた場合には、表側か
らのエッチングの場合に生じる様々な欠点が回避され
る。表側からのエッチングのこのような欠点としては、
例えば、トレンチ３８のエッチング前にホウ素ドープ層
２２に形成した穴の領域内にデポジットされているオリ
フィス層２６のエッチングによって、残留物が生じてし
まうという欠点がある。このような残留物は、ＴＭＡＨ
エッチング後にインク供給穴５０を塞いでしまう可能性
がある。
【００２７】ヒータ抵抗器２５の下方にホウ素ドープ層
２２（膜とも呼ぶ）を保持することによって、熱を抵抗
器領域から除去するための優れたヒートシンクが提供さ
れることとなる。
２２（膜とも呼ぶ）を保持することによって、熱を抵抗
器領域から除去するための優れたヒートシンクが提供さ
れることとなる。
【００２８】基板２０がインクと反応することが問題で
ある場合には、基板２０の裏面上にパッシベーション層
をデポジットしてもよい。
ある場合には、基板２０の裏面上にパッシベーション層
をデポジットしてもよい。
【００２９】本発明においては、ホウ素ドープ層２２に
形成するインクチャネルパターンは、如何なるものであ
ってもよい。図８〜図１２は、図５（Ｂ）に示すパター
ンの代わりにすることができるインクチャネルの様々な
パターンを示している。なお、これらの図において、薄
膜層２４の開口部は破線で示す。
形成するインクチャネルパターンは、如何なるものであ
ってもよい。図８〜図１２は、図５（Ｂ）に示すパター
ンの代わりにすることができるインクチャネルの様々な
パターンを示している。なお、これらの図において、薄
膜層２４の開口部は破線で示す。
【００３０】従って、上述のプロセスの利点としては、
例えば次のものが挙げられる。 １． 冗長のインク供給チャネル構造を採用することに
よって、プリントヘッドを粒子に対して耐性（許容性）
があるようにすることができる。 ２． ホウ素ドープ層２２の開口部を、薄膜層２４の開
口部とは別々にフォトリソグラフィーによって規定する
ため、薄膜層の開口部よりも僅かに大きくして、流体性
能（fluid efficiency）を改善し、マスクの公差を緩和
することができる。 ３． 薄膜に形成されるインク供給穴を、スロットのエ
ッチング中にホウ素ドープ層２２によって保護すること
ができる。それによって、スロットのエッチングによっ
て薄膜とシリコンとの界面に如何なるアンダーカットも
なくなるようにすることができる。 ４． ホウ素ドープ層２２の開口部はフォトリソグラフ
ィーで規定するので、この開口部の限界（critical）寸
法は、如何なる表側のエッチングプロセスよりも遥かに
精密に制御することができる。表側のエッチングプロセ
スを採用した場合には、ＴＭＡＨプロセスや、ホウ素の
ドープ，ドライブイン，様々な熱サイクル等の多くの要
因によって影響を受けてしまう。
例えば次のものが挙げられる。 １． 冗長のインク供給チャネル構造を採用することに
よって、プリントヘッドを粒子に対して耐性（許容性）
があるようにすることができる。 ２． ホウ素ドープ層２２の開口部を、薄膜層２４の開
口部とは別々にフォトリソグラフィーによって規定する
ため、薄膜層の開口部よりも僅かに大きくして、流体性
能（fluid efficiency）を改善し、マスクの公差を緩和
することができる。 ３． 薄膜に形成されるインク供給穴を、スロットのエ
ッチング中にホウ素ドープ層２２によって保護すること
ができる。それによって、スロットのエッチングによっ
て薄膜とシリコンとの界面に如何なるアンダーカットも
なくなるようにすることができる。 ４． ホウ素ドープ層２２の開口部はフォトリソグラフ
ィーで規定するので、この開口部の限界（critical）寸
法は、如何なる表側のエッチングプロセスよりも遥かに
精密に制御することができる。表側のエッチングプロセ
スを採用した場合には、ＴＭＡＨプロセスや、ホウ素の
ドープ，ドライブイン，様々な熱サイクル等の多くの要
因によって影響を受けてしまう。
【００３１】図１３は、本発明を組み込むことができる
インクジェットプリンタ１３０の一実施形態を示す。他
の多数のインクジェットプリンタの設計もまた、本発明
とともに用いてもよい。インクジェットプリンタについ
てのさらなる詳細は、その参照によって本明細書に組み
込まれる、Ｎｏｒｍａｎ Ｐａｗｌｏｗｓｋｉ他への米
国特許番号第５，８５２，４５９号において見出され
る。
インクジェットプリンタ１３０の一実施形態を示す。他
の多数のインクジェットプリンタの設計もまた、本発明
とともに用いてもよい。インクジェットプリンタについ
てのさらなる詳細は、その参照によって本明細書に組み
込まれる、Ｎｏｒｍａｎ Ｐａｗｌｏｗｓｋｉ他への米
国特許番号第５，８５２，４５９号において見出され
る。
【００３２】インクジェットプリンタ１３０は、紙のシ
ート１３４を収納する入力トレイ１３２を含んでいる。
紙のシート１３４は、その上に印刷が行われるように、
ローラ１３７を用いて、印刷ゾーン１３５を通って送ら
れる。次に、紙のシート１３４は、出力トレイ１３６に
送られる。可動キャリッジ１３８は、シアン（Ｃ）、ブ
ラック（Ｋ）、マゼンタ（Ｍ）、及びイエロー（Ｙ）の
インクをそれぞれ印刷する４つの印刷カートリッジ１４
０〜１４３を保持している。
ート１３４を収納する入力トレイ１３２を含んでいる。
紙のシート１３４は、その上に印刷が行われるように、
ローラ１３７を用いて、印刷ゾーン１３５を通って送ら
れる。次に、紙のシート１３４は、出力トレイ１３６に
送られる。可動キャリッジ１３８は、シアン（Ｃ）、ブ
ラック（Ｋ）、マゼンタ（Ｍ）、及びイエロー（Ｙ）の
インクをそれぞれ印刷する４つの印刷カートリッジ１４
０〜１４３を保持している。
【００３３】一実施形態において、交換式インクカート
リッジ１４５〜１４８内のインクは、それぞれ柔軟性な
インク管１４８を通して、関連する印刷カートリッジ１
４０〜１４３に供給される。印刷カートリッジ１４０〜
１４３は、また、可成りの供給量の流体を保持するタイ
プであってもよく、補充式のものであってもなくてもよ
い。他の実施形態において、インク供給容器はプリント
ヘッド部とは別個のものであり、キャリッジ１３８内の
プリントヘッド上に取り外し可能に搭載されている。
リッジ１４５〜１４８内のインクは、それぞれ柔軟性な
インク管１４８を通して、関連する印刷カートリッジ１
４０〜１４３に供給される。印刷カートリッジ１４０〜
１４３は、また、可成りの供給量の流体を保持するタイ
プであってもよく、補充式のものであってもなくてもよ
い。他の実施形態において、インク供給容器はプリント
ヘッド部とは別個のものであり、キャリッジ１３８内の
プリントヘッド上に取り外し可能に搭載されている。
【００３４】キャリッジ１３８は、ベルトと滑車とから
構成された従来の駆動機構によって走査軸に沿って駆動
され、スライドロッド１５０に沿って摺動する。他の実
施形態において、キャリッジは静止しており、静止した
印刷カートリッジのアレイが、動いている紙のシート上
に印刷を行う。
構成された従来の駆動機構によって走査軸に沿って駆動
され、スライドロッド１５０に沿って摺動する。他の実
施形態において、キャリッジは静止しており、静止した
印刷カートリッジのアレイが、動いている紙のシート上
に印刷を行う。
【００３５】プリンタ１３０によって、従来の外部コン
ピュータ（例えば、ＰＣ）からの印刷信号が処理され
て、印刷するドットのビットマップが生成される。次
に、このビットマップを、プリントヘッド用のインク噴
射信号に変換する。印刷中にキャリッジ１３８が走査軸
に沿って左右に横切るときのキャリッジ１３８の位置
は、キャリッジ１３８上の光電素子が検出する光学的エ
ンコーダのストリップ１５２によって測定され、それぞ
れの印刷カートリッジ１４０〜１４３上の様々なインク
噴射要素が、キャリッジ１３８の走査中の適切な時点に
選択的に作動（発射操作）されるようになっている。
ピュータ（例えば、ＰＣ）からの印刷信号が処理され
て、印刷するドットのビットマップが生成される。次
に、このビットマップを、プリントヘッド用のインク噴
射信号に変換する。印刷中にキャリッジ１３８が走査軸
に沿って左右に横切るときのキャリッジ１３８の位置
は、キャリッジ１３８上の光電素子が検出する光学的エ
ンコーダのストリップ１５２によって測定され、それぞ
れの印刷カートリッジ１４０〜１４３上の様々なインク
噴射要素が、キャリッジ１３８の走査中の適切な時点に
選択的に作動（発射操作）されるようになっている。
【００３６】プリントヘッドとしては、抵抗性，圧電
性，又はその他のタイプのインク噴射要素他のタイプの
ものを用いてよい。
性，又はその他のタイプのインク噴射要素他のタイプの
ものを用いてよい。
【００３７】キャリッジ１３８内の印刷カートリッジ１
４０〜１４３が紙のシート１３４を横切って走査すると
き、印刷カートリッジ１４０〜１４３が印刷する各スウ
ォースは重なり合う。１回又はそれよりも多い回数の走
査の後に、紙のシート１３４は出力トレイ１３６に向か
う方向にシフトし、次いでキャリッジ１３８は走査を再
開する。
４０〜１４３が紙のシート１３４を横切って走査すると
き、印刷カートリッジ１４０〜１４３が印刷する各スウ
ォースは重なり合う。１回又はそれよりも多い回数の走
査の後に、紙のシート１３４は出力トレイ１３６に向か
う方向にシフトし、次いでキャリッジ１３８は走査を再
開する。
【００３８】本発明は、グリットホイール，ロールフィ
ード、又はドラム若しくは真空ベルトの技術を組み込ん
だもの等のような他の代替の媒体及び／又はプリントヘ
ッド移動機構を利用して、印刷媒体をプリントヘッド装
置に対して支持して移動するような別の印刷システム
（図示せず）にも、同じく適用可能である。グリットホ
イールの設計では、１つ又はそれよりも多いプリントヘ
ッド装置を保持するキャリッジが直角の軸に沿って媒体
をパスすべく走査する間に、グリットホイールとピンチ
ローラとがその媒体を１つの軸に沿って前後に移動せし
める。ドラムプリンタの設計では、媒体は回転ドラムに
搭載され、この回転ドラムは、１つ又はそれよりも多い
プリントヘッド装置を保持するキャリッジが直角の軸に
沿って媒体をパスすべく走査する間に、１つの軸に沿っ
て回転する。ドラムの設計においてもグリットホイール
の設計においても、通常、図１３に示すシステムの場合
におけるような前方及び後方の往復移動の方法では走査
は行われない。
ード、又はドラム若しくは真空ベルトの技術を組み込ん
だもの等のような他の代替の媒体及び／又はプリントヘ
ッド移動機構を利用して、印刷媒体をプリントヘッド装
置に対して支持して移動するような別の印刷システム
（図示せず）にも、同じく適用可能である。グリットホ
イールの設計では、１つ又はそれよりも多いプリントヘ
ッド装置を保持するキャリッジが直角の軸に沿って媒体
をパスすべく走査する間に、グリットホイールとピンチ
ローラとがその媒体を１つの軸に沿って前後に移動せし
める。ドラムプリンタの設計では、媒体は回転ドラムに
搭載され、この回転ドラムは、１つ又はそれよりも多い
プリントヘッド装置を保持するキャリッジが直角の軸に
沿って媒体をパスすべく走査する間に、１つの軸に沿っ
て回転する。ドラムの設計においてもグリットホイール
の設計においても、通常、図１３に示すシステムの場合
におけるような前方及び後方の往復移動の方法では走査
は行われない。
【００３９】単一の基板上に多数のプリントヘッドを形
成してもよい。さらに、プリントヘッドのアレイは、１
ページの全幅を横切って延びるように配置することによ
り、プリントヘッドの走査が不要で、紙のみがアレイと
垂直にシフトするようになっていてもよい。
成してもよい。さらに、プリントヘッドのアレイは、１
ページの全幅を横切って延びるように配置することによ
り、プリントヘッドの走査が不要で、紙のみがアレイと
垂直にシフトするようになっていてもよい。
【００４０】キャリッジ内のさらなる印刷カートリッジ
が、他のカラー又は定着剤（fixers）を含んでいてもよ
い。
が、他のカラー又は定着剤（fixers）を含んでいてもよ
い。
【００４１】以上を要約すると次の通りである。すなわ
ち、ここで述べたモノリシックプリントヘッド（モノリ
シック構造のプリントヘッド）１４は、集積回路技術を
用いて形成されている。抵抗層を含む薄膜層が、シリコ
ン基板２０の上面（表面）上に形成される。様々な層
が、ヒータ抵抗器２５及び導線を設けるためにエッチン
グされる。薄膜層は、また、基板の上面の一部（インク
噴射チャンバ２８に通じるインク供給穴５０を形成すべ
きではない部分）を露光するためにエッチングされる。
トレンチ３８が、基板の底面においてエッチングされ、
薄膜層に横たわる基板の相対的に薄い膜が残される。ト
レンチ３８の形成されて裏側エッチングが行われた後
に、トレンチ３８からインク噴射チャンバ２８に通じる
インク供給穴５０が基板の膜に形成される。また、イン
ク供給穴５０の側部に通じるインクチャネル５２が、基
板の膜に形成される。これらのインクチャネル５２は、
インク供給穴５０の幅よりも小さい（狭い）幅を有す
る。インク供給穴５０の開口部を塞ぐことがあるインク
粒子５４又はその他の粒子は、インク供給穴５０の側部
に通じる幅狭のチャネルをブロック（閉塞）しない。イ
ンクジェットプリンタ１３０の使用に際して粒子に対す
る耐性（許容性）があるプリントヘッドを構成するため
に、上述のようなチャネル及びインク供給穴５０につい
ての様々な実施形態が記載されている。
ち、ここで述べたモノリシックプリントヘッド（モノリ
シック構造のプリントヘッド）１４は、集積回路技術を
用いて形成されている。抵抗層を含む薄膜層が、シリコ
ン基板２０の上面（表面）上に形成される。様々な層
が、ヒータ抵抗器２５及び導線を設けるためにエッチン
グされる。薄膜層は、また、基板の上面の一部（インク
噴射チャンバ２８に通じるインク供給穴５０を形成すべ
きではない部分）を露光するためにエッチングされる。
トレンチ３８が、基板の底面においてエッチングされ、
薄膜層に横たわる基板の相対的に薄い膜が残される。ト
レンチ３８の形成されて裏側エッチングが行われた後
に、トレンチ３８からインク噴射チャンバ２８に通じる
インク供給穴５０が基板の膜に形成される。また、イン
ク供給穴５０の側部に通じるインクチャネル５２が、基
板の膜に形成される。これらのインクチャネル５２は、
インク供給穴５０の幅よりも小さい（狭い）幅を有す
る。インク供給穴５０の開口部を塞ぐことがあるインク
粒子５４又はその他の粒子は、インク供給穴５０の側部
に通じる幅狭のチャネルをブロック（閉塞）しない。イ
ンクジェットプリンタ１３０の使用に際して粒子に対す
る耐性（許容性）があるプリントヘッドを構成するため
に、上述のようなチャネル及びインク供給穴５０につい
ての様々な実施形態が記載されている。
【００４２】本発明の特定の実施形態を示して説明した
が、当業者には、より広い各態様における本発明から逸
脱することなく変更及び変形を行ってもよく、従って、
特許請求の範囲は、本発明の真の精神及び範囲内にある
全てのこのような変更及び変形をその範囲内に包含す
る、ということが明白であろう。
が、当業者には、より広い各態様における本発明から逸
脱することなく変更及び変形を行ってもよく、従って、
特許請求の範囲は、本発明の真の精神及び範囲内にある
全てのこのような変更及び変形をその範囲内に包含す
る、ということが明白であろう。
【図１】本発明のモノリシックプリントヘッドを収容す
る印刷カートリッジの一実施形態を示す斜視図である。
る印刷カートリッジの一実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１における２−２線断面図であって、プリン
トヘッド製造の開始段階（第１段階）におけるプリント
ヘッドの一部の構造を示す断面図である。
トヘッド製造の開始段階（第１段階）におけるプリント
ヘッドの一部の構造を示す断面図である。
【図３】プリントヘッド製造の第２段階におけるプリン
トヘッドの一部の構造を示す図２と同様の断面図であ
る。
トヘッドの一部の構造を示す図２と同様の断面図であ
る。
【図４】プリントヘッド製造の第３段階におけるプリン
トヘッドの一部の構造を示す図２と同様の断面図であ
る。
トヘッドの一部の構造を示す図２と同様の断面図であ
る。
【図５】プリントヘッド製造の第４段階におけるプリン
トヘッドの一部の構造を示す図であって、図５（Ａ）は
図２と同様の断面図、図５（Ｂ）はホウ素ドープ層にお
けるチャネル及び穴のパターンを示す、図５Ａのプリン
トヘッドの一部の平面図である。
トヘッドの一部の構造を示す図であって、図５（Ａ）は
図２と同様の断面図、図５（Ｂ）はホウ素ドープ層にお
けるチャネル及び穴のパターンを示す、図５Ａのプリン
トヘッドの一部の平面図である。
【図６】プリントヘッド製造の第５段階におけるプリン
トヘッドの一部の構造を示す図２と同様の断面図であ
る。
トヘッドの一部の構造を示す図２と同様の断面図であ
る。
【図７】図６のプリントヘッドをプリンタ内に搭載した
後の、インク粒子がインク供給穴の開口部を塞いでいる
が、シリコン膜に形成した細いチャネルを通ってインク
噴射チャンバ内にインクが流れることができるようにな
っている状態を示す、図６のプリントヘッドの断面図で
ある。
後の、インク粒子がインク供給穴の開口部を塞いでいる
が、シリコン膜に形成した細いチャネルを通ってインク
噴射チャンバ内にインクが流れることができるようにな
っている状態を示す、図６のプリントヘッドの断面図で
ある。
【図８】シリコン膜に形成されたチャネルパターンの別
の例を示す図である。
の例を示す図である。
【図９】シリコン膜に形成されたチャネルパターンのさ
らに別の例を示す図である。
らに別の例を示す図である。
【図１０】シリコン膜に形成されたチャネルパターンの
さらに別の例を示す図である。
さらに別の例を示す図である。
【図１１】シリコン膜に形成されたチャネルパターンの
さらに別の例を示す図である。
さらに別の例を示す図である。
【図１２】シリコン膜に形成されたチャネルパターンの
さらに別の例を示す図である。
さらに別の例を示す図である。
【図１３】本発明のプリントヘッドを組み込むことが可
能なインクジェットプリンタの一実施形態を示す斜視図
である。
能なインクジェットプリンタの一実施形態を示す斜視図
である。
１４ プリントヘッド
１８ ノズル
２０ シリコン基板（プリントヘッド基板）
２２ ホウ素ドープ層
２４ 薄膜層
２６ オリフィス層
２５ ヒータ抵抗器（インク噴射要素）
２８ インク噴射チャンバ
３８ トレンチ
５０ インク供給穴
５２ インクチャネル
５４ 粒子
５６ インク
１３０ インクジェットプリンタ
フロントページの続き
(72)発明者 ケネス・エム・クレイマー
アメリカ合衆国オレゴン州97330，コー
バリス，ノース・ウェスト・エスタビュ
ー・プレイス 3864
(56)参考文献 特開 平10−128977（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−25639（ＪＰ，Ａ)
特開2000−141701（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−312506（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−235876（ＪＰ，Ａ)
特開 平11−314371（ＪＰ，Ａ)
特公 昭63−15915（ＪＰ，Ｂ１)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B41J 2/04 - 2/055
B41J 2/17 - 2/175
Claims (10)
- 【請求項１】（ａ） 第１の厚さを有する第１の部分、
及び、前記第１の部分の上に配置されかつ前記第１の厚
さより薄い第２の厚さを有する第２の部分を含む基板を
具備するプリントヘッドと、 （ｂ） 前記第２の部分の第１の表面、すなわち前記第
１及び第２の部分の接合面とは反対側の表面の上に形成
された少なくとも１つのインク噴射要素と、 （ｃ） 前記第２の部分を貫通して形成され、前記第１
の表面とは反対側の、前記第２の部分の第２の表面から
少なくとも１つのインク噴射要素の各インク噴射要素へ
のインク経路を提供する少なくとも１つのインク供給穴
と、 （ｄ） 前記第２の部分に形成され、前記各インク供給
穴に通じる少なくとも１つのインクチャネルであって、
粒子が各々の前記インク供給穴の開口部を塞いだ場合
に、インクが前記各インク噴射要素に流れることができ
るようにするためのインクチャネルと、 をそれぞれ備えることを特徴とする印刷装置。 - 【請求項２】 前記第１の部分には、前記インク供給穴
及び前記インクチャネルに連通するトレンチが形成さ
れ、前記第２の部分の前記第２の表面は前記トレンチの
ベースを形成していることを特徴とする請求項１に記載
の印刷装置。 - 【請求項３】 前記第２の部分はホウ素ドープ層である
ことを特徴とする請求項１に記載の印刷装置。 - 【請求項４】 前記少なくとも１つのインクチャネル
が、前記各インク供給穴に対しての１つだけのインクチ
ャネルから成り、各々の前記インク供給穴はある幅を有
すると共に前記インクチャネルは前記インク供給穴の前
記幅よりも狭い幅を有することを特徴とする請求項１に
記載の印刷装置。 - 【請求項５】 前記少なくとも１つのインクチャネル
は、幅を有するそれぞれの前記インク供給穴に対しての
複数のインクチャネルを含み、前記インクチャネルは、
それぞれ、各々の前記インク供給穴の幅よりも狭いこと
を特徴とする詰求項１に記載の印刷装置。 - 【請求項６】（ａ） 第１の厚さを有する第１の部分、
及び、前記第１の部分の上に配置されかつ前記第１の厚
さより薄い第２の厚さを有する第２の部分を含む基板を
具備するプリントヘッドを提供するステップと、 （ｂ） 前記第２の部分の第１の表面、すなわち前記第
１及び第２の部分の接合面とは反対側の表面の上に配置
された少なくとも１つのインク噴射要素を形成するステ
ップと、 （ｃ） 前記第２の部分を貫通して形成され、前記第１
の表面とは反対側の、前記第２の部分の第２の表面から
各々のインク噴射要素へのインク経路を提供する少なく
とも１つのインク供給穴を形成するステップと、 （ｄ） それぞれの前記インク供給穴に通じる少なくと
も１つのインクチャネルであって、粒子が前記各インク
供給穴の開口部を塞いだ場合に、インクが前記各インク
噴射要素に流れることができるようにするインクチャネ
ルを、前記第２の部分に形成するステップと、 をそれぞれ含むことを特徴とする印刷装置の形成方法。 - 【請求項７】 前記基板の前記第１の部分に、前記イン
ク供給穴及び前記インクチャネルに連通するトレンチを
形成するステップであって、前記第２の部分の前記第２
の表面を前記トレンチのベースとして構成するステップ
をさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の印刷装
置の形成方法。 - 【請求項８】 前記プリントヘッドを提供するステップ
は、後続のステップで前記第２の部分を形成するため
に、前記プリントヘッドの前記基板の表面にホウ素をド
ープするステップを含むことを特徴とする請求項６に記
載の印刷装置の形成方法。 - 【請求項９】 前記少なくとも１つのインクチャネルを
形成するステップは、幅を有するそれぞれの前記インク
供給穴に対して複数のインクチャネルを形成するステッ
プを含み、前記各インクチャネルの幅は、それぞれの前
記インク供給穴の幅よりも狭いことを特徴とする請求項
６に記載の方法。 - 【請求項１０】（ａ） プリントヘッド基板の、第１の
厚さを有する第１の部分に形成されたトレンチにインク
を供給するステップであって、前記基板が、前記トレン
チのベースを形成している、前記第１の部分の上に配置
されかつ前記第１の厚さよりも薄い第２の部分を含むよ
うにしたステップと、 （ｂ） 前記プリントヘッド基板の前記第２の部分に形
成された少なくとも１つのインクチャネル内に前記イン
クを運ぶステップであって、前記少なくとも１つのイン
クチャネルは、前記基板の前記第２の部分を貫通して形
成された複数のインク供給穴のうちのそれぞれの１つの
側部で終端となるようにしたステップと、 （ｃ） 前記インクを、前記インク供給穴を通して、前
記基板の前記第２の部分の第１の表面、すなわち前記第
１及び第２の部分の接合面とは反対側の表面の上に形成
したそれぞれのインク噴射チャンバ内に流すステップ
と、 （ｄ） 前記各インク噴射チャンバ内のインク噴射要素
に通電して、関連するノズルを通してインクを噴射する
ステップと、 をそれぞれ含むことを特徴とする印刷方法。
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|---|---|---|---|
| US09/727,429 US6364466B1 (en) | 2000-11-30 | 2000-11-30 | Particle tolerant ink-feed channel structure for fully integrated inkjet printhead |
| US09/727429 | 2000-11-30 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002192723A JP2002192723A (ja) | 2002-07-10 |
| JP3517407B2 true JP3517407B2 (ja) | 2004-04-12 |
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ID=24922624
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| EP (1) | EP1211076B1 (ja) |
| JP (1) | JP3517407B2 (ja) |
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| KR100468160B1 (ko) * | 2002-12-02 | 2005-01-26 | 삼성전자주식회사 | 모노리식 버블 잉크젯 프린트 헤드 및 그 제조방법 |
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| US7710371B2 (en) * | 2004-12-16 | 2010-05-04 | Xerox Corporation | Variable volume between flexible structure and support surface |
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| JP5102551B2 (ja) * | 2006-09-07 | 2012-12-19 | 株式会社リコー | 液滴吐出ヘッド、液体カートリッジ、液滴吐出装置、及び画像形成装置 |
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| JP5932342B2 (ja) * | 2012-01-13 | 2016-06-08 | キヤノン株式会社 | 液体吐出ヘッドの製造方法 |
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-
2001
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- 2001-11-29 EP EP01310013A patent/EP1211076B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-11-30 JP JP2001366531A patent/JP3517407B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2002
- 2002-07-03 HK HK02104992.8A patent/HK1043343B/zh not_active IP Right Cessation
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