(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下の（ａ）ないし（ｃ）を設けたインクジェットプリントカートリッジ用プリントヘッド：
（ａ）  半導体基板；
（ｂ）  前記半導体基板上に配置されるバリア材料層であって、インク発射チャンバと、該バリア材料層の中に形成されるインク供給チャネルとの側壁を形成するバリア材料層と、
（ｃ）  厚さが２５μｍから４０μｍの範囲内であり、前記バリア材料上に配置された、孔の開いたオリフィス板であって、製造の際の応力を緩和するように２００℃以上かつ３００℃以下で熱処理され、実質的に前記インク発射チャンバと前記インク供給チャネルを除く部分で前記バリア材料層と接している、電鋳ニッケルからなるオリフィス板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、一般的にインクジェット・プリンタ用のプリントヘッドに関し、より詳細にはより小さな滴重量のインク滴を作成するために寸法を小さくしたプリントヘッドに関する。
【０００２】
【従来技術及びその問題点】
インクジェット・プリンタは、その上にプリントまたは記号が配置される媒体に近接して保持されたオリフィス板の複数の小さなオリフィスを通って、少量のインクを吐出することによって動作する。こういったオリフィスは、オリフィス板内で媒体の特定の位置に関して選択した数のオリフィスからインク滴を吐出する結果として所望の文字または画像の一部が作成されるような方法で、配置されている。オリフィス板または媒体の位置を制御して動かし、その後インク滴をまた吐出する結果として、所望の文字または画像のより多くの部分が作り出される。さらに、様々なカラーのインクを個々のオリフィスの配置と組み合わせて、オリフィスを選択して発射することによって、そのインクジェット・プリンタによる多色画像を作成することができる。
【０００３】
プリントヘッドからインク滴を吐出するのに必要な力を作り出すのに、熱、圧電、及び静電機構等のいくつかの機構がこれまで用いられている。以下の説明は熱インク吐出機構に関して行うが、本発明は他のインク吐出機構にも同様に適用できる。
【０００４】
従来技術の熱インクジェット・プリンタにおいては、インクをインク溶媒の沸点よりも高い温度にまで急速に加熱して、気相のインク気泡を作り出す結果として、インク滴が吐出される。このようなインクの急速な加熱は、通常、個別にアドレスすることができるヒータ抵抗器であるインク噴出器に、通常１から３マイクロ秒の間電流パルスを通すことによって行われ、それによって発生した熱は、ヒータ抵抗器と関連し、普通、発射チャンバと呼ばれる包囲された領域内に保持されている少量のインクに結合される。１つのプリントヘッドについて、おそらくは１００個単位の複数のヒータ抵抗器、及びそれらと関連付けられた発射チャンバが存在し、プリンタからの指令によって、これらのヒータ抵抗器のそれぞれを一意にアドレスしてインクを噴出させることができる。ヒータ抵抗器は半導体基板にデポジットされ、この半導体基板上にデポジットされたメタライゼーションを通して外部回路に電気的に接続されている。さらに、こういったヒータ抵抗器及びメタライゼーションは、１または複数のパッシベーション層によって化学的に侵されたり機械的に摩耗することから保護してもよい。基本的なプリントヘッドの構造についてのさらなる説明は、The Hewlett-Packard Journal, August1988, pp. 28-31におけるRonald Askeland他による"The Second-Generation Thermal InkJet Structure"に見いだすことができる。従って、それぞれの発射チャンバの壁のうちの１つは、この半導体基板（そして通常は１つの発射抵抗器）からできている。ある普通の具体例においては、この半導体基板に対向して配置されている、発射チャンバの別の壁は、オリフィス板によって形成されている。一般的に、このオリフィス板のそれぞれのオリフィスは、ヒータ抵抗器に対して、インクがオリフィスから吐出されることができるような態様で配置されている。インクの気泡は、ヒータ抵抗器において核を形成し膨張するにつれて、ある体積のインクを押しのけ、それによって、同等の体積のインクがオリフィスから押し出され、媒体上にデポジットされる。その後、気泡はつぶれ、押しのけられた体積分のインクが、より大きいインク槽から、発射チャンバの壁のうちの１つにあるインク供給チャネルを通って補充される。
【０００５】
インクジェット・プリンタのユーザが、プリンタからのプリント出力、特にカラー出力において、細部を一層精密に描写するように要求するようになってきたので、本技術は、このようなより精密な細部を達成するために、インク滴をより小さくすることに向けられてきた。インク滴が小さくなるということは、滴重量が小さくなり、また滴体積が小さくなるということを意味する。このように滴重量の小さいインク滴を作成するためには、プリントヘッドの構造が小さくなることが必要である。従って、発射チャンバを小さくし（より少ない体積のインクを収容する）、発射抵抗器を小さくし、オリフィスの孔径を小さくすることが必要である。熱インクジェット・プリンタのプリントヘッドでは、オリフィス板は厚さが約４５μｍ以上であることが原則である。オリフィス板が４５μｍよりも薄いと、取り扱うには弱すぎて、生産環境においてバラバラに壊れたり、プリントヘッドの熱処理によって変形してしまいやすい、という重大な欠点がある。オリフィス板は、従来、マンドレル上にニッケルを電鋳し、次にそのニッケルの上に保護金属層をメッキすることによって、製造されている。従来のウエハー取り扱い生産設備では、このように薄いオリフィス板だと、製造環境内で処理するために操作することができない。さらに、多数のオリフィス板が１つの電鋳品として生産されるので、ニッケルの電鋳品上のそれぞれのオリフィス板を他のものから分離することは、金属のオリフィス板の厚さが４５μｍよりも小さい場合には、生産設備を使っては事実上不可能となる。薄い、従来技術で生産されるオリフィス板についての生産上の困難性が仮に解決されたとしても、薄いオリフィス板では、プリントヘッドのバリア層上に配置され固着されるときの応力による変形をあまりにも受けやすい。
【０００６】
従来、熱インクジェット・プリンタのプリントヘッド用のオリフィス板は、一方の側から他方の側に通じる複数の小さな孔の開いた金属のシートから形成される。ポリマシートに貫通孔を開けてオリフィス板とすることも多くなっている。金属のオリフィス板の例においては、製造工程は文献に記述されている。例えば、Gary L. Siewell et al., "The Thinkjet Orifice Plate: a Part With Many Functions", Hewlett-Packard Journal, May 1985, pp. 33-37、Ronald A. Askeland et al., "The Second-Generation Thermal InkJet Structure", Hewlett-Packard Journal, August 1988, pp. 28-31、及び米国特許番号第5,167,776号"Thermal InkJet Printhead Orifice Plate and Method of Manufacture"を参照されたい。
【０００７】
プリントヘッドの発射チャンバ及びオリフィスの孔径を小型にすると、従来のオリフィス板では、オリフィス板が厚いことによって必然的に大きくなるヒータ抵抗器によって過熱が起こったり、オリフィスの孔に微粒子の汚染がたまりやすくなる等の問題が発生するので、オリフィス板の厚さを薄くすることが望ましい。その一方で、オリフィス板は厚さが４５μｍ以上の場合に最も良好に製造、使用できるので、オリフィス板がこの厚さのまたはこれよりも厚くなっているプリントヘッドを製造することが望ましい。滴重量の小さいインク滴を得るためには、このジレンマを解決する必要がある。
【０００８】
【要約】
インクジェットのプリントカートリッジ用のプリントヘッドは、マンドレル上に金属薄膜をデポジットすることによって作成される。次に金属薄膜がマンドレルから取り外され、金属薄膜の物質特性が変化するように、予め定められた温度で、また予め定められた時間だけ、金属薄膜に熱が加えられる。次に金属薄膜はオリフィス板に適した小部分に切り離される。切り離された金属板は、バリア材料及び半導体基板と積層され、プリントヘッドが形成される。積層されたプリントヘッド構造は、次にプリントヘッドに熱を加えることによって硬化される。
【０００９】
【発明の実施例】
典型的なインクジェットのカートリッジを図１に示す。カートリッジ本体部材１０１は供給インクを収容し、そのインクをインク管路を経由してプリントヘッド１０３に送る。オリフィス１０５を含む複数のオリフィスがプリントヘッドの外面に見えており、プリンタ（図示せず）からの指令で、そこを通ってインクが選択的に吐出される。このような指令は、柔軟性のあるポリマテープ１０９上の、プリントヘッドの半導体基板上のメタライゼーションと結合した電気接続１０７及び関連する導電トレース（図示せず）を通じて、プリントヘッド１０３に伝達される。インクジェットプリントカートリッジの好適な一実施例において、プリントヘッドは半導体基板から構成されており、また、基板に配置された薄膜ヒータ抵抗器、光で形成できるバリア及び接着層、及びオリフィス１０５によって例示されるようなオリフィス板を完全に貫いてのびる複数のオリフィスを有する、孔の開いたオリフィス板が含まれる。基板から柔軟性のあるポリマテープ１０９までは、ビームリードボンディングまたは同様の半導体技術によって物理的及び電気的に接続されており、次に物理的強度を高くして液体を阻止するためのエポキシ状の材料によって固着されている。ポリマテープ１０９は、3M Corporationから商業的に入手可能なKapton（登録商標）または光で除去したり化学的にエッチングして開口部その他所望の形状を作成することができる同様の材料によって形成されていてもよい。テープの一方の側には銅その他の導電トレースがデポジットその他の方法で固着されており、電気的相互接続１０７がプリンタと接触して基板へと向かうことができるようにしている。このテープは、通常は、図示のようにプリントカートリッジの縁のまわりで曲げられ固着されている。
【００１０】
このプリントヘッドの図１のＡ−Ａ線部分断面図を図２に示す。カートリッジ１０１の本体２０１の一部が、圧力がかかると接着力を生じる接着剤によってプリントヘッドに固定されているところが示されている。好適な実施例において、インクは通常のインクのプレナム２０５を通り、プリントヘッドの基板２０７内のスロット２０６を通ってプリントヘッドに供給される（または、インクを基板の側面に沿って供給してもよい）。ヒータ抵抗器及びそれらに対応付けられたオリフィスが、インクのプレナムからのインクの入口の近くに、本質的には平行な２行になるように、従来技術の方法で配置されている。ヒータ抵抗器及びオリフィスは、これらの行同士で互い違いになる構成で配置される場合が多く、好適な実施例においては、ヒータ抵抗器は、図２のヒータ抵抗器２０９、２１１によって例示されるように、基板２０７のスロット２０６の対向する両側に配置されている。
【００１１】
従来技術のオリフィス板２０３は、すべてこのオリフィス板をそのようにしたい形状とは相補的な形である適当な寸法及び適当な抜き勾配(draft angle)の付いた、隔離のための形状を有するマンドレル上に、ニッケルを電鋳することによって作成される。予め定められた時間が経過し、ある厚さのニッケルがデポジットされた後、出来上がったニッケルの薄膜が取り外され、次の使用のために処理される。次に、ニッケルのオリフィス板を、腐食に耐えるように、金、パラジウム、またはロジウム等の貴金属で被覆する。オリフィス板は、組み立てた後、バリア層２１３の設けられた半導体基板２０７に固定される。マンドレル上にニッケルを電鋳することによって作り出されたオリフィスは、オリフィス板２０３の外面から、オリフィス板の材料を貫いて、インク発射チャンバの壁の１つを形成している内面へと延びる。オリフィスは、通常、ヒータ抵抗器の真上に整列され、ずれによってもたらされる飛翔経路の誤差がない状態でインクがオリフィスから吐出されるようにしている。
【００１２】
基板２０７及びオリフィス板２０３は、前述のとおりバリア層材料２１３によって一つに固着される。好適な実施例において、バリア層材料２１３は、発射チャンバ２１５、２１７がヒータ抵抗器のまわりの領域に作り出されるような形態の編成で基板２０７上に配置される。バリア層材料はまた、インクがバリア材料内の１つまたは複数のインク供給チャネルによって発射チャンバ２１５、２１７に個別に供給されるような形態とされている。プリンタからのコマンドによって、ヒータ抵抗器２０９または２１１が急速に加熱されて、インク滴が選択的に噴出される。従って、一方の面にバリア層が固定された基板は、各オリフィスが基板の各ヒータ抵抗器と整列するように、オリフィス板に関して位置決めされている。
【００１３】
好適な実施例におけるバリア層２１３は、たとえばParad（登録商標）、Vacrel（登録商標）、あるいは他の、ネガ特性をもっていて、感光性であり、多成分の、光または同様の電磁放射線に露光することによって重合する、ポリマの乾燥した薄膜である材料のような、光で形状を作ることのできる材料を利用している。このタイプの材料は、米国デラウェア州ウィルミントン市のE. I. DuPont de Nemoirs Companyから入手可能である。バリア層は、選択された材料に適した十分な圧力及び熱を与えて、まず一面に広がった層として基板２０７上に塗布される。次に、このフォトリソグラフ層がネガのマスクを通して紫外線に露光され、バリア層材料が重合する。露光されたバリア層は、次に、現像剤の溶剤を用いた化学的洗浄を受け、バリア層のうちで露光されていない領域が化学作用によって除去される。バリア層の残った領域によって、それぞれのヒータ抵抗器のまわりのそれぞれのインク発射チャンバの側壁が形成される。また、バリア層の残った領域により、インク発射チャンバからインクの供給源（図２に示すようにスロットを通ってインクのプレナム２０５等）に通じるインク供給チャネルの壁も形成される。こういったインク供給チャネルによって、インク発射チャンバのインクでの初期充填ができ、チャンバからインクが吐出される毎にその後発射チャンバが連続して補充される。
【００１４】
従来技術のオリフィス板は長さが約８ｍｍで幅が約７ｍｍであるが、これは１辺の寸法が１２．７ｃｍ（５インチ）である正方形の薄膜の電鋳品として製造され、次に、半導体産業によって開拓された従来技術を用いてそれぞれのプリントヘッドを電鋳品から剪断することによって、電鋳品から分離される。ニッケルは安価で電鋳が容易であり、また入り組んだ形状に電鋳することができるため、プリントヘッド用として一般に好まれる金属である。具体的には、マンドレルの小部分を電気的に絶縁し、それによって、改良ワット型混合アニオン浴において、もしこのような処置を取っていなければ導電性カソード電極となっていたはずであるこれらの小部分上にニッケルがデポジットすることを防止することによって、ニッケルのオリフィス板に小さな孔をうまく作り出すことができる。従来技術によれば、ステンレス鋼のマンドレルにまず乾燥した薄膜のポジ型フォトレジストが積層される。次にこのフォトレジストがマスクを通して紫外線に露光され、それによって、フォトレジストを現像した後、オリフィスその他オリフィス板において所望される構造に対応するパッド、ピラー、及び堤防等の隔離用の形状が作り出される。メッキ浴の温度及び濃度、メッキ電流に用いるＤＣ電流の大きさ、及び所望のオリフィス板の厚さ、に関係する予め定められた時間が経過すると、マンドレル及び新しく形成されたオリフィス板の電鋳品がメッキ浴から取り出されて冷却されるようにし、そしてオリフィス板の電鋳品がマンドレルから剥離される。ステンレス鋼は酸化物で被覆しているので、メッキした金属はステンレス鋼には弱い力で接着しているに過ぎず、電鋳された金属のオリフィス板である電鋳品は、損傷することなく容易に取り外すことができる。オリフィス板の電鋳品は、次に個々のオリフィス板に切断される。ＨＰ５１６４９Ａのインクジェットのプリントカートリッジ（本願出願人によって商業的に供給されている）において用いられているもの等の典型的なオリフィス板については、オリフィス板は通常厚さが５１μｍであり、オリフィスの孔径が３５μｍであって、生成するインク滴の滴重量が５０ｎｇ（ナノグラム）である。ＨＰ５１６４１Ａのインクジェットのプリントカートリッジ（これもまた本願出願人から商業的に入手可能である）において用いられている他の典型的なオリフィス板は、厚さが５１μｍでオリフィスの孔径が２７μｍであって作成するインク滴の滴重量が３２ｎｇである。
【００１５】
前述の工程は、厚さが４５μｍよりも小さいオリフィス板について用いる場合には、生産環境における過酷な取り扱いに耐えられるオリフィス板を生産することはできず、また最終製品であるプリントカートリッジにおいて、オリフィス板が薄いことによる様々な機械的ひずみのために、プリントした滴の位置に誤差が生ずる、等の問題が生じる。しかし、解像度をより精密にしてプリント品質を改良するという要求を満たすために、滴重量が１０ｎｇであるインク滴を打ち出すことができるプリントヘッドが開発された。本発明の好適な実施例において、厚さが２５μｍから４０μｍの間、好ましくは２８μｍ、であるオリフィス板が作り出された。好適な実施例のオリフィスの孔径は１８μｍ±２μｍである。
【００１６】
このような薄いオリフィス板を実現し、生産環境において実用的に作成できるようにするために、図３に示すように、オリフィス板製造工程に、長時間にわたる(extended)熱処理及び穏やかな焼結(soft sintering)のステップが含まれている。好適な実施例において、ステップ３０１で、ニッケルのオリフィス板の電鋳品が従来技術の工程を用いて電鋳されるが、金属のデポジットは、オリフィス板の公称厚さが２８μｍになった時点で停止される。この薄い電鋳品は、次に熱処理／穏やかな焼結のステップ３０３に委ねられる。これについては、本明細書で後述する。熱処理ステップに続いて、前述のように、ステップ３０５で電鋳品は個々のオリフィス板に剪断され、ステップ３０７でプリントヘッドのバリア層に取り付けられる。バリア層を硬化して半導体基板及びオリフィス板をプリントヘッドを備えた積層構造に固着するために、熱硬化ステップ３０９が利用される。１５分までの間、熱（約２００℃）及び圧力（５０から２５０ｐｓｉ．の間）を加えて、オリフィス板をバリア層に取り付ける。１９９６年１０月１日にGarold Radke他によって出願された米国特許出願番号第08/742,118号において開示されているもの等の接着促進剤を用いて、オリフィス板とバリア層の間の接合を増進してもよい。次に、均熱処理(thermal soak)を約２２０℃にて約３０分間行い、ポリマの最終準備及び接合剤の硬化が行われる。熱硬化ステップに続いて、完成したプリントヘッドがインクジェットのプリントカートリッジに組み込まれる。
【００１７】
サンドイッチ状の半導体基板、バリア層、及びオリフィス板を、熱及び圧力の下で組み立てて熱硬化させているので、またこのサンドイッチ状のものの構成要素間で熱膨張率が食い違うという事実に鑑みて、このアセンブリは冷却するにつれて残留応力を持つようになる。こういった応力の結果、しばしば、オリフィス板がひずんだり、オリフィス板、バリア層材料、及び基板が剥離したりする。オリフィス板が薄くなるほどひずみは大きくなり、それによってドットの配置やプリント品質全体に深刻な問題が生じる。
【００１８】
オリフィス板のシートの挙動は、温度及び時間の変化に対して、３つの別個の領域がある。第１の領域は周囲温度から約２００℃まであり、ここでは、オリフィス板の収縮量は温度に対してほとんど直線状になる。２００℃から２３０℃の第２の領域では、硬度が増大してオリフィス板の深刻な脆化が起こる。２３０℃よりも上の第３の領域では、収縮対温度の勾配は再び変化し、硬度が温度の上昇につれて急速に減少して、材料をアニールしている場合に予想されるようなものとなる。
【００１９】
第１の領域（２００℃まで）において、電気メッキの間にニッケルが捕らえ及び／または融かし込んでいた様々な化合物が、電鋳品から放出される。Ｘ線結晶学から、この温度範囲においては粒子の成長はほとんど起こらないということが確認されている。第２の領域においては、材料は焼結しているように思われる。２００℃において残っている材料の硬度の低下がもっと続くので、おそらくアニールもいくぶん起こっている。この挙動の説明としてあり得るものの１つは、粒子の成長と結びついたアニール中のオリフィス板の高密度化が起こっているというものである。オリフィス板がアニールされるにつれて、密度は増大する。密度が増大すると、その結果最初は硬度が増大するが粒子の大きさは一定のままである。しかし、粒子の成長が起こると、粒子の境界によって転位(dislocation)が捕らえられる可能性が低減し、従って硬度が低減する。２３０℃よりも上では、脆化は依然として検査した時間及び温度において問題ではあるが、材料ははっきりとアニールしている。３００℃以上の温度においては、オリフィス板の変色が観察される。
【００２０】
好適な実施例において、オリフィス板の電鋳品上には基準点が配置される。ニッケルのオリフィスの電鋳品の収縮は、熱処理の前後の基準点間の距離を測定することによって測定された。種々の熱処理温度についての収縮の大きさを図４にグラフで示す。さらに、こういったオリフィス板の電鋳品をヌープ硬度(Knoop hardness)について検査した。種々の熱処理温度の結果生じる硬度の変化を、図５にグラフで示す。熱処理後の熱膨張の直線性及び大きさの改良を図６に示す。図６において、曲線６０１は、ニッケルのオリフィス板を５℃／分の傾斜で２５０℃まで加熱した場合の、熱処理していないオリフィス板の熱膨張を示す。曲線６０２は、同じ５℃／分の傾斜を用いた、熱処理後のニッケルのオリフィス板の熱膨張を示す。明らかに、曲線６０２は非直線状の挙動を示しておらず、熱膨張率を計算すると、純ニッケルのそれ（１３μｍ／ｍ・℃）と非常に近い。従って、ニッケルのオリフィス板を熱処理（アニール）すると、その熱膨張率の半導体基板の熱膨張率との食い違い（シリコンの熱膨張率は〜３．０μｍ／ｍ・℃である）が小さくなり、その結果、オリフィス板を取り付けた後のひずみが低減する。熱膨張率の低減のメカニズムは、ニッケルのオリフィス板の結晶構造中に部分的に再結晶が生じて内部応力が緩和されるためである、というのが最もありそうに思われる。
【００２１】
均熱処理及び穏やかな焼結のステップを含む工程をよりよく理解するために、Ｘ線回折を用いて、様々な温度における空気中でのアニールの間のニッケルのオリフィス板に起こる微細構造の変化を調べた。検査したサンプルは、各辺が１．５μｍのパラジウムで電気メッキされたニッケルの電鋳品からなる、切り離し後のオリフィス板であった。分析したサンプルには、空気中で３０分間２００℃、３００℃、４００℃及び５００℃でアニールしたオリフィス板に加えて、均熱処理していないオリフィス板も含まれていた。
【００２２】
各サンプルは、「ゼロ・バックグラウンド(zero background)」（回折なし）の単結晶シリコン基板上に配置され、３８〜１０５度（２θ）からのＣｕ−Ｋα放射線を用いた自動回折計でデータを取った。受け取ったそのままのオリフィス、及び２００℃、４００℃、５００℃でアニールしたオリフィス板からのＸ線回折データは、すべての予想される面心立方ニッケル（ｆｃｃ−Ｎｉ）及びｆｃｃ−パラジウムの反射がすべてのサンプルについて観察された、ということを示している。ブラッグの法則を用い、ｆｃｃ材料を仮定して、観察される反射と関連する格子のパラメータが計算された。観察された格子のパラメータは、Cullityがｆｃｃ−Ｎｉ及びＰｄについて示したもの（それぞれ３．５２３９Å及び３．８９０８Å）と近い。図７に示すように、Scherrerの公式を用いて、ニッケル（曲線７０１）のオリフィス板及びパラジウム（曲線７０２）のメッキについて、それぞれの温度における粒子サイズの推定値を出すことができる。粒子サイズは、アニール温度が２００℃よりも高くなるまでは顕著には変化しない。電気メッキした粒子サイズは、アニール前には、ニッケルについてもパラジウムについても、約２００Åと推定される。従って、パラジウムの保護層でメッキされた電鋳したニッケルのオリフィス板は、粒子サイズが約２００Åであるｆｃｃ−Ｎｉ及びｆｃｃ−Ｐｄからなっている。アニール温度が２００℃よりも低い場合には、オリフィス板には重大な微細構造の変化はもたらされないが、おそらく電鋳した部分の高密度化のために、硬度が増大する。３００℃よりも上の温度でのアニールもまた、Ｎｉ／Ｐｄ固溶体が形成されておそらく利用できる金属のうちの１つまたは両方の酸化のためであるオリフィスの変色をもたらすことがありそうである。好適な実施例において、１５分よりも長く、好ましくは３０分間続く２２０℃でのオリフィス板の電鋳品のアニール熱処理ステップによって、硬度及び剛性が増大したオリフィス板の電鋳品が生じ、それによって、厚さが２５μｍから４０μｍの間のオリフィス板の製造が可能になる。好適な実施例において、オリフィス板は、公称の厚さが２８μｍで製造される。さらに、このようなアニールステップを経たオリフィス板は、オリフィス板をバリア材料に固定し次に積層したプリントヘッドを硬化する結果生じるひずみが低減される。
【００２３】
好適な実施例においては、以前から公知の設計と比較して、プリントヘッドの多くの要素の寸法がかなり小さくなり、小さなインク滴を用いることによって高品質のインクプリントがなされる。図２に示す孔径Ｈ＝１８μｍ（±２μｍ）のオリフィスから噴出される公称インク滴重量は、約１０ｎｇである。１５ＫＨｚの作動周波数をサポートするインク発射チャンバの補充速度を達成するために、２つのインク供給チャネルが用いられて、余分な冗長インク補充能力を提供する。オリフィス板２０３は厚さＰが２８μｍ±１．５μｍであり、バリア層は厚さがＢが１４μｍ±１．５μｍである。
【００２４】
従って、寸法が小さいプリントヘッド及び厚さが４５μｍよりも小さいオリフィス板が以前に直面していた問題を克服する、小型で薄いオリフィス板を有するプリントヘッドが作成される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を用いることができるインクジェット・プリンタのプリントヘッドの等角図である。
【図２】図１のプリントヘッドのＡ−Ａ線部分断面図である。
【図３】本発明に用いることができる熱処理工程の簡略化したフローチャートである。
【図４】様々な温度におけるオリフィス板材料の収縮量を示すグラフである。
【図５】様々な温度におけるオリフィス板のヌープ硬度を示すグラフである。
【図６】本発明に用いることができる熱処理ステップの効果を示す、ニッケルのオリフィス板の熱膨張のグラフである。
【図７】様々なアニール温度におけるオリフィス板の推定粒子サイズを示すグラフである。
【符号の説明】
２０３  オリフィス板
２０７  半導体基板
２１３  バリア層材料
【図１】
0004503120.tif 000002
【図２】
0004503120.tif 000003
【図３】
0004503120.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0004503120.tif 000008