JPH11245413A

JPH11245413A - 液体噴射記録装置およびその製造方法

Info

Publication number: JPH11245413A
Application number: JP4710898A
Authority: JP
Inventors: Michiaki Murata; 道昭村田; Naibe Reegan; レーガンナイベ; Yutaka Mori; 豊森
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1998-02-27
Filing date: 1998-02-27
Publication date: 1999-09-14

Abstract

(57)【要約】【課題】液体流路基板と駆動素子基板の接着面の剥が
れを防止し、機械的強度を向上させた液体噴射記録装
置、および、そのような液体噴射記録装置を、制御性よ
くしかも低コストで製造する製造方法を提供する。【解決手段】液体流路基板１に形成する液体供給口１
３、共通液室５、個別流路３を、それぞれ別の湿式異方
性エッチングで形成する。そのため、液体供給口１３を
共通液室５の一部のみに形成して液体流路基板１の機械
的強度を高めることができる。また、液体供給口１３を
矩形状に形成でき、クラックなどの発生を防止できる。
さらに、共通液室５を溝状に形成することで、高さ（エ
ッチング深さ）や広さなどを任意に設計でき、吐出特性
を向上させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液体を吐出するた
めの吐出口およびこれに対応する個別液体流路と、個別
液体流路に直接あるいは間接的に連通し、個別流路の配
設方向に延在する共通液室と、共通液室に液体を供給す
るための液体供給口が設けられ、液体供給口から共通液
室を介して個別液体流路に液体を供給するヘッドチップ
を有する液体噴射記録装置およびその製造方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、液体噴射記録装置に用いられ
る記録方式として、代表的なものに、圧電材料により圧
力室を機械的に変形させ、生じた圧力で液体を液体吐出
口から噴射させる圧電方式や、液体流路に配されたヒー
タに通電して発熱させ、液体を気化させて、その圧力に
より液体を液体吐出口から噴射させるサーマル方式など
の液体噴射記録装置が知られている。

【０００３】図１０は、従来の液体噴射記録装置の一例
におけるヘッドチップおよび液体供給口部材近傍の斜視
図、図１１は、同じくＡ−Ａ’断面図である。図中、１
は液体流路基板、２はノズル、３は個別流路、４は発熱
体、５は共通液室、６はヒートシンク、７は配線基板、
８はボンディングワイヤ、９は封止剤、１０は駆動素子
基板、１１は液体供給部材、１２は液体流路管、１３は
液体供給口である。図１０，図１１ではサーマル型の液
体噴射記録装置を示している。

【０００４】ヘッドチップは液体流路基板１と駆動素子
基板１０とを貼り合わせて構成されている。液体流路基
板１には複数の個別流路３が形成されており、個別流路
３は外部に開口してノズル２が形成されている。また、
液体流路基板１には共通液室５も形成されており、複数
の個別流路３は内部で共通液室５と液的に連通してい
る。共通液室５には、液体を供給するための液体供給口
１３が設けられている。

【０００５】駆動素子基板１０には、液体流路基板１に
形成された複数の個別流路３に対応して、それぞれの個
別流路３の途中に配置されるように、発熱体４が設けら
れている。この発熱体４は液体を吐出させるための駆動
素子であり、発熱体４の発熱によって個別流路３内に気
泡が発生し、発生した気泡の圧力によって液滴をノズル
２から吐出して記録を行なう。また駆動素子基板１０に
は、発熱体４を駆動するための電気信号を供給するため
の電極が形成され、さらには駆動回路なども形成される
ことがある。さらに、駆動素子基板１０上に形成する樹
脂層をエッチングし、図１１に示すように個別流路３と
共通液室５を連通させるための流路（バイパスピット）
が形成されることもある。

【０００６】液体流路基板１および駆動素子基板１０
は、例えばシリコン等で構成することができる。液体流
路基板１に形成されている個別流路３、共通液室５など
は、例えば湿式の異方性エッチングによって形成するこ
とができる。共通液室５は、この異方性エッチングによ
り液体流路基板１を貫通する貫通孔として形成され、そ
の一方の開口が液体の流入口である液体供給口１３とな
る。異方性エッチングでは、所定の角度を有してエッチ
ングされるので、個別流路３は三角形状に形成され、共
通液室５は液体供給口１３から内部に向けて広がるよう
な形状に形成される。

【０００７】液体供給部材１１は、図示しない液体タン
クから供給される液体を共通液室５へ供給するための液
体流路管１２を有している。液体供給部材１１は、液体
流路管１２の開口が共通液室５の液体供給口１３と連通
するように、液体流路基板１と接着されている。

【０００８】また、駆動素子基板１０はヒートシンク６
に熱伝導性のよい接着剤などで接着されており、発熱体
４において発生する熱をヒートシンク６へ逃がす。ま
た、ヒートシンク６には配線基板７も配設されており、
プリンタ本体から供給される電力や信号をボンディング
ワイヤ８を介してヘッドチップに伝えると共に、ヘッド
チップに設けられている各種のセンサの信号等をプリン
タ本体へ伝える。さらに、ボンディングワイヤ８の保護
と、ヘッドチップと液体供給部材１１の固着の補強のた
めに、ヘッドチップのノズル２を有する面の反対面と、
液体供給部材１１とヒートシンク６で囲まれる空間に、
封止剤９が注入されている。

【０００９】このようにして作成された液体噴射記録装
置には、図示しない液体タンクから液体が供給される。
液体タンクから供給される液体は、液体供給部材１１の
液体流路管１２から共通液室５に供給され、各個別流路
３へと供給される。各ノズル２は大気に解放されている
ので、そのままでは液体がノズル２から溢れ出す。その
ため、液体の流路の内部では液体タンク内の液体含浸部
材や負圧発生機構によって、常に０ｍｍＨ₂Ｏ〜−２０
０ｍｍＨ₂Ｏの負圧状態に保たれている。

【００１０】次に、上述の液体噴射記録装置の製造工程
の一例について説明する。図１２は、従来の液体噴射記
録装置における液体流路基板の製造工程の一例を示す工
程図である。図中、２１はＳｉＯ₂膜、２２はＳｉＮ膜
である。図１２（Ａ）に示す液体流路基板１となるＳｉ
基板に対して、図１２（Ｂ）において熱酸化によりＳｉ
Ｏ₂膜２１を形成し、図１２（Ｃ）においてノズルを含
む個別流路３となる部分および共通液室５となる部分を
ホトリソグラフィー法とドライエッチング法を用いてパ
ターニングする。用いるＳｉ基板の結晶方位は＜１００
＞面である。

【００１１】続いて図１２（Ｄ）に示すように、減圧Ｃ
ＶＤ法によりＳｉＮ膜２２を形成し、図１２（Ｅ）に示
すように共通液室５となる部分をホトリソグラフィー法
とドライエッチング法を用いてパターニングする。

【００１２】続いてこのＳｉＮ膜２２をエッチングマス
クとしてＳｉ基板に対してＫＯＨ水溶液によるエッチン
グを実施する。このエッチングは、図１２（Ｆ）に示す
ようにＳｉ基板を貫通するまで行ない、貫通孔は共通液
室５となり、その開口は液体供給口１３となる。

【００１３】続いて図１２（Ｇ）に示すようにＳｉＮ膜
２２を燐酸溶液により選択的にエッチング除去し、今度
はＳｉＯ₂膜２１をエッチングマスクとしてＳｉ基板に
対してＫＯＨ水溶液によるエッチングを実施し、図１２
（Ｈ）に示すように個別流路３となる溝を形成する。こ
のとき、多少、共通液室５の部分もエッチングされる。
最後にＳｉＯ₂膜３２をフッ酸溶液により選択的にエッ
チング除去し、図１２（Ｉ）に示すように液体流路基板
１となるＳｉ基板の加工を完了する。

【００１４】図１３は、従来の液体噴射記録装置におけ
る液体流路基板１の一例を示す平面図である。図１２に
示したような製造過程を経て、液体流路基板１には、図
１３に示すように多数の個別流路３となる溝や共通液室
５および液体供給口１３となる貫通孔が形成されてい
る。上述のような製造過程を経て作製された共通液室５
の液体供給口１３は、図１０や図１３（Ｂ）に示すよう
に、大きな矩形形状の開口となる。

【００１５】一方、別のＳｉ基板には、発熱体４や、発
熱体に電気的に接続する電極、それらの保護層などを成
膜し、駆動素子基板１０を形成する。そして、上述のよ
うにして形成された液体流路基板１と接着し、ヘッドチ
ップとなる。

【００１６】液体流路基板１や駆動素子基板１０は、多
数個をそれぞれ１枚のウェハ上に形成することができ
る。多数の液体流路基板１が形成されたＳｉウェハと、
多数の駆動素子基板１０が形成されたＳｉウェハとを接
合した後に例えばダイシングによって個別のヘッドチッ
プに分離される。このとき、個別流路３となる溝の途中
でダイシングによる切断を行ない、切断面に個別流路３
が開放されるように加工する。この個別流路３の開放端
がノズル２となる。

【００１７】図１４は、従来の液体噴射記録装置の組立
工程の一例およびその問題点の説明図である。図１４
（Ａ）において、上述のようにして形成されたヘッドチ
ップを、ヒートシンク６上に熱伝導性のよい接着剤等で
接着する。このとき用いる接着剤としては、熱硬化性の
ものが用いられるので、接着剤を加熱硬化させる。硬化
後は加熱をやめ、室温に戻すが、この時ヘッドチップを
構成するシリコンと、ヒートシンク６を構成する例えば
アルミニウムとの熱膨張率の違いから、図１４（Ｂ）に
示すようにヒートシンク６の方がヘッドチップよりも収
縮し、図示したように撓む。

【００１８】その後、液体供給部材１１を接着する。こ
の場合も、接着剤として熱硬化性のものを用い、加熱硬
化させる。硬化後に室温へ戻すが、液体供給部材１１を
構成する樹脂、例えばポリエーテルイミド（ＰＥＩ）等
は、シリコンやアルミニウムよりも熱膨張率が大きいた
め、図１４（Ｃ）に示すように撓むことになる。この撓
みによって、例えば図１４（Ｄ）に示すように、特に共
通液室５の液体供給口１３の長辺は内側に湾曲するよう
に変形する。この変形と上述のヒートシンク６による逆
の撓みなどによって、図１４（Ｅ）に示すように液体流
路基板１と駆動素子基板１０との接着面が剥がれてしま
うという問題があった。

【００１９】この問題を解決するために、共通液室５の
多くの部分において液体流路基板１を貫通せず、溝上に
形成することにより液体流路基板１と駆動素子基板１０
の接着面積を大きくし、接着強度を向上させるという方
法が考案されている。例えば特願平８−２９６９５３号
に開示した構成のものがある。図１５は、従来のヘッド
チップの別の例を示す斜視図および液体流路基板の平面
図、図１６は、同じくＡ−Ａ’断面図およびＢ−Ｂ’断
面図である。この例では、図１２に示す製造工程におい
て図１２（Ｅ）でＳｉＮ膜２２の共通液室５となる部分
をホトリソグラフィー法とドライエッチング法を用いて
パターニングする際に、略Ｔ字状にパターニングするこ
とによって、図１５に示すような略台形状の液体供給口
１３を形成することができる。またこのとき作製される
共通液室５は、この略台形状の液体供給口１３の部分以
外では、図１６（Ａ）に示すように個別流路の配列方向
に延在する溝状に形成される。

【００２０】このような構成では、図１０に示すように
共通液室５のほとんどの部分で貫通する構成に比べ、液
体供給口１３の面積が小さくなる。そのため、接着剤を
加熱硬化させることにより液体供給部材１１をヘッドチ
ップに接着し、その後加熱をやめても、液体供給口１３
による液体流路基板１の撓みは非常に小さく、液体流路
基板１と駆動素子基板１０の接着面がはがれることはな
い。

【００２１】しかし、このような液体流路基板１の作製
にあたっては、図１２（Ｆ）における異方性エッチング
（貫通孔開口）時のサイドエッチングを積極的に利用し
ており、共通液室５の液体供給口１３付近での幅／深さ
および形状の自由度や液体供給口１３の形状の制御性が
悪いという問題がある。また、エッチングマスクとなる
ＳｉＮ膜２２の下部をエッチングが進むため、ＳｉＮ膜
２２がはがれて製造歩留まりが低下するなどの問題もあ
る。さらには、液体供給口１３の形状が略台形のため、
その鋭角部を始点にクラックが入り、製造歩留まりを低
下させるといった問題もある。

【００２２】図１７は、従来のヘッドチップのさらに別
の例を示す斜視図および液体流路基板の平面図、図１８
は、同じく断面図である。図１８（Ａ）〜（Ｃ）は、そ
れぞれ、図１７におけるＣ−Ｃ’断面図、Ａ−Ａ’断面
図およびＢ−Ｂ’断面図である。１５は梁状部である。
この構成も上述の出願に開示されているものであり、共
通液室５を複数の貫通孔として形成したものである。図
１２（Ｆ）の工程において複数の貫通孔を近接して形成
した後、図１２（Ｈ）の工程において個別流路３を形成
する際に各貫通孔の隔壁部もエッチングし、各貫通孔を
連通させて共通液室５を形成している。このとき、貫通
孔の開口として形成された各液体供給口１３の間には梁
状部１５が残る。

【００２３】この構成においても、図１０に示すように
共通液室５のほとんどの部分で貫通孔が開口する構成に
比べ、液体供給口１３が梁状部１５によって補強され、
強度が増す。そのため、接着剤を加熱硬化させることに
より液体供給部材１１をヘッドチップに接着し、その後
加熱をやめても、液体供給口１３による液体流路基板１
の撓みは小さくなり、液体流路基板１と駆動素子基板１
０の接着面がはがれることはない。

【００２４】しかし、図１２（Ｈ）において各貫通孔を
連通させるエッチング工程では、サイドエッチングを用
いているので、梁状部１５の寸法精度が悪い。また、各
貫通孔を流路抵抗が少なくなるように連通させるために
は、各貫通孔は近接して設けなければならないが、その
場合、梁状部１５の幅を広く取れず、強度的に非常に弱
いものとなってしまう。そのため、この梁状部１５のひ
びや割れによって歩留まりが低下するという問題もあっ
た。

【００２５】

【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、液体流路基板１と駆動素子
基板１０の接着面の剥がれを防止し、機械的強度を向上
させた液体噴射記録装置を提供するとともに、そのよう
な液体噴射記録装置を、制御性よくしかも低コスト（高
歩留まり）で製造する製造方法を提供することを目的と
するものである。

【００２６】

【課題を解決するための手段】本発明は、まず共通液室
となる部分の一部のみに、液体流路基板を貫通する貫通
孔を異方性エッチングによって形成する。このとき形成
される貫通孔の開口が、液体を内部に供給するための液
体供給口となる。形成された液体供給口の形状は矩形と
なる。次に、共通液室となる溝を異方性エッチングによ
って形成する。そして、最後に個別流路となる溝を異方
性エッチングによって形成する。

【００２７】このように、液体供給口、共通液室、個別
流路を、それぞれ別の異方性エッチングで形成すること
によって、液体供給口は、例えば図１０に示す従来の液
体供給口のように共通液室の大きさによらずに設計でき
るため、強度を考慮して小さく形成することができる。
また、形状は矩形となるため、クラックなどが入りにく
い。さらに、複数の液体供給口を形成する場合でも、間
隔は任意であり、強度を考慮して設計することができ
る。そのため、機械的強度を増すことができるので、接
着剤を加熱硬化させることにより液体供給部材１１をヘ
ッドチップに接着し、その後加熱をやめても、液体供給
口による液体流路基板の撓みは非常に小さく、液体流路
基板と駆動素子基板の接着面がはがれることはなく、歩
留まりを向上させることができる。

【００２８】また、共通液室は別工程において形成する
ため、流路抵抗などを考慮して任意の形状に形成するこ
とができ、高能率の液体噴射記録装置を構成することが
可能となる。

【００２９】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の液体噴射記録装
置の実施の一形態におけるヘッドチップの一例を示す斜
視図、図２は、同じく液体流路基板の一例の平面図、図
３は、同じく液体流路基板の一例の断面図である。図３
（Ａ）〜（Ｃ）は、それぞれ図１、図２におけるＣ−
Ｃ’断面図、Ａ−Ａ’断面図、Ｂ−Ｂ’断面図である。
図中の符号は図１０、図１１と同様である。液体供給口
１３は、共通液室５の一部のみに設けられている。本発
明では、従来の例えば図１０に示す構成のように、共通
液室５の全体を貫通孔として形成しないので、図１０に
示す構成に比べてその開口面積は非常に小さくして機械
的強度を増すことができる。また、液体流路基板１と液
体供給部材１１との接着面積を大きく取れるようにな
り、接着性を向上させることができる。これらによっ
て、ヘッドチップが製造された後に例えば液体供給部材
１１を液体流路基板１に接着し、加熱硬化後に室温に戻
しても、図１４（Ｄ）に示したような液体流路基板１の
撓みは非常に小さくなり、液体流路基板１と駆動素子基
板１０の接着面がはがれることはない。さらに、液体供
給口１３を正方形や長方形などの矩形状に形成できるた
め、例えば図１５に示したような略台形状の液体供給口
１３の鋭角部を始点として発生するクラックを防止する
ことができる。

【００３０】共通液室５は、図２や図３（Ａ）に示すよ
うに溝状に形成される。この溝状の共通液室５は、液体
供給口１３の大きさや、個別流路３の形状および寸法精
度などに影響されないので、任意の幅および深さで形成
することができる。例えば上述の図１５に示した構成で
は、液体供給口１３の大きさはエッチング時間で決まっ
てしまうため、溝状に形成する共通液室５の深さも制約
されてしまう。また、図１７に示した構成では、複数の
連通孔を連結させるエッチングは個別流路３を形成する
際に行なうが、エッチング時間をあまり長くすると個別
流路３の寸法精度が落ちるため、限られた時間内に各連
通孔を連通させるエッチングを行なう必要があった。本
発明ではこれらの制約はなく、任意の幅および深さで共
通液室５を形成することができるので、従来の構成に比
べ、共通液室５における流路抵抗が低くなるように設計
できる。これにより、液体供給口１３近辺のノズル２と
液体供給口１３から遠く離れたノズル２の記録特性の差
異を小さく抑えることができ、高性能の液体噴射記録装
置を製造することができる。

【００３１】個別流路３は、液体供給口１３や共通液室
５の形成とは独立して形成されるので、例えば図１７に
示した構成のように他の部分の加工に影響されず、精度
よく形成することができる。そのため、安定した液体の
吐出特性を有する液体噴射記録装置を製造することがで
きる。

【００３２】図４は、本発明の液体噴射記録装置の実施
の一形態におけるヘッドチップの別の例を示す斜視図、
図５は、同じく液体流路基板の別の例の平面図、図６
は、同じく液体流路基板の別の例の断面図である。図６
は、それぞれ図４、図５におけるＣ−Ｃ’断面図を示し
ており、Ａ−Ａ’断面、Ｂ−Ｂ’断面は図３（Ｂ）、
（Ｃ）と同様である。この例では、液体供給口１３を複
数設けた例を示している。このように複数の液体供給口
１３を設けた構成では、共通液室５に連通する個別流路
３の位置によらず、上述の例よりも液体の供給性能を均
一にすることができ、記録性能を向上させることができ
る。

【００３３】この例においても、複数の液体供給口１３
は、共通液室５の一部のみに設けられている。すなわ
ち、従来の例えば図１７に示したような構成のように、
液体供給口１３は共通液室５の大きさから決定されるも
のではなく、任意の大きさで共通液室５の任意の位置に
形成することが可能である。そのため、液体供給口１３
の間隔も強度などを考慮して決定することができる。ま
た、共通液室５も上述の例と同様に任意の深さの溝状に
形成することができるので、液体供給口１３の間の梁状
の部分の機械的強度を従来よりも十分に増すことができ
る。またこの梁状の部分における共通液室５の広さを十
分確保できるため、梁状部分で液体の流れが阻害される
ことはない。

【００３４】なお、図４ないし図６では、液体供給口１
３を３つ設けた例を示しているが、本発明はこれに限ら
れるものではなく、２つあるいは４つ以上設けてももち
ろんよい。

【００３５】次に、本発明の液体噴射記録装置の実施の
一形態における製造工程の一例について説明する。図７
は、図８は、図９は、本発明の液体噴射記録装置の実施
の一形態における液体流路基板の製造工程の一例を示す
工程図である。図中、３１は第１のＳｉＯ₂膜、３２は
第１のＳｉＮ膜、３３は第２のＳｉＯ₂膜、３４は第２
のＳｉＮ膜である。なお、ここでは図１、図２、図４、
図５におけるＡ−Ａ’断面、Ｂ−Ｂ’断面についての工
程をそれぞれ図７と図９、図７と図８を用いて示してい
る。図７は両断面において共通である。また、この製造
工程は、上述の２つの例のいずれにも対応している。

【００３６】図７（Ａ）に示す液体流路基板１となるＳ
ｉ基板に対して、図７（Ｂ）において熱酸化法により第
１のＳｉＯ₂膜３１を形成する。図７（Ｃ）において、
第１のＳｉＯ₂膜３１のノズル２を含む個別流路３とな
る部分および共通液室５、液体供給口１３となる部分を
ホトリソグラフィー法とドライエッチング法を用いてパ
ターニングする。用いるＳｉ基板の結晶方位は＜１００
＞面である。

【００３７】続いて図７（Ｄ）に示すように、減圧ＣＶ
Ｄ法により第１のＳｉＮ膜３２を形成する。このとき形
成する第１のＳｉＮ膜３２の厚さは、例えば３００ｎｍ
程度とすることができる。この第１のＳｉＮ膜３２に対
して、図７（Ｅ）において、共通液室５および液体供給
口１３となる部分をホトリソグラフィー法とドライエッ
チング法を用いてパターニングする。

【００３８】続いて図７（Ｆ）に示すように、減圧ＣＶ
Ｄ法により耐Ｈ₃ＰＯ₄エッチング保護膜となる第２の
ＳｉＯ₂膜３３を形成する。このとき形成する第２のＳ
ｉＯ₂膜３３の厚さは、例えば５００ｎｍ程度とするこ
とができる。この第２のＳｉＯ₂膜３３に対して、図７
（Ｇ）において、ホトリソグラフィー法とドライエッチ
ング法を用いてパターニングする。この第２のＳｉＯ₂
膜３３は、第１のＳｉＮ膜３２を覆う程度に形成する。

【００３９】続いて図７（Ｈ）に示すように、減圧ＣＶ
Ｄ法により第２のＳｉＮ膜３４を形成する。このとき形
成する第２のＳｉＮ膜３４の厚さは、例えば３００ｎｍ
程度とすることができる。この第２のＳｉＮ膜３４に対
して、液体供給口１３となる領域をホトリソグラフィー
法とドライエッチング法を用いてパターニングする。液
体供給口１３を形成する部分においては、図８（Ａ）に
示すように第２のＳｉＮ膜３４が除去され、それ以外の
部分は図９（Ａ）に示すように第２のＳｉＮ膜３４が残
る。上述のように、液体供給口１３は共通液室５の一部
分のみに形成できるので、共通液室５を形成する部分で
あっても液体供給口１３以外の部分には図９（Ａ）に示
すように第２のＳｉＮ膜３４を残しておくことになる。
もちろん、図４、図５に示したように液体供給口１３を
複数設ける構成では、この段階で各液体供給口１３に対
応する部分について第２のＳｉＮ膜３４を除去しておく
ことになる。

【００４０】続いてこの第２のＳｉＮ膜３４をエッチン
グマスクとしてＳｉ基板に対してＫＯＨ水溶液によるエ
ッチングを実施する。このエッチングは、図８（Ｂ）に
示すようにＳｉ基板を貫通するまで行ない、貫通孔の開
口は液体供給口１３となる。なお、このエッチング工程
において形成された貫通孔の側壁は所定の角度を有した
斜面となるため、図８（Ａ）に示す工程で第２のＳｉＮ
膜３４をパターニングする際には、形成する液体供給口
１３の寸法と、このエッチング工程によって形成される
側壁の角度などを考慮して第２のＳｉＮ膜３４のパター
ンを設計しておく必要がある。このエッチング工程で
は、液体供給口１３を設けない他の共通液室５の部分で
は、図９（Ｂ）に示すように第２のＳｉＮ膜３４によっ
てマスクされているため、貫通エッチングは行なわれな
い。

【００４１】続いて図８（Ｃ）、図９（Ｃ）に示すよう
に第２のＳｉＮ膜３４を燐酸水溶液により選択的にエッ
チング除去する。このとき、耐Ｈ₃ＰＯ₄エッチング保
護膜となる第２のＳｉＯ₂膜３３があるため、その下の
第１のＳｉＮ膜３２は浸食されない。

【００４２】次に図８（Ｄ）、図９（Ｄ）に示すよう
に、ＨＦ溶液で第２のＳｉＯ₂膜３３を選択的にエッチ
ング除去する。続いて図８（Ｅ）、図９（Ｅ）におい
て、第１のＳｉＮ膜３２をエッチングマスクとしてＳｉ
基板に対してＫＯＨ水溶液による湿式異方性エッチング
を実施する。この湿式異方性エッチングでは、貫通させ
ずに所望の深さだけの加工を行なう。加工深さは例えば
４００μｍ程度とすることができる。ただし、仕上がり
深さよりは浅く設定しておく。この加工によって溝状の
共通液室５が形成される。

【００４３】続いて図８（Ｆ）、図９（Ｆ）において、
第１のＳｉＮ膜３２を燐酸溶液により選択的にエッチン
グ除去する。続いて図８（Ｇ）、図９（Ｇ）において、
第１のＳｉＯ₂膜３１をエッチングマスクとしてＳｉ基
板に対してＫＯＨ水溶液による湿式異方性エッチングを
実施する。これによって個別流路３が形成される。この
とき共通液室５の部分も同様にエッチングされ、多少深
さが深くなって所定の仕上がり深さとなる。

【００４４】最後に図８（Ｈ）、図９（Ｈ）において、
第１のＳｉＯ₂膜３１をＨＦ溶液により選択的にエッチ
ング除去して液体流路基板１となるＳｉ基板の加工を完
了する。

【００４５】この製造方法によれば、図８（Ｂ）、図９
（Ｂ）に示す液体供給口１３を形成するための貫通エッ
チング工程、図８（Ｅ）、図９（Ｅ）に示す共通液室５
を形成するための湿式異方性エッチング工程、図８
（Ｇ）、図９（Ｇ）に示す個別流路３を形成するための
湿式異方性エッチング工程をそれぞれ行なっている。そ
のため、液体供給口１３については、長方形や正方形な
どの矩形状に開口を形成することができるため、液体流
路基板１のクラックを抑制できる。また、共通液室５の
大きさによらず、所望の大きさの液体供給口１３を形成
することができ、液体流路基板１の強度を増すことがで
きる。さらに、従来法にように液体供給口１３を形成す
るときの湿式異方性エッチング時におけるサイドエッチ
ングを利用しなくてもよいため、形状、寸法の精度が向
上する。

【００４６】共通液室５においては、液体供給口１３や
個別流路３とは独立に深さを調整することができる。ま
た、液体供給口１３の大きさを大きくすることなく、共
通液室５の広さを広くすることが可能である。そのた
め、個別流路３への液体の供給性を考慮して共通液室５
の形状を形成することができる。

【００４７】さらに個別流路３においても利点がある。
例えば図１２に示したような従来の製造工程では、個別
流路３を形成するエッチング工程において共通液室５を
広くするためのエッチングも同時に行なっており、長時
間のエッチングによって個別流路３の形成精度が低下し
ていた。しかし本発明の製造工程では、個別流路３を形
成する湿式異方性エッチングを別途行なうので、精度よ
く個別流路３を形成することができる。

【００４８】このようにして作製された液体流路基板１
は、別途作製された噴射素子基板１０と接合し、図１な
いし図６に示したようなヘッドチップを製造することが
できる。なお、噴射素子基板１０は従来と同様にして製
造することができる。ヘッドチップは、図１０に示した
ようにヒートシンク６と熱伝導性のよい接着剤で接着さ
れた後、液体供給部材１１が接着される。このとき、接
着剤を熱硬化後、室温に戻しても、従来のような液体流
路基板１と駆動素子基板１０との接合部での剥離は発生
しなかった。

【００４９】また、液体供給部材１１を接着するために
は液体流路基板１の液体供給口１３側の面に十分な接着
面積が必要となる。本発明によれば、液体供給口１３の
開口面積を小さくすることができるため、十分な接着面
積を確保することができる。特に本発明では、ノズル２
から液体供給口１３までの距離を十分確保できる。従来
の構成では液体供給口１３と共通液室５が一体的に形成
していたために、ノズル２から液体供給口１３までの距
離を決めると、共通液室５と個別流路３との連通位置も
決定され、個別流路３の流路長が決まってしまう。個別
流路３の流路長はなるべく短い方がエネルギー効率がよ
いが、逆に液体供給部材１１の接着部分が確保するため
には、あまり流路長を短くできなかった。しかし本発明
では、液体供給口１３、共通液室５、個別流路３をそれ
ぞれの工程で作製するため、ノズル２から液体供給口１
３までの距離を十分確保しつつ、共通液室５をノズル２
側に広げ、個別流路３の流路長を短くすることができ
る。そのため、効率の良い液体噴射記録装置を得ること
ができる。

【００５０】

【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、液体供給口、共通液室、個別流路を、それぞ
れ別の異方性エッチングで形成するので、液体供給口を
共通液室の一部にのみ貫通孔として形成し、機械的強度
を高めることができ、歩留まりを向上させることができ
る。また、共通液室となる溝を任意の高さ、広さで制御
性よく形成することができるため、高性能の液体噴射記
録装置を低コストで製造することができる。さらに、液
体供給口は矩形状に形成することができ、クラックなど
が入りにくく、歩留まりを向上させることができるな
ど、本発明によれば種々の効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液体噴射記録装置の実施の一形態に
おけるヘッドチップの一例を示す斜視図である。

【図２】本発明の液体噴射記録装置の実施の一形態に
おける液体流路基板の一例の平面図である。

【図３】本発明の液体噴射記録装置の実施の一形態に
おける液体流路基板の一例の断面図である。

【図４】本発明の液体噴射記録装置の実施の一形態に
おけるヘッドチップの別の例を示す斜視図である。

【図５】本発明の液体噴射記録装置の実施の一形態に
おける液体流路基板の別の例の平面図である。

【図６】本発明の液体噴射記録装置の実施の一形態に
おける液体流路基板の別の例の断面図である。

【図７】本発明の液体噴射記録装置の実施の一形態に
おける液体流路基板の製造工程の一例を示す工程図であ
る。

【図８】本発明の液体噴射記録装置の実施の一形態に
おける液体流路基板の製造工程の一例を示すＢ−Ｂ’断
面における工程図（図７の続き）である。

【図９】本発明の液体噴射記録装置の実施の一形態に
おける液体流路基板の製造工程の一例を示すＡ−Ａ’断
面における工程図（図７の続き）である。

【図１０】従来の液体噴射記録装置の一例におけるヘ
ッドチップおよび液体供給口部材近傍の斜視図である。

【図１１】従来の液体噴射記録装置の一例におけるヘ
ッドチップおよび液体供給口部材近傍のＡ−Ａ’断面図
である。

【図１２】従来の液体噴射記録装置における液体流路
基板の製造工程の一例を示す工程図である。

【図１３】従来の液体噴射記録装置における液体流路
基板１の一例を示す平面図である。

【図１４】従来の液体噴射記録装置の組立工程の一例
およびその問題点の説明図である。

【図１５】従来のヘッドチップの別の例を示す斜視図
および液体流路基板の平面図である。

【図１６】従来のヘッドチップの別の例を示すＡ−
Ａ’断面図およびＢ−Ｂ’断面図である。

【図１７】従来のヘッドチップのさらに別の例を示す
斜視図および液体流路基板の平面図である。

【図１８】従来のヘッドチップのさらに別の例を示す
断面図である。

【符号の説明】

１…液体流路基板、２…ノズル、３…個別流路、４…発
熱体、５…共通液室、６…ヒートシンク、７…配線基
板、８…ボンディングワイヤ、９…封止剤、１０…駆動
素子基板、１１…液体供給部材、１２…液体流路管、１
３…液体供給口、３１…第１のＳｉＯ₂膜、３２…第１
のＳｉＮ膜、３３…第２のＳｉＯ₂膜、３４…第２のＳ
ｉＮ膜。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の個別流路と、該個別流路に直接ま
たは間接的に連通し前記個別流路の配設方向に延在する
共通液室が形成された液体流路基板と、前記個別流路に
対応して液体を吐出させるための複数の駆動素子が設け
られた駆動素子基板とを接合してなるヘッドチップを有
する液体噴射記録装置において、前記共通液室は略溝状
に形成されており、該共通液室の一部に前記液体流路基
板を貫通して液体を内部に供給するための液体供給口が
１以上形成されており、該液体供給口の形状が矩形であ
ることを特徴とする液体噴射記録装置。
【請求項２】複数の個別流路と、該個別流路に直接ま
たは間接的に連通し前記個別流路の配設方向に延在する
略溝状の共通液室と、該共通液室の一部に貫通孔として
液体を内部に供給するための正方形あるいは長方形の液
体供給口が１以上形成された液体流路基板を少なくとも
有する液体噴射記録装置の製造方法において、Ｓｉ基板
の前面および背面に第１の耐エッチング性マスキング層
を堆積させてパターニングし、さらに前記Ｓｉ基板の前
面および背面に第２の耐エッチング性マスキング層を堆
積させてパターニングし、さらに前記Ｓｉ基板の前面お
よび背面に第３の耐エッチング性マスキング層を堆積さ
せてパターニングし、さらに前記Ｓｉ基板の前面および
背面に第４の耐エッチング性マスキング層を堆積させて
パターニングし、前記第４の耐エッチング性マスキング
層をマスクとして用いて湿式異方性エッチング法により
前記Ｓｉ基板に前記液体供給口となる貫通孔を形成し、
前記第４の耐エッチング性マスキング層を選択的にエッ
チング除去し、前記第３の耐エッチング性マスキング層
を選択的にエッチング除去し、前記第２の耐エッチング
性マスキング層をマスクとして用いて湿式異方性エッチ
ング法により前記Ｓｉ基板に前記共通液室となる溝を形
成し、前記第２の耐エッチング性マスキング層を選択的
にエッチング除去し、前記第１の耐エッチング性マスキ
ング層をマスクとして用いて湿式異方性エッチング法に
より前記Ｓｉ基板に前記個別流路となる溝を形成し、前
記第１の耐エッチング性マスキング層を選択的にエッチ
ング除去して前記液体流路基板を作製することを特徴と
する液体噴射記録装置の製造方法。