JP4865309B2 - インクジェット記録ヘッド用基板の製造方法 - Google Patents
インクジェット記録ヘッド用基板の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4865309B2 JP4865309B2 JP2005344366A JP2005344366A JP4865309B2 JP 4865309 B2 JP4865309 B2 JP 4865309B2 JP 2005344366 A JP2005344366 A JP 2005344366A JP 2005344366 A JP2005344366 A JP 2005344366A JP 4865309 B2 JP4865309 B2 JP 4865309B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- ink
- ink jet
- recording head
- jet recording
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims description 94
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 78
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 61
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 52
- 238000007747 plating Methods 0.000 claims description 40
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 claims description 34
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 claims description 34
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 25
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 20
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 13
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 6
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000002040 relaxant effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 2
- 239000000976 ink Substances 0.000 description 150
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 49
- WGTYBPLFGIVFAS-UHFFFAOYSA-M tetramethylammonium hydroxide Chemical compound [OH-].C[N+](C)(C)C WGTYBPLFGIVFAS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 24
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 22
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 22
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 21
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 20
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 16
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 14
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 13
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 12
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 8
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 8
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 8
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 7
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 7
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 6
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 6
- 239000005871 repellent Substances 0.000 description 5
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 5
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 4
- 239000002335 surface treatment layer Substances 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- DKNPRRRKHAEUMW-UHFFFAOYSA-N Iodine aqueous Chemical compound [K+].I[I-]I DKNPRRRKHAEUMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 3
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002585 base Substances 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 3
- SRCZENKQCOSNAI-UHFFFAOYSA-H gold(3+);trisulfite Chemical compound [Au+3].[Au+3].[O-]S([O-])=O.[O-]S([O-])=O.[O-]S([O-])=O SRCZENKQCOSNAI-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 3
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 3
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 3
- 230000002940 repellent Effects 0.000 description 3
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N disiloxane Chemical class [SiH3]O[SiH3] KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 2
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000010828 elution Methods 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 description 1
- 230000000116 mitigating effect Effects 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- 239000000123 paper Substances 0.000 description 1
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000002985 plastic film Substances 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000001012 protector Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000005488 sandblasting Methods 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/16—Production of nozzles
- B41J2/1601—Production of bubble jet print heads
- B41J2/1603—Production of bubble jet print heads of the front shooter type
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/16—Production of nozzles
- B41J2/1621—Manufacturing processes
- B41J2/1626—Manufacturing processes etching
- B41J2/1628—Manufacturing processes etching dry etching
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/16—Production of nozzles
- B41J2/1621—Manufacturing processes
- B41J2/1626—Manufacturing processes etching
- B41J2/1629—Manufacturing processes etching wet etching
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/16—Production of nozzles
- B41J2/1621—Manufacturing processes
- B41J2/1631—Manufacturing processes photolithography
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/16—Production of nozzles
- B41J2/1621—Manufacturing processes
- B41J2/164—Manufacturing processes thin film formation
- B41J2/1642—Manufacturing processes thin film formation thin film formation by CVD [chemical vapor deposition]
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/16—Production of nozzles
- B41J2/1621—Manufacturing processes
- B41J2/164—Manufacturing processes thin film formation
- B41J2/1643—Manufacturing processes thin film formation thin film formation by plating
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/16—Production of nozzles
- B41J2/1621—Manufacturing processes
- B41J2/164—Manufacturing processes thin film formation
- B41J2/1646—Manufacturing processes thin film formation thin film formation by sputtering
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49401—Fluid pattern dispersing device making, e.g., ink jet
Description
本発明は、インクを吐出して記録を行うインクジェット記録ヘッド用の基板の製造方法に関する。
インクジェット記録ヘッド（インクジェットヘッドと略称する場合もある）は、紙、プラスチックシート、布、物品等を包含する記録保持体に対して、例えばインク等の機能性液体等を吐出することにより文字、記号、画像等の記録、印刷等を行うものである。
また、この基板を用いて、インクジェットヘッドに対して供給されるインクを貯溜するためのインク貯溜部を含むインクジェットペン、及びインクジェットヘッドが装着されるインクジェット装置を構成することができる。本発明は、特に熱エネルギーを利用して記録液を加熱・沸騰させ液滴を吐出して記録を行うように構成されたインクジェット記録ヘッド用基板の製造方法に関する。
なお、本発明においていうインクジェットペンは、インクジェットヘッドとインク貯溜部とを一体としたカートリッジ形態も、それらを互いに別体として取り外し可能に組み合わせた形態も包含するものを意味する。
このインクジェットペンは、装置本体側のキャリッジ等の搭載手段に対して着脱自在に構成されている。
米国特許第4723129号公報(特許文献１)あるいは米国特許第4740796号公報(特許文献２)等に開示されているインクジェット記録方式は、高速、高密度で高精度、高画質の記録が可能で、かつカラー化、コンパクト化に適している。このインクジェット記録方式を用いる、熱エネルギーを利用してインクを発泡させて記録媒体にインクを吐出する記録ヘッドは次のような構成をとるのが一般的である。すなわち、インクを発泡させるための発熱抵抗体とこれに電気的接続を行う配線とを同一の基板上に作製してインクジェット記録ヘッド用基板とし、さらにその上にインクを吐出させるためのノズルを形成した構成である。
一方、このノズルの形成方法及び材料については様々な方法が提案されており、代表的なものの１つは、液室や吐出口及び供給口をあらかじめ樹脂モールドによって形成し、上記基板に直接貼り付ける方法である。もう一方は上記基板に貫通穴を形成し、供給口とし、それと連通するように、基板上に樹脂を用いてフォトリソグラフィ法によって、液室、液室壁及び吐出口を形成する方法である。後者は前者に比べて、吐出口の高密度配置が可能であり、現在、もっとも一般的な方法である。
この後者のような構成のインクジェット記録ヘッドのインク吐出口と流路とを形成する方法として用いられている例を挙げる。熱エネルギーの発生手段である電気変換体の配置された基板上に、エッチング等によりインクを供給するための開口部と、フォトリソグラフィ工程を用いてインク吐出口を形成する方法がそれである。このインク供給口の形成には、Ｓi基板の＜100＞面をＴＭＡＨ(テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド)液などの強アルカリ溶液を用いたウェットエッチング、あるいはサンドブラスト等により機械的に形成する方法が用いられている。
ここで、インクジェット記録ヘッドに用いられるノズル及びインクを供給する部分の製造方法について説明する。図９は製造完了後のインクジェット記録ヘッドの模式的な斜視図であり、以下順を追って説明する。
このインクジェット記録ヘッド(液体吐出ヘッド)は、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)402が所定のピッチで２列並んで形成されたＳi基板401を有している。Ｓi基板401には、後述するように、ＳiＯ2膜をマスクとしてＳiの異方性エッチングによって形成されたインク供給口(液体供給口)403が、インク吐出エネルギー発生素子402の２つの列の間に開口されている。Ｓi基板401上には、オリフィスプレート材404によって、各インク吐出エネルギー発生素子402の上方に開口するインク吐出口(液体吐出口)405と、インク供給口403から各インク吐出口405に連通するインク流路(液体流路)が形成されている。
なお、図４では、分かりやすくするために、インク吐出エネルギー発生素子402およびインク吐出口405が、インク供給口403を挟んで対称に配置されているように記載している。しかし、通常は、インク供給口403を挟んだ２列のインク吐出エネルギー発生素子402およびインク吐出口405は、半ピッチずれて配置されている。
このインクジェット記録ヘッドは、インク供給口403が形成された面が被記録媒体の記録面に対面するように配置される。そしてこのインクジェット記録ヘッドは、インク吐出口405からインク液滴406を吐出させ、被記録媒体に付着させることによって記録を行う。このインクの吐出は、インク供給口403を介してインク流路内に充填されたインク(液体)に、インク吐出エネルギー発生素子402によって発生する圧力を加えることによって行なわれる。
従来のインクジェット記録ヘッドにおいてＳi基板401としては、インク吐出エネルギー発生素子402を形成する面のＳi結晶方位が＜100＞のものを用いることを上述した。ここでインク吐出部及び供給口の製造法を、図１０を用いて説明する。まず、Ｓi基板501の、インク吐出エネルギー発生素子すなわち発熱部502が形成された面上に型材503を形成する。この型材503は、後の工程で溶解して、それが設けられた部分をインク流路とするために形成するものであり、所望の高さおよび平面パターンのインク流路を形成するために、相応の高さ、平面パターンに形成する。このような型材503の形成は、例えば以下のようにして行うことができる。
まず、型材503の材料として例えば、ポジ型フォトレジストＯＤＵＲ1010(東京応化工業(株)製、商品名)を用い、これをドライフィルムのラミネート、スピンコートなどによってＳi基板501上に所定の厚みで塗布する。次に、紫外線、Ｄeep ＵＶ光などによって露光、現像を行うフォトリソグラフィ技術を用いてパターニングする。これによって、所望の厚み、平面パターンを有する型材503が得られる。
次に、Ｓi基板501上に、前の工程で形成した型材503を被覆するように、オリフィスプレート材504をスピンコートなどによって塗布し、フォトリソグラフィ技術によって、所定の形状にパターニングする。そして、インク吐出エネルギー発生素子502上の所定の位置にインク吐出口505をフォトリソグラフィ技術によって開口する。また、オリフィスプレート材504の、インク吐出口505が開口する面には、ドライフィルムのラミネートなどによって撥水層506を形成する。
オリフィスプレート材504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を用いることができる。オリフィスプレート材504は、インク流路を構成するものであり、インクジェット記録ヘッドを使用している時には常にインクと接触することになるので、その材料としては、特に、光反応によるカチオン重合性化合物が適している。また、オリフィスプレート材504の材料としては、使用するインクの種類、特性によって耐久性などが大きく左右されるので、使用するインクによっては、上記の材料以外の相応の化合物を選択してもよい。
次に、Ｓi基板501の裏面のＳiＯ2膜507上に、耐アルカリ性を有するマスク剤であるＳiＯ2膜パターニングマスク508を形成する。ＳiＯ2膜パターニングマスク508は、例えば以下のようにして形成する。
まず、ＳiＯ2膜パターニングマスク508となるマスク剤をスピンコートなどによってＳi基板501の裏面に全面塗布し、熱硬化させる。そして、さらにその上にポジ型レジストをスピンコートなどによって塗布し、乾燥させる。次に、このポジ型レジストを、フォトリソグラフィー技術を用いてパターニングし、このポジ型レジストをマスクとして、ＳiＯ2膜パターニングマスク508となるマスク剤の露出された部分をドライエッチングなどによって除去する。最後にポジ型レジストを剥離して、所定のパターンのＳiＯ2膜パターニングマスク508が得られる。
そして次に、ＳiＯ2膜パターニングマスク508をマスクとして、ＳiＯ2膜507をウェットエッチングなどによってパターニングし、Ｓi基板501の裏面を露出するエッチング開始開口部509を開口する。
次に、Ｓi基板501を貫通する貫通口であるインク供給口510を、ＳiＯ2膜507をマスクとした異方性エッチングによって開口する。この際、インクジェット記録ヘッドの機能素子が形成された面やＳi基板501の側面にエッチング液が触れないように、これらの部分を覆う、樹脂からなる保護材511をスピンコートなどによって塗布して予め形成しておく。保護材511料としては、異方性エッチングを行う際に使用する強アルカリ溶液に対して十分な耐性を有する材料を用いる。このような保護材511によってオリフィスプレート材504をも覆っておくことによって、前述した撥水層の劣化も防ぐことが可能である。
異方性エッチングに用いるエッチング液としては、例えば、上述したＴＭＡＨ溶液などの強アルカリ溶液を用いる。そして、例えば、ＴＭＡＨ22ｗt％溶液を、その温度を80℃にして、所定の時間(十数時間)、エッチング開始開口部509からＳi基板501に付与することによって貫通口を開口する。
最後に、ＳiＯ2膜パターニングマスク508と保護材511を除去する。そしてさらに、型材503を溶解させ、インク吐出口505とインク供給口510から溶出させて除去し、乾燥させる。型材503の溶出は、Ｄeep ＵＶ光によって全面露光を行った後、現像を行うことによって実施でき、必要に応じて現像の際、超音波浸漬すれば、実質的に完全に型材503を除去することができる。
以上で、インクジェット記録ヘッドの主要な製造工程が完了する。このようにして形成されたチップには、吐出エネルギー発生素子502を駆動するための接続部や、インク供給のためのチップタンクなどを必要に応じて取り付けられる。
ところが上記のように、樹脂を用いてフォトリソグラフィ法で形成する方法は、製造上、簡便である反面、以下の信頼性の問題が発生する。
１、 樹脂と基板すなわち無機材料と線膨張率が異なるため、界面で剥がれやすい。
２、 樹脂が水分を吸って、膨潤することで寸法精度が悪くなる。
１、 樹脂と基板すなわち無機材料と線膨張率が異なるため、界面で剥がれやすい。
２、 樹脂が水分を吸って、膨潤することで寸法精度が悪くなる。
そして、以上の問題を克服するために樹脂材料を無機材料に変更する工夫が成されている。
例えば、無機材料を塗布し、フォトリソグラフィによって、形成する方法、あるいは、
化学的気相成長法(Ｃheｍical Ｖapor Ｄeposition、以下、ＣＶＤと略す。) によって形成する方法がある。
化学的気相成長法(Ｃheｍical Ｖapor Ｄeposition、以下、ＣＶＤと略す。) によって形成する方法がある。
そして、ＣＶＤ法は塗布法による材料よりも緻密でインクに対する耐性等も良好であり、液室壁や吐出口部の材料に適している。
しかし、ＣＶＤ法はその性質上、以下の問題を持っている。
すなわち、複数の液室となるべく、溶解可能な型材料を基板上に複数形成し、その後、ＣＶＤ法によって無機材料を形成し、その後、吐出口部を形成し、型材料の溶解除去をすれば液室が完成する。ただし、ＣＶＤ法によって、形成される膜は、基板と型材の段差を沿うように成長するため、各複数の液室上の吐出口間で溝が形成されてしまう。そして、この溝は型材の厚さが厚いほど深い溝になり、そこに、インク吐出時や、ヘッドの吐出口クリーニング時にインクが付着し、インクの吐出に悪い影響を与える。
この段差に沿った成長の問題はＣＶＤ法が一般的に使用される、半導体工程でも同様に問題になっている。すなわち、Ａl配線を形成後、Ａl配線をＣＶＤ法によって絶縁膜を形成する場合、配線上及び配線間に沿うように形成されるため、配線間で絶縁膜の高さが配線上の絶縁膜の高さより低くなり溝が出来てしまう。そして、この溝は絶縁膜を厚くつければつけるほど、溝が狭くなり、かつ、深くなる。このため、Ａlの多層膜を採用する、多層配線工程においては、一旦、絶縁膜をある程度の厚さに形成したのち、研磨によって表面を削って平坦化し、再び、絶縁膜を成長させることによって、この溝、すなわち段差を緩和する方法が一般的である。
ところが、インクジェットヘッドの場合、型材の高さが半導体の多層配線に用いられる0.5μｍの厚さ程度のＡl配線とは異なり、約５μｍ〜20μｍもなるため、溝が深くなる。あるいは絶縁膜の研磨に手間がかかってしまう。
また、段差に沿った成長の問題点として、以下のような問題も起こる。
すなわち、液室の壁を形成する場合、ある程度強度をもたせるためにＣＶＤで成長する膜厚を厚くしたほうが良い。ただし、型材上に形成される膜は厚すぎると、吐出口を形成する際、吐出口の厚みが厚くなりすぎて、今度は吐出性能に問題が出るようになる。この問題についてもＣＶＤ成長と研磨を繰り返すことによって克服する必要がある。
一方、一般的な有機材料を使用する場合にかかわらず、上記無機材料を使用した場合においての共通の問題はまだ残されている。すなわち、インクジェットヘッドの場合、加熱によってインクを発泡させるために、余分な熱が発生する。この熱の発生は高速で印字するために高速でインクを発泡させた場合、さらに激しくなり、ヘッド自体が昇温して、インク温度の上昇やノズルの変形を起こし、吐出性能に悪影響を及ぼす。
米国特許第4723129号公報
米国特許第4740796号公報
本発明の目的は、従来の問題点を解決し、基板上に無機材料により、液室、液室壁、及び吐出口を形成する際、吐出口間の溝をなくすことにある。また、本発明の他の目的は、吐出性能に影響を及ぼすことなく、かつ液室壁の強度を確保することにある。また、本発明の他の目的はヘッドの表面の放熱性を上げてヘッドの昇温を低減することにある。さらに、本発明の他の目的は、液室壁を共通配線として利用することにより配線抵抗を低減し、チップの小型化、高密度化を可能にすることにある。
本発明により得ることができるインクジェット記録ヘッド用基板は、基板上に、発熱部を形成する発熱抵抗体と、該発熱抵抗体に電気的に接続する配線と、前記発熱抵抗体と前記配線との上にそれらを保護するために設けられる保護膜と耐キャビテーション膜とを有するインクジェット記録ヘッド用基板に、インクを供給するための供給口が裏面から表面に向かって貫通され、さらに該基板上には、インクを吐出する複数の吐出口と供給口とを連通するインク路壁及び液室が複数設けられたインクジェット記録ヘッド用基板において、
無機材料によって、インク路壁と液室壁及び吐出口を形成する構成であって、
各液室を形成する液室壁と前記基板との間に生じた段差が、隣り合う液室の液室壁間にメッキによる段差緩和層を形成することにより緩和されていることを特徴とする。
無機材料によって、インク路壁と液室壁及び吐出口を形成する構成であって、
各液室を形成する液室壁と前記基板との間に生じた段差が、隣り合う液室の液室壁間にメッキによる段差緩和層を形成することにより緩和されていることを特徴とする。
ここで、前記段差緩和層はスルーホールを介して発熱抵抗体を駆動するためのドライバーに接続している形態を採ってもよい。
また、このような構成のインクジェット記録ヘッド用基板を用いてインクジェット記録ヘッドを製造することができ、このインクジェット記録ヘッドは、該インクジェット記録ヘッドから吐出されるインクを受ける記録媒体を搬送するための搬送手段と、を備えたインクジェット記録装置に利用できる。
また、本発明にかかるインクジェット記録ヘッド用基板の製造方法は、
基板上に、発熱部を形成する発熱抵抗体と、該発熱抵抗体に電気的に接続する配線と、前記発熱抵抗体と前記配線との上にそれらを保護するために設けられる保護膜と耐キャビテーション膜とを有するインクジェット記録ヘッド用基板に、インクを供給するための供給口が裏面から表面に向かって貫通され、さらに該基板上には、インクを吐出する複数の吐出口と供給口とを連通するインク路壁及び液室が複数設けられたインクジェット記録ヘッド用基板の製造方法において、
溶解可能な材料を型材とし、その周りに無機材料を形成し、その無機材料によって、インク路壁と液室壁及び吐出口を形成する方法であって、
隣り合う前記液室の液室壁間に、前記発熱抵抗体を駆動するためのドライバーと接続している配線とスルーホールを介して接続する段差緩和層をメッキによって形成することを特徴とする。
基板上に、発熱部を形成する発熱抵抗体と、該発熱抵抗体に電気的に接続する配線と、前記発熱抵抗体と前記配線との上にそれらを保護するために設けられる保護膜と耐キャビテーション膜とを有するインクジェット記録ヘッド用基板に、インクを供給するための供給口が裏面から表面に向かって貫通され、さらに該基板上には、インクを吐出する複数の吐出口と供給口とを連通するインク路壁及び液室が複数設けられたインクジェット記録ヘッド用基板の製造方法において、
溶解可能な材料を型材とし、その周りに無機材料を形成し、その無機材料によって、インク路壁と液室壁及び吐出口を形成する方法であって、
隣り合う前記液室の液室壁間に、前記発熱抵抗体を駆動するためのドライバーと接続している配線とスルーホールを介して接続する段差緩和層をメッキによって形成することを特徴とする。
また、前記段差緩和層はスルーホールを介して発熱抵抗体を駆動するためのドライバーに接続させる形態を採ってもよい。
この様に、本発明によれば、無機材料を用いてインクを吐出する複数の吐出口と供給口とを連通するインク路壁及び液室が複数設けられたインクジェット記録ヘッド用基板において、表面の凹凸を緩和し、表面に放熱性の金属を存在させることで、液室壁の強度を増し、さらにヘッドの昇温を低減することができ、ヘッドの性能を最大限発揮させるインクジェット記録ヘッド用基板の製造方法を提供することができる。
特に、該段差緩和層がスルーホールを介して発熱抵抗体を駆動するためのドライバーに接続している形態を採用した場合、下層のＡlに共通配線として接続することができる。そのため、配線抵抗を低減でき、チップサイズを左右する配線幅を低減できるため、チップの小型化や高密度化を達成することが可能となる。
また、本発明では液室壁をメッキにより形成することから、チップの剛性に優れ、熱変形や熱膨張に対して強度を確保することができる。
前記無機材料を形成する工程は、溶解可能な材料を型材とし、その周りに該無機材料を形成することにより行われることが好ましい。また、前記メッキによる段差緩和層の形成後、型材の除去による液室の形成と基板に供給口を開けることを同時に行うことが好ましい。
なお、前記段差緩和層はさらに吐出口部へも延在する表面保護膜で覆われることが好ましい。この表面保護膜は好ましくは無機材料、もしくは金属材料で形成される。
前記表面保護膜のさらに上に表面処理層が形成されていてもよい。
また、段差緩和層がスルーホールを介して発熱抵抗体を駆動するためのドライバーに接続している形態を採用した場合、これらが共通配線であることが好ましい。
以下に実施例を示して、本発明をさらに詳細に説明する。
(実施例１)
図２はインクジェット記録ヘッド用基板の要部を示す模式的斜視図である。図１は、図２中のＸ１-Ｘ２の一点鎖線によって切断した模式的側断面図である。
図２はインクジェット記録ヘッド用基板の要部を示す模式的斜視図である。図１は、図２中のＸ１-Ｘ２の一点鎖線によって切断した模式的側断面図である。
図１に示すように、インクジェット基板11には基板を貫通するように供給口12が形成され、その供給口と連結して、無機材料によってインク液室13及び吐出口14が形成されている。そして、吐出口間の段差にはメッキによる段差緩和層15が形成されている。
この構造をもつインクジェット記録ヘッド用基板の製造方法を、図３の(Ａ)〜(Ｌ)を用いて説明する。
図３(Ａ)に示すように、＜1.0.0＞面のＳi基板11に熱酸化法、スパッタ法、ＣＶＤ法などによって、インクジェット基板を形成し、最上層に保護膜及び耐キャビテーション膜を形成した基板を準備する。ただし、図３(Ａ)においては省略している。また、発熱抵抗体部103のみ、後述する供給口の位置関係を明らかにするため図示している。その後、溶出可能な型材としてＡl 16を材料とするスパッタリング法によって約15μｍ厚さに形成する。
次に図３(Ｂ)に示すように、フォトリソグラフィ法によって、レジストを形成し、それをマスクとして、Ａlをリン酸を用いたウェットエッチング法によって、所定の形状に形成する。このＡlは後述する無機材料の型材となる。
次に、図３(Ｃ)に示すように、ＣＶＤ法によって約400℃の条件でモノシランガスを原料として、無機材料として酸化ケイ素17を約10μｍの厚さに形成する。
次に、図３(Ｄ)に示すように、メッキの下地層として、金 18を材料としてスパッタリング法によって約100nｍの厚さに形成する。
図３(Ｅ)、(Ｆ)に示すように、フォトリソグラフィ法によって、メッキ形成用のレジスト19を所定の形状とした後、それを電界メッキ用のマスクとして、亜硫酸金を用いたメッキ液を用いて、金メッキ 15を15μｍの厚さに形成する。
次にレジストを除去後、図３(Ｇ)のように、ヨウ素とヨウ化カリウムの混合液を用いて、メッキの下地層の金を除去する。この事によって、吐出口表面の凹凸は緩和される。
次に図３(Ｈ)に示すようにフォトリソグラフィ法によって、吐出口を形成するために、レジスト20を所定の形状とする。
次に図３(Ｉ)に示すようにＣＦ4を用いたドライエッチング法によって、酸化ケイ素をエッチングし、吐出口14を形成する。
次に図３(Ｊ)に示すようにフォトリソグラフィ法によって、基板の裏面側にレジストを所定の形状とし、裏面の酸化ケイ素をＣＦ4を用いたドライエッチング法によってエッチングし、供給口エッチングのためのマスク22を形成する。
次に図３(Ｋ)に示すようにＴＭＡＨ(テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド)をエッチング液に用いてＳiをウェットエッチングする。Ｓiは＜1.1.1＞面に沿ってエッチングされ、供給口12が表面まで貫通する。同時に型材としてのＡlもＴＭＡＨによって、溶解され、供給口に連結した、液室13と吐出口14が形成される。
最後に図３(Ｌ)に示すようにレジスト21を除去して、基板が完成する。
また、本実施例では無機材料として、酸化ケイ素を用いたが同様の耐インク性、立体構造を確保できる強度を持つものであれば、窒化ケイ素、炭化ケイ素等、特にこだわらない。
完成した基板は無機材料を用いたノズル構造でかつ、液室上の吐出口間に段差がなく安定したインクの吐出が可能であり、さらに、表面に金メッキが剥き出しになっており、放熱性が良好であり、高速なインク吐出に適している
(実施例２)
実施例１においては、液室上の吐出口間の溝を埋めるためのメッキの形成を説明したが、メッキ形成後、さらに吐出口部も含めた表面保護膜の形成は新たな効果をもたらす。すなわちメッキ形成後、表面保護膜を無機材料で覆った場合、吐出口部全面が、その後、インクの吐出安定性のために付加されるシロキサンを主成分とする撥水層あるいは親水層の密着力保持に有効である。あるいは、表面保護膜を金属材料で覆った場合、逆に、インクの吐出安定性のために付加されるシロキサンを主成分とする撥水層あるいは親水層の密着力保持は困難になるが、金属の選択と、インクとの選択によっては、インクのぬれ性のばらつきによる吐出の不安定性を起こすことなく、耐キズ性を持つ、強固な表面を得ることが出来る。その模式的断面図を図４に示す。
(実施例２)
実施例１においては、液室上の吐出口間の溝を埋めるためのメッキの形成を説明したが、メッキ形成後、さらに吐出口部も含めた表面保護膜の形成は新たな効果をもたらす。すなわちメッキ形成後、表面保護膜を無機材料で覆った場合、吐出口部全面が、その後、インクの吐出安定性のために付加されるシロキサンを主成分とする撥水層あるいは親水層の密着力保持に有効である。あるいは、表面保護膜を金属材料で覆った場合、逆に、インクの吐出安定性のために付加されるシロキサンを主成分とする撥水層あるいは親水層の密着力保持は困難になるが、金属の選択と、インクとの選択によっては、インクのぬれ性のばらつきによる吐出の不安定性を起こすことなく、耐キズ性を持つ、強固な表面を得ることが出来る。その模式的断面図を図４に示す。
以下この構造をもつインクジェット記録ヘッド用基板の製造方法を、図５の(Ａ)〜(Ｎ)を用いて説明する。
図５(Ａ)に示すように、＜1.0.0＞面のＳi基板11に熱酸化法、スパッタ法、ＣＶＤ法などによって、インクジェット基板を形成し、最上層に保護膜及び耐キャビテーション膜を形成した基板を準備する。ただし、図５(Ａ)においては省略している。また、発熱抵抗体部103のみ、後述する供給口の位置関係を明らかにするため図示している。その後、溶出可能な型材としてＡl 16を材料とするスパッタリング法によって約15μｍ厚さに形成する。
次に図５(Ｂ)に示すように、フォトリソグラフィ法によって、レジストを形成し、それをマスクとして、Ａlをリン酸を用いたウェットエッチング法によって、所定の形状に形成する。このＡlは後述する無機材料の型材となる。
次に図５(Ｃ)に示すように、ＣＶＤ法によって約400℃の条件でモノシランガスを原料として、無機材料として酸化ケイ素17を約10μｍの厚さに形成する。
次に、図５(Ｄ)に示すように、スパッタリング法によって、メッキの下地層として、金 18を材料として、スパッタリング法によって約100nｍの厚さに形成する。
図５(Ｅ)、(Ｆ)に示すように、フォトリソグラフィ法によって、メッキ形成用のレジスト19を所定の形状として、それを電界メッキ用のマスクとして、亜硫酸金を用いたメッキ液を用いて、金メッキ 15を15μｍの厚さに形成する。
次にレジストを除去後、図５(Ｇ)のように、ヨウ素とヨウ化カリウムの混合液を用いて、メッキの下地層の金を除去する。この事によって、吐出口表面の凹凸は緩和される。
次に、ＣＶＤ法によって、約400℃の条件でモノシランガスを原料として、図５(Ｈ)のように酸化ケイ素23を約５μｍの厚さに形成する。この実施例では無機材料として酸化ケイ素をＣＶＤ法によって成長させたが、金属材料の場合は例えばＴaをスパッタリング法を用いて形成する。
次に図５(Ｉ)に示すようにフォトリソグラフィ法によって、吐出口を形成するために、レジスト20を所定の形状とする。
次に図５(Ｊ)に示すようにＣＦ4を用いたドライエッチング法によって、酸化ケイ素をエッチングし、吐出口14を形成し、図５(Ｋ)のようにレジストを除去する。
次に図５(Ｌ)に示すようにフォトリソグラフィ法によって、基板の裏面側にレジスト21を所定の形状とし、図５(Ｍ)で示すように裏面の酸化ケイ素をＣＦ4を用いたドライエッチング法によってエッチングし、供給口エッチングのためのマスク22を形成する。
次に図５(Ｎ)に示すようにＴＭＡＨ(テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド)をエッチング液に用いてＳiをウェットエッチングする。Ｓiは＜1.1.1＞面に沿ってエッチングされ、供給口12が表面まで貫通する。同時に型材としてのＡlもＴＭＡＨによって、溶解され、供給口に連結した、液室13と吐出口14が形成される。最後にレジスト21を除去して、基板が完成する。
以上の実施例において、米国特許第4,429,321号公報の様に、発熱抵抗体を駆動する集積回路を同一のＳi基板内に作り込んでもよい。この場合、集積回路部分は、配線部分と同様に、第１層保護膜、第２層保護膜および耐キャビテーション膜で覆われていることが好ましい。
(実施例３)
図６はインクジェット記録ヘッド用基板の要部を示す模式的上面図である。
図６はインクジェット記録ヘッド用基板の要部を示す模式的上面図である。
図６に示すように、インクジェット基板101にあらかじめ作り込まれた発熱抵抗体103、発熱抵抗体を駆動するためのドライバーに接続している下層配線層104があり、この下層配線層104に各液室間の壁間にメッキによる段差緩和層110が接続されている。また、図６において、111は表面保護層、112は吐出口、113はインク供給口を示す。また、液室を形成するための酸化ケイ素膜106、メッキするためのシード層108が形成されている。
この構造をもつインクジェット記録ヘッド用基板の製造方法を、図８(Ａ)〜(Ｐ)を用いて説明する。
図８(Ａ)に示すように、Ｓi基板301にあらかじめ作り込まれている発熱抵抗層303、下層配線層304及びＳi基板の裏面にはＳiＯ2膜が形成されている。このＳi基板の表面側に、後に溶出可能な材料としてＡl 305をスパッタリング法により膜厚約15μｍに形成する。
次に図８(Ｂ)に示すように、フォトリソグラフィ法によりレジストを形成し、リン酸を用いたウェットエッチング法によりＡlを所望の形状に加工する。これは、後述する無機材料の型材となる。
次に図８(Ｃ)に示すように、全面に酸化ケイ素306を約10μｍの厚に形成する。
次に、図８(Ｄ)に示すように、下層配線304との電気的な接続を取るために、開口部307となるようにドライエッチングにより穴開けを行う。
次に図８(Ｅ)に示すように、後のメッキの際のシード層308となるように全面にＡuをスパッタリングにより100nｍ形成する。
次に、図８(Ｆ)に示すように、ポジ型レジスト309をフォトリソグラフィ技術を用いてパターニングし、メッキを行う領域を所望の形状に加工する。
次に図８(Ｇ)に示すように、レジスト309を電界メッキ用のマスクとして、亜硫酸金を用いたメッキ液によりシード層308が露出している領域にＡuのメッキ310を約10μｍの厚さに形成する。
次に、図８(Ｈ)に示すように、ポジ型レジスト309を剥離する。
次に、図８(Ｉ)に示すように、ヨウ素とヨウ化カリウム混合溶液からなるＡuのエッチャントを用いて、表面がフラットになるようにＡuをエッチングする。このことにより、吐出口表面の凹凸が緩和される。
次に図８(Ｊ)に示すように、Ｐ-ＳiＮからなる表面保護層311を形成する。
次に、図８(Ｋ)に示すように、ポジ型レジスト311をフォトリソグラフィ法を用いてターニングする。
次に図８(Ｌ)に示すように、レジストをマスクとしてＣＦ4を用いたドライエッチングにより、酸化ケイ素をエッチングする。
次に、図８(Ｍ)に示すように、ポジ型レジスト311を剥離し、吐出口312を形成する。
次に、図８(Ｎ)に示すように、フォトリソグラフィ法によって裏面のレジストを所定のパターンに形成する。続いて、裏面にインク供給口を形成するために、酸化ケイ素膜314をＣＦ4を用いたドライエッチング法により、供給口をエッチングするためのマスクを形成する。
次に図８(Ｏ)に示すように、酸化ケイ素膜314をマスクとしてＴＭＡＨを用いたウェットエッチング法によりＳiのエッチングを行い、インク供給口313を形成する。続いて、型材となるＡlもＴＭＡＨを用いてエッチングを行い、除去する。
最後にレジスト314を除去し、図８(Ｐ)に示すように、インクジェット記録ヘッド用基板が完成する。
このようにして製造したインクジェット記録ヘッド用基板を用いて、インクジェットヘッドを組み立てた。これらを用いてインク吐出を行った。
液室上の吐出口間に段差がなく安定した吐出が可能であった。また、段差緩和層は共通配線として利用できることから、配線抵抗を低減することができ、配線部におけるエネルギーロスを少なくし、ヘッドの昇温をおさえることができた。また、Ａuメッキにより放熱特性が良好であり、高速なインク吐出に適している。これは、ノズルや液室を構成する部材を無機材料で構成することにより、熱変形や熱膨張に対して変形が少なく、強度を確保することができたことに起因している。また、更なるチップの小型化や高密度化に対応したヘッドに適応できることが可能である。
(実施例４)
図７に示すように、実施例３において表面保護膜の上にさらに撥水性あるいは親水性の特性を有する表面処理層214を形成し、実施例１と同様にしてヘッドを組み立てた。それらのヘッドを用いて、実施例３と同様にして評価を行った。
図７に示すように、実施例３において表面保護膜の上にさらに撥水性あるいは親水性の特性を有する表面処理層214を形成し、実施例１と同様にしてヘッドを組み立てた。それらのヘッドを用いて、実施例３と同様にして評価を行った。
実施例３と同様に、吐出が安定していることが確認できた。また、表面処理層214が形成されていることから、さらに長期にわたり吐出が安定していることが確認された。特に、各種インクに対しても吐出が安定していることが確認された。また、実施例３と同様に段差緩和層を共通配線として使用できることから、配線抵抗を低減することができ、配線部におけるエネルギーロスを少なくし、ヘッドの昇温をおさえることができた。
図１１は、本発明が適用されるインクジェット装置の要部を示す模式的斜視図である。駆動モータ5013の正逆回転に連動して駆動力伝達ギア5011、5009を介して回転するリードスクリュー5004の螺旋溝5005に対して係合するキャリッジＨＣはピン(不図示)を有し、矢印方向に往復移動される。5002は紙押え板であり、キャリッジ移動方向にわたって紙をプラテンに対して押圧する。5007、5008はフォトカプラでキャリッジのレバー5006のこの域での存在を確認してモータ5013の回転方向切替等を行うためのホームポジション検知手段である。
5016は記録ヘッドの前面をキャップするキャップ部材5022を支持する部材で、5015はこのキャップ内を吸引する吸引手段でキャップ内開口5023を介して記録ヘッドの吸引回復を行う。5017はクリーニングブレードで、5019はこのブレードを前後方向に移動可能にする部材であり、本体支持板5018にこれらは支持されている。ブレードは、この形態でなく周知のクリーニングブレードが本例に適用できることは言うまでもない。また、5012は吸引回復の吸引を開始するためのレバーで、キャリッジと係合するカム5020の移動に伴って移動し、駆動モータからの駆動力がクラッチ切替等の公知の伝達手段で移動制御される。
これらのキャッピング、クリーニング、吸引回復は、キャリッジがホームポジション側領域にきたときにリードスクリュー5004の作用によってそれらの対応位置で所望の処理が行えるように構成されているが、周知のタイミングで所望の作動を行うようにすれば、本例にはいずれも通用できる。なお、本装置は、インクを吐出するために利用されるエネルギーを発生するエネルギー発生素子を駆動するための駆動信号供給手段を有している。
11------＜1.0.0＞Ｓi基板
12------供給口
13------液室
14------吐出口
15------メッキによる段差緩和層
16------Ａlを材料とした型材
17------無機材料層
18------メッキ
19------レジスト
20------レジスト
21------レジスト
22------裏面酸化膜によるエッチングマスク
23------表面保護膜
24------インクジェット基板から飛び出すインクの模式的図
101、201------基板
102、202------ＳiＯ2膜
103、203------発熱抵抗体
104、204------下層配線
106、206------密着層
108、208------シード層
110、210------段差緩和層
111、211------表面保護部
112、212------吐出口
113、213------インク供給口
214------表面処理層
301------基板
302------酸化ケイ素膜
303------発熱抵抗体
304------下層配線
305------型材
306------酸化ケイ素膜
307------スルーホール部
308------シード層
309------レジスト層
310------段差緩和層
311------表面保護層
312------吐出口
313------インク供給口
314------レジスト層
401------基板
402------インク吐出エネルギー発生素子
403------インク供給口
404------オリフィスプレート材
405------インク吐出口
406------インク液滴
501------Ｓi基板
502------インク吐出エネルギー発生素子
503------型材
504------オリフィスプレート材
505------インク吐出口
506------撥水層
507------ＳiＯ2膜
508------パターニングマスク
509------エッチング開始開口部
510------インク供給口
511------保護材
12------供給口
13------液室
14------吐出口
15------メッキによる段差緩和層
16------Ａlを材料とした型材
17------無機材料層
18------メッキ
19------レジスト
20------レジスト
21------レジスト
22------裏面酸化膜によるエッチングマスク
23------表面保護膜
24------インクジェット基板から飛び出すインクの模式的図
101、201------基板
102、202------ＳiＯ2膜
103、203------発熱抵抗体
104、204------下層配線
106、206------密着層
108、208------シード層
110、210------段差緩和層
111、211------表面保護部
112、212------吐出口
113、213------インク供給口
214------表面処理層
301------基板
302------酸化ケイ素膜
303------発熱抵抗体
304------下層配線
305------型材
306------酸化ケイ素膜
307------スルーホール部
308------シード層
309------レジスト層
310------段差緩和層
311------表面保護層
312------吐出口
313------インク供給口
314------レジスト層
401------基板
402------インク吐出エネルギー発生素子
403------インク供給口
404------オリフィスプレート材
405------インク吐出口
406------インク液滴
501------Ｓi基板
502------インク吐出エネルギー発生素子
503------型材
504------オリフィスプレート材
505------インク吐出口
506------撥水層
507------ＳiＯ2膜
508------パターニングマスク
509------エッチング開始開口部
510------インク供給口
511------保護材
Claims (4)
- 基板上に、発熱部を形成する発熱抵抗体と、該発熱抵抗体に電気的に接続する配線と、前記発熱抵抗体と前記配線との上にそれらを保護するために設けられる保護膜と耐キャビテーション膜とを有するインクジェット記録ヘッド用基板に、インクを供給するための供給口が裏面から表面に向かって貫通され、さらに該基板上には、インクを吐出する複数の吐出口と供給口とを連通するインク路壁及び液室が複数設けられたインクジェット記録ヘッド用基板の製造方法において、
溶解可能な材料を型材とし、その周りに無機材料を形成し、その無機材料によって、インク路壁と液室壁及び吐出口を形成する方法であって、
隣り合う前記液室の液室壁間に、前記発熱抵抗体を駆動するためのドライバーと接続している配線とスルーホールを介して接続する段差緩和層をメッキによって形成することを特徴とするインクジェット記録ヘッド用基板の製造方法。 - 前記段差緩和層と、前記発熱抵抗体を駆動するためのドライバーと接続した配線とが、共通配線となっている請求項１に記載のインクジェット記録ヘッド用基板の製造方法。
- 前記メッキによる段差緩和層の形成後、型材の除去による液室の形成と基板に供給口を開けることを同時に行う請求項１または２に記載のインクジェット記録ヘッド用基板の製造方法。
- 前記段差緩和層の上面と、各液室壁の吐出口が設けられた面とにより形成された面に、該段差緩和層の上面を覆い、かつ該吐出口部へも延在する表面保護膜を形成する請求項１〜３のいずれか１項に記載のインクジェット記録ヘッド用基板の製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US10/561,058 US7252521B2 (en) | 2003-07-25 | 2004-07-26 | Injector/ejector and shelf structure grounded to card frame ground |
| JP2005344366A JP4865309B2 (ja) | 2005-11-29 | 2005-11-29 | インクジェット記録ヘッド用基板の製造方法 |
| US11/561,058 US7857429B2 (en) | 2005-11-29 | 2006-11-17 | Ink jet recording head and manufacturing method of ink jet recording head |
| US12/943,329 US8079675B2 (en) | 2005-11-29 | 2010-11-10 | Ink jet recording head and manufacturing method of ink jet recording head |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005344366A JP4865309B2 (ja) | 2005-11-29 | 2005-11-29 | インクジェット記録ヘッド用基板の製造方法 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2007144878A JP2007144878A (ja) | 2007-06-14 |
| JP2007144878A5 JP2007144878A5 (ja) | 2010-07-08 |
| JP4865309B2 true JP4865309B2 (ja) | 2012-02-01 |
Family
ID=38110286
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2005344366A Expired - Fee Related JP4865309B2 (ja) | 2003-07-25 | 2005-11-29 | インクジェット記録ヘッド用基板の製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US7857429B2 (ja) |
| JP (1) | JP4865309B2 (ja) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007105801A1 (ja) * | 2006-03-10 | 2007-09-20 | Canon Kabushiki Kaisha | 液体吐出ヘッド基体、その基体を用いた液体吐出ヘッドおよびそれらの製造方法 |
| JP4506773B2 (ja) * | 2007-03-28 | 2010-07-21 | ブラザー工業株式会社 | 基板両面間の電気接続方法 |
| JP2010000632A (ja) * | 2008-06-18 | 2010-01-07 | Canon Inc | インクジェットヘッド用基板および該基板を具えるインクジェットヘッド |
| US8152279B2 (en) * | 2008-06-18 | 2012-04-10 | Canon Kabushiki Kaisha | Liquid ejection head having substrate with nickel-containing layer |
| JP5393275B2 (ja) * | 2008-06-24 | 2014-01-22 | キヤノン株式会社 | 液体吐出ヘッド |
| US8241540B2 (en) * | 2008-10-29 | 2012-08-14 | Canon Kabushiki Kaisha | Method of manufacturing liquid discharge head |
| JP5578859B2 (ja) * | 2010-01-14 | 2014-08-27 | キヤノン株式会社 | 液体吐出ヘッド及び液体吐出ヘッドの製造方法 |
| JP5679688B2 (ja) | 2010-03-31 | 2015-03-04 | キヤノン株式会社 | 液体吐出ヘッド及びその製造方法 |
| JP6095315B2 (ja) * | 2012-10-02 | 2017-03-15 | キヤノン株式会社 | 液体吐出ヘッドの製造方法 |
| JP5972139B2 (ja) * | 2012-10-10 | 2016-08-17 | キヤノン株式会社 | 液体吐出ヘッドの製造方法及び液体吐出ヘッド |
| JP2015080918A (ja) | 2013-10-23 | 2015-04-27 | キヤノン株式会社 | 液体吐出ヘッドおよび該液体吐出ヘッドの製造方法 |
| JP6202987B2 (ja) * | 2013-10-30 | 2017-09-27 | キヤノン株式会社 | 液体吐出ヘッドおよびその製造方法 |
| JP6566709B2 (ja) * | 2015-05-07 | 2019-08-28 | キヤノン株式会社 | インクジェット記録ヘッド用基板 |
| JP7166851B2 (ja) | 2018-09-07 | 2022-11-08 | キヤノン株式会社 | 液体吐出ヘッドおよび液体吐出ヘッドの製造方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA1127227A (en) * | 1977-10-03 | 1982-07-06 | Ichiro Endo | Liquid jet recording process and apparatus therefor |
| JPS57102366A (en) * | 1980-12-18 | 1982-06-25 | Canon Inc | Ink jet head |
| KR960021538A (ko) * | 1994-12-29 | 1996-07-18 | 김용현 | 전해연마법을 사용한 발열방식의 잉크젯 프린트 헤드 및 그 제작방법 |
| JP4617145B2 (ja) * | 2003-12-16 | 2011-01-19 | キヤノン株式会社 | 液体吐出ヘッド用基板の製造方法 |
| JP4480132B2 (ja) * | 2004-02-18 | 2010-06-16 | キヤノン株式会社 | 液体吐出用ヘッドの製造方法 |
-
2005
- 2005-11-29 JP JP2005344366A patent/JP4865309B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2006
- 2006-11-17 US US11/561,058 patent/US7857429B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2010
- 2010-11-10 US US12/943,329 patent/US8079675B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US8079675B2 (en) | 2011-12-20 |
| US7857429B2 (en) | 2010-12-28 |
| JP2007144878A (ja) | 2007-06-14 |
| US20070120902A1 (en) | 2007-05-31 |
| US20110056079A1 (en) | 2011-03-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4865309B2 (ja) | インクジェット記録ヘッド用基板の製造方法 | |
| US6365058B1 (en) | Method of manufacturing a fluid ejection device with a fluid channel therethrough | |
| JP3619036B2 (ja) | インクジェット記録ヘッドの製造方法 | |
| JP5143274B2 (ja) | インクジェットヘッドおよびその製造方法 | |
| US6158846A (en) | Forming refill for monolithic inkjet printhead | |
| JP4480182B2 (ja) | インクジェット記録ヘッド用基板及びインクジェット記録ヘッドの製造方法 | |
| JP5224771B2 (ja) | 記録ヘッド基板の製造方法 | |
| JP2008126420A (ja) | インクジェット記録ヘッドおよびその作製方法 | |
| US8191998B2 (en) | Liquid ejecting head | |
| JP2008179039A (ja) | 液体吐出ヘッド及び液体吐出ヘッドの製造方法 | |
| US6776915B2 (en) | Method of manufacturing a fluid ejection device with a fluid channel therethrough | |
| JP2009178906A (ja) | インクジェット記録ヘッドの製造方法 | |
| JP5335396B2 (ja) | インクジェット記録ヘッドの製造方法 | |
| US9393781B2 (en) | Liquid-discharging head and method of producing the same | |
| JP2007230127A (ja) | インクジェット記録ヘッド用基体の製造方法 | |
| US7735961B2 (en) | Liquid discharge head and method of producing the same | |
| JP2006198884A (ja) | インクジェット吐出ヘッド用基板 | |
| JP4671330B2 (ja) | インクジェット記録ヘッドの製造方法 | |
| KR100499150B1 (ko) | 잉크젯 프린트헤드 및 그 제조방법 | |
| JP2010253685A (ja) | インクジェット記録ヘッド及びその製造方法 | |
| JP2005144782A (ja) | インクジェット記録ヘッドの製造方法。 | |
| KR100519765B1 (ko) | 잉크젯 프린트헤드 및 그 제조방법 | |
| JPH08142327A (ja) | インクジェット記録装置の記録ヘッド | |
| JP4974751B2 (ja) | インクジェットヘッドおよびその製造方法 | |
| US20120075386A1 (en) | Liquid discharge head and manufacturing method of the same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20081118 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100521 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110519 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110629 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110829 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20111108 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20111110 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141118 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141118 Year of fee payment: 3 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |