【手続補正書】
【提出日】平成20年10月30日(2008.10.30)
【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】
液体を吐出するための圧力を発生する素子を有する基板と、前記素子に対応して設けられた吐出口と、前記吐出口に連通する流路と、前記基板の前記素子が形成された面の裏面から前記流路までを貫通するように前記基板に設けられた供給口と、を備えた液体吐出ヘッドにおいて、
前記流路は、前記素子が形成された面上に形成される第一の流路と、該第一の流路下での前記基板の前記供給口が開口する部分から前記素子の手前までの部分が掘り込まれた形状で形成され、かつ前記第一の流路と連通する第二の流路と、を備え、
前記第一の流路と前記第二の流路が連通する部分での、前記供給口から前記素子に向かう方向と直交する方向における前記基板の断面において、前記第二の流路の最大幅が、前記第一の流路と前記第二の流路とが連通する部分の幅よりも広い
ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項２】
前記断面において、前記第一の流路の最小幅よりも、前記第二の流路の最大幅が広いことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項３】
請求項１に記載の液体吐出ヘッドの製造方法であって、
前記第二の流路を形成する工程が、ドライエッチングを行うことによってなされることを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項４】
前記第二の流路を形成する工程が、前記ドライエッチングの後に前記基板に対してウエットエッチングを行うことを含む請求項３に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】液体吐出ヘッドおよびその製造方法
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、インクなどの液体を液滴として吐出し、それを紙などの被記録材に付着させて記録を行う液体吐出ヘッド及びその製造方法に関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
上記の問題を解決するため、本発明の液体吐出ヘッドは、液体を吐出するための圧力を発生する素子を有する基板と、前記素子に対応して設けられた吐出口と、前記吐出口に連通する流路と、前記基板の前記素子が形成された面の裏面から前記流路までを貫通するように前記基板に設けられた供給口と、を備えた液体吐出ヘッドにおいて、
前記流路は、前記素子が形成された面上に形成される第一の流路と、該第一の流路下での前記基板の前記供給口が開口する部分から前記素子の手前までの部分が掘り込まれた形状で形成され、かつ前記第一の流路と連通する第二の流路と、を備え、
前記第一の流路と前記第二の流路が連通する部分での、前記供給口から前記素子に向かう方向と直交する方向における前記基板の断面において、前記第二の流路の最大幅が、前記第一の流路と前記第二の流路とが連通する部分の幅よりも広い
ことを特徴とする。
また、本発明にかかる液体吐出ヘッドの製造方法は、上記構成の液体吐出ヘッドの製造方法であって、
前記第二の流路を形成する工程が、ドライエッチングを行うことによってなされることを特徴とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
本発明の液体吐出ヘッドの製造において、基板の裏側の面から行うエッチングは、硝酸やその他の混酸などによる等方エッチング、あるいはＫＯＨ、ＴＭＡＨ水溶液などのアルカリ溶液による結晶異方性エッチング、その他化学的作用によるエッチングであってよい。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
本発明によれば、吐出圧力発生素子が形成された基板に、供給口近傍の流路高さが吐出圧力発生素子近傍の流路高さより高くなるように掘り込みが設けられ、吐出圧力発生素子が形成された面、すなわち表側の面の上部に形成される第一の流路と、前記供給口が開口する部分から吐出圧力発生素子の手前までの部分が掘り込まれ、前記吐出圧力発生素子面よりも下部に形成される第二の液流路とが存在し、それぞれが、前記吐出圧力発生素子が形成された面の、形成される前記供給口が開口する部分の側から、前記吐出圧力発生素子が形成された部分へと流路毎に延びている部分を有し、第一の液流路の最小幅よりも第二の液流路の最大幅が広いことで、インクの供給経路の断面積が従来の掘り込んだ形状よりも断面積が大きくなり、従って、インクの流抵抗を更に低減することが可能となる。従って、本発明によって製造した液体吐出ヘッドはインクの供給経路の流抵抗を低減することができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
(実施例１)
図１から図６までを参照して、本発明の第一の実施例にかかる液体吐出ヘッドとしてのインクジェット記録ヘッドの製造方法について説明する。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
本実施例において製造するインクジェット記録ヘッドは、図１に示すように、インク(液体)を吐出させる圧力を発生する複数の吐出圧力発生素子101が形成された基板102を有している。基板102には、吐出圧力発生素子101を駆動するためのトランジスタなどを含む半導体回路や、記録ヘッドを記録装置本体側と電気的に接続するための電極パッドが形成されているが、図面を分かりやすくするため、各図においては図示を省略している。図２(a)には、ＥＣＲドライエッチング装置を用いて、基板のシリコンをドライエッチングし、第二の液流路103を形成した様子を示す。基板に深い窪みを形成する場合、側壁温度やマスクの影響によって、断面形状が変化する。本実施例において、ドライエッチング時のマスクとしては、ノボラック系の一般的なポジレジストを使用することができる。一般的なドライエッチングでは、レジストおよび基板から放出された物質が反応してできた生成物が、パターンの側壁に形成され、側壁保護膜を利用した異方性エッチングが可能となる。本実施例において、このポジレジストをパターニング後Ｔg以上の高温でハードベークすることで、レジストがエッチングされにくい状態にすることで、パターンの側壁保護膜を形成しなくなり、マスクの内側へエッチングが進行し図２ (c)に示すようなボーイング形状を有する窪みを形成することが可能となる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
基板102上には、供給口108側から吐出圧力発生素子101上へと延びる第二の液流路と、各吐出圧力発生素子101の表面に対面する位置に開口した吐出口109およびノズルを形成する液流路構成部材(オリフィスプレート)105からなる第一の液流路が形成されている。そして、本実施例のインクジェット記録ヘッドにおけるインクの供給経路には、オリフィスプレートからなる第一の液流路および基板が掘り込まれることで第二の液流路が形成されている。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
以上の工程によって、本実施例の特徴的な構成を備えるインクジェット記録ヘッド用基体が完成する。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
次に、基体の表側の面のノズル部を保護するように環化ゴムを含むノズル保護用樹脂104をコーティングする。そして、基板102の裏面にポリエーテルアミドからなるマスク層を設け、その膜上にレジストを形成し、基板102の表側の面の掘り込み部103の中央部の反対側に相当する所定の領域に開口を有する所定のパターンにパターニングする。そして、レジストをマスクとして、ドライエッチングにより基板裏面のポリエーテルアミドを除去し、その後、レジストを除去する。これによって、供給口108の形成開始位置に開口を有するようにパターニングされた裏面マスク層107が形成される（図３）。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
(実施例２)
図１０は、本発明の第２実施例の概略図である。本実施例が第１実施例と異なる点は、第二の液流路を形成する方法として、第一のエッチングをドライエッチング法による垂直な窪み部を形成し、その後ウエットエッチングによる面方位依存性を利用した異方性エッチングを用いる点である。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
図８(a)、(b)および(c)に示す段階において、第一のエッチングとして、ＩＣＰドライエッチング装置を用いて、図７に示す基板をドライエッチングし垂直に窪みを形成する。その際に、堆積とエッチングを交互に行う特定の実施形態を用いる。ドライエッチング時のマスクとしては、ノボラック系の一般的なポジレジストを使用することができる。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
その後、第１実施例と同様の工程を経て、本実施例のインクジェット記録ヘッド用基体が形成される。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
【図１】本発明の第１実施例の製造工程の出発段階の模式図であり、図２(d)のＡＡ'線に相当する線に沿って切断した断面図である。
【図２】ドライエッチング工程後の第二の液流路が形成された状態を示す図である。(a)は図１と同じ方向の断面図、(b)はその一部を拡大したものであり、(c)は(b)のＢＢ'線で切断した断面図、(d)は上から見た平面図である。
【図３】ＵＶレジストによる流路型材、ネガレジストによるオリフィスプレート、環化ゴムを含むノズル保護用樹脂、ポリエーテルアミドからなるマスク層をそれぞれ形成した段階を示す、図１と同じ方向の断面図である。
【図４】裏面マスク層の開口部から結晶異方性エッチングを基板の表側の面の窪み部まで進行させて供給口を形成した段階を示す、図１と同じ方向の断面図である。
【図５】ノズル保護用樹脂、流路型材を除去し、所望の流路が得られたインクジェット記録ヘッド用基体を示す断面図であり、(a)は図１と同じ方向、(b)はその一部を拡大したものであり、(c)は(b)のＢＢ'線で切断した断面図である。
【図６】第一の液流路の最小幅Ｌ１と第二の液流路の最大幅Ｌ２との関係を表す図であり、(a)は上から見た平面図、(b)は(a)のＣＣ'線で切断した断面図である。
【図７】本発明の第２実施例の製造工程の出発段階の模式図であり、図２(d)のＡＡ'線に相当する線に沿って切断した断面図である。
【図８】基板をドライエッチングし垂直に窪みを形成した状態を示す図である。(a)は図７と同じ方向の断面図、(b)はその一部を拡大したものであり、(c)は(b)のＤＤ'で切断した断面図である。
【図９】シリコン結晶異方性エッチングを用いて、第二の液流路を形成した状態を示す図である。(a)は図７と同じ方向で図８(b)に対応する拡大断面図であり、(b)は(a)のＤＤ'で切断した断面図である。
【図１０】本発明の第２実施例の所望の流路が得られたインクジェット記録ヘッド用基体を示す断面図である。(a)は図７と同じ方向で図８(b)及び図９(a)に対応する拡大断面図であり、(b)は(a)のＤＤ'で切断した断面図である。
【図１１】従来例として形成したインクジェットヘッドの断面図である。(b)は(a)のＥＥ’線に沿って切断した断面図である。