JPH06179263A - インクジェットヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 製造時間を短縮し、容易にかつ安価に製造で
き、しかも、充分な強度を有し、高精度に形成された高
信頼性のインクジェットヘッドを得る。 【構成】 チャネルプレート１には、インク流路７およ
びインク室８となる凹部が異方性エッチングにより形成
されている。インク室８は貫通されていない。インク流
路７とインク室８を連結する切削溝６が、ダイシングに
より形成されている。このチャンネルプレート１に、ノ
ズルに対応してヒータの配設された図示しないヒータ基
板を接着してヘッドを作製する。切削溝６がヘッドの側
面に開口するから、この開口をインク供給口として用い
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インクジェットヘッド
に関し、より詳細には、異方性エッチングによりインク
流路およびインク室を形成するインクジェットヘッドに
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、電気熱変換体に電気信号を加
えることによりインクを吐出させ、記録を行なうインク
ジェットプリンタが開発されている。このインクジェッ
トプリンタにおいて用いるインクジェットヘッドを大量
に形成する方法として、特開昭６１−２３０９５４号公
報や特開平１−１６６９６５号公報に開示されているよ
うに、複数ヘッド分のノズルを形成するための溝部およ
びインク室を形成したＳｉウェハと、同じく複数ヘッド
分の電気熱変換体および該電気熱変換体駆動回路を形成
したＳｉウェハを正確に整合し、接着後に各ヘッドチッ
プに切断、分離する方法が用いられている。

【０００３】図３は、Ｓｉウェハの概略図、図４は従来
のチャネルプレートの拡大図であり、図４（Ａ）は平面
図、図４（Ｂ）は側面図である。図中、１はチャネルプ
レート、６は切削溝、７はインク流路、９はインク室、
１０は柱部、１１は連結部、１２はインク供給口、１４
はＳｉウェハである。図３に示すように、１枚のＳｉウ
ェハには、複数ヘッド分のチャネルプレート１を形成す
る。１ヘッド分のチャネルプレート１には、ノズルを形
成するための複数のインク流路７および複数のインク室
９が形成される。これらのインク流路７およびインク室
９は、異方性エッチングによって形成されるが、異方性
エッチングは、矩形の形状の場合のみ精度がよいエッチ
ングができるから、通常は、インク流路とインク室は、
分離したパターンで形成される。

【０００４】インク室９は、Ｓｉウェハ１４の裏側まで
貫通する形状となっており、裏側に貫通した開口がイン
ク供給口１２となる。このとき、インク室９およびイン
ク供給口１２は、後述する切断工程や衝撃などに耐えら
れるように、強度上の理由から、複数を並べた形状とな
っている。それぞれのインク室９およびインク供給口１
２の間は、柱部１０で仕切られている。インク室９側で
は、全てのインク室９を合体する範囲を、再び異方性エ
ッチングを行なうことにより、柱部１０を削り、並設す
るインク室９を連結し、インク供給口１２の反対側に連
結部１１を形成する。

【０００５】このようにして形成されたインク流路７と
インク室９とを連結するために、ダイシングによって切
削溝６を形成する。ダイシングは、図４に示したよう
に、ウェハの端から反対の端まで、複数のヘッドを連続
して行なうため、チャネルプレート１には左右に貫通し
た切削溝６が形成されることとなる。このようにして複
数ヘッド分のチャネルプレート１が形成されたＳｉウェ
ハ１４は、別に作成されたヒータウェハと接着される。
このヒータウェハには、ノズルが形成される位置にヒー
タが形成されている。２枚のウェハを接着後、各ヘッド
チップに切断される。切断する際には、インク流路７の
部分を、インク流路７に対し直角方向に切断し、切断面
にノズルの吐出口を形成する。切断された各ヘッドの側
面部には、ダイシングによる切削溝６の開口が露出す
る。この開口は、後工程において封止する。

【０００６】図５は、従来のインクジェットヘッドの主
要部の概略構成図である。図中、図４と同様の部分には
同じ符号を付して説明を省略する。２はヒータ基板、３
は感光性樹脂層、４は吐出口、１３は封止部である。上
述のようにして、図５に示したようなインクジェットヘ
ッドを作成することができる。ノズルに対応してヒータ
の配設されたヒータ基板２上には、感光性樹脂層３が形
成されている。この感光性樹脂層３には、ヒータの上部
に図示しないピットが設けられており、安定した気泡の
形成を促している。感光性樹脂層３が形成されたヒータ
基板２の上には、図４で示したチャネルプレート１が、
裏返しの向きで接着されている。複数のインク供給口１
２が上部に開かれている。各ヘッドへの切断時に、イン
ク流路７上で切断されるため、インク流路７に対応した
複数の吐出口４がヘッドの端面で開口する。さらに、ヘ
ッドの側面では、切削溝６の開口が封止され、封止部１
３となる。このようなヘッドにおいて、インクはインク
供給口１２から供給され、ヒータ基板２上のヒータの発
熱により形成された気泡によって、ノズル内のインクが
吐出口４より吐出され、記録が行なわれることになる。

【０００７】しかし、このような従来のインクジェット
ヘッドでは、インク室９を形成するために、Ｓｉウェハ
１４の裏側に貫通するまで異方性エッチングを行なう必
要があり、時間がかかっていた。さらに、各ヘッドに切
断した後、ヘッドの側面に開いている切削溝６の開口を
封止する工程が必要であった。

【０００８】このような問題を有しないインクジェット
ヘッドもいくつか考えられている。例えば、特開昭６１
−２８３５４９号公報には、共通インク室およびインク
流路をマイクロカッターで形成し、共通インク室となる
左右に貫通した溝の端からインクを供給する技術が記載
されている。この技術によれば、インク供給口を形成す
る必要は乃至、切削溝を封止する工程も必要ない。しか
し、共通インク室およびインク流路をマイクロカッター
で形成しているので、充分な精度を得ることがでない。
また、共通インク室がインクの流路の幅と同等となるた
め、充分なインクの供給が望めない。

【０００９】別の例として、特開昭５７−１２６６１号
公報には、ヒータ基板に相当する基板と、チャネルプレ
ートに相当する溝フタと、共通インク室により構成され
たインクジェットヘッドが記載されている。この構成で
は、共通インク室は別体で形成されているため、製造工
数が増加するとともに、製造コストが高くなってしま
う。また、この文献には、従来例として溝フタにインク
流路とインク室を有するインクジェットヘッドが記載さ
れているが、この場合には、これらの形成方法は不明で
あり、また、インク供給管を接続するためのインク供給
口を別に形成しなければならないという問題もある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した事
情に鑑みてなされたもので、製造時間を短縮し、容易に
かつ安価に製造でき、しかも、充分な強度を有し、高精
度に形成された高信頼性のインクジェットヘッドを得る
ことを目的とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、複数のインク
流路に対応して電気熱変換体が配置された第１の基板
と、複数のインク流路が形成された第２の基板から構成
されるインクジェットヘッドにおいて、第２の基板に
は、上記複数のインク流路となる第１の凹部と、インク
室となる第２の凹部と、上記複数のインク流路と上記イ
ンク室とを連結するとともにインク供給口となる貫通溝
が形成されており、上記第１の凹部と上記第２の凹部が
異方性エッチングにより形成されたことを特徴とするも
のである。

【００１２】

【作用】本発明によれば、インク室となる第２の凹部
は、第２の基板の裏面に貫通していないので、充分な強
度が得られるとともに、異方性エッチングの際の時間を
短縮することができる。また、エッチング時間の短縮に
より異方性エッチングによる第１の凹部、第２の凹部の
寸法誤差を低減させることができる。さらに、従来より
形成している貫通溝の端部をインク供給口として用いる
ので、この部分を封止する必要がなくなり、工数を減ら
すことができる。このとき、この貫通溝とは別に第２の
凹部が形成されているので、充分なインクの供給を行な
うことができる。

【００１３】

【実施例】図１は、本発明のインクジェットヘッドの主
要部の概略構成図である。図中、図５と同様の部分には
同じ符号を付して説明を省略する。５はインク供給口で
ある。従来のインクジェットヘッドと同様に、ノズルに
対応してヒータの配設されたヒータ基板２上には、感光
性樹脂層３が形成されその上にチャネルプレート１が接
着されている。しかし、本発明のインクジェットヘッド
では、チャネルプレートの上部には、インク供給口は形
成されない。ヘッドの一端面には、ノズルに対応した複
数の吐出口４が開口している。さらに、ヘッドの側面で
は、切削溝６の端部が開口しており、この開口がインク
供給口５となる。このインク供給口５には、図示しない
インク供給管が接着または圧着等により接続され、ヘッ
ド内にインクが供給される。

【００１４】図２は、本発明のチャネルプレートの拡大
図であり、図２（Ａ）は平面図、図２（Ｂ）は側面図で
ある。図中、図４と同様の部分には同じ符号を付して説
明を省略する。８はインク室である。このチャネルプレ
ートは、図３に示したような、Ｓｉウェハ上に複数形成
される。図２には、その内の１ヘッド分を示している。
本発明のチャネルプレート１では、複数のインク流路７
および１つのインク室８が異方性エッチングによって形
成される。このとき、インク室８は、Ｓｉウェハの裏側
まで貫通せず、凹部として形成される。インク流路７と
インク室８は、従来と同様、ダイシングによって形成さ
れた切削溝６により連結される。その後、ノズルに対応
してヒータ等の電気熱変換体を配置したヒータウェハと
接着し、切断して上述の図１のようなヘッドを形成す
る。ダイシングや、個々のヘッドへの切断に際しても、
インク室８はＳｉウェハの裏側まで貫通していないの
で、ヘッドは充分な強度を有している。この後、インク
供給口５にインク供給管が接続されるため、切削溝６の
端部の封止の必要はないし、別のインク供給口を形成す
る工程も必要ない。

【００１５】図１、図２に示したインクジェットヘッド
においては、切削溝６の端部のインク供給口５からイン
クがインク室８およびインク流路７に供給され、インク
室８にインクが満たされる。また、インク室８内のイン
クは、切削溝６を介してインク流路７に供給される。イ
ンク流路７では、ヒータ基板２に設けられたヒータ等の
熱により、気泡が発生し、そのときの圧力により、イン
ク流路７内のインクが吐出口４から吐出され、記録が行
なわれる。インクの吐出後、気泡は消滅し、吐出された
分のインクがインク室８およびインク供給口５より供給
される。連続した記録を行なうと、このインクの供給量
も多くなるが、インク室８があるので、一時的にインク
の消費量が多くなっても、安定したインクの供給を行な
うことができる。

【００１６】本発明では、ヘッドの両側面にある切削溝
６の開口をインク供給口５として用いることもできる
が、どちらか一方をインク供給口５として用いることも
もちろん可能である。その場合には、インク供給口５と
して使用しない側の開口は封止する必要がある。また、
インク供給口５として使用しない側の開口を封止せず、
メンテナンス用のインク排出口として利用することもで
きる。例えば、メンテナンス時にノズル面をメンテナン
ス用キャップで閉塞し吸引動作を行なうが、この際にイ
ンク排出口からも同時に吸引するように構成し、インク
排出口側からインク不吐出の原因となるゴミ、気泡等を
インクと一緒に排出することができる。インク排出口に
は弁を設け、空気の侵入を阻止するように構成すること
もできる。

【００１７】なお、上述の説明では、インク室８を１つ
としたが、複数に分割して作成することも、もちろん可
能である。しかし、インク室間の柱により、インク供給
口から遠いインク室では、インクの供給が悪くなる可能
性がある。また、メンテナンス用のインク排出口を設け
る場合には、インク排出口から遠いインク室のメンテナ
ンスが充分行なわれない可能性がある。

【００１８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、ノズル、インク室を異方性エッチングで形成
しているので、これらを高精度に作成することができ
る。また、インク室をＳｉウェハの裏面まで貫通しない
凹部として形成しているので、充分な強度が得られると
ともに、異方性エッチングの際の時間を短縮することが
できる。また、エッチング時間の短縮によりノズル、イ
ンク室の寸法誤差を低減させることができる。このと
き、従来のインク供給口であったＳｉウェハの裏面の貫
通孔がなくなるが、従来よりダイシングで形成している
貫通溝の端部をインク供給口として用いるので、この部
分を封止する必要がなくなるとともに、新たなインク供
給口を形成する必要がなく、工数を減らし、簡易にヘッ
ドを製造することができる。また、この貫通溝とは別に
インク室が形成されているので、充分なインクの供給を
行なうことができる、という効果がある。さらに、貫通
溝の一方の端部をメンテナンス用に用いることもでき、
インクの吐出不良の効果的な回復が可能となる。その際
に、ヘッドにメンテナンス用の特別の構成を付加する必
要がない、という効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のインクジェットヘッドの主要部の概
略構成図である。

【図２】 本発明のチャネルプレートの拡大図である。

【図３】 Ｓｉウェハの概略図である。

【図４】 従来のチャネルプレートの拡大図である。

【図５】 従来のインクジェットヘッドの主要部の概略
構成図である。

【符号の説明】

１ チャネルプレート、２ ヒータ基板、３ 感光性樹
脂層、４ 吐出口、５インク供給口、６ 切削溝、７
インク流路、８，９ インク室、１０ 柱部、１１ 連
結部、１２ インク供給口、１３ 封止部、１４ Ｓｉ
ウェハ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のインク流路に対応して電気熱変換
   体が配置された第１の基板と、複数のインク流路が形成
   された第２の基板から構成されるインクジェットヘッド
   において、第２の基板には、上記複数のインク流路とな
   る第１の凹部と、インク室となる第２の凹部と、上記複
   数のインク流路と上記インク室とを連結するとともにイ
   ンク供給口となる貫通溝が形成されており、上記第１の
   凹部と上記第２の凹部が異方性エッチングにより形成さ
   れたことを特徴とするインクジェットヘッド。