(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクジェットプリンタヘッドに用いられるシリコン基板の第１の面に設けられた所定パターンの第１のマスクと、前記シリコン基板の第２の面に設けられた前記第１のマスクと異なるパターンの第２のマスクとを設け、前記シリコン基板の前記第１の面及び前記第２の面にサンドブラスト加工法によりインク供給溝またはインク供給穴を形成するインクジェットプリンタヘッドのサンドブラスト加工方法であって、
サンドブラスト加工機を前記シリコン基板の前記第１の面に対向させ、前記サンドブラスト加工機と前記シリコン基板とを第１のピッチＰS で第１の方向に相対移動させる第１の工程と、
前記サンドブラスト加工機を前記シリコン基板の前記第２の面に対向させ、前記サンドブラスト加工機と前記シリコン基板とを第２のピッチＰM で前記第１の方向と異なる第２の方向に相対移動させる第２の工程と、
前記サンドブラスト加工機を前記シリコン基板の前記第１の面に対向させ、前記サンドブラスト加工機と前記シリコン基板とを前記第２のピッチＰM で前記第２の方向に相対移動させる第３の工程と、
を用いて前記インク供給溝又は前記インク供給穴を形成することを特徴とするインクジェットプリンタヘッドのサンドブラスト加工方法。
【請求項２】
前記第２の工程は、前記インク供給穴を前記シリコン基板の厚さの１／２の深さに加工す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サンドブラスト加工方法。
【請求項３】
インクジェットプリンタヘッドに用いられるシリコン基板の第１の面に設けられた所定パターンの第１のマスクと、前記シリコン基板の第２の面に設けられた前記第１のマスクと異なるパターンの第２のマスクとを設け、前記シリコン基板の前記第１の面及び前記第２の面にサンドブラスト加工法によりインク供給溝またはインク供給穴を形成するインクジェットプリンタヘッドのサンドブラスト加工方法であって、
サンドブラスト加工機を前記シリコン基板の前記第１の面に対向させ、前記サンドブラスト加工機と前記シリコン基板とを第１のピッチＰS で第１の方向に相対移動させる第１の工程と、
前記サンドブラスト加工機を前記シリコン基板の前記第２の面に対向させ、前記サンドブラスト加工機と前記シリコン基板とを第２のピッチＰM で前記第１の方向と異なる第２の方向に相対移動させる第２の工程と、
を用いて前記インク供給溝及び前記インク供給穴を形成した後、
前記サンドブラスト加工機を前記シリコン基板の前記第１の面に対向させ、前記サンドブラスト加工機と前記シリコン基板とを前記第２のピッチＰM で前記第２の方向に相対移動させる第３の工程を用いて、前記インク供給溝を前記第２の工程で形成された前記インク供給穴に貫通するまで加工することを特徴とするインクジェットプリンタヘッドのサンドブラスト加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インク供給溝及びインク供給穴を能率良く形成するインクジェットプリンタヘッド及びそ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、気泡の発生する力でインク滴を飛ばすサーマルジェット方式や、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】
これらは、色材たるインクをインク滴にして直接記録紙に向かって吐出するという工程により、粉末状の印材であるトナーを用いる電子写真方式と比較した場合、印字エネルギーが低くて済み、騒音の発生が少なく、特別な定着処理を必要とせず、印字ドットを小さくできるので高画質であり、また、印字に使用されるインクの量には例えば熱転写インクリボンのような無駄が無く、したがって、コストパフォーマンスに優れているとされ、このため特にパーソナル用プリンタとして広く用いられている印字方式である。
【０００４】
図６(a) は、そのようなインクジェットプリンタの構成を模式的に示す斜視図であり、同図(b) は、同図(a) に示す印字ヘッドを用紙側から見た拡大図（同図(a) のＡ矢視拡大図）であり、同図(c) は、同図(a) のＢ−Ｂ′断面矢視拡大図である。
【０００５】
同図(a) に示すインクジェットプリンタ１は、家庭で個人的に使用される小型のプリンタであり、キャリッジ２に印字を実行する印字ヘッド３とインクを収容しているインクタンク４が一体になって取り付けられている。キャリッジ２は、一方ではガイドレール５により滑動自在に支持され、他方では歯付き駆動ベルト６に固着している。
【０００６】
これにより、印字ヘッド３及びインクタンク４は、図の両方向矢印Ｘで示す印字主走査方向に往復駆動される。この印字ヘッド３と不図示の制御部との間にフレキシブル通信ケーブル７が接続され、このフレキシブル通信ケーブル７を介して制御部から印字データと制御信号が印字ヘッド３に送出される。
【０００７】
この印字ヘッド３に対向し、印字ヘッド３の上記の往復移動方向に延在して、装置本体のフレーム８の下端部にプラテン９が配設されている。このプラテン９に接して用紙１１が紙送りローラ１２により図の矢印Ｙで示す副走査方向（図の斜め右下方向）に間欠的に搬送される。この間欠搬送の停止期間中に、印字ヘッド３は、モータ１０により歯付き駆動ベルト６及びキャリッジ２を介して駆動されながら、用紙１１に近接した状態でインクを吐出し、紙面に印字する。
【０００８】
この印字ヘッド３のインク吐出面には、同図(b) に示すように、インクを吐出するノズル列１３が形成されている。ノズル列１３には、およそ６４個、１２８個又は２５６個のインク吐出ノズル１４が、例えば３００ｄｐｉ（ドット／インチ）の密度で縦１列に並んで配置されている。
【０００９】
このような印字ヘッド３は、例えば５ｍｍ×１２ｍｍ程度の大きさのシリコンのチップ基板１５に、ＬＳＩ形成処理技術や薄膜形成処理技術を用いて作成される。即ち、同図(c) に示すように、チップ基板１５に、先ず、駆動回路１６、発熱素子１７、個別駆動電極１８、共通電極１９、インクシール隔壁２１ａ、２１ｂ等が形成される。次に、後から形成されるノズル列１３に平行に延在するようにしてインク供給溝２２と、このインク供給溝２２に連通しチップ基板１５の裏面に開口するインク供給穴２３が、サンドブラスト加工法により穿設される。
【００１０】
そして、これらの上にノズル板２４が積層されて、インクシール隔壁２１ａ及び２１ｂの厚さに対応する高さおよそ１０μｍのインク流路２５が、インク受給溝２２と発熱素子１７間に形成される。この後ノズル板２４の発熱素子１７に対向する位置に上述のインク吐出ノズル１４が形成される。
【００１１】
このように駆動回路付きで形成した印字ヘッド３の共通電極給電端子１９−１と駆動回路端子１６−１をフレキシブル通信ケーブル７に接続して、インクジェットプリンタ１が完成する。このインクジェットプリンタ１は、インクタンク４から、印字ヘッド３との連結部、インク供給穴２３、インク供給溝２２、及びインク流路２５を介して各発熱素子１７に夫々インクを供給される。発熱素子１７は駆動回路１６により印字データに応じて選択的に駆動され、瞬時に発熱して、膜沸騰現象により、対向するインク吐出ノズル１４からインク滴を用紙１１に向けて吐出する。
【００１２】
図７(a) は、上記チップ基板１５のインク供給溝２２及びインク供給穴２３のみを残して他を全て取り除いて示す平面図であり、同図(b) は、同図(a) のＣ−Ｃ′断面図、同図(c) は、同図(a) のＤ−Ｄ′断面図である。同図(a),(b),(c) に示すように、チップ基板１５の表面から穿設したインク供給溝２２と、チップ基板１５の裏面から穿設したインク供給穴２３とが貫通孔２６を介して連通している。
【００１３】
このようなインク供給溝２２及びインク供給穴２３の形成においては、現状ではサンドブラスト加工による方法が最も適している。サンドブラスト加工装置は、圧縮したキャリアガスにより加速した数μｍから数十μｍの微細砥粒をノズルから噴射させて、その砥粒を加工面に高速かつ高密度で衝突させることにより所望の形状の微細加工を行うものである。加工対象となるのは上記のシリコンウエハのように硬脆性材料であり、その加工すべき部分を除いて全面に適宜の弾性材料によりマスクをしてから上記の砥粒噴射を行う。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、サンドブラスト加工では微細砥粒を噴射するノズルをシリコンウエハ面に対して走査する必要がある。走査の方法はシリコンウエハを固定してノズルを移動させるか或はノズルを固定してシリコンウエハを移動させる。
【００１５】
図８(a) は、上記サンドブラスト加工を施されたチップ基板のインク供給溝側の面（表面）を示す図であり、同図(b) は、同じくサンドブラスト加工を施されたチップ基板のインク供給孔側の面（裏面）を示す図、同図(c) は、そのサンドブラスト加工の砥粒噴射ノズルの走査経路を示す図である。
【００１６】
一般に、サンドブラスト加工において噴射される砥粒のシリコンウエハ面における投射径は１０ｍｍ程度であるが、これはチップ基板１５−ｉ（ｉ＝１、２、・・・、ｎ）の横幅と略同程度であるから、同図(c) の１本の破線矢印で示す一回の走査で、シリコンウエハ上に区画されるチップ基板１５−ｉの同図(a),(b) の縦に並ぶ１列分の各チップ基板１５−ｉしか走査できない。
【００１７】
即ち、同図(a) に示すシリコンウエハ２７において、表面の各チップ基板１５−ｉの右端に縦１列に並ぶ第１列目のチップ基板１５−１、１５−２のインク供給溝２２−１、２２−２を、同図(c) の加工走査経路２８−１で示す上から下への最初の走査で加工したのち、順次図の左方へ、下から上へ第２回目の走査、上から下へ第３回目の走査と、走査の向きを折り返しながら同図(a) に示すチップ基板１５−ｉを縦１列毎に走査して、同図(a) の左端に縦１列に２個並ぶ第２０列目の最後のチップ基板１５−ｎのインク供給溝２２−ｎを、同図(c) に加工走査経路２８−２０で示す最後の走査で加工するという工程を繰り返す。一般的には２００μｍの深さを加工するのに２０回の走査を必要とするので、平均すると１回の走査で約２０μｍの深さの加工ができることになる。加工し終えると、続いて同図(b) に示すように、シリコンウエハ２７を裏返して、再び同図(c) に加工走査経路２８−１から同２８−２０で示す２０回の走査を行って、第１列目の最初のチップ基板１５−１裏面のインク供給孔２３−１から第２０列目の最後のチップ基板１５−ｎ裏面のインク供給穴２３−ｎまでの加工を行うようにしていた。  上記のサンドブラスト加工において、インク供給溝２２（２２−１〜２２−ｎ）の場合は、シリコンウエハの面積に対して、加工されるインク供給溝２２の面積は比較的大きい割合を占めるから問題はないが、他方のインク供給穴２３の加工時には、シリコンウエハの面積に対して、加工されるインク供給穴２３の面積は僅かであるため、加工時間の大部分が非加工部分の走査に費やされることになって加工時間に無駄が多いという問題を有していた。
【００１８】
また、インク供給穴２３をインク供給溝２２に貫通させるために、図７(b),(c) に示したように、インク供給穴２３をシリコンウエハの厚さの２／３以上の深さに加工している。サンドブラスト加工は、加工する穴が深くなるに従い「（加工した穴の深さ）／（ウエハ１枚当たりの加工時間）」で示される加工レートが急激に低下することが知られているが、このため、１００〜２００μｍ程度の深さの加工で十分なインク供給溝２２の加工の場合に比較して、４００〜５００μｍ程度の深さの加工が必要なインク供給穴２３の加工には多大の時間を必要とする。したがって、上記の走査時間の無駄の多さにこの低い加工レートが加わって、サンドブラスト加工の作業能率がなかなか向上しないという問題があった。
【００１９】
本発明の課題は、上記従来の実情に鑑み、能率良く穿設可能な形状のインク供給溝とインク供給穴を備えたインクジェットプリンタヘッド及びそのようなシリコン基板のサンドブラスト加工方法を提供することである。
【００２０】
【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サンドブラスト加工方法は、インクジェットプリンタヘッドに用いられるシリコン基板の第１の面に設けられた所定パターンの第１のマスクと、上記シリコン基板の第２の面に設けられた上記第１のマスクと異なるパターンの第２のマスクとを設け、上記シリコン基板の上記第１の面及び上記第２の面にサンドブラスト加工法によりインク供給溝またはインク供給穴を形成するインクジェットプリンタヘッドのサンドブラスト加工方法であって、サンドブラスト加工機を上記シリコン基板の上記第１の面に対向させ、上記サンドブラスト加工機と上記シリコン基板とを第１のピッチＰS で第１の方向に相対移動させる第１の工程と、上記サンドブラスト加工機を上記シリコン基板の上記第２の面に対向させ、上記サンドブラスト加工機と上記シリコン基板とを第２のピッチＰM で上記第１の方向と異なる第２の方向に相対移動させる第２の工程と、上記サンドブラスト加工機を上記シリコン基板の上記第１の面に対向させ、上記サンドブラスト加工機と上記シリコン基板とを上記第２のピッチＰM で上記第２の方向に相対移動させる第３の工程と、を用いて上記インク供給溝又は上記インク供給穴を形成する。上記第２の工程は、例えば請求項２記載のように、上記インク供給穴を上記シリコン基板の厚さの１／２の深さに加工する。
【００２１】
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サンドブラスト加工方法は、インクジェットプリンタヘッドに用いられるシリコン基板の第１の面に設けられた所定パターンの第１のマスクと、上記シリコン基板の第２の面に設けられた上記第１のマスクと異なるパターンの第２のマスクとを設け、上記シリコン基板の上記第１の面及び上記第２の面にサンドブラスト加工法によりインク供給溝またはインク供給穴を形成するインクジェットプリンタヘッドのサンドブラスト加工方法であって、サンドブラスト加工機を上記シリコン基板の上記第１の面に対向させ、上記サンドブラスト加工機と上記シリコン基板とを第１のピッチＰS で第１の方向に相対移動させる第１の工程と、上記サンドブラスト加工機を上記シリコン基板の上記第２の面に対向させ、上記サンドブラスト加工機と上記シリコン基板とを第２のピッチＰM で上記第１の方向と異なる第２の方向に相対移動させる第２の工程と、を用いて上記インク供給溝及び上記インク供給穴を形成した後、上記サンドブラスト加工機を上記シリコン基板の上記第１の面に対向させ、上記サンドブラスト加工機と上記シリコン基板とを上記第２のピッチＰM で上記第２の方向に相対移動させる第３の工程を用いて、上記インク供給溝を上記第２の工程で形成された上記インク供給穴に貫通するまで加工する。
【００２３】
【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) は、一実施の形態におけるインクジェットプリンタヘッドの一連の製造工程においてシリコンウエハのチップ基板上に形成されていく最初の段階における状態を示す概略の平面図を模式的に示しており、同図(b) はその一部を拡大して詳細に示す図であり、同図(c) は同図(b) のＥ−Ｅ′断面図、同図(d) は同図(b) のＦ−Ｆ′断面図である。
【００２４】
図２(a) は、上記一連の製造工程の中間段階における状態を模式的に示す概略の平面図である。そして、同図(b) はその一部を拡大して詳細に示す図であり、同図(c) は同図(b) のＧ−Ｇ′断面図、同図(d) は同図(b) のＨ−Ｈ′断面図である。
【００２５】
図３(a) は、上記一連の製造工程の最終段階における状態を模式的に示す概略の平面図である。そして、同図(b) はその一部を拡大して詳細に示す図であり、同図(c) は同図(b) のＪ−Ｊ′断面図、同図(d) は同図(b) のＫ−Ｋ′断面図である。
【００２６】
この印字ヘッドの製造方法は、先ず、工程１として、４インチ以上のシリコンウエハ上にスクライブラインで区画された各チップ基板に、ＬＳＩ形成処理により駆動回路とその端子を形成すると共に、保護膜として厚さ１〜２μｍの酸化膜を形成し、次に、工程２として、薄膜形成技術を用いて、例えばＴａ−Ｓｉ−Ｏからなる発熱抵抗体膜と、Ｗ−Ｔｉをバリア層としたＡｕなどからなる電極膜を形成する。そして、電極膜と発熱抵抗体膜をフォトリソグラフィー技術によって夫々パターニングし、ストライプ状の発熱抵抗体膜上の発熱部となる領域の両側に配線電極が積層される。この工程で発熱部の位置が決められる。
【００２７】
図１(a) 〜(d) は、上記の工程１及び工程２が終了した直後の状態を示している。すなわち、チップ基板３０上には共通電極３１、共通電極給電端子３２、個別配線電極３３が並設された個別配線電極列３３′、発熱部３４が並設された発熱部列３４′、駆動回路３６及び駆動回路端子３７が形成されている。
【００２８】
続いて、工程３として、個々の発熱部３４に対応する区画部とインク流路を形成すべく感光性ポリイミドなどの有機材料からなる隔壁部材をコーティングにより高さ２０μｍ程度に形成し、これをフォトリソグラフィー技術によりパターン化した後に、３００℃〜４００℃の熱を３０分〜６０分加えるキュア（乾燥硬化、焼成）を行い、高さ１０μｍの上記感光性ポリイミドによる隔壁をチップ基板上に形成・固着させる。更に、工程４として、詳しくは後述するサンドブラスト加工法により、上記チップ基板の表面（発熱抵抗体膜や電極膜が形成されている面）に細長いインク供給溝を形成し、更にこのインク供給溝に連通し基板裏面に開口するインク供給穴を形成する。
【００２９】
図２(a) 〜(d) は、上述の工程３及び工程４が終了した直後の状態を示している。すなわち、インク供給溝３８及びインク供給穴３９が形成され、両者は貫通孔４０を介して連通している。また、インク供給溝３８の左側に位置する共通電極３１部分と右方の個別配線電極３３が配設されている部分に、インクを外部から封止するシール隔壁４１−１及び４１−２が形成されており、シール隔壁４１−２から各発熱部３４と発熱部３４の間に伸び出す区画隔壁４１−３が形成されている。
【００３０】
上記の発熱部３４を中心として形成されているシール隔壁４１−２及び区画隔壁４１−３の一方のシール隔壁４１−２を櫛の胴とすれば、他方の区画隔壁４１−３は櫛の歯に相当する形状をなし、この櫛の歯状の区画隔壁４１−３を仕切り壁として、その歯と歯の間の付け根に当る部分に発熱部３４が位置する微細な区画部４２が、発熱部３４の数だけ形成されている。
【００３１】
この後、工程５として、ポリイミドからなる厚さ１０〜３０μｍのフィルムのオリフィス板を、その片面に接着剤としての熱可塑性ポリイミドを極薄に例えば厚さ２〜５μｍにコーテングし上記積層構造の最上層つまり隔壁４１（４１−１、４１−２、４１−３）の上に張り付けて２９０〜３００℃で加熱しながら加圧してそのオリフィス板を固着させる。続いてＮｉ、Ｃｕ又はＡｌなどの厚さ０．５〜１μｍ程度のマスク用の金属膜を形成する。
【００３２】
更に、工程６として、オリフィス板の上の金属膜をパターン化して、ポリイミドを選択的にエッチングするマスクを形成し、続いて、オリフィス板をヘリコン波などによるドライエッチングにより上記の金属膜マスクに従って３１μｍφ〜２９μｍφの孔空けをして多数のオリフィスつまりインク吐出ノズルを一括形成する。
【００３３】
図３（a）〜（d）は、上述した工程５と工程６が終了した直後の状態を示している。すなわち、オリフィス板４３が共通電極給電端子３２及び駆動回路端子３７の部分を除く全領域を覆っており、シール隔壁４１−２及び区画隔壁４１−３によって形成されている区画部４２も上を覆われて隔壁４１（４１−１、４１−２、４１−３）の厚さ（高さ）１０μｍに対応する高さの微細なインク加圧室となってインク供給溝３８方向に開口を向けている。そして、これらインク加圧室つまり図２までの区画部４２の開口とインク供給溝３８とを連通させる高さ１０μｍのインク流路４４が形成されている。このインク加圧室に、インク供給穴３９、インク供給溝３８及びインク流路４４を介して外部からインクが供給されるように構成されている。
【００３４】
上記櫛型の形状をなすシール隔壁４１−２と区画隔壁４１−３の櫛の歯（区画隔壁４１−３）の長さを変えることによりインク流路４４を流れるインクのコンダクタンスが変わり、また隣接するインク加圧室から吐出されるインク滴によって形成されるドットとの干渉にも影響する。
【００３５】
そして、図３(a),(b),(c) に示すように、オリフィス板４３には、金属膜パターン４５をマスクとしたドライエッチングによって、発熱部３４に対向する部分にインク吐出ノズル４６が形成されている。これにより、多数のインク吐出ノズル４６を１列に備えたインクジェットプリンタヘッド４７が完成する。
【００３６】
このようにオリフィス板４３を最上層に張り付けて、その後で下地のパターンつまり発熱部３４に合わせて、インク吐出ノズル４６を孔空け加工することは、予めインク吐出ノズルを孔空け加工したオリフィス板を張り合わせることよりも遥かに生産性の高い実用性のある方法である。尚、同図(a) には３６個のインク吐出ノズル４６を示しているが、実際には６４個、１２８個、２５６個等、設計上の方針によって多数形成されるものである。
【００３７】
ここまでが、シリコンウエハの状態で処理される。そして、最後に、工程７として、ダイシングソーなどを用いてシリコンウエハをスクライブラインに沿ってカッテングして、チップ基板単位毎に個別に分割し、実装基板にダイスボンデングし、端子接続して、実用単位のインクジェットプリンタヘッドが完成する。
【００３８】
ところで、上述した工程４におけるサンドブラスト加工において、チップ基板３０の表面に細長いインク供給溝３８を形成し、更にこのインク供給溝３８に連通し基板裏面に開口するインク供給穴３９をチップ基板３０の裏面から形成する加工については、図８(a),(b),(c) に示した従来通りの方法を行っていたのではサンドブラスト加工の作業能率が向上しないことは前述した。
【００３９】
本発明においては、上記工程４におけるサンドブラスト加工に特別の工夫が凝らされている。以下、これについて説明する。尚、本発明に用いられるサンドブラスト加工装置は従来の技術で説明した装置と同一の装置である。
【００４０】
図４(a) は、図３(a) 〜(d) に示すインクジェットプリンタヘッド４７のインク供給溝とインク供給穴のみを残して他を全て取り除いたチップ基板３０を示す平面図であり、同図(b) は、同図(a) のＬ−Ｌ′断面図、同図(c) は、同図(a) のＭ−Ｍ′断面図である。
【００４１】
同図(a),(b),(c) に示すように、チップ基板３０には、表面側から後述する第１の工程で穿設した第１の溝３８ａと第３の工程で穿設した第２の溝３８ｂとからなるインク供給溝３８が形成されており、チップ基板３０の裏面には、後述する第２の工程で穿設したインク供給穴３９が形成されている。インク供給溝３８の第２の溝３８ｂとインク供給穴３９は貫通孔４０を介して連通している。
【００４２】
本例では、上記のチップ基板３０のサイズを例えば５．２ｍｍ×１２ｍｍとすれば、インク供給溝３８の第１の溝３８ａの平断面の大きさはおよそ２００μｍ×１０ｍｍであり、その深さはチップ基板３０の厚さにもよるがおよそ１００〜２００μｍ、換言すれば、チップ基板３０の厚さは６００μｍであるのでチップウ基板３０の厚さのおよそ１／４である。また、インク供給穴３９の平断面の大きさはおよそ４００μｍ×１ｍｍであり、その深さはチップ基板３０の裏面からチップ基板３０の厚さの略１／２までの深さに形成されている。
【００４３】
ここで略１／２の深さとは、上述のようにチップ基板３０の厚さを６００μｍとすると、３００μｍを中心として±３０μｍ程度の深さを意味する。即ちチップ基板３０の厚さの１／２±１０％程度を略１／２の深さと定義する。そして、インク供給溝３８の第２の溝３８ｂの大きさは、第１の溝３８ａの細長い平断面の形状に沿ってその長手方向に或る程度の広がりを持ち且つインク供給穴３９へ貫通するまでの深さである。
【００４４】
これらインク供給溝３８の第１の溝３８ａ、第２の溝３８ｂ及びインク供給穴３９は、同一の中心点を有して形成されており、また、上記のインク供給溝３８のシリコンウエハ上における配置は、図８(a) に示したシリコンウエハ２７上におけるチップ基板１５−ｉのインク供給溝２２の配置と同様であり、また、インク供給穴３９のシリコンウエハ裏面における配置は、同じく図８(b) に示したシリコンウエハ２７裏面のインク供給穴２３の配置と同様である。
【００４５】
図５(a),(b),(c) は、本発明のサンドブラスト加工におけるシリコンウエハに対する砥粒噴射ノズルの走査方向を示す図である。同図(a) は上記インク供給溝３８の第１の溝３８ａを穿設加工する第１の工程における砥粒噴射ノズルの走査経路を示す図である。同図(a) には、シリコンウエハ４８の表面４８−１と、その表面４８−１に多数区画されて形成されたチップ基板３０とを示している。表面４８−１にはインク供給溝３８として加工する箇所を除いて弾性材料よりなる第１のマスクが設けられている。そして、２０本の加工走査経路４９（４９−１、４９−２、・・・、４９−２０）は、砥粒噴射ノズルの第１の方向としての図の縦方向（インク供給溝３８の長手方向）に順次走査する各走査の向き示している。
【００４６】
ここで、サンドブラスト加工において噴射される砥粒のシリコンウエハ面における投射径は約１０ｍｍφ程度であるが、この投射径の周辺部では砥粒がシリコンウエハ面に当たる力が弱くなるので実際の有効加工径は約５ｍｍφ程度とされている。したがって、同図(a) に示す５．２ｍｍ（幅）×１２ｍｍ（長さ）のチップ基板３０を走査するには、１回の走査（１本の破線矢印）で縦１列の各チップ基板３０しが走査出来ない（もし有効加工径が１０．４ｍｍ以上あれば、１回の走査で少なくとも縦２列のチップ基板を同時に加工することができる）。
【００４７】
同図(a) に示す走査は、最初の右端の下向きから、ピッチＰS の間隔で右から左に移動して上又は下に折り返しながら、下向きと上向きが順次繰り返されて、最後の左端の上向きで全面の走査を終了する。上記のピッチＰS は、チップ基板３０の幅５．２ｍｍと同一のピッチであり、換言すれば、チップ基板３０上のインク供給溝３８のシリコンウエハ４８上における横方向（インク供給溝３８の短手方向）の配置ピッチである（図８(a) のインク供給溝２２−１、２２−２、・・・も参照のこと）。
【００４８】
この第１の工程の走査における加工では、先ず、予めシリコンウエハ４８上のチップ基板３０の第１の面としての表面３０−１に、図４(c),(b) に示す第１の溝３８ａに対応する開口部を設けるべく、第１のマスクとしてのレジストマスクを、例えば適宜のドライフィルム等からなる弾性材料を用いてフォトリソグラフィー技術により予め形成しておく。しかる後、噴射砥粒の投射径の中心点がインク供給溝３８の中心線を通過するようにサンドブラスト加工機を設定し、上記ピッチＰS で折り返しながら砥粒噴射ノズルを所定の速度で移動させる。あるいはシリコンウエハ４８を上記と同様の条件で移動させても良い。上述したように、平均すると１回の走査で約２０μｍの深さの加工ができるので、例えば２００μｍの深さを加工するのには全面を２０回走査する必要がある。
【００４９】
次に、図５(b) は、図４(a),(b),(c) に示したインク供給穴３９を穿設加工する第２の工程における砥粒噴射ノズルの走査経路を示す図である。図５(b) には、上記のシリコンウエハ４８の裏面４８−２を示し、裏面４８−２にはインク供給穴３９として加工する箇所を除いて弾性材料よりなる第１のマスクとは異なる第２のマスクが設けられている。６本の加工走査経路５１−１〜５１−６は砥粒噴射ノズルの第２の方向としての図の横方向（インク供給溝３８の短手方向）に順次走査する各走査の向きを示している。この走査は、最初の下端の右向きから、ピッチＰM の間隔で下から上に移動して左又は右に折り返しながら、右向きと左向きが順次繰り返されて、最後の上端の左向きで終了する。上記のピッチＰM は、チップ基板３０の長さ１２ｍｍと同一のピッチであり、換言すれば、チップ基板３０裏面のインク供給穴３９のシリコンウエハ４８裏面における縦方向（インク供給溝３８の長手方向）の配置ピッチである（図８(b) のインク供給穴２３−１、２２−２、・・・も参照のこと）。
【００５０】
このように、砥粒噴射の走査方向を第２の方向に切り換えることにより、走査経路に対する加工部分の占める割合が大きくなって加工時間の無駄がなくなり、また、走査回数がインク供給溝３８のときの走査回数の１／３以下となって最終走査終了までの時間が早くなり、更に加工する深さがチップ基板３０の厚さの略１／２と従来よりも２５％も浅くなるから加工レートが向上する。
【００５１】
この第２の工程の走査における加工では、シリコンウエハ４８のチップ基板３０の第２の面としての裏面３０−２に、図４(c),(b) に示すインク供給穴３９に対応する開口部を設けるべく、第２のマスクとしてのレジストマスクを上記同様適宜のドライフィルム等からなる弾性材料を用いてフォトリソグラフィー技術により予め形成しておく。そして噴射砥粒の投射径の中心点がインク供給穴３９の中心点を通過するようにサンドブラスト加工機を設定し、上記ピッチＰM で折り返しながら砥粒噴射ノズルを所定の速度で移動させる。あるいはシリコンウエハ４８を上記と同様の条件で移動させても良い。
【００５２】
更に、図５(c) は、図４(a),(b),(c) に示したインク供給溝３８の第２の溝３８ｂを穿設加工する第３の工程における砥粒噴射ノズルの走査経路を示す図である。図５(c) には、再び上記のシリコンウエハ４８の表面４８−１と、その表面４８−１に区画・形成されているチップ基板３０を示している。ただし、この第３の工程では、６本の加工走査経路５２−１〜５２−６で示すように、砥粒噴射ノズルの走査方向は、第２の工程の場合と同様に第２の方向としての図の横方向（インク供給溝３８の短手方向）である。
【００５３】
そして、この場合も走査は最初の下端の右向きからピッチＰM の間隔で下から上に移動して左又は右に折り返しながら、右向きと左向きの走査を順次繰り返し、最後の上端の左向きの走査で終了する。上記のピッチＰM は、同図(b) の第２の工程で述べたように、チップ基板３０裏面のインク供給穴３９のシリコンウエハ４８裏面における縦方向（インク供給溝３８の長手方向）の配置ピッチであり、この配置ピッチに対応するピッチでシリコンウエハ４８の表面４８−１を走査するものである。
【００５４】
この第３の工程の走査における加工では、シリコンウエハ４８のチップ基板３０の第１の面としての表面３０−１には、図４(c),(b) に示すインク供給溝３８に対応するマスクが既に形成されている。したがって、図５(c) に示すように、噴射砥粒の投射径の中心点がインク供給溝３８の中心点（インク供給穴３９の中心点でもある）を通過するようにサンドブラスト加工機を設定して上記のピッチＰM で折り返し走査すれば、マスクの幅に対応する幅２００μｍで、砥粒噴射の有効径５ｍｍφに対応する長さの、図４(b),(c) に示した第２の溝３８ｂが、第１の溝３８ａ内に形成される。
【００５５】
即ち、インク供給穴３９の中心と同一中心の穴が第１の溝３８ａの細長い形状に沿って第１の溝３８ａ内にインク供給穴３９との貫通孔４０が形成されるまで穿設されてインク供給溝３８とインク供給穴３９とが導通する。そして、幅は第１の溝３８ａと同じであるが貫通孔４０を中心にして溝の上方向（チップ基板３０の表面方向）に末広がり状になって第１の溝３８ａの長手方向に、より深く広がる形状をなした第２の溝３８ｂが第１の溝３８ａ内に形成される。
【００５６】
このように、第３の工程は、インク供給溝３８の二重加工でありながら、走査方向をインク供給穴３９に対する上述した第２の工程の場合と同一にして行うので、前述した走査経路に対する加工部分の占める割合が大きくなって加工時間の無駄がなくなることと、走査回数がインク供給溝３８のときの走査回数の１／３以下となって最終走査終了までの時間が早くなることの利点が得られると共に、上記貫通孔４０から第１の溝３８ａの長手方向により深く広がる形状の第２の溝３８ｂを形成することができるので、外部からインク供給穴３９を介して供給されるインクをインク供給溝３８の長手方向に広がるように供給しやすくなり、これにより、インク流路４４を介して各発熱部３４に均一にインクを供給することが可能となる。
【００５７】
尚、上記実施の形態では、第１の工程、第２の工程、そして第３の工程と順を追って説明しているが、上記３つの工程を実行する順序はこれに限ることなく、上述した第１の工程、第２の工程、又は第３の工程のいずれも、３つある工程の最初に行っても良く、中間に行っても良く、或は最後に行っても良い。
【００５８】
いずれにしても最後に行う工程において上述したと同様に第２の溝３８ｂとインク供給穴３９間に貫通孔４０が形成されてインク供給溝３８とインク供給穴３９とが導通するように加工する。
【００５９】
また、いずれの工程を３つある工程の最初に行うか中間に行うか或は最後に行うか数有る組合わせの中で、シリコンウエハのひっくり返しと、走査方向の切り換えを夫々１回で済ますようにすると、作業能率は一層向上すると考えられる。その場合の組合わせとしては、第１の工程（図５(a) ）、第３の工程（図５(c) ）、第２の工程（図５(b) ）の順序を採用すると良い。また、第２の工程、第３の工程、第１の工程の順も考えられる。
【００６０】
勿論、上記以外のいずれの組み合わせを採用した場合でも、本発明の上記サンドブラスト加工方法を採用した場合には、従来のサンドブラスト加工方法によるインク供給溝とインク供給穴を加工する作業に比較して、作業能率が格段に向上することにおいて変わりは無い。
【００６１】
尚、上記実施の形態では、一本のインク供給溝に対し一個のインク供給穴を形成するようにしているが、一回の走査で同時に加工が可能な範囲にあるならば、一本のインク供給溝に対し二個のインク供給穴を形成するようにしてもよい。
【００６２】
また、上記実施の形態では、発熱素子を用いたインクジェットプリンタヘッドについて説明したが、これに限ることなく、ピエゾ素子を用いたインクジェットプリンタヘッドにも適用可能であることは勿論である。
【００６３】
また、上述したインクジェットプリンタヘッドは１列のインク吐出ノズルを備えたモノカラー用のインクジェットプリンタヘッドの構成であるが、一般にイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の３色に、文字や画像の黒部分に専用されるブラック（Ｂｋ）を加えた合計４色のインクを用いるフルカラー用のインクジェットプリンタヘッドにも適用できる。上記のモノカラー用インクジェットプリンタヘッドを４個並べてフルカラー用のインクジェットプリンタヘッドを１区画のチップ基板上にモノリシックに構成することは、上述した今日の半導体製造技術によれば容易である。
【００６４】
この場合は、１個のチップ基板にインク供給溝を４色（又は６色以上の場合もある）の色数の分だけ並列に配列し、これらに夫々インク供給穴を設けるようにして、上記と同様の加工を行るとよい。
【００６５】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、インク供給溝を従来同様の深さに加工をした後、砥粒噴射ノズルの走査方向を９０度切り換えてインク供給穴を従来よりも浅く加工し、更に同じ走査方向でインク供給溝のインク供給穴と貫通すべき部分を加工することにより、従来と比較して砥粒噴射ノズルの走査回数を減らして加工時間を短縮することが可能になると共に、インク供給穴がシリコンウエハ厚の１／２程度の深さの加工でよいので加工レートが向上し、この面からも作業能率が向上する。
【００６６】
また、従来よりもインク供給穴が浅いためインク供給溝へのインク供給が容易になると共にインク供給溝は貫通孔が形成される部分で深くなり且つその深さがインク供給溝の長さ方向に広がっているので、インクを各発熱部に均一に供給することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  (a) は一実施の形態におけるインクジェットプリンタヘッドの一連の製造工程の最初の段階における状態を模式的に示す概略の平面図、(b) はその一部を拡大して詳細に示す図、(c) は(b) のＥ−Ｅ′断面図、(d) は(b) のＦ−Ｆ′断面図である。
【図２】  (a) は一実施の形態におけるインクジェットプリンタヘッドの一連の製造工程の中間段階における状態を模式的に示す概略の平面図、(b) はその一部を拡大して詳細に示す図、(c) は(b) のＧ−Ｇ′断面図、(d) は(b) のＨ−Ｈ′断面図である。
【図３】  (a) は一実施の形態におけるインクジェットプリンタヘッドの一連の製造工程の最終段階における状態を模式的に示す概略の平面図、(b) はその一部を拡大して詳細に示す図、(c) は(b) のＪ−Ｊ′断面図、(d) は(b) のＫ−Ｋ′断面図である。
【図４】  (a) は本発明に係るインクジェットプリンタヘッドのインク供給溝とインク供給穴のみを残して他を全て取り除いたチップ基板を示す平面図、(b) は(a) のＬ−Ｌ′断面図、(c) は(a) のＭ−Ｍ′断面図である。
【図５】  (a),(b),(c) は本発明のサンドブラスト加工におけるシリコンウエハに対する砥粒噴射ノズルの走査方向を示す図である。
【図６】  (a) は従来の印字ヘッドを用いたインクジェットプリンタの構成を模式的に示す斜視図、(b) は(a) に示す印字ヘッドを用紙側から見た拡大図、(c) は(a) のＢ−Ｂ′断面矢視拡大図である。
【図７】  (a) はチップ基板のインク供給溝及びインク供給穴のみを残して他を全て取り除いて示す平面図、(b) は(a) のＣ−Ｃ′断面図、(c) は(a) のＤ−Ｄ′断面図である。
【図８】  (a) は従来のサンドブラスト加工を施された印字ヘッドのチップ基板のインク供給溝側の面を示す図、(b) は同じくインク供給孔側の面を示す図、(c) はサンドブラスト加工の砥粒噴射ノズルの走査経路を示す図である。
【符号の説明】
１    インクジェットプリンタ
２    キャリッジ
３    印字ヘッド
４    インクタンク
５    ガイドレール
６    歯付き駆動ベルト
７    フレキシブル通信ケーブル
８    装置本体のフレーム
９    プラテン
１０  モータ
１１  用紙
１２  紙送りローラ
１３  ノズル列
１４  インク吐出ノズル
１５、１５−１、１５−２、１５−ｎ、１５−ｉ  チップ基板
１６  駆動回路
１６−１  駆動回路端子
１７  発熱素子
１８  個別駆動電極
１９  共通電極
１９−１  共通電極給電端子
２１ａ、２１ｂ  インクシール隔壁
２２、２２−１、２２−２、２２−ｎ  インク供給溝
２３、２３−１、２３−２、２３−ｎ  インク供給穴
２４  ノズル板
２５  インク流路
２６  貫通孔
２７  シリコンウエハ
２８−１〜２８−２０  加工走査経路
３０  チップ基板
３０−１  表面（第１の面）
３０−２  裏面（第２の面）
３１  共通電極
３２  共通電極給電端子
３３  個別配線電極
３３′  個別配線電極列
３４  発熱部
３４′  発熱部列
３６  駆動回路
３７  駆動回路端子
３８  インク供給溝
３９  インク供給穴
４０  貫通孔
４１  隔壁
４１−１、４１−２  シール隔壁
４１−３  区画隔壁
４２  区画部
４３  オリフィス板
４４  インク流路
４５  金属膜パターン
４６  インク吐出ノズル
４７  インクジェットプリンタヘッド
４８  シリコンウエハ
４８−１  表面
４８−２  裏面
４９（４９−１、４９−２、・・・、４９−２０）  加工走査経路
５１−１〜５１−６、５２−１〜５２−６  加工走査経路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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