(57)【要約】【課題】流路への異物の侵入を防止し，流体抵抗の増加を最大限に抑制できるフィルタリングピラーを備えたインクジェットヘッドを提供する。【解決手段】本発明によるインクジェットヘッドは，基板上に配置され，インク吐出のための圧力を提供する複数の圧力発生要素と，基板を貫通するインク供給口２６と，圧力発生要素とインク供給口との間に配置され，インク供給口の両側に基板の圧力発生要素が設けられた面から所定の深さで凹設されるマニホールド１４'と，このマニホールドの底面上にフィルタの役割を果たすフィルタ開放部を複数形成するように，基板と一体に形成される複数のフィルタリングピラー１６と，基板上に配置され，圧力発生要素を各々その内部に含むインクチャンバー２８と，インクチャンバーをマニホールド方向に開放させるインクチャネル３０と，インクチャンバーと連通するノズルとを含む流路を限定する流路構造物とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に配置され，インク吐出のための圧力を供給する複数の圧力発生要素と；
前記圧力発生要素から離隔し，前記基板を貫通するインク供給口と；
前記圧力発生要素と前記インク供給口との間に配置され，前記インク供給口の両側に前記基板の前記圧力発生要素が設けられた面から所定の深さで凹設されるマニホールドと；
前記マニホールドの底面上にフィルタの役割を果たすフィルタ開放部を複数形成するように配置され，前記基板と一体に形成される複数のフィルタリングピラーと；
前記基板上に配置され，前記圧力発生要素を各々その内部に含むインクチャンバーと，前記インクチャンバーを前記マニホールド方向に開放させるインクチャネルと，前記インクチャンバーと連通するノズルとを含む流路を限定する流路構造物と；
を備えることを特徴とする，インクジェットヘッド。
【請求項２】
前記基板は，シリコン基板であることを特徴とする，請求項１に記載のインクジェットヘッド。
【請求項３】
前記マニホールドの深さは，前記フィルタリングピラーの高さと同じであることを特徴とする，請求項１に記載のインクジェットヘッド。
【請求項４】
前記フィルタリングピラーは，１より大きい縦横比を有することを特徴とする，請求項３に記載のインクジェットヘッド。
【請求項５】
前記フィルタの役割を果たす複数のフィルタ開放部は，それぞれ同一の寸法を有することを特徴とする，請求項１に記載のインクジェットヘッド。
【請求項６】
前記フィルタ開放部の寸法は，前記流路の最小寸法より小さいことを特徴とする，請求項５に記載のインクジェットヘッド。
【請求項７】
前記インク供給口は，前記基板の中央部を貫通するスロット形状を有し，
前記マニホールドは，前記インク供給口の長手方向に沿って配設されることを特徴とする，請求項１に記載のインクジェットヘッド。
【請求項８】
前記流路構造物は，前記インクチャンバーおよび前記インクチャネルの側壁を限定するチャンバー層と；
前記チャンバー層と同じ厚みを有し，前記フィルタリングピラーの上面に当接し，かつ前記インク供給口の上部を覆うように配置されるカバー層と；
前記チャンバー層および前記カバー層の上面に積層され，前記ノズルが貫通形成されるノズル層と，
を含むことを特徴とする，請求項１に記載のインクジェットヘッド。
【請求項９】
前記チャンバー層及び前記カバー層は，同じ材料で形成される層であることを特徴とする，請求項８に記載のインクジェットヘッド。
【請求項１０】
前記チャンバー層及び前記カバー層は，感光性樹脂で形成される層であることを特徴とする，請求項９に記載のインクジェットヘッド。
【請求項１１】
インク吐出のための圧力を供給する複数の圧力発生要素が配置された基板と；
前記圧力発生要素から離隔し，前記基板を貫通するインク供給口と；
前記基板上に配置され，前記インク供給口から前記圧力発生要素にインクを供給するインク流路を限定する流路構造物と；
複数のフィルタ開放部を有し，前記インク供給口が前記インク流路に連通する前記基板上に前記基板と一体に形成されるフィルタリング部材と；
を備えることを特徴とする，インクジェットヘッド。
【請求項１２】
前記フィルタ開放部の幅は，前記インク流路の最小寸法より小さく形成され，前記インク流路の最小寸法より大きいパーティクルが前記フィルタリング部材によりフィルタリングされることを特徴とする，請求項１１に記載のインクジェットヘッド。
【請求項１３】
前記流路構造物は，前記圧力発生要素を取り囲む空間であるインクチャンバーを限定するチャンバー層と，
前記チャンバー層上に積層され，前記圧力発生要素に対応するノズルを限定するノズル層とを含むことを特徴とする，請求項１１に記載のインクジェットヘッド。
【請求項１４】
前記基板は，シリコン基板であり，
前記フィルタリング部材は，前記シリコン基板をエッチングして形成されることを特徴とする，請求項１１に記載のインクジェットヘッド。
【請求項１５】
前記フィルタリング部材は，前記圧力発生要素と前記インク供給口との間に，前記インク供給口の両側に沿って配置され，前記基板の前記圧力発生要素が設けられた面から所定の深さで凹設されたマニホールドと，
前記インク供給口の両側にそれぞれ少なくとも１列で前記マニホールドの底面上に配置され，前記フィルタ開放部を形成する複数のフィルタリングピラーと，
を含むことを特徴とする，請求項１１に記載のインクジェットヘッド。
【請求項１６】
前記フィルタリングピラーは，１〜４の縦横比を有することを特徴とする，請求項１５に記載のインクジェットヘッド。
【請求項１７】
前記フィルタリングピラーは，５μｍ〜１０μｍの直径を有することを特徴とする，請求項１５に記載のインクジェットヘッド。
【請求項１８】
前記マニホールドの深さは，前記フィルタリングピラーの高さと同じであることを特徴とする，請求項１５に記載のインクジェットヘッド。
【請求項１９】
前記フィルタリング部材は，前記マニホールドの前記圧力発生要素側の端から離隔し，
前記フィルタリングピラー及び前記インク供給口を覆うカバー層をさらに含み，
インクが，前記インク供給口から前記フィルタリング部材を経て前記インク流路に流れ込むようにすることを特徴とする，請求項１５に記載のインクジェットヘッド。
【請求項２０】
インク吐出のための圧力を供給する複数の圧力発生要素と，インクが供給されるインク供給口とを含む基板と；
前記圧力発生要素に対応するノズルを含み，前記ノズルを介してインクを吐出するように前記圧力発生要素にインクを供給するインク流路を限定するために，前記基板上に配置されるインク流路構造物と；
フィルタの役割を果たすフィルタ開放部を形成し，前記インク供給口と前記インク流路との間の前記基板上に前記基板と一体に形成されるフィルタリング部材と；
を備えることを特徴とする，インクジェットヘッド。
【請求項２１】
前記フィルタ開放部は，前記インク流路の最小寸法より小さく，
前記インク流路の最小寸法より大きいパーティクルが，前記フィルタリング部材によりフィルタリングされることを特徴とする，請求項２０に記載のインクジェットヘッド。
【請求項２２】
前記基板は，シリコン基板からなり，前記フィルタリング部材は，前記シリコン基板をエッチングして形成されることを特徴とする，請求項２０に記載のインクジェットヘッド。
【請求項２３】
前記フィルタリング部材は，前記圧力発生要素と前記インク供給口との間に，前記インク供給口の両側に配置され，前記基板の前記圧力発生要素が設けられた面から所定の深さで凹設されたマニホールドと，
前記インク供給口の両側にそれぞれ少なくとも１列で前記マニホールドの底面上に配置され，それらの間に前記フィルタ開放部を提供する複数のフィルタリングピラーと，
を含むことを特徴とする，請求項２０に記載のインクジェットヘッド。
【請求項２４】
前記フィルタリングピラーは，１〜４の縦横比を有することを特徴とする，請求項２０に記載のインクジェットヘッド。
【請求項２５】
前記フィルタリングピラーは，５μｍ〜１０μｍの直径を有することを特徴とする，請求項２０に記載のインクジェットヘッド。
【請求項２６】
前記マニホールドの深さは，前記フィルタリングピラーの高さと同じであることを特徴とする，請求項２０に記載のインクジェットヘッド。
【請求項２７】
基板にインク吐出のための圧力を供給する複数の圧力発生要素を形成する段階と；
前記基板をパターニングして，前記圧力発生要素から離隔し，かつ複数のフィルタリングピラーを限定するトレンチを形成する段階であって，前記フィルタリングピラーが，前記トレンチの側壁から所定の距離離隔し，前記フィルタリングピラー間にフィルタの役割を果たすフィルタ開放部を形成する段階と；
前記フィルタリングピラーを有する前記基板の上部面上に，前記圧力発生要素を各々その内部に含むインクチャンバーと，前記インクチャンバーを前記トレンチ方向に開放させるインクチャネルと，前記インクチャンバーと各々連通するノズルとを含む流路を限定する流路構造物を形成する段階と；
前記トレンチ下部の前記基板をエッチングしてインク供給口を形成するとともに，前記インク供給口により，前記トレンチの側部に前記フィルタリングピラーを含むように限定されたマニホールドを形成する段階と；
を備えることを特徴とする，インクジェットヘッドの製造方法。
【請求項２８】
前記基板をパターニングする段階は，前記基板をドライエッチングする段階を含むことを特徴とする，請求項２７に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項２９】
前記基板をパターニングする段階は，リアクティブイオンエッチング工程またはディープリアクティブイオンエッチング工程により行われることを特徴とする，請求項２８に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項３０】
前記フィルタリングピラーは，１より大きい縦横比を有するように形成されることを特徴とする，請求項２７に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項３１】
前記フィルタ開放部は，それぞれ同じ寸法を有することを特徴とする，請求項２７に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項３２】
前記フィルタ開放部の寸法は，前記流路の最小寸法より小さいことを特徴とする，請求項３１に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項３３】
前記流路構造物を形成する段階は，前記基板に，前記インクチャンバー及び前記インクチャンバーの側壁を限定するチャンバー層を形成するとともに，前記フィルタリングピラーの上部面及び前記トレンチの中心部を覆うカバー層を形成する段階と，
前記チャンバー層及び前記カバー層上に，前記インクチャンバーと各々連通するノズルを含むノズル層を形成する段階と，
を備えることを特徴とする，請求項２７に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項３４】
前記チャンバー層及び前記カバー層は，感光性樹脂で形成される層であることを特徴とする，請求項３３に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項３５】
前記チャンバー層及び前記カバー層を形成する前に，前記トレンチを充填する下部犠牲層を形成する段階をさらに備えることを特徴とする，請求項３３に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項３６】
前記ノズル層を形成する前に，前記チャンバー層と前記カバー層との間を充填する上部犠牲層を形成する段階をさらに備えることを特徴とする，請求項３５に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項３７】
前記下部犠牲層を形成する段階と，前記チャンバー層及び前記カバー層を形成する段階との間に，前記基板の上面上に，流路が形成される領域を覆う上部犠牲層を形成する段階をさらに備えることを特徴とする，請求項３５に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項３８】
長手方向に少なくとも２列の圧力発生要素を有する基板を用意する段階と；
前記２列の圧力発生要素間に長手方向に延長されたトレンチを形成するために，前記基板をエッチングする段階であって，前記トレンチは，前記トレンチの長手方向に延長され，少なくとも２列で配置された複数のフィルタリングピラーを有し，前記フィルタリングピラーの間に所定の間隔を有するフィルタ開放部が形成される段階と；
前記基板上に，前記トレンチと連通し，前記圧力発生要素にインクを供給するインク流路を限定する流路構造物を形成する段階と；
前記フィルタ開放部が，前記インク流路に供給されるインクに対してフィルタとして作用するように，前記２列のフィルタリングピラー間に前記基板を貫通してインク供給口を形成する段階と；
を備えることを特徴とする，インクジェットヘッドの製造方法。
【請求項３９】
前記流路構造物を形成する段階は，前記インク供給口により供給されたインクが前記フィルタ開放部間を通過して前記インク流路に供給されるように，前記２列のフィルタリングピラーを覆い，かつ前記フィルタリングピラーの上面に当接するカバー層を形成する段階を備えることを特徴とする，請求項３８に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項４０】
前記流路構造物を形成する段階は，内部に前記圧力発生要素が配置されるインクチャンバーの側壁を限定するチャンバー層を形成する段階と，
前記インクチャンバーと連通し前記圧力発生要素に対応するノズルと，前記インクチャンバーにインクを供給するインクチャネルを限定するノズル層とを形成する段階とをさらに含むことを特徴とする，請求項３８に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項４１】
前記流路構造物を形成する段階の前に，前記フィルタリングピラーの周辺及び前記トレンチの内部を満たす第１犠牲層を形成する段階をさらに備えることを特徴とする，請求項３８に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項４２】
前記流路構造物を形成する段階は，内部に前記圧力発生要素が配置されるインクチャンバーの側壁を限定するチャンバー層，及び前記フィルタリングピラーを覆うカバー層を形成する段階をさらに備えることを特徴とする，請求項４１に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項４３】
前記流路構造物を形成する段階は，前記チャンバー層を形成した後，前記圧力発生要素に対応するノズルを有するノズル層を形成する段階をさらに備えることを特徴とする，請求項４２に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項４４】
前記フィルタ開放部は，前記インク流路の最小寸法より小さいように形成されることを特徴とする，請求項３８に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項４５】
前記フィルタリングピラーは，１より大きい縦横比を有することを特徴とする，請求項３８に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項４６】
前記流路構造物を形成する段階の前に，前記フィルタリングピラーの周辺及び前記トレンチの内部を満たす第１犠牲層を形成する段階と，
前記インク流路が形成される領域を満たす第２犠牲層を形成する段階と，
をさらに備えることを特徴とする，請求項３８に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項４７】
前記流路構造物を形成する段階は，前記第２犠牲層の上部に流路物質層を形成する段階と，
前記圧力発生要素に対応するノズルを有するノズル層を形成する段階とをさらに備え，
前記流路物質層は，前記フィルタリングピラーの２列を覆うチャンバー層を含み，内部に前記圧力発生要素が配置されるインクチャンバーを限定し，前記インク供給口から前記インクチャンバーにインクを供給するインクチャネルを限定することを特徴とする，請求項３７に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，インクジェットヘッド及びその製造方法に関し，特に，基板と一体型のフィルタリング部材を備えたインクジェットヘッド及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録装置（ｉｎｋ  ｊｅｔ  ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ  ｄｅｖｉｃｅ）は，印刷用インクの微小な液滴を記録媒体上の所望の位置に吐出させて，画像として印刷する装置である。このようなインクジェット記録装置は，価格が安く，多くの種類の色相を有する画像を高解像度で印刷できるので，広範囲に使われている。上記のインクジェット記録装置は，基本的に，インクが実質的に吐出されるインクジェットヘッド（ｉｎｋ  ｊｅｔ  ｈｅａｄ）と，インクジェットヘッドにつながっているインク収納容器とを含む。上記のインクジェットヘッドは，インク吐出のための圧力を供給するために設けられる圧力発生要素（ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ  ｅｌｅｍｅｎｔｓ）によって，電気−熱変換器（ｅｌｅｃｔｒｏ−ｔｈｅｒｍａｌ  ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）を使用する熱方式と，電気−機械変換器（ｅｌｅｃｔｒｏ−ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）を使用する圧電方式とに分けられる。
【０００３】
上記のインクジェットヘッドは，チップ形態で提供される基板と，基板の上部面上（ｔｏｐ  ｓｕｒｆａｃｅ）に配置された様々な構成要素とを含む。熱インクジェットヘッド（ｔｈｅｒｍａｌ  ｉｎｋ  ｊｅｔ  ｈｅａｄ）の一例が特許文献１に開示されている。上記の熱インクジェットヘッドは，シリコン基板上に配置され，インク吐出のための圧力を発生させる複数の発熱抵抗器（ｈｅａｔ−ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ  ｒｅｓｉｓｔｏｒｓ）と，インクチャンバーとインクチャネルとを含むインク流路（ｉｎｋ  ｆｌｏｗ  ｐａｔｈ）の側壁となるチャンバー層と，チャンバー層上に配置されたノズル層とを備える。上記のノズル層は，上記発熱抵抗器のそれぞれに対応する複数のノズルを有する。
【０００４】
上記の基板の下部面（ｂｏｔｔｏｍ  ｓｕｒｆａｃｅ）は，インク収納容器に取り付けられ，インク収納容器内のインクは，基板を貫通するインク供給口（ｉｎｋ  ｆｅｅｄ  ｈｏｌｅ）を介して上記のインクジェットヘッドに供給される。インク供給口を介して供給されたインクは，インクチャネルを経てインクチャンバー内に一時的に貯蔵される。インクチャンバーに貯蔵されたインクは，発熱抵抗器により瞬間的に加熱され，この時に発生した圧力によって液滴の形態でノズルを介して記録媒体上に吐出される。その後，インクチャネルを介してインクチャンバー内にインクが再充填される。
【０００５】
インクに含まれる異物のことを，パーティクルと呼ぶ。上記の流路の内部には，異物であるパーティクルがインクに含まれたまま，流入されることがある。パーティクルが上記流路の寸法（ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）より大きい場合，またはパーティクルが高い縦横比（ａｓｐｅｃｔ  ｒａｔｉｏ）を有する場合，上記流路は，上記パーティクルにより目詰まりが生じることとなる。これにより，印刷イメージの劣化が生じる。また，パーティクルによりノズルに目詰まりが生じる場合，ノズルからインクが吐出されないことがあり得る。上記のような問題を防止するために，インクジェットヘッドとインク収納容器との間にメッシュフィルタ（ｍｅｓｈ  ｆｉｌｔｅｒ）を設けて，インク収納容器から流路の内部にパーティクルが流入することを防止することが行われている。しかしながら，高解像度の印刷を実現するために，インク液滴サイズの減少が求められており，そのために，上記流路の寸法を狭くすることが必要になる。このような理由により，メッシュフィルタを使用することは，費用及び工程上の点から限界がある。
【０００６】
上記の理由から，インクジェットヘッドの製作工程中に，基板上にフィルタ部材を形成することに関連した技術が研究されてきた。このようなフィルタ部材を備えたインクジェットヘッドが特許文献２及び特許文献３に開示されている。
【０００７】
図１は，上記の特許文献２に開示された，従来のインクジェットヘッドを示す透視図である。
【０００８】
図１を参照すれば，基板１上に発熱抵抗器３が配置される。また，基板１上には，インクチャンバーとインクチャネルとを含む流路を限定するチャンバー層５が配置される。チャンバー層５上には，発熱抵抗器３の各々に対応するノズル７’を有するノズル層７が配置される。インク供給口９は，発熱抵抗器３から離隔した部分の基板１を貫通するように配置される。一方，上記のインク供給口９に沿ってピラー（ｐｉｌｌａｒ）１１が配置される。上記のピラー１１は，インク供給口９を介して流入したパーティクルがインクチャンバーに侵入するのを防止する役目をする。上記の特許文献２によれば，ピラー１１は，チャンバー層５と同一の工程により同じ材料層で形成される。例えば，ピラー１１及びチャンバー層５は，基板１上に感光性樹脂層を形成し，フォト工程を適用して感光性樹脂層をパターニングすることによって形成されることができる。一般的に，ピラー１１は，流路内でインクの流れを妨害する流体抵抗器として作用する。したがって，ピラー１１は，パーティクルの侵入を防止する役目を果たすものであって，小さな寸法を有することが好ましい。しかしながら，ピラー１１は，上述したように，感光性樹脂層をパターニングして形成されることから，その寸法を減少させるのに限界がある。すなわち，インクチャンバーの高さを決定するチャンバー層５の厚さが約１０μｍ以上であることを考慮すれば，フォト工程により形成されるピラー１１は，１より高い縦横比を有しがたいことがわかる。また，ピラー１１が１より高い縦横比を有するように形成されるとしても，基板１との接着力が弱くなり，基板１から容易に剥離してしまう。
【０００９】
結果的に，上述したようなピラー１１を有する従来のインクジェットヘッドは，流体抵抗器として作用する上記ピラー１１によって，インク吐出後，インクチャンバー内にインクが再充填される速度が低下し，それにより，インク吐出周波数を向上させるのに限界がある。
【００１０】
【特許文献１】米国特許第４，８８２，５９５号明細書
【特許文献２】米国特許第５，４６３，４１３号明細書
【特許文献３】米国特許第６，６２６，５２２号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
そこで，本発明は，このような問題に鑑みてなされたもので，その目的は，流路の内部に異物が侵入するのを防止すると共に，流体抵抗の増加を最大限に抑制することが可能な，新規かつ改良されたインクジェットヘッドおよびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために，本発明のある観点によれば，基板上に配置され，インク吐出のための圧力を供給する複数の圧力発生要素と，圧力発生要素から離隔し，基板を貫通するインク供給口と，前記圧力発生要素と前記インク供給口との間に配置され，前記インク供給口の両側に前記基板の前記圧力発生要素が設けられた面から所定の深さで凹設されるマニホールドと，マニホールドの底面上にフィルタの役割を果たす開放部を複数形成するように配置され，基板と一体に形成される複数のフィルタリングピラーと，基板上に配置され，圧力発生要素を各々その内部に含むインクチャンバーと，インクチャンバーをマニホールド方向に開放させるインクチャネルと，インクチャンバーと連通するノズルとを含む流路を限定する流路構造物とを備えるインクジェットヘッドが提供される。
【００１３】
上記の基板としては，シリコン基板を用いることができる。
【００１４】
また，上記のマニホールドの深さは，フィルタリングピラーの高さと同じであるように形成することが可能である。
【００１５】
さらに，上記のフィルタリングピラーは，１より大きい縦横比を有するように形成されることができる。
【００１６】
また，上記の複数のフィルタの役割を果たすフィルタ開放部は，それぞれ同じ寸法となるように形成されることも可能である。また，フィルタ開放部の寸法は，上記の流路の最小寸法，すなわち，流路の幅の最小寸法より小さくなるように形成されることも可能である。
【００１７】
上記のインク供給口は，基板の中央部を貫通するスロット形状を有し，上記のマニホールドは，インク供給口の長手方向に沿って配設されることも可能である。
【００１８】
上記の流路構造物は，インクチャンバーおよびインクチャネルの側壁を限定するチャンバー層と，チャンバー層と同じ厚みを有し，フィルタリングピラーの上面に当接し，かつインク供給口の上部を覆うように配置されるカバー層と，チャンバー層およびカバー層の上面に積層され，ノズルが貫通形成されるノズル層とを含むこともできる。
【００１９】
上記のチャンバー層及びカバー層は，同じ材料で形成されることも可能である。具体的には，上記のチャンバー層及び前記カバー層は，感光性樹脂を用いて形成されることができる。
【００２０】
上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，上部にインク吐出のための圧力を提供する複数の圧力発生要素が配置された基板と，この圧力発生要素から離隔し，上記の基板を貫通するインク供給口と，上記基板上に配置され，インク供給口から圧力発生要素にインクを供給するインク流路を限定する流路構造物と，複数のフィルタ開放部を有し，前記インク供給口が前記インク流路に連通する上記基板上にこの基板と一体に形成されるフィルタリング部材とを備えるインクジェットヘッドが提供される。
【００２１】
上記のフィルタ開放部の幅は，インク流路の最小寸法より小さく形成され，このインク流路の最小寸法より大きいパーティクルがフィルタリング部材によりフィルタリングされることも可能である。
【００２２】
上記の流路構造物は，圧力発生要素を取り囲む空間であるインクチャンバーを限定するチャンバー層と，チャンバー層上に積層され，上記圧力発生要素に対応するノズルを限定するノズル層とを含むこともできる。
【００２３】
上記の基板は，シリコン基板であり，上記のフィルタリング部材は，このシリコン基板をエッチングして形成されることが可能である。
【００２４】
上記のフィルタリング部材は，圧力発生要素とインク供給口のとの間に，インク供給口の両側に沿って配置され，基板の圧力発生要素が設けられた面から所定の深さで凹設されたマニホールドと，インク供給口の両側にそれぞれ少なくとも１列でマニホールドの底面上に配置され，それらの間にフィルタ開放部を形成する複数のフィルタリングピラーとを含むこともできる。
【００２５】
上記のフィルタリングピラーは，１〜４の縦横比を有することも可能である。また，このフィルタリングピラーは，５μｍ〜１０μｍの直径を有することも可能である。
【００２６】
また，上記のマニホールドの深さは，フィルタリングピラーの高さと同じであるであるように形成されることも可能である。
【００２７】
また，上記のフィルタリング部材は，マニホールドの圧力発生要素側の端から離隔し，上記のフィルタリングピラー及びインク供給口を覆うカバー層をさらに含み，インクがインク供給口からフィルタリング部材を経てインク流路に流れ込むようにすることもできる。
【００２８】
上記課題を解決するために，本発明の第３の観点によれば，インク吐出のための圧力を供給する複数の圧力発生要素と，インクが供給されるインク供給口とを含む基板と，上記の圧力発生要素に対応するノズルを含み，ノズルを介してインクを吐出するように圧力発生要素にインクを供給するインク流路を限定するために，基板上に配置されるインク流路構造物と，フィルタの役割を果たすフィルタ開放部を形成し，インク供給口とインク流路との間の基板上に基板と一体に形成されるフィルタリング部材とを備えるインクジェットヘッドが提供される。
【００２９】
上記のフィルタ開放部は，前記インク流路の最小寸法より小さく，インク流路の最小寸法より大きいパーティクルが，フィルタリング部材によりフィルタリングされることが可能である。
【００３０】
また，上記のフィルタリング部材は，シリコン基板をエッチングして形成されることもできる。
【００３１】
上記のフィルタリング部材は，圧力発生要素とインク供給口との間に，インク供給口の両側に配置され，基板の圧力発生要素が設けられた面から所定の深さで凹設されたマニホールドと，インク供給口の両側にそれぞれ少なくとも１列でマニホールドの底面上に配置され，それらの間にフィルタ開放部を提供する複数のフィルタリングピラーとを含むことも可能である。
【００３２】
上記のフィルタリングピラーは，１〜４の縦横比を有することができる，また，このフィルタリングピラーは，５μｍ〜１０μｍの直径を有することも可能である。
【００３３】
また，マニホールドの深さは，フィルタリングピラーの高さと同じであるように形成されることも可能である。
【００３４】
上記課題を解決するために，本発明の第４の観点によれば，基板の上部面上に，インク吐出のための圧力を提供する複数の圧力発生要素を形成する段階と，基板をパターニングして，圧力発生要素から離隔し且つ複数のフィルタリングピラーを限定するトレンチを形成する段階であって，フィルタリングピラーが，トレンチの側壁から所定の距離離隔し，フィルタリングピラー間にフィルタの役割を果たすフィルタ開放部を形成する段階と，フィルタリングピラーを有する基板の上部面上に，圧力発生要素を各々その内部に含むインクチャンバーと，インクチャンバーをトレンチ方向に開放させるインクチャネルと，インクチャンバーと各々連通するノズルとを含む流路を限定する流路構造物を形成する段階と，トレンチ下部の基板をエッチングしてインク供給口を形成すると同時に，インク供給口により，トレンチの側部にフィルタリングピラーを含むように限定されたマニホールドを形成する段階とを備えるインクジェットヘッドの製造方法が提供される。
【００３５】
上記の基板をパターニングする段階は，基板をドライエッチングする段階を含むことができる。また，上記の基板をパターニングする段階は，リアクティブイオンエッチング工程またはディープリアクティブイオンエッチング工程により行われることも可能である。
【００３６】
上記のフィルタリングピラーは，１より大きい縦横比を有するように形成されることもできる。
【００３７】
また，上記のフィルタ開放部は，それぞれのフィルタ開放部が同じ寸法を有することも可能である。さらに，このフィルタ開放部の寸法は，上記の流路の最小寸法より小さくなるように形成されることもできる。
【００３８】
上記の流路構造物を形成する段階は，基板の上部に，インクチャンバー及びインクチャンバーの側壁を限定するチャンバー層を形成すると同時に，フィルタリングピラーの上部面及びトレンチの中心部を覆うカバー層を形成する段階と，チャンバー層及びカバー層上に，インクチャンバーと各々つながっているノズルを含むノズル層を形成する段階とを備えることも可能である。
【００３９】
また，上記のチャンバー層及びカバー層は，感光性樹脂から形成される層であることも可能である。
【００４０】
さらに，上記のチャンバー層及びカバー層を形成する前に，トレンチを充填する下部犠牲層を形成する段階をさらに備えることもできる。
【００４１】
上記のノズル層を形成する前に，チャンバー層とカバー層との間を充填する上部犠牲層を形成する段階をさらに備えることも可能である。
【００４２】
また，下部犠牲層を形成する段階と，チャンバー層及びカバー層を形成する段階との間に，基板の上面上に，流路が形成される領域を覆う上部犠牲層を形成する段階をさらに備えることもできる。
【００４３】
上記課題を解決するために，本発明の第５の観点によれば，長手方向に少なくとも２列の圧力発生要素を有する基板を用意する段階と，上記２列の圧力発生要素間に長手方向に延長されたトレンチを形成するために，基板をエッチングする段階であって，上記のトレンチは，トレンチの長手方向に延長され，少なくとも２列で配置された複数のフィルタリングピラーを有し，フィルタリングピラーの間に所定の間隔を有するフィルタ開放部が形成される段階と，上記の基板上に，トレンチと連通し，圧力発生要素にインクを供給するインク流路を限定する流路構造物を形成する段階と，上記のフィルタ開放部が，インク流路に供給されるインクに対してフィルタとして作用するように，２列のフィルタリングピラーの間に上記の基板を貫通してインク供給口を形成する段階とを備えるインクジェットヘッドの製造方法が提供される。
【００４４】
上記の流路構造物を形成する段階は，インク供給口により提供されたインクがフィルタ開放部間を通過してインク流路に供給されるように，２列のフィルタリングピラーを覆い，かつフィルタリングピラーの上面に当接するカバー層を形成する段階を備えることが可能である。
【００４５】
上記の流路構造物を形成する段階は，内部に圧力発生要素が配置されるインクチャンバーの側壁を限定するチャンバー層を形成する段階と，インクチャンバーと連通し，圧力発生要素に対応するノズル及び前記インクチャンバーにインクを供給するインクチャネルを限定するノズル層を形成する段階とをさらに含むこともできる。
【００４６】
上記の流路構造物を形成する段階の前に，フィルタリングピラーの周辺及びトレンチの内部を満たす第１犠牲層を形成する段階をさらに備えることも可能である。
【００４７】
また，上記の流路構造物を形成する段階は，内部に圧力発生要素が配置されるインクチャンバーの側壁を限定するチャンバー層，及びフィルタリングピラーを覆うカバー層を形成する段階をさらに備えることもできる。
【００４８】
上記の流路構造物を形成する段階は，チャンバー層を形成した後，圧力発生要素に対応するノズルを有するノズル層を形成する段階をさらに備えることも可能である。
【００４９】
また，上記のフィルタ開放部は，インク流路の最小寸法より小さいように形成されることもできる。
【００５０】
また，上記のフィルタリングピラーは，１より大きい縦横比を有することも可能である。
【００５１】
上記の流路構造物を形成する段階の前に，フィルタリングピラーの周辺及びトレンチの内部を満たす第１犠牲層を形成する段階と，インク流路が形成されるべき領域を満たす第２犠牲層を形成する段階とをさらに備えることもできる。
【００５２】
また，上記の流路構造物を形成する段階は，第２犠牲層の上部に流路物質層を形成する段階と，圧力発生要素に対応するノズルを有するノズル層を形成する段階とをさらに備え，上記流路物質層は，フィルタリングピラーの２列を覆うチャンバー層を含み，内部に圧力発生要素が配置されるインクチャンバーを限定し，インク供給口からインクチャンバーにインクを供給するインクチャネルを限定することも可能である。
【発明の効果】
【００５３】
本発明によれば，基板をエッチングして，基板と一体となったフィルタリングピラーを形成することができる。このフィルタリングピラーは，高い縦横比を有する場合にも，強固で且つ信頼性あるように形成される。その結果，流路の内部に異物が侵入するのを防止することができると共に，流体抵抗の増加を最小化することができ，インクジェットヘッドの特性を改善させるインクジェットヘッドおよびその製造方法を提供するこができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５４】
以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。なお，各図面において，層及び領域の厚みは，明確性を図るために誇張されたものである。
【００５５】
図２は，本発明の一実施形態に係るインクジェットヘッドを示す透視図であり，図３は，図２に示されたインクジェットヘッドの平面図である。また，図４〜図９は，本発明の一実施形態に係るインクジェットヘッドの製造方法を説明するために，図３のＩ−Ｉ’線に沿って切断した断面図である。
【００５６】
まず，図２，図３及び図９を参照して，本発明の一実施形態に係るインクジェットヘッドを説明する。
【００５７】
図２，図３及び図９を共に参照すれば，基板１０の上部の面１０ａ上に圧力発生要素が配置される。基板１０は，半導体素子の製造工程に使われる約５００μｍの厚さを有するシリコン基板である。圧力発生要素（ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ  ｅｌｅｍｅｎｔｓ）は，インク吐出のための圧力を供給する。この圧力発生要素は，電気−熱変換器として配設される発熱抵抗器１２である。発熱抵抗器１２は，タンタルまたはタングステンのような高抵抗金属，タンタル，アルミニウムのような高抵抗金属を含む合金，または不純物イオンがドープされたポリシリコンより形成されることができる。また，図示してはいないが，基板１０の上部面１０ａ上には，発熱抵抗器１２に電気的信号を送信するための配線，外部回路と発熱抵抗器１２とを電気的に接続するための導電性パッド，基板１０上の最下層に形成されるシリコン酸化膜熱障壁層，及び構造物を保護するためのパッシベーション層をさらに配置することができる。
【００５８】
上記の基板１０は，インク供給口２６により貫通されている。インク供給口２６は，発熱抵抗器１２から離隔し，基板１０を長手方向に沿って貫通することができる。また，インク供給口２６は，平面図からわかるように，スロット形状を有することができる。発熱抵抗器１２は，インク供給口２６の長手方向に沿ってインク供給口２６の両側に２列で配置されることができる。インク供給口２６と発熱抵抗器１２との間には，基板１０の上部面１０ａから所定の深さで凹設（ｒｅｃｅｓｓ）され，インク供給口２６によりその幅が限定されたマニホールド１４’が配置される。上述したように，インク供給口２６がスロット形状を有する場合，マニホールド１４’は，インク供給口２６の長手方向に沿ってインク供給口２６に当接するように配置されることができる。マニホールド１４’の上には，複数のフィルタリングピラー１６が配置される。フィルタリングピラー１６は，基板１０と一体に形成される。フィルタリングピラー１６は，それらの周辺部の基板１０を例えばエッチングすることで形成されることができる。この場合，基板１０のエッチングされた部分は，マニホールド１４’を構成する。したがって，フィルタリングピラー１６は，マニホールド１４’の深さと実質的に同じ数値の高さを有し，フィルタリングピラー１６の上部面は，基板１０の上部面１０ａと実質的に同じ高さを有する。フィルタリングピラー１６は，マニホールド１４’上において同一の間隔で離隔するように配置され，これにより，フィルタリングピラー間に同じ寸法を有するフィルタ開放部（ｆｉｌｔｅｒ  ｏｐｅｎｉｎｇｓ）Ｏ（図３参照）を提供することができる。
【００５９】
基板１０の上部面１０ａ上には，流路を限定する流路構造物が配置される。この流路は，発熱抵抗器１２を各々その内部に含むインクチャンバー２８と，該インクチャンバー２８からマニホールド１４’の方向へ設けられるインクチャネル３０と，インクチャンバー２８と各々つながっているノズル２４’とを含む。上記の流路構造物は，チャンバー層２０ａと，カバー層２０ｂと，ノズル層２４とを含んで形成されることができる。チャンバー層２０ａは，基板１０の上部面上に配置され，インクチャンバー２８及びインクチャネル３０の側壁を限定する。カバー層２０ｂは，チャンバー層２０ａと同一の高さに配置され，フィルタリングピラー１６の上部面に当接され，かつインク供給口２６の上部を覆う。また，カバー層２０ｂは，インク収納容器（図示せず）から提供されたインクがインク供給口２６を経由して上記の流路の内部に円滑に移動することができるように，マニホールド１４’のインクチャネル側の端Ｅから十分に離隔することが好ましい。また，チャンバー層２０ａ及びカバー層２０ｂは，同一の工程段階で同じ材料層を使用して形成されることができる。例えば，チャンバー層２０ａ及びカバー層２０ｂは，感光性樹脂層であってもよい。ノズル層２４は，チャンバー層２０ａ及びカバー層２０ｂ上に配置され，ノズル２４’は，発熱抵抗器１２の各々に対応するようにノズル層２４を貫通する。
【００６０】
上記のインク収納容器から供給されたインクは，インク供給路２６と，フィルタリングピラー１６により形成されたフィルタ開放部Ｏと，インクチャネル３０とを順次経て，インクチャンバー２８に一時的に貯蔵される。つまり，インクチャンバー２８は，圧力発生要素である発熱抵抗器１２を取り囲み，一面が開放された空間を形成している部分である。また，インクチャンネル３０は，インクチャンバー２８の開放された一面からインク供給口２６の間のインクが通る流路を意味している。すなわち，インク供給口２６から供給されたインクは，インクチャンネル３０を通ってインクチャンバー２８に供給される。インクチャンバー２８に供給されたインクは，発熱抵抗器１２が圧力を発生させることによって吐出されるまで，インクチャンバー２８に一時的に貯蔵されることとなる。インクチャネル３０は，図３のように，インクチャネル３０の側部が互いに平行な部分と，インクチャンバー２８からマニホールド１４’の方向に向かって流路の幅が広がるように側部が形成されている部分とから構成されている。この過程で，フィルタリングピラー１６がインク内のパーティクルをフィルタリング（濾過）するためには，フィルタ開放部Ｏは，インクチャネル３０とインクチャンバー２８とノズル２４’とを含む流路の最小寸法より小さい寸法を有することが好ましい。フィルタ開放部Ｏの寸法は，フィルタ開放部Ｏの幅，すなわちフィルタリングピラー１６間の間隔で定義されることができる。したがって，フィルタ開放部Ｏの幅は，流路の最小寸法より小さい寸法を有することが好ましい。これにより，最小寸法を有する流路に目詰まりを生じさせる程度に大きいパーティクルが，フィルタリングピラー１６によりフィルタリングされることができる。通常，流路の最小寸法は，ノズル２４’の直径であってもよい。また，フィルタリングピラー１６の高さは，チャンバー層２０ａの厚さ，すなわちインクチャンバー２８が高さと実質的に同一であってもよい。
【００６１】
上記のフィルタリングピラー１６は，インクの流れを妨害する流体抵抗器として作用する。フィルタリングピラー１６による流体抵抗を最小化するためには，フィルタリングピラー１６の寸法を小さくすることが好ましい。この際，同じ高さを有するフィルタリングピラー１６の寸法は，インクの移動方向に垂直な軸の直径Ｄ，またはフィルタリングピラー１６の縦横比で表現されることができる。フィルタ開放部Ｏの幅，すなわちフィルタリングピラー１６間の間隔は維持しながら，フィルタリングピラー１６の直径Ｄを減少させることによって，フィルタリングピラー１６の縦横比が大きくなる場合，フィルタ開放部Ｏの全体幅が増加するようになり，フィルタリングピラー１６による流体抵抗を最小化することができる。
【００６２】
図１２は，フィルタリングピラーの直径とフィルタ開放部との関係を簡略に示す平面図である。
【００６３】
図１２を参照すれば，直径Ｄ１を有するフィルタリングピラー１６ａ，及び直径Ｄ１より小さい直径Ｄ２を有するフィルタリングピラー１６ｂが，各々同じ幅のフィルタ開放部Ｏを提供するように配置される場合，直径Ｄ２を有するフィルタリングピラー１６ｂにより提供されたフィルタ開放部Ｏの全体幅が，直径Ｄ１の場合に比べ増加することが分かる。例えば，１０μｍの直径を有するフィルタリングピラーが，３００μｍの長さを有するマニホールド上に，１０μｍの幅を有するフィルタ開放部を提供するように配置される場合，上記のフィルタ開放部の全体幅は，１５０μｍとなる。これに対し，フィルタリングピラーが５μｍの直径を有する場合，フィルタ開放部の全体幅は，２００μｍとなる。
【００６４】
続いて，図２，図３及び図９を参照すれば，上記のフィルタリングピラー１６は，基板１０と一体で形成されるので，基板１０とフィルタリングピラー１６との接着不良が発生する恐れがない。また，フィルタリングピラー１６は，基板１０をエッチングして形成されるので，従来，感光性樹脂層をパターニングして形成されるピラーとは異なって，１より高い縦横比を有する場合にも，信頼性あるように形成されることができる。したがって，マニホールド１４’上に一層多くのフィルタ開放部Ｏを提供できるようになるので，フィルタリングピラー１６による流体抵抗の増加を最小化することができる。また，流体抵抗の増加が最小化されるにしたがって，インク吐出後，インクチャンバー２８内にインクが再充填される速度が改善され，インク吐出周波数を改善させることができる。
【００６５】
以下，本発明の一実施形態に係るインクジェットヘッドの製造方法を説明する。
【００６６】
図３及び図４より，まず，基板１０を準備する。基板１０の上部面１０ａ上には，インク吐出のための圧力を発生させる複数の圧力発生要素が形成される。圧力発生要素としては，タンタルまたはタングステンのような高抵抗金属，タンタル，アルミニウムのような高抵抗金属を含む合金，または不純物イオンがドープされたポリシリコンよりなる発熱抵抗器１２を設けることができる。また，上部面１０ａ上には，発熱抵抗器１２に電気的信号を送信するための配線（図示せず），外部回路と発熱抵抗器１２とを電気的に接続するための導電性パッド（図示せず），基板１０上の最下層に形成されるシリコン酸化膜熱障壁層（図示せず），及び上記の構造物を保護するためのパッシベーション層（図示せず）をさらに形成することができる。
【００６７】
図３及び図５より，続いて，基板１０をパターニングして，発熱抵抗器１２から離隔した基板１０の中心部にトレンチ１４を形成する。より具体的には，基板１０上にマスクパターン（図示せず）を形成し，マスクパターンをエッチングマスクとして使用して基板１０を所定の深さにドライエッチングする。その結果，基板１０の中心部に，複数のフィルタリングピラー１６を限定するトレンチ１４が形成される。フィルタリングピラー１６は，マスクパターンによりマスキングされた部分である。トレンチ１４の深さ，すなわちフィルタリングピラー１６の高さは，後続の工程により形成されるべきチャンバー層の厚さと実質的に同じことが好ましい。また，フィルタリングピラー１６は，トレンチ１４の側壁に沿ってトレンチ１４の側壁から所定の距離離隔され，同じ間隔を有するように形成される。これにより，フィルタリングピラー間に同じ幅を有するフィルタ開放部Ｏが形成される。この際，フィルタリングピラー１６は，１より高い縦横比を有するように形成されることが好ましい。ここで，フィルタリングピラー１６の縦横比とフィルタ開放部Ｏの全体幅とは，比例関係にある。反対に，フィルタリングピラー１６の直径とフィルタ開放部Ｏの全体幅とは，反比例関係にある。
【００６８】
本発明の一実施形態において，基板１０は，ＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ）工程またはＤＲＩＥ（Ｄｅｅｐ  Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ）工程によりエッチングされることができる。また，ＤＲＩＥ工程は，ＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ）工程であることが知られている。特に，ＤＲＩＥ工程は，高濃度のプラズマソースを使用し，エッチングと保護層蒸着とを交互に行うことによって，高い縦横比（ｈｉｇｈ  ａｓｐｅｃｔ  ｒａｔｉｏ）を有するフィルタリングピラー１６を形成できる。この場合，エッチングプラズマソース（ｅｔｃｈｉｎｇ  ｐｌａｓｍａ  ｓｏｕｒｃｅ）には，ＳＦ６ガスを用いることができ，保護プラズマソース（ｐａｓｓｉｖａｔｉｎｇ  ｐｌａｓｍａ  ｓｏｕｒｃｅ）には，Ｃ４Ｆ８ガスを用いることができる。
【００６９】
図６に示したように，マスクパターンを除去した後，トレンチ１４を満たす下部犠牲層１８を形成する。下部犠牲層１８は，スピンコート法を用いてポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）またはポリアミド（ｐｏｌｙａｍｉｄｅ）系のポジティブ感光性樹脂層，または熱可塑性樹脂層で形成されることができる。下部犠牲層１８を有する基板１０上に，チャンバー層２０ａ及びカバー層２０ｂを形成する。この際，カバー層２０ｂは，フィルタリングピラー１６を覆い且つトレンチ１４の側壁から離隔するように形成されることが好ましい。チャンバー層２０ａ及びカバー層２０ｂは，基板１０の上部面１０ａ上に感光性樹脂層を形成した後，感光性樹脂層を露光及び現像することで形成されることができる。感光性樹脂層は，液状の感光性樹脂を用いたスピンコート法により形成するか，又は，感光性ドライフィルム層をラミネーション法で加熱圧着して形成することができる。一方，ドライフィルム層を使用する場合，下部犠牲層１８を形成する工程は省略してもよい。
【００７０】
図７に示したように，上記までの工程の後に続けて，チャンバー層２０ａとカバー層２０ｂとの間の空間を満たす上部犠牲層２２を形成する。上部犠牲層２２は，下部犠牲層１８と同じポリイミドまたはポリアミド系のポジティブ感光性樹脂層，または熱可塑性樹脂層で形成されることができる。一方，図６で説明したチャンバー層２０ａ及びカバー層２０ｂを形成する工程は，図７で説明した上部犠牲層２２を形成する工程の前に行ってもよい。すなわち，下部犠牲層１８を形成した後，基板１０上に，流路が形成されるべき領域を覆う上部犠牲層２２を先ず形成することができる。その後，チャンバー層２０ａ及びカバー層２０ｂを形成することができる。
【００７１】
図８に示したように，チャンバー層２０ａ，カバー層２０ｂ及び上部犠牲層２２上に，発熱抵抗器１２の各々に対応するノズル２４’を有するノズル層２４を形成する。ノズル層２４は，チャンバー層２０ａ，カバー層２０ｂ及び上部犠牲層２２上に感光性樹脂層を形成し，感光性樹脂層を露光及び現像することで形成されることができる。感光性樹脂層は，液状の感光性樹脂を用いたスピンコート法により形成するか，又は，感光性ドライフィルム層をラミネーション法で加熱圧着して形成することができる。一方，ドライフィルム層を使用する場合には，上部犠牲層２２を形成する工程は省略してもよい。
【００７２】
図９に示したように，ノズル層２４を形成した後，トレンチ１４下部の基板１０をエッチングして，インク供給口２６を形成する。インク供給口２６は，ＲＩＥ工程またはサンドブラスト（ｓａｎｄｂｌａｓｔｉｎｇ）工程のようなドライエッチング，またはＴＭＡＨ（Ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌ  Ａｍｍｏｎｉｕｍ  Ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ）のような強アルカリ性溶液をエッチング液として使用するウェットエッチングにより形成することができる。インク供給口２６を形成することによって，トレンチ１４の側部に，フィルタリングピラー１６を含むマニホールド１４’が限定される。すなわちマニホールド１４’は，インク供給口２６により限定された幅を有する。インク供給口２６を形成した後，下部犠牲層１８及び上部犠牲層２２を適切な溶媒，例えば，グリコールエーテル（ｇｌｙｃｏｌ  ｅｔｈｅｒ），メチルラクテート（ｍｅｔｈｙｌ  ｌａｃｔａｔｅ）またはエチルラクテート（ｅｔｈｙｌ  ｌａｃｔａｔｅ）のような溶媒を使用して除去する。その結果，上部犠牲層２２が除去された領域にインクチャンバー２４及びインクチャネル３０が形成される。本発明の一実施形態によれば，チャンバー層２０ａ，カバー層２０ｂ及びノズル層２４は，インクチャンバー２４，インクチャネル３０及びノズル２４’を限定する流路構造物を構成する。
【００７３】
図１０及び図１１は，本発明の第２の実施形態によるインクジェットヘッドの製造方法を示す断面図である。
【００７４】
図１０を参照すると，まず，図４及び図５で説明したような工程を行うことによって，フィルタリングピラー１６を限定するトレンチ１４を形成した後，トレンチ１４を満たす下部犠牲層１８を形成する。その後，基板１０上に，流路が形成されるべき領域を覆う上部犠牲層２２を形成することができる。
【００７５】
図１１を参照すれば，上部犠牲層２２，基板１０，下部犠牲層１８を覆う流路物質層（図示せず）を，基板１０上に形成する。また，流路物質層は，上部犠牲層２２間の空間を満たし，上部犠牲層２２の上部面から所定厚さを有するように形成される。上記の流路物質層は，感光性樹脂層で形成されることができる。その後，流路物質層をパターニングして，発熱抵抗器１２の各々に対応するノズル３４’を有する流路構造物を形成する。上述したように，本発明の他の実施形態によれば，図４〜図９で説明した本発明の一実施形態とは異なって，チャンバー層３０ａ，カバー層３０ｂ及びノズル層３４を含む流路構造物が同一の工程段階で一体に形成されることができる。流路構造物を形成した後，図９で説明したような工程を行うことによって，インクジェットヘッドを形成する。
【００７６】
（実施例）
図１３ａ及び図１３ｂは，本発明の一実施形態によるフィルタリングピラーＰを示す電子顕微鏡写真である。フィルタリングピラーＰは，シリコン基板上にフィルタリングピラーＰが形成されるべき領域を覆うフォトレジストパターンを形成した後，フォトレジストパターンをエッチングマスクにしてシリコン基板をエッチングすることによって形成された。この際，シリコン基板は，ＤＲＩＥ工程を用いてドライエッチングした。フィルタリングピラーＰは，約５μｍの幅Ｘ及び約２０μｍの高さＹを有するように形成され，約４の縦横比を有するように形成された。また，フィルタリングピラーＰは，１０μｍの間隔を有するように形成された。
【００７７】
図１３ａ及び図１３ｂを共に参照すれば，本発明の一実施形態のように，シリコン基板をドライエッチングしてフィルタリングピラーＰを形成する場合，フィルタリングピラーＰは，高い縦横比を有するように形成されることができた。また，フィルタリングピラーＰは，高い縦横比を有するが，フィルタリングピラーは，基板と一体型で形成されるので，基板から離脱するおそれがない。したがって，強固でかつ信頼性あるパーティクルフィルタリングシステムを具現できる。
【００７８】
図１４ａ及び図１４ｂは，フィルタリングピラーの寸法によるインクジェットヘッドのインク吐出特性を評価するためのコンピュータシミュレーション結果を示す図である。図１４ａ及び図１４ｂにおいて，インクチャンバーＣは，３面バリアー構造を有するように設計された。また，フィルタリングピラーの直径は，図１４ａ，図１４ｂそれぞれ１０μｍ及び５μｍに設計され，上記フィルタリングピラー間の間隔，すなわちフィルタ開放部の幅は，いずれも１０μｍに設計された。一方，図１４ａ及び図１４ｂは，インク吐出後，７秒が経過した後の結果を示す図である。なお，図１４ａおよび図１４ｂ中のＸ軸，Ｙ軸は，図１３ａにて示されたフィルタリングピラーＰの幅Ｘおよび高さＹを表すものではない。
【００７９】
図１４ａ及び図１４ｂを共に参照すれば，フィルタリングピラーが５μｍの直径を有する場合，フィルタリングピラーが１０μｍの直径を有する場合より，インク吐出後，インクがインクチャンバーＣ内に一層速く流入されることが分かる。また，インク吐出周波数は，フィルタリングピラーの直径が５μｍ及び１０μｍである場合，各々７２ＫＨｚ及び５９ＫＨｚに計算された。このような結果は，フィルタリングピラーが５μｍの直径を有する場合，より多くのフィルタ開放部を提供するようになり，フィルタ開放部の全体幅が増加したからである。
【００８０】
本発明の一実施形態によるフィルタリングピラーは，基板をエッチングすることで，基板と一体に形成される。したがって，フィルタリングピラーは，高い縦横比を有する場合にも，信頼性あるように形成されることができ，これにより，限定された寸法を有する流路の内部においてより多くのフィルタ開放部を提供できるようになる。その結果，パーティクルによる目詰まりを防止することができると共に，流体抵抗の増加を最小化して，インク吐出周波数特性の低下を最小化することができる。
【００８１】
以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された範疇内において，各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明は，インクジェットヘッド及びその製造方法に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】従来のインクジェットヘッドを示す透視図である。
【図２】本発明の各実施形態によるインクジェットヘッドを示す透視図である。
【図３】図２に示されたインクジェットヘッドの平面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態によるインクジェットヘッドの製造方法を説明するために，図３のＩ−Ｉ’線に沿って切断した断面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態によるインクジェットヘッドの製造方法を説明するために，図３のＩ−Ｉ’線に沿って切断した断面図である。
【図６】本発明の第１の実施形態によるインクジェットヘッドの製造方法を説明するために，図３のＩ−Ｉ’線に沿って切断した断面図である。
【図７】本発明の第１の実施形態によるインクジェットヘッドの製造方法を説明するために，図３のＩ−Ｉ’線に沿って切断した断面図である。
【図８】本発明の第１の実施形態によるインクジェットヘッドの製造方法を説明するために，図３のＩ−Ｉ’線に沿って切断した断面図である。
【図９】本発明の第１の実施形態によるインクジェットヘッドの製造方法を説明するために，図３のＩ−Ｉ’線に沿って切断した断面図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態によるインクジェットヘッドの製造方法を示す断面図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態によるインクジェットヘッドの製造方法を示す断面図である。
【図１２】フィルタリングピラーの直径とフィルタ開放部との関係を簡略に示す平面図である。
【図１３ａ】本発明の各実施形態によるフィルタリングピラーを示す電子顕微鏡写真である。
【図１３ｂ】本発明の各実施形態によるフィルタリングピラーを示す電子顕微鏡写真である。
【図１４ａ】フィルタリングピラーの寸法によるインクジェットヘッドのインク吐出特性を評価するためのコンピュータシミュレーション結果を示すグラフ図である。
【図１４ｂ】フィルタリングピラーの寸法によるインクジェットヘッドのインク吐出特性を評価するためのコンピュータシミュレーション結果を示すグラフ図である。
【符号の説明】
【００８４】
１      基板
３      発熱抵抗器
５      チャンバー層
７      ノズル層
７’      ノズル
９      インク供給口
１０      基板
１１      ピラー
１０ａ      上部面
１２      発熱抵抗器
１４      トレンチ
１４’      マニホールド
１６      フィルタリングピラー
１８      下部犠牲層
２０ａ，３０ａ      チャンバー層
２０ｂ，３０ｂ      カバー層
２２    上部犠牲層
２４，３４      ノズル層
２４’      ノズル
２６      インク供給口
２８  インクチャンバー
３０  インクチャネル
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３ａ】
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【図１３ｂ】
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【図１４ａ】
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【図１４ｂ】
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