JP3743883B2 - インクジェットプリンタヘッドの形成方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱エネルギーを用いてインクを記録媒体に吐出する記録装置における大型のカラー用のインクジェットプリンタヘッドの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、インクジェット方式のプリンタが広く用いられている。このインクジェット方式によるプリンタには、インクを加熱し気泡を発生させてその圧力でインク滴を飛ばすサーマル方式や、ピエゾ抵抗素子(圧電素子)の変形によってインク滴を飛ばすピエゾ方式等がある。
【0003】
上記のサーマル方式には、インク滴の吐出方向により二通りの構成がある。一つは発熱素子の発熱面に平行な方向へインク滴を吐出する構成のサイドシュータ型と呼称されるものであり、他の一つは発熱素子の発熱面に垂直な方向にインク滴を吐出する構成のルーフシュータ型と呼称されるものである。
【0004】
図5(a) は、そのようなルーフシュータ型のインクジェットプリンタに配設されるインクジェットプリンタヘッドのインク吐出面を模式的に示す平面図であり、同図(b) は、そのA−A′断面矢視図、同図(c) は、このインクジェットプリンタヘッドが製造されるシリコンウェハを示す図である。
【0005】
同図(c) に示すように、インクジェットプリンタヘッド(以下、単に印字ヘッドという)1は、シリコンウェハ2の上で、LSI形成処理技術と薄膜形成処理技術とにより形成され、完成後にシリコンウェハ2から個々に切り出されて採取される。
【0006】
同図(a) に示すように、印字ヘッド1のインク吐出面には、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)及びブラック(Bk)の4種類のインクを吐出する4列のオリフィス列3が形成されている。1列のオリフィス列3にはおよそ64個、128個、又は256個等の多数のオリフィス4が例えば25.4mm当り300ドットの解像度(1mm当り約12個の密度)で縦1列に並んで配置されている。これらの各オリフィス列3には不図示のインクカートリッジ等から各オリフィス列3に対応する色のインクがそれぞれ供給される。
【0007】
この印字ヘッド1の内部構成は、同図(b) に示すように、ヘッドチップ5上に、LSIからなる駆動回路6と薄膜からなる抵抗発熱部7が形成されている。この抵抗発熱部7は後から形成されるオリフィス列3のオリフィス4の数だけ1列に並んで形成されている。そして、この抵抗発熱部7の一方の端部と駆動回路6とを接続する個別配線電極8が形成され、更に抵抗発熱部7の他方の端部と給電用端子9とを接続する共通電極11が形成されている。そして、これらの上に隔壁12が積層されている。
【0008】
上記1列に並んで形成されている抵抗発熱部7に平行に延在してインク供給溝13が穿設形成され、このインク供給溝13に連通してヘッドチップ5の下面に貫通するインク供給孔14が穿設されている。これらの上からオリフィス板15が、熱と圧力を加えられて、下面の熱可塑性接着剤により隔壁12上に接着されて積層されている。
【0009】
このオリフィス板15の積層により、隔壁12の厚さに対応する高さおよそ10μmのインク流路16が、抵抗発熱部7とインク供給溝13間に形成される。この後、オリフィス板15にはメタルマスク17が形成され、このメタルマスク17に従って、インクを吐出する上述のオリフィス4が形成される。同図(a) に示すシリコンウェハ2の直径が例えば6×25.4mmであるとすると、上述したような印字ヘッド1を90個以上採取することができる。
【0010】
このような印字ヘッド1を作るに際し、オリフィス板15に上記のオリフィス4を形成するには、近年、高速ドライエッチングが出来て作業能率が上がるヘリコン波エッチング装置が用いられる。尚、ヘリコン波は、固体プラズマの中を伝搬する電磁波の一種で、別名ホイスラー(笛)波とも呼ばれ、高密度プラズマを発生させるものである。
【0011】
図6(a) は、ヘリコン波エッチング装置を模式的に示す図であり、同図(b) はそのウエハ固定用ステージの平面図、同図(c) は同図(a) の部分拡大図である。同図(a) に示すように、ヘリコン波エッチング装置は、プロセスチャンバー(処理室)18を中心に、このプロセスチャンバー18内に突設されるウエハ固定用ステージ19を備えている。図5(c) に示したシリコンウエハ2は、図6(a) の矢印Gで示すように装置左方から搬入されて、上記のウエハ固定用ステージ19上に載置される。
【0012】
上記シリコンウエハ2は、メカチャック法(機構的に行う固定方法)又は静電チャック法(静電的に行う固定方法)で固定される。ウエハ固定用ステージ19は、支持台21上に、支持台21と一体に構成され、この支持台21を介して、例えば13.56MHzのRF(radio−frequency:高周波)バイアスが接地側交流電源22から印加される。
【0013】
また、このウエハ固定用ステージ19には、低温サーキュレータ23による不凍液が支持台21を介して循環している。さらに、ウエハ固定用ステージ19とシリコンウエハ2との間に生じている微細な隙間hに、熱伝導を促進するためのHeガスなどの冷媒ガス24を、冷媒送入ポンプ25から、支持台21及びウエハ固定用ステージ19内に配設された冷媒送入路26を介し、ウエハ固定用ステージ19のウエハ支持面に開口する冷媒吹き出し口27から送入して、シリコンウエハ2の低温サーキュレータ23による冷却を促進させる。
【0014】
つまり、ヘリコン波エッチング装置のウエハ固定用ステージ19を循環不凍液で−10℃以下に冷却し、且つ、ウエハ固定用ステージ19とシリコンウエハ2間に冷媒ガス24を介在させることにより、ヘリコン波ドライエッチングの際のシリコンウェハ2の温度上昇を効果的に抑制するようにしている。
【0015】
また、上記のプロセスチャンバー18の周囲には、酸素(O2 )プラズマ28をプロセスチャンバー18内に閉じ込めるためのマグネット(磁石)29が配設され、プロセスチャンバー18の上部中央にはソースチャンバー(源流室)31が配置される。ソースチャンバー31の周囲には上下二段にアンテナ32が配設され、その外側には、プラズマを封じ込めるために、内外二重にインナーコイル(内コイル)33とアウターコイル(外コイル)34が配置されている。
【0016】
このソースチャンバー31の上部には、パイプライン35が開口し、ここからプロセスガス(処理用酸素)が供給される。また、二段のアンテナ32にはソースパワーサプライ(源流電源)36から、例えば上記接地側交流電源22のサイクルに対応する13.56MHzの電圧が印加される。
【0017】
この構成により、ソースチャンバ31内においてパイプライン35から供給される処理用酸素がアンテナ32によってプラズマ化され、インナーコイル33及びアウターコイル34によってプロセスチャンバー18に送り込まれる。この酸素プラズマ28を、プロセスチャンバー18内で、支持台21及びウエハ固定用ステージ19を介してシリコンウエハ2に印加されているRFバイアス電圧で吸引・加速する。
【0018】
プロセスチャンバー18の周囲壁面に配設されているマグネット29が上記酸素プラズマ28の電子が壁面で消滅するのを防止する。これにより、酸素プラズマ28は、均一な分布となってシリコンウエハ2、すなわち印字ヘッド1の表面に降り注ぎ、メタルマスク17のパターン穴17−1で露出しているオリフィス板15表面に激突し、エッチングする。処理後のプロセスガスは、図6(a) の矢印Jで示すように装置右方に排出される。
【0019】
ヘリコン波エッチングは、RIE(反応性イオンエッチング)のように電極配置が平行平板型ではないが、それと同じように、酸素プラズマ28に対してチップ基板1の電位が、酸素イオンを引き込む方向にある。これにより、工作物(オリフィス板15)を酸素イオン37がスバッタするのと同時に、ラジカル原子38を利用して化学エッチングもしている。すなわち、上記のヘリコン波エッチングは、スパッタ(物理的エッチング)+ラジカル反応(化学的エッチング)を使って異方性エッチングを高い選択比で行うことができる。
【0020】
ところで、図5(a),(b) に示したような、1列のオリフィス列3に64個〜256個程度のオリフィス4が形成された小型のヘッドチップ5から成る印字ヘッド1は、一般に15×20mm程度の大きさのものであり、通常は主として家庭用に使用されるシリアル式プリンタの印字ヘッドとして用いられ、プリンタのキャリッジにインクカートリッジと共に搭載され、用紙の幅方向すなわち印字主走査方向(図5(a) に示す印字ヘッド1では図の左右方向)に往復移動して印字を実行する。
【0021】
ところが、近年、情報通信システムの一翼を担うものとしてプリンタの需要が急激に増えており、その需要の増加に伴って印字の高速化の要望が高まっている。一方、上述したシリアル式のプリンタでは、印字を高速に行うためには印字ヘッドとインクカートリッジを主走査方向に高速に往復移動させるか、あるいは印字ヘッドのオリフィス列を長大にする、つまり印字ヘッドを大型化する必要がある。しかし、いずれにしても、現今ビジネス用として一般化しているA4判の用紙に高速に印字を行うには、駆動の負荷が大きくなり過ぎて、キャリッジの往復移動の速度を現行よりも上げることは困難である。つまり、シリアル式のプリンタは、高速化が構造的に困難である。
【0022】
そこで、高速印字にに対応させるためには、ライン式プリンタ用の長尺化(例えばA4サイズの用紙に印字する場合は実印字幅が約210mm必要)した印字ヘッドが必要である。
長尺印字ヘッドは、図5(a) の印字ヘッド1を90度回転させ、その長手方向を延ばして、オリフィス列の長さを用紙幅方向の印字領域の長さと同じになるように形成する。
【0023】
しかしながら、上記のような長尺のヘッドチップをシリコンウエハで作成するのでは、シリコンウエハは丸いものであるから、6×25.4mmφ以上の大型のシリコンウエハを用いても、上記のような長尺のヘッドチップは1枚のシリコンウエハからはその直径方向に沿って2個か3個程度しが取れない。したがって極めて歩留りが悪く高価なものとなって問題がある。
【0024】
そこで、シリコンウエハの代わりにガラス基板を用いることが提案されており、これであると基板に対する取り数の問題は解決する。ところが、上述した駆動回路、発熱抵抗部、共通電極、個別配線電極、隔壁、インク供給溝、インク供給孔等が設けられて表面に複雑な凹凸部が形成されている特に上記のような大きなガラス基板上に多数形成される長尺のヘッドチップの表面(つまり隔壁の上面)に厚さ数十μmのオリフィス板用薄膜体を均等に貼り付けるのは、従来の丸いシリコンウエハの上の小さく区切られたチップ基板の上に貼り付けるのとは異なり、作業がなかなか困難である。
【0025】
図7(a) 〜(e) は、そのような作業の困難性を解決すべく提案されている長尺印字ヘッドの製造方法を示す図である。この製造方法は、先ず、同図(a) に示すように、支持ガラス基板41上に、有機樹脂材料を塗布して硬化させて、後にオリフィスが形成されるオリフィス板となる硬化後の膜厚が数十μmのオリフィス板層42を形成する。
【0026】
次に、このオリフィス板層42上に、同図(b) に示すように、接着剤を塗布して乾燥させて乾燥後の膜厚が2〜5μmの接着剤層43を形成する。これにより、支持ガラス基板41上にオリフィス板層42と接着剤層43が積層された支持体基板Aが得られる。
【0027】
続いて、同図(c) に示すように、本体ガラス基板45上に内部構成44が既に形成されて凹凸のある表面をなしている本体基板Bの上に、天地を逆にした支持体基板Aを加圧、熱処理によって貼り付ける。
尚、上記の本体基板Bは、図では内部構成44を均一な構成部分であるように示しているが、実際には、図5(b) に示したと同様の拡散層からなる駆動回路、厚さ1000Å〜4500Åの発熱抵抗部、厚さ0.5〜2.5μmの多層構造の電極配線(共通電極、個別配線電極)及び高さ10μmの隔壁が本体ガラス基板45上に配置されていて全体的に凹凸のある表面を形成しており、更に本体ガラス基板45の表面( 内部構成44が設けられている面) 側には、インク供給溝が凹設され、このインク供給溝に連通して基板裏面に貫通するインク供給孔が形成されているものである。
【0028】
上記に続いて、同図(c) に示す支持ガラス基板41を、同図(d) に示すように除去する。この処理はレジストを本体ガラス基板45の露出面つまり底面と四方の側面に塗布してから例えばフッ酸によるウェトエッチングなどで支持ガラス基板41のエッチングを行って除去する。これにより、サイズの大きなチップ基板でも、オリフィス板(オリフィス板層42)を容易に貼設できると考えられた。尚、同図(d) に示す支持ガラス基板41が除去されたオリフィス板層42の上には、この後、同図(e) に示すように、メタルマスク層46を形成し、これをパターン化し、このパターンに従ってエッチングして、オリフィスを形成する。
【0029】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のように支持ガラス基板を用いる方法は、確かにサイズの大きなチップ基板にオリフィス板(オリフィス板層42)を容易に貼設できるが、上述したようにオリイス板は厚さ数十μm程度の樹脂薄膜であり且つ硬度がないこともあって、貼り付けの際に撓みや皺が発生して均一な貼り付けが難しく、インク供給溝部分におけるオリフィス板の落ち込みなども発生してインク供給の流れを阻害するという不具合もあり、不良品が発生して歩留りが悪いという問題があった。
【0030】
また、将来解像度が更に微細化するに応じてインク流路の高さやオリフィス板の厚さ等を変化させていく必要があると思われるが、現在ではオリフィス板となるポリイミドフィルムの厚さには一定の制約あって自在に変更することが出来ないという問題もある。
【0031】
本発明の課題は、上記従来の実情に鑑み、撓み、皺、落ち込み等が発生しない且つ自在な厚さのオリフィス板の形成が可能なインクジェットプリンタヘッドの製造方法を提供することである。
【0032】
【課題を解決するための手段】
先ず、請求項1記載の発明のインクジェットプリンタヘッドの形成方法は、薄膜体を支持体上に覆設する工程と、上記支持体上に覆設された上記薄膜体上に接着剤を被着する工程と、上記薄膜体を加工するためのマスクを上記接着剤上に被着する工程と、上記マスクをパターン加工する工程と、エッチングにより上記接着剤を上記マスクパターンに則って加工し、更に該マスクパターンンに則って上記薄膜体をハーフエッチングして上記薄膜体にオリフィス板を形成する工程と、上記マスクを除去する工程と、インクを吐出させるための印字素子が形成された基板に上記オリフィス板を形成された上記薄膜体の上記接着剤面を張り合わせる工程と、上記支持体を除去する工程と、上記オリフィス板にインク吐出用のオリフィスを形成する工程と、よりなる。
【0033】
上記オリフィスを形成する工程は、例えば請求項2記載のように、高密度プラズマによるドライエッチングである。
次に、請求項3記載の発明のインクジェットプリンタヘッドの形成方法は、薄膜体を支持体上に覆設する工程と、上記支持体上に覆設された前記薄膜体上に接着剤を被着する工程と、上記薄膜体を加工するためのマスクを上記接着剤上に被着する工程と、上記マスクをパターン加工する工程と、エッチングにより上記接着剤を上記マスクパターンに則って加工し、更に該マスクパターンンに則って上記薄膜体をハーフエッチングして上記薄膜体にオリフィス板を形成する工程と、上記マスクを除去する工程と、上記オリフィス板にインク吐出用のオリフィスを形成する工程と、インクを吐出させるための印字素子が形成された基板に上記オリフィス板と上記オリフィスとを形成された上記薄膜体の上記接着剤面を張り合わせる工程と、上記支持体を除去する工程と、よりなる。
【0034】
上記オリフィスを形成する工程は、例えば請求項4記載のように、レーザ光によるエッチングである。そして、上記いずれの場合も、上記支持体を除去する工程は、例えば請求項5記載のように、上記支持体を溶解して又は剥離して除去する工程である。
【0035】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
図1(a) 〜(i) 及び図2(a) 〜(d) は、第1の実施の形態におけるインクジェットプリンタヘッドの形成方法を示す図である。尚、図1(i) は、同図(h) の丸Cで示す部分の拡大図である。
【0036】
先ず、図1(a) に示すように、本例におけるインクジェットプリンタヘッドの形成方法は、ガラス又はアルミニュウム(Al)などから成る支持体49に、ポリイミドなどの有機樹脂材料を例えばスピンコート法又はローラコート法等で極薄に塗布し、この塗布した有機樹脂材料層を硬化させて、厚さ20〜50μm程度の薄膜層50を形成する。ポリイミドなどの有機系樹脂には熱硬化型あるいは紫外線硬化型の両タイプがあるが、いずれのタイプのものを用いてもよい。
【0037】
続いて、同図(b) に示すように、上記薄膜層50の上に、接着剤層51を形成する。この接着剤層51の材料としては、接着剤として一般的な熱可塑性のポリイミド樹脂を用いるのが好ましい。この熱可塑性のポリイミド樹脂を用いて例えばスピンコート法などで薄膜層50の上に塗布し、乾燥後の膜厚が1〜10μm程度になるように形成する。尚、この接着剤層51は、これより後の工程で薄膜層50を本体基板上に貼設する際に用いられる。
【0038】
続いて、その接着剤層51の上に、同図(c) に示すように、上記薄膜層50を加工するためのマスク用のメタル層52をスパッタ法などで蒸著する。このメタル層52の厚さは0.5〜1μm程度とし、メタル材にはTi、Ni、Cu又はAlなどを用いることができる。
【0039】
このメタル層52の上に、同図(d) に示すように、マスク用のレジスト層53をスピンコート法などで厚さ1〜3μm程度に塗布する。そして、そのレジスト層53に、 フォトリソグラフィー技術を用いて、同図(e) に示すように、インク流路(図5(b) のインク流路16参照)と同一形状のレジストマスクパターン53−1を形成する。
【0040】
このレジストマスクパターン53−1に従ってウェット又はドライエツチングにより、同図(f) に示すように、メタル層52に、レジストマスクパターン53−1と同一形成のメタルマスクパターン52−1を形成し、この後、剥離液又は酸素プラズマアッシングなどにより、同図(g) に示すように、レジスト層53を除去して、上記形成されたメタル層52の面を露出させる。この同図(f) 及び同図(g) の段階で、メタルマスクパターン52−1の中に、接着剤層51の表面が外部に露出する。
【0041】
尚、図では上記の接着剤層51の厚さを薄膜層50の厚さとさほど違わぬ厚さで示しているが、実際には接着剤層51の厚さは薄膜層50の厚さに比較すると1/10程度と無視できる程度に薄いものである。以下の説明では、接着剤層51の厚さは除外して説明する。
【0042】
上記に続いて、高密度プラズマエッチング装置により、同図(h) 及び同図(i) に示すように、接着剤層51及び薄膜層50を、メタルマスクパターン52−1に従ってドライエッチングにより、深さd1にハーフエッチングする。これにより、薄膜層50には、ハーフエッチングで穿設された深さd1の将来インク流路54となるべき空間部と、ハーフエッチングのため穿設されずに残った厚さd2の将来オリイス板50−1となる部分、及びマスクによって初めから穿設されなかった高さd1の将来隔壁50−2となるべき部分が同時に形成される。
【0043】
尚、上記の高密度プラズマ源としては、図6(a),(c) に示したヘリコン波エッチング装置あるいはECR、ICP、TCPなどが上げられる。上記のヘリコン波エッチング装置による処理の一例としての各設定条件を以下に示す。
薄膜層材:ポリイミド(厚さ=30μm)
加工装置:ヘリコン波エッチング装置
ヘリコン波エッチング装置のパラメータ
ソースパワー:1000W
バイアスパワー:500W
コイルインナー電流:35A
コイルアウター電流:40A
プロセスガス:ガス酸素(流量=50sccm)
プロセス圧:0.5Pa
ステージ温度:−30℃(He冷却式)
基板固定方法:メカチャック式
プラズマ発生位置からステージまでの距離:50cm
エッチングレート:2.0μm/min
面内分布:10%以内(直径150mm)
プロセス時間:5分
上記の条件で処理することにより、インク流路54の深さd1が10μm、オリフィス板50−1部分の厚さd2が20μmで、薄膜層50が加工される。
【0044】
この後、ウェットまたはドライエツチングにより、メタル層52を除去して、図2(a) に示すように、接着剤層51を露出させる。そして、同図(b) に示すように、上記の支持体49、薄膜層50、及び接着剤層51からなる中間体55の天地を逆にして図1(a) 〜図2(a) までは下向きとなっていた支持体49の下面を上向きにし、それまで上向きであった接着剤層51の面を下向きにして、ガラス又はセラミックス等の基板56の上に発熱抵抗体57と、その発熱部57−1、共通電極58と個別配線電極59、更にインク供給溝61とインク供給孔62が形成されているメイン基板60の上に重ね、真空下で加圧・熱処理して、接着剤層51により中間体55をメイン基板60の面(端部の共通電極58と個別配線電極59の面)に貼り合わせる。
【0045】
この後、ウェットエツチング等により、同図(c) に示すように、支持体49を除去して、薄膜層50の平坦な面を露出させる。これにより、薄膜層50による図1(h),(i) に示した深さ(図2(c) では高さ)d1のインク流路54と高さd1の隔壁50−2がメイン基板60の上に形成されると共に、インク流路54の上方に厚さd2のオリフィス板50−1が形成される。
【0046】
この後、図2(d) に示すように、薄膜層50の上に、マスク用メタル層としてTiまたはAlのメタル薄膜63を厚さ=5000〜10000Å程度に形成し、特には図示しないが、レジスト層の塗布と、そのパターン化と、フォトリソグラフィーによって、マスクパターン63−1を加工し、このマスクパターン63−1に従ってドライエッチングを行って、薄膜層50のオリフィス板50−1の部分に、オリフィス64を形成して、印字ヘッド65が完成する。
【0047】
このように、上記第1の実施の形態によれば、必要とするオリフィス板の厚さと隔壁の厚さとを合わせた厚さの薄膜層を支持体の上に形成してハーフエッチングによりオリフィス板と隔壁とインク流路を形成するので、インク流路の高さやオリフィス板の厚さを自在に設定することが出来るようになる。
【0048】
また、オリフィス板と隔壁とが当初から一体であるので、隔壁間におけるオリフィス板の貼設状態が常に安定していて、従来のようにオリフィス板を単体で隔壁上に貼設する場合に比較して、作業が容易であると共に弛みや皺が発生する不具合が解消されて、印字ヘッド製造の歩留りが向上する。
【0049】
ところで、上記第1の実施の形態では、インク流路と隔壁とオリフィス板とを形成した薄膜層をメイン基板に貼り合わせた後に、ドライエッチングでオリィスを形成しているが、上記のように薄膜層をメイン基板に貼り合わせる前に、例えばエキシマレーザなどを用いて、薄膜層のオリフィス板部分にオリフィスを形成するようにしても良い。
【0050】
図3(a),(b),(c) は、第2の実施の形態としての、薄膜層をメイン基板に貼り合わせる前にオリフィスを形成する例を説明する図である。同図(a) に示すように、図2(a) に示した中間体55の状態で、直ちに、マスク66とレーザ装置67により、オリフィス板50−1にオリフィス68を穿設する。このとき、レーザによる穿設孔の特徴として、オリフィス68は底の抜けたすり鉢状に形成される。
【0051】
この後、図2(b) の場合と同様に中間体55の天地を逆にして、図3(b) に示すようにメイン基板60の上に重ね、圧力と熱を加えて、同図(c) に示すように貼りつけて、支持体49を除去する。これにより、オリフィス板50−1には、先端を切除された円錐の形状をしたオリフィス68が配置される。このような円錐状のオリフィスは、インクの吐出特性が安定していることが経験上判明している。
【0052】
尚、上記の図1(h),(i) に示した工程では、薄膜層50にインク流路と隔壁とオリフィス板を形成する際に、ヘリコン波エッチング装置のパラメータのバイアスパワーを500Wに設定して、酸素イオンによる物理的エッチングとラジカル原子を利用して化学エッチングを併用しているが(図6(c) の酸素イオン37及びラジカル原子38参照)、バイアスパワーを0W(バイアス電源をオフ)にして、ラジカル原子38のラジカル反応による化学的エッチングを主力にしたエッチングを行うようにしても良い。
【0053】
図4(a) は、ヘリコン波エッチング装置のバイアスパワーを500Wに設定してエッチングを行った場合のオリフィス板と隔壁との境界部分の形状を示す図であり、同図(b) は、バイアスパワーを0Wに設定してエッチングを行った場合のオリフィス板と隔壁との境界部分の形状を示す図である。同図(a) は、図1(h),(i) 又は図2(a) の中間体55を再掲したものであり、この図4(a) に示すように、バイアスパワーを500Wにしてエッチングした場合ではオリフィス板と隔壁との境界部分は垂直な形状で加工される。他方、バイアスパワーを0Wでエッチングした場合は、図4(b) に示すように、オリフィス板と隔壁との境界部分はR90°の範囲で傾斜面69が形成される。
【0054】
尚、上記実施の形態では、いずれも、支持体49を溶解(ウエットエツチング)して除去するように説明しているが、支持体49は溶解して除去すると限るものではない。例えば薄膜層50ほどには薄くなく、上記実施の形態の場合のように剛体でもない、つまり薄膜層50よりは厚くて且つ柔軟性があるような素材を用いて支持体を構成し、この面に、弱接着性の接着剤を介して薄膜層50を形成し、図2(b) から同図(c) となる支持体除去の工程では、支持体49を薄膜層50から剥離するようにしてもよい。このようにすれば、エッチングの場合のように、メイン基板60の周囲に保護レジストを設ける必要が無く、作業能率が向上する。
【0055】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、必要とするオリフィス板の厚さと隔壁の厚さとを合わせた厚さの薄膜層を支持体の上に形成してハーフエッチングによりオリフィス板と隔壁とインク流路を形成するので、インク流路の高さやオリフィス板の厚さを自由に設定することが可能となる。
【0056】
また、オリフィス板と隔壁とが当初から一体であるので、隔壁間におけるオリフィス板の貼設状態が常に安定していて、従来のようにオリフィス板を単体で隔壁上に貼設する場合に比較して、作業が容易であると共に弛みや皺が発生する不具合が解消されて、印字ヘッド製造の歩留りが向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 (a) 〜(h) は第1の実施の形態におけるインクジェットプリンタヘッドの形成方法を示す図であり、(i) は(h) の丸Cで示す部分の拡大図である。
【図2】 (a) 〜(d) は第1の実施の形態におけるインクジェットプリンタヘッドの形成方法を示す図1に続く図である。
【図3】 (a),(b),(c) は第2の実施の形態としての薄膜層をメイン基板に貼り合わせる前にオリフィスを形成する例を説明する図である。
【図4】 (a) はヘリコン波エッチング装置のバイアスパワーをオンに設定してエッチングを行った場合のオリフィス板と隔壁との境界部分の形状を示す図、(b) はバイアスパワーをオフに設定してエッチングを行った場合のオリフィス板と隔壁との境界部分の形状を示す図である。
【図5】 (a) は従来のインクジェットプリンタヘッドのインク吐出面を模式的に示す平面図、(b) はそのA−A′断面矢視図、(c) はこのインクジェットプリンタヘッドが製造されるシリコンウェハを示す図である。
【図6】 (a) はオリフィスを加工するヘリコン波エッチング装置を模式的に示す図、(b) はそのウエハ固定用ステージの平面図、(c) は(a) の部分拡大図である。
【図7】 (a) 〜(e) は従来の大型ガラス基板による長尺印字ヘッドの製造方法を示す図である。
【符号の説明】
1 印字ヘッド
2 シリコンウェハ
3 オリフィス列
4 オリフィス
5 ヘッドチップ
6 駆動回路
7 抵抗発熱部
8 個別配線電極
9 給電用端子
11 共通電極
12 隔壁
13 インク供給溝
14 インク供給孔
15 オリフィス板
16 インク流路
17 メタルマスク
18 プロセスチャンバー
19 ウエハ固定用ステージ
21 支持台
22 接地側交流電源
23 低温サーキュレータ
24 冷媒ガス
25 冷媒送入ポンプ
26 冷媒送入路
27 冷媒吹き出し口
28 酸素プラズマ
29 マグネット
31 ソースチャンバー
32 アンテナ
33 インナーコイル
34 アウターコイル
35 パイプライン
36 ソースパワーサプライ
37 酸素イオン
38 ラジカル原子
41 支持ガラス基板
42 オリフィス板層
43 接着剤層
44 内部構成
45 本体ガラス基板
A 支持体基板
B 本体基板
49 支持体
50 薄膜層
50−1オリフィス板
50−2 隔壁
51 接着剤層
52 メタル層
52−1 メタルマスクパターン
53 レジスト層
53−1 レジストマスクパターン
54 インク流路
55 中間体
56 基板
57 発熱抵抗体
57−1 発熱部
58 共通電極
59 個別配線電極
60 メイン基板
61 インク供給溝
62 インク供給孔
63 メタル薄膜
63−1 マスクパターン
64 オリフィス
65 印字ヘッド
66 マスク
67 レーザ装置
68 オリフィス
69 傾斜面
Claims (5)
- 薄膜体を支持体上に覆設する工程と、
前記支持体上に覆設された前記薄膜体上に接着剤を被着する工程と、
前記薄膜体を加工するためのマスクを前記接着剤上に被着する工程と、
前記マスクをパターン加工する工程と、
エッチングにより前記接着剤を前記マスクパターンに則って加工し、更に該マスクパターンに則って前記薄膜体をハーフエッチングして前記薄膜体にオリフィス板を形成する工程と、
前記マスクを除去する工程と、
インクを吐出させるための印字素子が形成された基板に、前記オリフィス板を形成された前記薄膜体の前記接着剤面を張り合わせる工程と、
前記支持体を除去する工程と、
前記オリフィス板にインク吐出用のオリフィスを形成する工程と、
よりなることを特徴とするインクジェットプリンタヘッドの形成方法。 - 前記オリフィスを形成する工程は、高密度プラズマによるドライエッチングであることを特徴とする請求項1記載のインクジェットプリンタヘッドの形成方法。
- 薄膜体を支持体上に覆設する工程と、
前記支持体上に覆設された前記薄膜体上に接着剤を被着する工程と、
前記薄膜体を加工するためのマスクを前記接着剤上に被着する工程と、
前記マスクをパターン加工する工程と、
エッチングにより前記接着剤を前記マスクパターンに則って加工し、更に該マスクパターンに則って前記薄膜体をハーフエッチングして前記薄膜体にオリフィス板を形成する工程と、
前記マスクを除去する工程と、
前記オリフィス板にインク吐出用のオリフィスを形成する工程と、
インクを吐出させるための印字素子が形成された基板に前記オリフィス板と前記オリフィスとを形成された前記薄膜体の前記接着剤面を張り合わせる工程と、
前記支持体を除去する工程と、
よりなることを特徴とするインクジェットプリンタヘッドの形成方法。 - 前記オリフィスを形成する工程は、レーザ光によるエッチングであることを特徴とする請求項3記載のインクジェットプリンタヘッドの形成方法。
- 前記支持体を除去する工程は、前記支持体を溶解して又は剥離して除去する工程であることを特徴とする請求項1又は2記載のインクジェットプリンタヘッドの形成方法。
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