(57)【要約】第１の面（１６２）および第１の面と反対側の第２の面（１６４）を有する基板（１６０）を貫通する穴（１５０）を形成する方法が、第２の面から第１の面の方に基板内に穴の第１の部分（１５４）を砥粒加工し、第１の面から第２の面の方に基板内に穴の第２の部分（１５６）を砥粒加工する段階を含む。第１と第２の部分の一方を砥粒加工する段階が、第１または第２の部分を第１と第２の部分の他方と連通させて基板を貫通する穴を形成する段階を含む。
2008511477.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体射出装置用の基板（１６０）を形成する方法であって、該基板が、第１の面（１６２）および該第１の面の反対側にある第２の面（１６４）を有しており、
前記基板内に、前記第２の面から前記第１の面に向かって、第１の侵食速度で、続いて該第１の侵食速度より遅い第２の侵食速度で砥粒加工し、該砥粒加工が、前記基板に流体チャネル（１５０）の第１の部分（１５４）を形成し、
前記基板内に、前記第１の面から前記第２の面に向かって砥粒加工し、該砥粒加工が、前記基板に流体チャネルの第２の部分（１５６）を形成することを含み、
前記第１の部分を形成することまたは前記第２の部分を形成することが、前記流体チャネルの前記第１の部分と前記流体チャネルの前記第２の部分とのうち一方を、前記流体チャネルの前記第１の部分と前記流体チャネルの前記第２の部分とのうち他方へ連通することを含む、方法。
【請求項２】
前記第１の部分を形成することまたは前記第２の部分を形成することが、前記流体チャネルのネック部（１５８）を形成することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記流体チャネルのネック部が、前記第１の部分の最小寸法と前記第２の部分の最小寸法とを画定する、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１の部分の最大寸法が、前記第２の部分の最大寸法より大きい、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記流体チャネルの前記第１の部分を形成することが、凹状の側壁を有する前記第１の部分を形成することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記流体チャネルの前記第２の部分を形成することが、凹状の側壁を有する前記第２の部分を形成することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記第１の面から前記基板内に砥粒加工する前に、前記第１の面から前記第２の面に向かって前記基板を化学的エッチングすることをさらに含み、該化学的エッチングが、前記流体チャネルの前記第２の部分を部分的に形成することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
流体射出装置用の基板（１６０）であって、
第１の面（１６２）と、
前記第１の面と反対側にある第２の面（１６４）と、
前記第１の面および前記第２の面に連通した流体チャネル（１５０）とを有し、
前記流体チャネルが、前記第１の面（１６２）に連通した第１の部分（１５４）と、前記第２の面（１６４）に連通した第２の部分（１５６）と、該第１の部分および該第２の部分の間の、当該流体チャネルの最小寸法を画定するネック部（１５８）とを有する、基板（１６０）。
【請求項９】
前記流体チャネルの前記第１の部分の最大寸法が、前記流体チャネルの前記第２の部分の最大寸法より大きい、請求項８に記載の基板。
【請求項１０】
前記流体チャネルの前記第１の部分が、前記第１の部分の最大寸法によって部分的に画定された第１の領域（１５４１）と、前記ネック部の最小寸法によって部分的に画定された第２の領域（１５４２）とを有する、請求項９に記載の基板。
【請求項１１】
前記第１の領域が第１の凹状の側壁を有し、前記第２の領域が第２の凹状の側壁を有する、請求項１０に記載の基板。
【請求項１２】
前記第１の領域が、前記第２の面から前記第１の面に向かって第１の勾配で徐々に狭くなり、前記第２の領域が、前記第１の領域から前記第１の面に向かって、前記第１の勾配より大きい第２の勾配で徐々に狭くなる、請求項１０に記載の基板。
【請求項１３】
前記流体チャネルの前記第２の部分が、前記ネック部の最小寸法によって部分的に画定された少なくとも１つの領域（１５６２）を有する、請求項８に記載の基板。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの領域が、凹状の側壁を有する、請求項１３に記載の基板。
【請求項１５】
前記少なくとも１つの領域が、前記ネック部から前記第１の面に向かって徐々に広くなる、請求項１３に記載の基板。
【請求項１６】
前記流体チャネルの前記第１の部分が、凹状の側壁を有する、請求項８に記載の基板。
【請求項１７】
前記流体チャネルの前記第２の部分が、凹状の側壁を有する、請求項１６の基板に記載の基板。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
印刷ヘッド等の流体射出装置には、基板の表面に液滴射出要素が形成されており、流体は、基板の穴またはスロットを介して液滴射出要素の射出チャンバに送られる。多くの場合、基板はシリコンウェハであり、スロットは、化学的エッチングによってウェハに形成される。基板を貫通するスロットを形成する既存の方法は、基板の裏面から基板の表面へと基板をエッチングすることを含み、この場合、基板の裏面は、基板の液滴射出要素が形成される面の反対側の面として規定される。残念ながら、基板の裏面から基板の表面まで完全にエッチングすると、表面でのスロットのアラインメントがずれかつ／または表面でのスロットの幅が変化することがある。
【発明の開示】
【０００２】
【発明を実施するための最良の形態】
【０００３】
好ましい実施形態の以下の詳細な説明において、詳細な説明の一部を構成しかつ具体的な態様を示す添付図面を参照する。これに関連して、説明する図の向きに関して、「上」、「下」、「前」、「後」、「前方」、「後方」等の方向を表す語を使用する。本発明に記載の構成要素は、多くの異なる向きで配置することができるので、向きを示す語は、限定されることなく例示のために使用されている。本発明の範囲から逸脱することがなければ、他の実施形態を利用することができ、または構造的または論理的な変更を行うことができることを理解されたい。したがって、以下の詳細な説明は、限定の意味で解釈されるべきでなく、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によって限定される。
【０００４】
図１に、インクジェットシステム１０の一実施形態を示す。インクジェット印刷システム１０は、流体射出アッセンブリ、例えばインクジェット印刷ヘッドアッセンブリ１２等と、流体供給アッセンブリ、例えばインク供給アッセンブリ１４とを含む流体射出システムの一実施形態を構成する。図示の実施形態では、インクジェット印刷システム１０は、取付けアッセンブリ１６、媒体搬送アッセンブリ１８および電子制御装置２０も有する。
【０００５】
インクジェット印刷ヘッドアッセンブリ１２は、流体射出アッセンブリの一実施形態として、複数のオリフィスもしくはノズル１３からインクもしくは流体の液滴を射出する１つ以上の印刷ヘッドまたは流体射出装置を有する。一実施形態では、液滴は、印刷媒体１９上に印刷するために、媒体、例えば印刷媒体１９に向けて導かれる。印刷媒体１９は、用紙、カードストック、透明シート、マイラー、布等の任意の種類の適切なシート材料である。通常に、ノズル１３は、１つ以上の行または列で配置されており、この場合、一実施形態では、ノズル１３から適切に順序付けされたインクによって、インクジェット印刷ヘッドアッセンブリ１２と印刷媒体１９とが互いに相対移動する時に印刷媒体１９上に文字、記号および／または他の図形もしくは画像が印刷されるようになっている。
【０００６】
インク供給アッセンブリ１４は、流体供給アッセンブリの一実施形態として、インクジェット印刷ヘッドアッセンブリ１２にインクを供給し、インクを蓄えるリザーバ１５を備えている。よって、一実施形態では、インクは、リザーバ１５からインクジェット印刷ヘッドアッセンブリ１２に流れる。一実施形態では、インクジェット印刷ヘッドアッセンブリ１２とインク供給アッセンブリ１４とは共に、インクジェットもしくは流体ジェットカートリッジまたはペンに収容されている。別の実施形態では、インク供給アッセンブリ１４は、インクジェット印刷ヘッドアッセンブリ１２とは別体であり、供給管等の相互接続部によってインクジェット印刷ヘッドアッセンブリ１２にインクを供給する。
【０００７】
取付けアッセンブリ１６は、インクジェット印刷ヘッドアッセンブリ１２を媒体搬送アッセンブリ１８に対して位置決めし、媒体搬送アッセンブリ１８は、印刷媒体１９をインクジェット印刷ヘッドアッセンブリ１２に対して位置決めする。これにより、インクジェット印刷ヘッドアッセンブリ１２と印刷媒体１９の間の領域に、ノズル１３に隣接して、印刷ゾーン１７が画定される。一実施形態では、インクジェット印刷ヘッドアッセンブリ１２は、走査型の印刷ヘッドアッセンブリであり、取付けアッセンブリ１６は、インクジェット印刷ヘッドアッセンブリ１２を媒体搬送アッセンブリ１８に対して相対移動させるキャリッジを備えている。別の実施形態では、インクジェット印刷ヘッドアッセンブリ１２は、非走査型の印刷ヘッドアッセンブリであり、取付けアッセンブリ１６は、インクジェット印刷ヘッドアッセンブリ１２を媒体搬送アッセンブリ１８に対する規定の位置に固定する。
【０００８】
電子制御装置２０は、インクジェット印刷ヘッドアッセンブリ１２、取付けアッセンブリ１６および媒体搬送アッセンブリ１８と通信する。電子制御装置２０は、コンピュータ等のホストシステムからデータ２１を受け取り、データ２１を一時的に記憶するメモリを備えていてよい。データ２１は、電子的、赤外線、光学的またはその他の情報伝送経路に沿って、インクジェットシステム１０に送られてよい。データ２１は、例えば、印刷される文書および／またはファイルを表わす。よって、データ２１は、インクジェット印刷システム１０の印刷ジョブを構成し、１つ以上の印刷ジョブコマンドおよび／またはコマンドパラメータを含む。
【０００９】
一実施形態では、電子制御装置２０は、ノズル１３からインク滴を射出するタイミング制御を含むインクジェット印刷ヘッドアッセンブリ１２の制御を実現する。よって、電子制御装置２０は、印刷媒体１９上に文字、記号および／または他の図形もしくは画像を形成する射出インク滴パターンを画定する。タイミング制御、ひいては射出インク滴のパターンは、印刷ジョブコマンドおよび／またはコマンドパラメータによって決定される。一実施形態では、電子制御装置２０の一部分を構成するロジックおよび駆動回路は、インクジェット印刷ヘッドアッセンブリ１２上に配置される。別の実施形態では、電子制御装置２０の一部分を構成するロジックおよび駆動回路は、インクジェット印刷ヘッドアッセンブリ１２の外に配置される。
【００１０】
図２に、流体射出装置３０の一部の一実施形態を示す。流体射出装置３０は、液滴射出要素３１のアレイを含む。液滴射出要素３１は、流体（もしくはインク）供給スロット４１が中に形成された基板４０上に形成される。よって、流体供給スロット４１は、液滴射出要素３１に流体（もしくはインク）を供給する。基板４０は、例えばシリコン、ガラスまたはセラミックスから形成される。
【００１１】
一実施形態では、各液滴射出要素３１は、抵抗器３４を含む薄膜構造３２と、オリフィス層３６とを有する。薄膜構造３２には、基板４０の流体供給スロット４１と連通する流体（もしくはインク）供給孔３３が形成されている。オリフィス層３６は、表面３７と、この表面３７に形成されたノズル孔３８とを備えている。オリフィス層３６は、ノズル孔３８および薄膜構造３２の流体供給孔３３と連通するノズルチャンバ３９も有している。抵抗器３４は、ノズルチャンバ３９内に位置決めされ、抵抗器３４を駆動信号およびアースに電気的に結合するリード３５を有する。
【００１２】
薄膜構造３２は、例えば、二酸化ケイ素、炭化ケイ素、窒化ケイ素、タンタル、ポリシリコンガラスまたは他の材料からなる１つ以上のパッシベーション層または絶縁体層によって形成される。一実施形態では、薄膜構造３２は、抵抗器３４およびリード３５を画定する導電体層も有している。導電体層は、例えば、アルミニウム、金、タンタル、タンタル−アルミニウム、あるいは他の金属または金属合金で形成されている。
【００１３】
一実施形態では、動作中、流体は、流体供給スロット４１から流体供給孔３３を介してノズルチャンバ３９に流れ込む。ノズル孔３８は、抵抗器３４と動作可能に関連付けられており、この場合、抵抗器３４に通電された時、流体の液滴がノズルチャンバ３９から（例えば、抵抗器３４の面に垂直な）ノズル孔３８を通って媒体に向けて射出される。
【００１４】
流体射出装置３０の例示的な実施形態には、前述のようなサーマル印刷ヘッド、圧電印刷ヘッド、張力可変印刷ヘッド、あるいは当該技術分野で既知の任意の他のタイプの流体ジェット射出装置が含まれる。一実施形態では、流体射出装置３０は、完全に一体化されたサーマルインクジェット印刷ヘッドである。
【００１５】
図３に、インクジェット印刷ヘッドアッセンブリ１２の流体射出装置１３０の一部の別の実施形態を示す。流体射出装置１３０は、液滴射出要素１３１のアレイを有する。液滴射出要素１３１は、流体（もしくはインク）供給スロット１４１が形成された基板１４０上に形成されている。これにより、流体供給スロット１４１は、液滴射出要素１３１に流体（もしくはインク）を供給する。基板１４０は、例えばシリコン、ガラスまたはセラミックスで形成される。
【００１６】
一実施形態では、液滴射出要素１３１は、抵抗器１３４を備えている薄膜構造１３２と、オリフィス層１３６とを有する。薄膜構造１３２は、基板１４０の流体供給スロット１４１と連通する流体（もしくはインク）供給孔１３３を有している。オリフィス層１３６は、表面１３７と、表面１３７に形成されたノズル開口１３８とを有する。オリフィス層１３６には、それぞれのノズル開口１３８および流体供給孔１３３と連通するノズルチャンバ１３９が形成されている。一実施形態では、オリフィス層１３６は、ノズルチャンバ１３９を画定するバリヤ層１３６１と、ノズル開口１３８を画定するノズルプレート１３６２とを有する。
【００１７】
一実施形態では、動作中、流体が、流体供給孔１３３を介して流体供給スロット１４１からノズルチャンバ１３９に流れ込む。ノズル開口１３８は、それぞれの抵抗器１３４と動作可能に関連付けられており、その場合、抵抗器１３４が通電された時、流体小滴が、チャンバ１３９からノズル開口１３８を通って媒体に向かって射出される。
【００１８】
図３の実施形態に示したように、基板１４０は、第１の面１４３および第２の面１４４を有する。第２の面１４４は、第１の面１４３の反対の側にあり、一実施形態では、第１の面１４３と実質的に平行に配向している。流体供給孔１３３は、基板１４０の第１の面１４３と連通し、流体供給スロット１４１は、基板１４０の第２の面１４４と連通する。流体供給孔１３３および流体供給スロット１４１は、基板１４０内に流体チャネルまたは流体孔１４５を形成するように互いに連通する。この場合、流体供給スロット１４１は流体孔１４５の一部を構成し、流体供給孔１３３は流体孔１４５の一部を構成する。一実施形態では、流体孔１４５は、後述するように、基板１４０に砥粒加工（abrasive machining）によって形成される。
【００１９】
図４Ａ〜図４Ｈは、基板１６０を貫通する穴１５０の形成の一実施形態を示す。一実施形態では、後述するように、基板１６０はシリコン基板であり、穴１５０は、基板１６０に砥粒加工によって形成される。基板１６０は、第１の面１６２および第２の面１６４を有している。第２の面１６４は第１の面１６２の反対側にあり、一実施形態では、第１の面１６２と実質的に平行に配向している。穴１５０は、基板１６０を貫通するチャネルまたは通路を提供するように、基板１６０の第１の面１６２および第２の面１６４と連通する。基板１６０に１つの穴１５０だけが形成されるように示しているが、基板１６０には任意の数の穴１５０を形成できることを理解されたい。
【００２０】
一実施形態において、第１の面１６２は基板１６０の表側を形成し、第２の面１６４は基板１６０の後ろ側を形成し、これにより、流体が穴１５０を通って流れる、即ち基板１６０を裏面から表面に流れる。したがって、穴１５０は、基板１６０内を通して液滴射出要素１３１へ流体（もしくはインク）連通させる流体チャネルを提供する。
【００２１】
一実施形態では、図４Ａと図４Ｂに示すように、穴１５０が基板１６０内に形成される前に、基板１６０上に抵抗器１３４を含む薄膜構造１３２が形成される。図４Ａの実施形態に示すように、薄膜構造１３２が形成される前に、基板１６０の第１の面１６２と第２の面１６４とのそれぞれに酸化物層１７０および１７２が形成される。一実施形態では、酸化物層１７０と１７２は、第１の面１６２および第２の面１６４上に酸化物を成長させることによって形成される。酸化物には、例えば二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）やフィールド酸化物（ＦＯＸ）がある。
【００２２】
次に、図４Ｂの実施形態に示すように、基板１６０の第１の面１６２に薄膜構造１３２が形成される。より具体的には、薄膜構造１３２は、基板１６０の第１の面１６２に形成されるように酸化物層１７０上に作成される。前述のように、薄膜構造１３２は、例えば二酸化ケイ素、炭化ケイ素、窒化ケイ素、タンタル、ポリシリコンガラスまたは他の材料で形成された１つ以上のパッシベーション層または絶縁体層を含む。さらに、薄膜構造１３２は、抵抗器１３４ならびにこれに対応する導電経路およびリードを画定する導電体層も有する。導電体層は、例えばアルミニウム、金、タンタル、タンタル−アルミニウムあるいは他の金属または合金からなる。
【００２３】
また、図４Ｂの実施形態に示すように、穴１５０（図４Ｈ）が基板１６０の第１の面１６２に形成されかつこれに連通するように場所に、酸化物層１７０をパターニングして画定もしくは輪郭形成する。酸化物層１７０は、基板１６０の第１の面１６２の露出部分を画定するように、例えばフォトリソグラフィおよびエッチングによってパターニングする。
【００２４】
一実施形態では、図４Ｃに示すように、基板１６０に穴１５０または穴１５０の一部分を形成する前に、第１の面１６２にセンタリングスロット１５２が形成される。一実施形態において、センタリングスロット１５２は、基板１６０に穴１５０を形成する時に穴１５０が基板１６０の第１の面１６２とどこで連通するかを制御する。一実施形態では、センタリングスロット１５２は、基板１６０に、例えばドライエッチング、プラズマエッチングまたはリアクティブイオンエッチングを含む化学的エッチングによって、第１の面１６２から基板１６０内に形成される。
【００２５】
一実施形態では、図４Ｃに示すように、基板１６０にセンタリングスロット１５２を形成するために、基板１６０の第１の面１６２にマスキング層１８０を形成する。より具体的には、マスキング層１８０は、薄膜構造１３２および抵抗器１３４の上に形成される。したがって、マスキング層１８０は、第１の面１６２のエッチングを選択的に制御しあるいは阻止するために使用される。
【００２６】
一実施形態では、マスキング層１８０は、フォトリソグラフィおよびエッチングによる堆積とパターニングによって形成され、これにより、第１の面１６２の露出部分、より具体的には第１の面１６２に形成されたような酸化物層１７０の露出部分を画定する。このように、マスキング層１８０は、第１の面１６２から基板１６０内にセンタリングスロット１５２を形成する場所を画定および輪郭形成するようにパターニングする。
【００２７】
一実施形態では、センタリングスロット１５２は、基板１６０内に化学的エッチングによって形成する。したがって、マスキング層１８０は、基板１６０内にセンタリングスロット１５２をエッチングするために使用されるエッチング液に耐性のある材料で形成する。マスキング層１８０に適した材料の例には、二酸化ケイ素、窒化ケイ素またはフォトレジストがある。センタリングスロット１５２の形成後、マスキング層１８０を除去するかまたは剥がす。
【００２８】
一実施形態では、図４Ｄに示すように、オリフィス層１３６の一部、より具体的にはオリフィス層１３６のバリヤ層１３６１を、基板１６０の第１の面１６２に形成する。バリヤ層１３６１は、薄膜構造１３２の上に形成され、ノズルチャンバ１３９を画定するようにパターニングする（図３）。バリヤ層１３６１は、例えばＳＵ８等の感光性エポキシ樹脂で形成される。
【００２９】
次に、図４の実施形態に示すように、穴１５０を基板１６０に形成する前に、基板１６０上にマスキング層１８２および１８４を形成する。より具体的には、マスキング層１８２を基板１６０の第１の面１６２に、マスキング層１８４を基板１６０の第２の面１６４に形成する。一実施形態では、マスキング層１８２は、バリヤ層１３６１および抵抗器１３４を有する薄膜層１３２の上に形成され、マスキング層１８４は、酸化物層１７２の上に形成される。マスキング層１８２および１８４は、後述するように穴１５０の一部分を形成する際に、基板１６０の第１の面１６２および第２の面１６４の砥粒加工をそれぞれ選択的に制御しあるいは防ぐために使用される。
【００３０】
一実施形態では、マスキング層１８２および１８４は、堆積またはスプレーコーティングによって形成され、フォトリソグラフィとエッチングによってパターニングされ、基板１６０の露出部分を画定する。より具体的には、マスキング層１８２および１８４は、第１の面１６２および第２の面１６４から基板１６０内に穴１５０の一部分（図４Ｈ）を形成する輪郭を決めるようにパターニングされる。一実施形態では、後述するように、穴１５０は、基板１６０に砥粒加工によって形成される。したがって、マスキング層１８２および１８４は、砥粒加工に耐える材料で形成される。一実施形態では、例えばマスキング層１８２および１８４の材料には、フォトレジストがある。
【００３１】
図４Ｆの実施形態に示すように、マスキング層１８２および１８４を形成しパターニングした後で、基板１６０に穴１５０の第１の部分１５４が形成される。一実施形態において、第１の部分１５４は、砥粒加工プロセスによって形成される。より具体的には、第１の部分１５４は、マスキング層１８４によって画定されたように、第２の面１６４から第１の面１６２の方に基板１６０の露出部分を砥粒加工することによって形成される。
【００３２】
一実施形態では、砥粒加工プロセスは、基板１６０に空気等の圧縮ガスおよび砥粒材料の流れを導くことを含む。このような砥粒材料の流れは、基板１６０に当たり、例えばマスキング層１８４（および／または後述するようなマスキング層１８２）によって画定されたような基板１６０の露出部分を研磨または侵食する。砥粒材料には、例えば、基板１６０を研磨するのに適した研磨品質を有する粒子形状または粒子材料の砂、酸化アルミニウム、炭化ケイ素、水晶、ダイヤモンドダストまたは他の適切な磨耗材料がある。
【００３３】
一実施形態では、図４Ｆに示すように、穴１５０の第１の部分１５４は、第１の領域１５４１と第２の領域１５４２を有する。第１の領域１５４１は、基板１６０の第２の面１６４と連通し、一実施形態では、基板１６０の第２の面１６４に穴１５０の最大寸法の第１の部分１５４を画定する。さらに、第２の領域１５４２は、第１の領域１５４１と連通し、一実施形態では、穴１５０の最小寸法の第１の部分１５４を画定する。
【００３４】
一実施形態では、第１の部分１５４の第１の領域１５４１および第２の領域１５４２は、異なる侵食速度の砥粒加工プロセスによって形成される。例えば、第１の侵食速度で砥粒加工することによって第１の領域１５４１を形成し、その後、第１の侵食速度より遅い第２の侵食速度での砥粒加工によって第２の領域１５４２を形成する。一実施形態では、第１の侵食速度の砥粒加工が第１の期間実行され、第２の侵食速度の砥粒加工が第２の期間実行される。１つの例示的な実施形態では、第１の期間と第２の期間は、実質的に等しい。よって、第２の領域１５４２の侵食速度が遅いので、第２の領域１５４２の研磨される材料は少ない。
【００３５】
図４Ｇの実施形態に示すように、基板１６０に穴１５０の第２の部分１５６が形成される。一実施形態では、前述のように、砥粒加工プロセスによって第２の部分１５６を形成する。より具体的には、穴１５０の第２の部分１５６は、マスキング層１８２によって画定されたように、基板１６０の露出領域を第１の面１６２から第２の面１６４に向けて砥粒加工することによって形成する。
【００３６】
一実施形態では、図４Ｇに示すに、第１の面１６２から第２の面１６４への基板１６０の砥粒加工は、センタリングスロット１５２に沿って行われ、センタリングスロット１５２の間に残っている基板１６０の部分を全て除去する。よって、一実施形態では、穴１５０の第２の部分１５６は、センタリングスロット１５２によって画定された第１の領域１５６１と、砥粒加工プロセスによって画定された第２の領域１５６２とを有する。第１の領域１５６１は、基板１６０の第１の面１６２と連通し、一実施形態では、基板１６０の第１の面１６２で穴１５０の第２の部分１５６の最大寸法を画定する。さらに、第２の領域１５６２は、第１の領域１５６１と連通し、一実施形態では、穴１５０の第２の部分１５６の最小寸法を画定する。
【００３７】
一実施形態では、図４Ｆおよび図４Ｇに示したように、穴１５０の第１の部分１５４が基板１６０に形成され、その後で穴１５０の第２の部分１５６が基板１６０に形成される。しかし、他の実施形態では、穴１５０の第１の部分１５４が形成される前に第２の部分１５６が形成され、あるいは第１の部分１５４と第２の部分１５６が実質的に同時に形成される（即ち、穴１５０の第１の部分１５４を形成している間に穴１５０の第２の部分１５６を形成する）。
【００３８】
図４Ｈの実施形態に示すように、穴１５０、より具体的には、穴１５０の第１の部分１５４および第２の部分１５６を形成した後で、マスキング層１８２および１８４を剥がすかまたは除去する。その後で、基板１６０の第１の面１６２にノズルプレート１３６２が配置される。より具体的には、一実施形態において、ノズルプレート１３６２は、薄膜構造１３２上に形成される時、バリヤ層１３６１と別に形成されかつバリヤ層１３６１に固定される。ノズルプレート１３６２は、ノズル開口１３８を画定し、一実施形態では、例えば、ニッケル、銅、鉄／ニッケル合金、パラジウム、金、ロジウム等の金属材料を含む１つ以上の層で形成される。
【００３９】
図４Ｈの実施形態に示すように、穴１５０の第１の部分１５４と第２の部分１５６は、穴１５０と連通し、そのネック部１５８を形成する。一実施形態では、ネック部１５８は、第１の部分１５４の最小寸法および第２の部分１５６の最小寸法を画定する。したがって、ネック部１５８の最大寸法は、第１の部分１５４の最大寸法より小さくかつ第２の部分１５６の最大寸法より小さい。一実施形態では、基板１６０の第１の面１６２および第２の面１６４に対するネック部１５８の位置は、第１の面１６２から第２の面１６４への基板１６０の砥粒加工と、第２の面１６４から第１の面１６２への基板１６０の砥粒加工との相対的な持続時間によって制御される。
【００４０】
一実施形態では、図４Ｈに示すように、基板１６０を貫通する穴１５０の断面形状は、第２の面１６４から第１の面１６２の向かってネック部１５８まで集束し（徐々に狭くなり）、ネック部１５８から第１の面１６２まで拡大する（徐々に広くなる）。より具体的には、穴１５０の第１の部分１５４は、第２の面１６４から第１の面１６２の方に向かってネック部１５８まで徐々に狭くなり、穴１５０の第２の部分１５６は、ネック部１５８から第１の面１６２まで徐々に広くなる。一実施形態では、第１の部分１５４の第１の領域１５４１は、第２の面１６４から第１の面１６２の方に向かって第１の勾配で徐々に狭くなり、第１の部分１５４の第２の領域１５４２は、領域１５４１から第１の面１６２の方に向かって、第１の領域１５４１の第１の勾配より大きい第２の勾配で徐々に狭くなる。さらに、一実施形態では、第２の部分１５６の第２の領域１５６２は、ネック部１５８から第１の面１６２の方に向かって第１の勾配で徐々に広くなり、第２の部分１５６の第１の領域１５６１は、第２の領域１５６２から第１の面１６２の方に向かって、第２の領域１５６２の第１の勾配より小さい第２の勾配で徐々に広くなる。
【００４１】
一実施形態では、図４Ｈに示すように、穴１５０の第１の部分１５４および第２の部分１５６は、砥粒加工による形成時、凹状湾曲の側壁を有する。より具体的には、第１の部分１５４の第１の領域１５４１および第２の領域１５４２が凹状の側壁を有し、第２の部分１５６の第２の領域１５６２が凹状の側壁を有する。一実施形態では、第２の部分１５６の第１の領域１５６１は、センタリングスロット１５２によって画定されるような直線的な側壁を有する（図４Ｃ）。
【００４２】
以上の説明は、インクジェット印刷ヘッドアッセンブリに穴１５０が形成された基板１６０を含むものに関するが、穴１５０を形成する基板１６０は、非印刷用途またはシステムを含む他の流体射出システム、ならびに医療機器や他の微小電気機械システム（ＭＥＭＳ装置）等の基板を通る流体チャネルを有する他の用途に組み込むことができることを理解されたい。したがって、本明細書で説明した方法、構造およびシステムは、印刷ヘッドに限定されず、スロットのある任意の基板に応用可能である。さらに、以上の説明は、基板１６０の穴１５０に流体またはインクを通すことについて言及しているが、基板１６０の穴１５０を通して、水、インク、血液、フォトレジスト等の液体を含む任意の流動可能な材料、タルカムパウダーや粉末薬剤等の流動可能な粒子、あるいは空気を供給したり送ることも可能であることを理解されたい。
【００４３】
本明細書において特定の実施形態を示し説明したが、本発明の範囲を逸脱することなく、示し説明した特定の実施形態の代わりに様々な代替および／または等価な実施様相を使用できることを当業者は理解するであろう。本出願は、本明細書で述べた特定の実施形態の任意の適応または変形も対象に含むように意図される。したがって、本発明は、特許請求の範囲とその等価のものによってのみ限定される。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】インクジェット印刷システムの一実施形態を示すブロック図である。
【図２】流体射出装置の一部分の一実施形態を示す概略断面図である。
【図３】基板の一実施形態に形成された流体射出装置の一部分の一実施形態を示す概略的な断面図である。
【図４Ａ】基板を貫通する穴を形成する一実施形態を示す図である。
【図４Ｂ】基板を貫通する穴を形成する一実施形態を示す図である。
【図４Ｃ】基板を貫通する穴を形成する一実施形態を示す図である。
【図４Ｄ】基板を貫通する穴を形成する一実施形態を示す図である。
【図４Ｅ】基板を貫通する穴を形成する一実施形態を示す図である。
【図４Ｆ】基板を貫通する穴を形成する一実施形態を示す図である。
【図４Ｇ】基板を貫通する穴を形成する一実施形態を示す図である。
【図４Ｈ】基板を貫通する穴を形成する一実施形態を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図４Ｆ】
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【図４Ｇ】
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【図４Ｈ】
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【手続補正書】
【提出日】平成19年5月1日(2007.5.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体射出装置用の基板（１６０）を形成する方法であって、該基板が、第１の面（１６２）および該第１の面の反対側にある第２の面（１６４）を有し、
前記基板内に、前記第２の面から前記第１の面に向かって、第１の侵食速度で、続いて該第１の侵食速度より遅い第２の侵食速度で砥粒加工し、該砥粒加工が、前記基板に流体チャネル（１５０）の第１の部分（１５４）を形成し、
前記基板内に、前記第１の面から前記第２の面に向かって砥粒加工し、該砥粒加工が、前記基板に流体チャネルの第２の部分（１５６）を形成することを含み、
前記第１の部分を形成することまたは前記第２の部分を形成することが、前記流体チャネルの前記第１の部分と前記流体チャネルの前記第２の部分とのうち一方を、前記流体チャネルの前記第１の部分と前記流体チャネルの前記第２の部分とのうち他方へ連通することを含む、方法。
【請求項２】
前記第１の部分を形成することまたは前記第２の部分を形成することが、前記流体チャネルのネック部（１５８）を形成することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記流体チャネルのネック部が、前記第１の部分の最小寸法と前記第２の部分の最小寸法とを画定する、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１の部分の最大寸法が、前記第２の部分の最大寸法より大きい、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記第１の面から前記基板内に砥粒加工する前に、前記第１の面から前記第２の面に向かって前記基板を化学的エッチングすることをさらに含み、該化学的エッチングが、前記流体チャネルの前記第２の部分を部分的に形成することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
流体射出装置用の基板（１６０）であって、
第１の面（１６２）と、
前記第１の面と反対側にある第２の面（１６４）と、
前記第１の面および前記第２の面に連通した流体チャネル（１５０）とを有し、
前記流体チャネルが、前記第１の面（１６２）に連通した第１の部分（１５４）と、前記第２の面（１６４）に連通した第２の部分（１５６）と、該第１の部分および該第２の部分の間の、当該流体チャネルの最小寸法を画定するネック部（１５８）とを有する、基板（１６０）。
【請求項７】
前記流体チャネルの前記第１の部分の最大寸法が、前記流体チャネルの前記第２の部分の最大寸法より大きい、請求項６に記載の基板。
【請求項８】
前記流体チャネルの前記第１の部分が、前記第１の部分の最大寸法によって部分的に画定された第１の領域（１５４１）と、前記ネック部の最小寸法によって部分的に画定された第２の領域（１５４２）とを有する、請求項７に記載の基板。
【請求項９】
前記第１の領域が第１の凹状の側壁を有し、前記第２の領域が第２の凹状の側壁を有する、請求項８に記載の基板。
【請求項１０】
前記第１の領域が、前記第２の面から前記第１の面に向かって第１の勾配で徐々に狭くなり、前記第２の領域が、前記第１の領域から前記第１の面に向かって、前記第１の勾配より大きい第２の勾配で徐々に狭くなる、請求項８に記載の基板。
【請求項１１】
前記流体チャネルの前記第２の部分が、前記ネック部の最小寸法によって部分的に画定された少なくとも１つの領域（１５６２）を有する、請求項６に記載の基板。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの領域が、前記ネック部から前記第１の面に向かって徐々に広くなる、請求項１１に記載の基板。
【国際調査報告】
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