JPH10100405A - インクジェットプリンタヘッドとその製造方法 - Google Patents
インクジェットプリンタヘッドとその製造方法Info
- Publication number
- JPH10100405A JPH10100405A JP25648396A JP25648396A JPH10100405A JP H10100405 A JPH10100405 A JP H10100405A JP 25648396 A JP25648396 A JP 25648396A JP 25648396 A JP25648396 A JP 25648396A JP H10100405 A JPH10100405 A JP H10100405A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid chamber
- diaphragm
- ink
- printer head
- film
- Prior art date
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- Pending
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- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 位置ズレ、接着剤のはみ出し等の問題を有す
る接着法によらず液室、ノズル板およびダイヤフラムを
一体したＩＪＰヘッドを形成すること。 【解決手段】 シリコン基板１０１上にテーパーレジス
ト１０４を介してノズル板１０５を電鋳法で形成する。
反対面にレジストをパターニング塗布し、シリコンをエ
ッチングして液室隔壁１０７および液室１０８を形成す
る。液室をインクに対して耐腐食性および親水性を付与
するためにノズル板内面および液室隔壁にクロムまたは
チタン１１０、１１２を真空蒸着により形成する。液室
に充填レジスト１１１を充填し平坦化してその上面にイ
ンクに対して耐腐食性および親水性のあるクロムまたは
チタン膜１１２およびダイヤフラムを電鋳で形成するた
めのニッケル膜１１３を真空蒸着により形成する。ニッ
ケル膜１１３上に電鋳によりダイヤフラム１１５および
ダイヤフラムランドを形成する。
る接着法によらず液室、ノズル板およびダイヤフラムを
一体したＩＪＰヘッドを形成すること。 【解決手段】 シリコン基板１０１上にテーパーレジス
ト１０４を介してノズル板１０５を電鋳法で形成する。
反対面にレジストをパターニング塗布し、シリコンをエ
ッチングして液室隔壁１０７および液室１０８を形成す
る。液室をインクに対して耐腐食性および親水性を付与
するためにノズル板内面および液室隔壁にクロムまたは
チタン１１０、１１２を真空蒸着により形成する。液室
に充填レジスト１１１を充填し平坦化してその上面にイ
ンクに対して耐腐食性および親水性のあるクロムまたは
チタン膜１１２およびダイヤフラムを電鋳で形成するた
めのニッケル膜１１３を真空蒸着により形成する。ニッ
ケル膜１１３上に電鋳によりダイヤフラム１１５および
ダイヤフラムランドを形成する。
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（ＩＪＰ）ヘッドおよびその製造方法に関する。よ
り詳しくはヘッドのノズル板、インク室およびダイヤフ
ラムを一体化したヘッド構造およびその製造方法に関す
る。
ンタ（ＩＪＰ）ヘッドおよびその製造方法に関する。よ
り詳しくはヘッドのノズル板、インク室およびダイヤフ
ラムを一体化したヘッド構造およびその製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】ＩＪＰヘッドには種々のタイプがあるが
一例として、エッチングされたＳｉ（シリコン）液室に
ダイヤフラムおよびノズル板が接着なされているものが
ある。
一例として、エッチングされたＳｉ（シリコン）液室に
ダイヤフラムおよびノズル板が接着なされているものが
ある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの構造
ではダイヤフラムおよびノズル板が接着によって張り合
わされている。即ち、図１５に示されるようにダイヤフ
ラム２０１に液室壁２０２が接着剤２０４により接着さ
れ、さらに液室壁２０２とノズル板２０６が接着剤２０
４のより接着される。この時ノズル板のノズル穴２０６
は液室２０７に一つ一つ対応するように位置合わせされ
る。しかしながらこの位置合わせが不適当な場合図１６
に示されるようにノズル穴３０６と液室３０７のように
大きく位置ズレをした状態で接着され、ＩＪＰヘッドと
して適正な性能を発揮できない場合がある。またＩＪＰ
ヘッドのドット密度（ｄｐｉ）が高くなるとノズル穴お
よび液室のピッチが狭くなりさらに接着による位置合わ
せが困難になってくる。また図１７に示されるように接
着剤４０４および４０５がはみ出し、ダイヤフラム４０
１の動きを規制したり、ノズル穴４０６をふさいでしま
う場合もある。さらに接着剤は液室の親水性を阻害した
り、高温高湿等の環境への信頼性が劣る場合がある。本
発明は接着と云う手段を使わないで液室、ダイヤフラ
ム、ノズル板を一体化しこれらの課題を解決することを
目的とする。
ではダイヤフラムおよびノズル板が接着によって張り合
わされている。即ち、図１５に示されるようにダイヤフ
ラム２０１に液室壁２０２が接着剤２０４により接着さ
れ、さらに液室壁２０２とノズル板２０６が接着剤２０
４のより接着される。この時ノズル板のノズル穴２０６
は液室２０７に一つ一つ対応するように位置合わせされ
る。しかしながらこの位置合わせが不適当な場合図１６
に示されるようにノズル穴３０６と液室３０７のように
大きく位置ズレをした状態で接着され、ＩＪＰヘッドと
して適正な性能を発揮できない場合がある。またＩＪＰ
ヘッドのドット密度（ｄｐｉ）が高くなるとノズル穴お
よび液室のピッチが狭くなりさらに接着による位置合わ
せが困難になってくる。また図１７に示されるように接
着剤４０４および４０５がはみ出し、ダイヤフラム４０
１の動きを規制したり、ノズル穴４０６をふさいでしま
う場合もある。さらに接着剤は液室の親水性を阻害した
り、高温高湿等の環境への信頼性が劣る場合がある。本
発明は接着と云う手段を使わないで液室、ダイヤフラ
ム、ノズル板を一体化しこれらの課題を解決することを
目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明はフォトリソグラ
フィー、真空蒸着、電鋳等の技術を使い、Ｓｉを液室壁
とした液室とダイヤフィルムおよびノズル板を接合し、
一体化したことを特徴とする。
フィー、真空蒸着、電鋳等の技術を使い、Ｓｉを液室壁
とした液室とダイヤフィルムおよびノズル板を接合し、
一体化したことを特徴とする。
【０００５】フォトリソグラフィー技術による位置合わ
せ、および真空蒸着、電鋳等の金属接合を採用すること
により位置合わせの正確な強度および信頼性にすぐれた
接合を有するＩＪＰヘッドが得られる。
せ、および真空蒸着、電鋳等の金属接合を採用すること
により位置合わせの正確な強度および信頼性にすぐれた
接合を有するＩＪＰヘッドが得られる。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明の詳細を以下の実施例によ
り説明する。図１は本発明の一実施例を示す。図１にお
いて表面が（１１０）面の基板１０１上にＣｒ（クロ
ム）またはＴｉ（チタン）膜１０２およびＮｉ（ニッケ
ル）膜１０３を形成する。ここでＣｒまたはＴｉは膜厚
０．１ミクロンでＳｉ基板との密着を保つ中間層として
Ｎｉは膜厚０．３ミクロンで次に形成されるＮｉ電鋳ノ
ズル板のメッキ下地層として機能する。なお図１に示す
図はＩＪＰヘッドの液室、ノズル板、ダイヤフラム等の
一単位を示すもので実際にはこれらの単位が連続してる
ものと理解されたい。次に図２に示すようにＮｉ膜上に
テーパレジスト１０４をノボラック系ポジ型レジストに
より形成する。さらに図３に示すようにＮｉ膜１０３を
下地にしてストライクＮｉメッキ浴により厚さ１００ミ
クロンのＮｉノズル板１０５を形成する。次に図４に示
すようにＳｉ基板の裏面にレジスト１０６を形成する。
さらにレジスト１０６をマスクにしてＳｉ基板をヒドラ
ジンでエッチングすることにより図５のように液室隔壁
１０７および液室１０８を形成する。次に図６に示すよ
うに液室部のＣｒまたはＴｉ膜１０２を各々のエッチャ
ントによりエッチング除去する。また図７に示すように
テーパレジスト１０４を現像液により除去し、ノズル穴
１０９を形成する。次に図８に示すように液室内壁に厚
さ０．１ミクロンのＣｒまたはＴｉ膜１１０をイオンプ
レーティングまたはスパッタリング法で形成する。これ
らＣｒまたはＴｉはＮｉ液室のインクに対する耐腐食コ
ーティングなると同時にインクに対する親水性膜として
も機能する。さらに図９に示すように液室１０８にレジ
スト１１１を充填しその入口部を平坦化する。次に図１
０に示すように充填レジスト１１１の平坦化面および液
室隔壁１０７上に膜厚０．１ミクロンのＣｒまたはＴｉ
膜１１２および膜厚０．３ミクロンのＮｉ膜１１３を真
空蒸着法で形成する。ここでＣｒまたはＴｉは液室隔壁
であるＳｉとＮｉの密着を保つ中間層として、Ｎｉ液室
のインクに対する耐腐食コーティングとして、さらにイ
ンクに対する親水性膜として機能する。次に図１１に示
すようにノズル板１０５上に電鋳メッキを防止する保護
膜１１４をレジストで形成する。さらにＮｉ膜１１３を
下地にして膜厚５ミクロンのＮｉダイヤフラム１１５を
電鋳法で形成する。次に図１２に示すように膜厚３０ミ
クロンの厚膜レジスト１１６を形成する。この場合次に
形成するダイヤフラムのランド部形成できるように一部
を露光・現像により除去する。さらに図１３に示すよう
に膜厚３０ミクロンのランド１１７を電鋳法により形成
する。最後に図１４に示すように保護膜１１４および厚
膜レジスト１１６を各々の剥離液により除去する。さら
にインク注入口（図示せず）より剥離液を流入させ充填
レジスト１１１を除去する。以上の工程によりＳｉを液
室とし電鋳Ｎｉをノズル板およびダイヤフラムとした一
体型のＩＪＰヘッドを作製することができる。このよう
に作製したＩＪＰヘッドの液室にインク充填し、ダイヤ
フラムを圧電素子等のアクチュエーターにより駆動する
ことによりノズル穴よりインクが吐出されプリンターヘ
ッドとして機能する。
り説明する。図１は本発明の一実施例を示す。図１にお
いて表面が（１１０）面の基板１０１上にＣｒ（クロ
ム）またはＴｉ（チタン）膜１０２およびＮｉ（ニッケ
ル）膜１０３を形成する。ここでＣｒまたはＴｉは膜厚
０．１ミクロンでＳｉ基板との密着を保つ中間層として
Ｎｉは膜厚０．３ミクロンで次に形成されるＮｉ電鋳ノ
ズル板のメッキ下地層として機能する。なお図１に示す
図はＩＪＰヘッドの液室、ノズル板、ダイヤフラム等の
一単位を示すもので実際にはこれらの単位が連続してる
ものと理解されたい。次に図２に示すようにＮｉ膜上に
テーパレジスト１０４をノボラック系ポジ型レジストに
より形成する。さらに図３に示すようにＮｉ膜１０３を
下地にしてストライクＮｉメッキ浴により厚さ１００ミ
クロンのＮｉノズル板１０５を形成する。次に図４に示
すようにＳｉ基板の裏面にレジスト１０６を形成する。
さらにレジスト１０６をマスクにしてＳｉ基板をヒドラ
ジンでエッチングすることにより図５のように液室隔壁
１０７および液室１０８を形成する。次に図６に示すよ
うに液室部のＣｒまたはＴｉ膜１０２を各々のエッチャ
ントによりエッチング除去する。また図７に示すように
テーパレジスト１０４を現像液により除去し、ノズル穴
１０９を形成する。次に図８に示すように液室内壁に厚
さ０．１ミクロンのＣｒまたはＴｉ膜１１０をイオンプ
レーティングまたはスパッタリング法で形成する。これ
らＣｒまたはＴｉはＮｉ液室のインクに対する耐腐食コ
ーティングなると同時にインクに対する親水性膜として
も機能する。さらに図９に示すように液室１０８にレジ
スト１１１を充填しその入口部を平坦化する。次に図１
０に示すように充填レジスト１１１の平坦化面および液
室隔壁１０７上に膜厚０．１ミクロンのＣｒまたはＴｉ
膜１１２および膜厚０．３ミクロンのＮｉ膜１１３を真
空蒸着法で形成する。ここでＣｒまたはＴｉは液室隔壁
であるＳｉとＮｉの密着を保つ中間層として、Ｎｉ液室
のインクに対する耐腐食コーティングとして、さらにイ
ンクに対する親水性膜として機能する。次に図１１に示
すようにノズル板１０５上に電鋳メッキを防止する保護
膜１１４をレジストで形成する。さらにＮｉ膜１１３を
下地にして膜厚５ミクロンのＮｉダイヤフラム１１５を
電鋳法で形成する。次に図１２に示すように膜厚３０ミ
クロンの厚膜レジスト１１６を形成する。この場合次に
形成するダイヤフラムのランド部形成できるように一部
を露光・現像により除去する。さらに図１３に示すよう
に膜厚３０ミクロンのランド１１７を電鋳法により形成
する。最後に図１４に示すように保護膜１１４および厚
膜レジスト１１６を各々の剥離液により除去する。さら
にインク注入口（図示せず）より剥離液を流入させ充填
レジスト１１１を除去する。以上の工程によりＳｉを液
室とし電鋳Ｎｉをノズル板およびダイヤフラムとした一
体型のＩＪＰヘッドを作製することができる。このよう
に作製したＩＪＰヘッドの液室にインク充填し、ダイヤ
フラムを圧電素子等のアクチュエーターにより駆動する
ことによりノズル穴よりインクが吐出されプリンターヘ
ッドとして機能する。
【０００７】
【発明の効果】以上、説明したように本発明によればＳ
ｉ液室にＮｉノズル板およびＮｉダイヤフラムをフォト
リソグラフィー電鋳法により形成し、従来の接着法で発
生した接着剤のはみ出しおよび位置ズレ等の問題をなく
し、かつ信頼性の高い接合強度を有する高密度集積型Ｉ
ＪＰを作製することができる。
ｉ液室にＮｉノズル板およびＮｉダイヤフラムをフォト
リソグラフィー電鋳法により形成し、従来の接着法で発
生した接着剤のはみ出しおよび位置ズレ等の問題をなく
し、かつ信頼性の高い接合強度を有する高密度集積型Ｉ
ＪＰを作製することができる。
【図１】本発明のＩＪＰヘッド作製の実施例を示す断面
工程図である。
工程図である。
【図２】本発明のＩＪＰヘッド作製の実施例を示す断面
工程図である。
工程図である。
【図３】本発明のＩＪＰヘッド作製の実施例を示す断面
工程図である。
工程図である。
【図４】本発明のＩＪＰヘッド作製の実施例を示す断面
工程図である。
工程図である。
【図５】本発明のＩＪＰヘッド作製の実施例を示す断面
工程図である。
工程図である。
【図６】本発明のＩＪＰヘッド作製の実施例を示す断面
工程図である。
工程図である。
【図７】本発明のＩＪＰヘッド作製の実施例を示す断面
工程図である。
工程図である。
【図８】本発明のＩＪＰヘッド作製の実施例を示す断面
工程図である。
工程図である。
【図９】本発明のＩＪＰヘッド作製の実施例を示す断面
工程図である。
工程図である。
【図１０】本発明のＩＪＰヘッド作製の実施例を示す断
面工程図である。
面工程図である。
【図１１】本発明のＩＪＰヘッド作製の実施例を示す断
面工程図である。
面工程図である。
【図１２】本発明のＩＪＰヘッド作製の実施例を示す断
面工程図である。
面工程図である。
【図１３】本発明のＩＪＰヘッド作製の実施例を示す断
面工程図である。
面工程図である。
【図１４】本発明のＩＪＰヘッド作製の実施例を示す断
面工程図である。
面工程図である。
【図１５】従来技術の接着法により作製されたＩＪＰヘ
ッドの断面構造を示す。
ッドの断面構造を示す。
【図１６】従来技術の接着法により作製されたＩＪＰヘ
ッドのノズル穴と液室の位置ズレを示す。
ッドのノズル穴と液室の位置ズレを示す。
【図１７】従来技術の接着法により作製されたＩＪＰヘ
ッドの接着剤のはみ出しを示す。
ッドの接着剤のはみ出しを示す。
１０１ シリコン基板 １０４ テーパーレジスト １０５ ノズル板 １０７ 液室隔壁 １０８ 液室 １０９ ノズル穴 １１０ クロムまたはチタン膜（対インク耐腐食および
親水コーティング） １１２ クロムまたはチタン膜（対インク耐腐食および
親水コーティング） １１５ ダイヤフラム １１７ ダイヤフラムランド
親水コーティング） １１２ クロムまたはチタン膜（対インク耐腐食および
親水コーティング） １１５ ダイヤフラム １１７ ダイヤフラムランド
Claims (2)
- 【請求項１】 インクが吐出するための吐出孔である複
数のノズルと、インク流路とインクを吐出するための加
圧室の役目をする複数の液室と、該液室の体積変化を行
うための振動板の役目をするダイヤフラムを有するイン
クジェットプリンターヘッドであって、 前記液室をシリコンのフォトリソグラフィーエッチング
法で形成し、前記ノズル板およびダイヤフラムをニッケ
ルのフォトリソグラフィー電鋳法で形成し、液室側がク
ロムまたはチタン膜で、ノズル板およびダイヤフラム側
がニッケル膜で被覆され、該クロムまたはチタン膜と該
ニッケル膜で接合され一体形成されたことを特徴とする
インクジェットプリンターヘッド。 - 【請求項２】 インクが吐出するための吐出孔である複
数のノズルと、インク流路とインクを吐出するための加
圧室の役目をする複数の液室と、該液室の体積変化を行
うための振動板の役目をするダイヤフラムを有するイン
クジェットプリンターヘッドの製造方法であって、 前記ノズル板をシリコンウェーファーの一面にクロムま
たはチタン膜およびニッケル膜を介してニッケルのフォ
トリソグラフィー電鋳法により形成する工程と、前記液
室をシリコンウェーファーの反対面をフォトリソグラフ
ィーエッチングするこにより形成する工程と、前記ダイ
ヤフラムを液室にレジストを充填し、平坦化し、その上
にクロムまたはチタン膜およびニッケル膜を介してニッ
ケルのフォトリソグラフィー電鋳法により形成すること
を特徴とするインクジェッヨプリンターヘッドの製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25648396A JPH10100405A (ja) | 1996-09-27 | 1996-09-27 | インクジェットプリンタヘッドとその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25648396A JPH10100405A (ja) | 1996-09-27 | 1996-09-27 | インクジェットプリンタヘッドとその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10100405A true JPH10100405A (ja) | 1998-04-21 |
Family
ID=17293273
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25648396A Pending JPH10100405A (ja) | 1996-09-27 | 1996-09-27 | インクジェットプリンタヘッドとその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10100405A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6256849B1 (en) | 1998-02-19 | 2001-07-10 | Samsung Electro-Mechanics., Ltd. | Method for fabricating microactuator for inkjet head |
| US6877843B2 (en) | 2000-03-27 | 2005-04-12 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Multi-nozzle ink jet head and manufacturing method thereof |
-
1996
- 1996-09-27 JP JP25648396A patent/JPH10100405A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6256849B1 (en) | 1998-02-19 | 2001-07-10 | Samsung Electro-Mechanics., Ltd. | Method for fabricating microactuator for inkjet head |
| US6877843B2 (en) | 2000-03-27 | 2005-04-12 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Multi-nozzle ink jet head and manufacturing method thereof |
| US7425058B2 (en) | 2000-03-27 | 2008-09-16 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Multi-nozzle ink jet head and manufacturing method thereof |
| US7517061B2 (en) | 2000-03-27 | 2009-04-14 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Multi-nozzle ink jet head and manufacturing method thereof |
| US7607764B2 (en) | 2000-03-27 | 2009-10-27 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Multi-nozzle ink jet head and manufacturing method thereof |
| US7743477B2 (en) | 2000-03-27 | 2010-06-29 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Method of manufacturing a multi-nozzle ink jet head |
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