JPS6280054A - インクジェット式印字ヘッド及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、インクジェット式印字装置、より詳細には内
蔵インク・フィルタを備えたサーマル・インクジェット
式印字ヘッドとその製造方法に関するものである。

（従来の技術） 一般に、ドロップオンデマンド形サーマル・インクジェ
ット式印字装置は、熱エネルギー・パルスを使用してイ
ンクの満ちたチャンネル内に気泡を発生させ、チャンネ
ルのノズルからインク滴を噴射させるようになっている
。この方式のインクジェット式印字は、サーマル・イン
クジェット式印字またはバブル・インクジェット式印字
と呼ばれ、これが本発明の対象である。従来のサーマル
・インクジェット式プリンタでは、米国特許第４．４６
３，３５９号に開示されているように、その印字ヘッド
は一端に比較的小さいインク供給室に通じている１個ま
たはそれ以上のインクの満ちたチャンネルを有し、他端
にノズルと呼ばれるオリフィスを有している。熱エネル
ギー発生供給、通例、発熱抵抗体は、チャンネル内に、
ノズルに近い所定の距離に配置されている。発熱抵抗体
が電流パルスで個別にアドレスされると、インクが瞬時
に沸騰してインク滴を噴出させる気泡が発生する。

気泡が増大すると、インクはノズルから膨れ、インクの
表面張力によって凸状（メニスカス）になる。気泡が収
縮し始めると、ノズルと気泡の間のチャンネル内のイン
クが、収縮する気泡に向って動き始め、ノズルの所で体
積のくずれが生じるので、凸状のインクが分離して滴に
なる。気泡が増大しているとき、ノズルの中から外にイ
ンクが加速され、運動量と速度が与えられた滴は、記録
媒体たとえば紙に向ってほぼ一直線に進む。

米国特許第４．４６３，３５９号は、平管作用で供給さ
れる１個またはそれ以上のインク・チャンネルを有する
サーマル・インクジェット式プリンタを開示している。

各ノズルに生じたメニスカス（表面張力によって凸状ま
たは凹状になること）が、ノズルからインクが流出する
のを阻止する作用をする。発熱抵抗体、すなわち加熱器
は、各チャンネル内のノズルから所定の距離に配置され
ている。

データ信号を表わす電流パルスが発熱抵抗体に加えられ
ると、抵抗体に接触しているインクが瞬時に沸騰して、
各電流パルスに対し１つの気泡が発生する。気泡の増大
により、一定量のインクがノズルの外に膨れ、気泡の収
縮が始まると、滴にちぎれ、その結果、各ノズルからイ
ンク滴が噴射される。各インク滴が噴射されたあと、メ
ニスカスが破れてチャンネルの中に後退しすぎないよう
に、電流パルスの形が決められている。サーマル・イン
クジェット装置の直線アレイの種々の実施例として、た
とえば、ヒートシンク基板の上下に直線アレイがジクザ
グに配置されたものや多色印刷のため種々のカラー・イ
ンクを有するものが開示されている。ある実施例では、
両端にノズルを有する比較的短かいチャンネルの中央に
発熱抵抗体が配置されている。開端のチャンネルに接続
された別の通路はチャンネルに対し垂直でＴ形構造を形
成している。インクはこの通路から毛管作用で開端チャ
ンネルに供給される。したがって、開端チャンネルの中
で気泡を発生させれば、２つの異なる記憶媒体を同時に
印字することができる。

米国特許第４，２７５，２９０号はインク溜めの水平壁
面に複数のオリフィスを有する熱活性インク液（ｔｈｅ
ｒｍａｌｌｙ　ａｃｔｉｖａｔｅｄ　１ｉｑｕｉｄ　１
ｎｋ）式印字へ。

ドを開示している。動作中、電流パルスは、選択された
各オリフィスを囲んでいる発熱抵抗体を加熱して非導電
性インクを沸騰させる。その蒸気はインク溜めの上方に
間隔をおいて平行に置かれた紙などの記録媒体の上に凝
結するので、画素すなわちピクセルを表わす黒点または
着色点が生じる。

代りに、インクの部分的沸騰によってインクをオリフィ
スの上に押し気泡で与えられる圧力によってインクを移
動させることができる。また、インクを部分的、または
完全に沸騰させる代りに、インクの表面張力を下げるこ
とによってインクをオリフィスから流出させることがで
きる。すなわち、オリフィス内でインクを加熱すると、
表面張力係数が低下してメニスカスの曲率が増大するの
で、最後には紙面に達して点が印字される。インクに変
動圧力を加えるために、インク溜めに振動装置を取り付
けることができる。発熱抵抗体に対する電流パルスは、
振動によって生じる最大圧力に一致している。

特許出願昭４９−５１１６０号（特開昭５６−００７８
７４号）は、１個またはそれ以上のノズルすなわちオリ
フィスを有するインクジェット・ノズル板を製造する方
法を開示している。その方法は、低抵抗シリコン基板の
上に高抵抗シリコン単結晶層を生成させること、高抵抗
シリコン単結晶を形成すべき円錐状オリフィスのエツチ
ング・パターンを有する窒化珪素（ＳｉＪ４）でマスク
すること、高抵抗シリコンを結晶軸依存性エツチング液
で腐食させ円錐状孔を形成すること、高抵抗シリコンの
表面を酸化させること、および低抵抗シリコンを除去す
ること、の工程から成っている。

米国特許第４，３６２，５９９号は、高電圧半導体素子
を作る方法を開示している。その半導体素子は、（１０
０）結晶面の表面を有する翼体タイプのシリコン基板を
製作すること、（１００）結晶軸に平行な辺を有する長
方形窓をあけること、長方形窓の内部を異方性エツチン
グ液で腐食させシリコン基板に凹部を形成すること、酸
化膜を除去し、基板の全表面に基板のそれとは反対の導
体タイプのシリコンのエピタキシャル層を生成させるこ
と、および凹部をマスクし、エピタキシャル層を異方性
エツチング液で腐食させエピタキシャル層の表面を平坦
にすることの諸工程によって製造される。

大部分の半導体素子は、平坦にされたエピタキシャル層
の上に作られる。

米国特許第４，１０６，９７６号は、シリコンなどの単
結晶基板の平坦な表面の上に二酸化シリコンまたは窒化
シリコンなどの一様な非有機薄膜材料層を形成すること
、薄膜のある表面の反対側の表面から基板を腐食させて
貫通孔を形成すること、および薄膜を腐食させて基板の
孔と同心のオリフィスを形成すること、の諸工程から成
るノズル・アレイ構造製造方法を開示している。基板の
両表面は平行であり、”００）結晶軸方向に向いている
。

米国特許第４，１５７，９３５号は、表面が平行でない
シリコン・ウェーハからインクジェット式プリンタの印
字ノズルアレイを製造する方法を開示している。その方
法は、マスクを通してウェーハを光源にさらすこと（ウ
ェーハ構造に対し所定の角度で光源から円柱光を送り、
光源とウェーハとの管に相対運動を生じさせる）、非露
出領域のみが異方性エツチングを受けるようにウェーハ
を処理すること、およびウェーハを異方性エツチングし
てマスクに対応する一様なオリフィスを生しさせること
、の諸工程から成っている。

ＩＢＭ　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｄｉｓｃｌｏｓｕｒｅ　
Ｂｕｌｌｅｔｉｎ、　Ｖｏｌ。

２１、Ｎ１１Ｌ６（１９７８年１１月）は、（１００）
結晶軸方向のシリコン・ウェーハの両面に相互に垂直な
溝をディファレンシャル・エツチングすることを開示し
ている。溝の深さがウェーハの厚さの半分になると、ノ
ズル・アレイが形成される。

アーネストバッサウス（Ｅｒｎｅｓｔ　Ｂａ５ｓｏｕｓ
）の論文ｒ　（１１０）および（１１０）シリコンの異
方性エツチングによる新規な三次元微細構造の製造」Ｉ
　Ｅ　Ｅ　Ｅ　　Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ　ｏｎ　Ｅ
ｌｅｃｔｒｏｎ　Ｄｅｖｉｃｅｓ。

Ｖｏｌ、ＥＤ−２５，１１ｈｌｏ、（１９７８年１０月
）は、（１００）および（＋１０）結晶方向の単結晶シ
リコンの異方性エツチングと三種類の微細構造、すなわ
ち（１）インクジェット・ノズルとして使用される薄膜
内の高精度円形オリフィス、（２）極低温使用に適して
いる８個の面から成る空胴を有する多受口小形電気コネ
クタ、＋３１（１００）および（１１０）シリコン内の
多重チャンネルの製造、を論じている。上記の構造のい
くつかを作るために、シリコン・ウェーハと燐ガラスと
を溶着する新規な接合技術が開発された円形オリフィス
を有する薄膜型ノズルは、エツチング液の中で濃くドー
ピングされたＰ゛シリコン耐食性を利用するプロセスと
開孔を異方性エツチングするプロセスとを組み合わせて
製作されている。

米国特許第４，４３８．１９１号は、多数個部品組立を
作るため接着剤を使う必要のない一体構造のバブル駆動
インクジェット式印字ヘッドを製造する方法を開示して
いる。その方法による層構造は、標準形集積回路とプリ
ント回路処理技術によって製作することが可能である。

基本的には、バブル発生用発熱抵抗体と個別にアドレス
される電極を有する基板の内部に、通常の半導体処理に
よってインク室とノズルが形成される。

（発明の目的と構成） 本発明の第１の目的は、フィルタを印字ヘッド内に配置
することによって最大の効果が得られる、インクジェッ
ト式印字ヘッドのインク濾過装置を提供することである
。

本発明の第２の目的は、フィルタの全流れ断面積を印字
ヘッドのノズルのそれよりも大きくすることによって印
字ヘッドを通るインクの流れが妨げられないようにする
ことである。

本発明の第３の目的は、最小限のコスト上昇で、内部に
一体構造のフィルタが組み入れられた印字ヘッドを提供
することである。

本発明の第４の目的は、各々が複数組のインク・チャン
ネルおよび関連するマニホルドと内蔵濾過装置を有し、
各チャンネルが最大１０００点／インチ（ｓｐｉ　）の
画素密度に対応するピッチ、すなわち中心間距離と高度
に一様な寸法と形状を有している構造のチャンネル板を
一括製造する方法、および１枚のチャンネル板と１枚の
発熱要素基板とを重ね合せ、相互に接着して、内蔵フィ
ルタを有する複数の印字ヘッドを形成するために、複数
の基板の上に複数組の発熱要素とアドレス電極を一括製
造する方法を提供することである。

本発明の第５の目的は、最初にウェーハに異方性エツチ
ングを行ない、次に、等方性エツチングを行ない、最後
に、第２の異方性エツチング処理を行なうことにより、
シリコン・ウェーハの上にチャンネル板を一括製造する
方法を提供することである。

本発明においては、２枚の（１００）シリコンウェーハ
から内蔵フィルタを存する複数のインクジェット式印字
ヘッドが製造される。係属中の米国特許第７１９，４１
０号（１９８５年４月３日出願）の場合と同様に、好ま
しい実施例では、印字ヘッドはサーマル・ドロップオン
デマンド型で、キャリッジ印字に適している。一方のウ
ェーハの表面には、複数組の発熱要素と個別にアドレス
する電極が形成され、他方のウェーハの表面には、粒子
フィルタを有する凹形マニホルドに通じている複数組の
平行なインク・チャンネルが異方性エツチングと等方性
エツチングによって形成される。チャンネルを有するウ
ェーハの他の表面には充てん孔と整合孔がエツチングさ
れる。発熱要素を有するウェーハの表面には、所定の場
所に接合マークが形成される。チャンネルを有するウェ
ーハの表面と発熱要素を有するウェーハの表面は、整合
孔と整合マークを介して整合され、互いに接着される。

この接着された２枚のウェーハをさいの目に切り分ける
ことによって、複数の独立した印字ヘッドができる。内
蔵フィルタを除けば、印字ヘッドとその製造方法は前記
の米国特許出願第７１９．４１０号に記載されているも
のと同じである。

各印字ヘッドは、マニホルド充てん孔が露出した状態で
、Ｌ形電掻すなわち娘基板の１つの縁固定して配置され
、チャンネルのノズルは娘基板と平行している。印字ヘ
ッドの電極は、娘基板上の対応する電極にワイヤボンデ
ィングされる。印字ヘッドを有する娘基板はインク供給
カートリッジに取り付けられる。このインク供給カート
リ、７ジは、随時使い捨てることができる。インクが印
字ヘッドのマニホルドおよびそれらの関連する毛管作用
インク・チャンネルを満し、保持されるように、印字ヘ
ッドの充てん孔はカートリッジの開口にぴったり合わさ
れ、密封されている。

印字ヘッドと娘基板とカートリッジの組合せは、たとえ
ば、紙などの記録媒体の表面を横切って往復動できるよ
うに構成されたインクジェット式プリンタのキャリッジ
に取り付けることができる。

別の行を印字するため印字ヘッドの移動方向が変るたび
に所定の距離だけ紙がステップ送りされる。

この形態の印字ヘッドノズル・アレイは、記録媒体の移
動方向と平行しており、キャリッジの横断方向に対し垂
直である。プリンタの制御装置がデジタルデータ信号を
受信すると、それに応じて制御装置から各チャンネル内
の発熱要素へ選択的に電流パルスが印加される。ページ
幅のアレイ構造の場合には、もちろん、アレイは固定し
て、記録媒体の移動方向に垂直な向きに、配置され、印
字動作中、記録媒体は一定速度で連続的に移動する。

周知のように、電流パルスにより、発熱要素は熱エネル
ギーをインクへ伝達し、インクを沸騰させて瞬時に気泡
を発生させる。発熱要素は電流パルスが通過したあと冷
却し、気泡が収縮する。気泡の発生と膨張によって、イ
ンク滴が発生し、記録媒体に向けて飛ばされる。

上述のようなインクジェット式プリンタにおいては、印
字用の小さなインク滴を発生させるためには、１〜４平
方ミル（６２５〜２５００平方ミクロン）程度の流れ断
面積を有する非常に細いノズルが必要である。このよう
な微細ノズルを使用する場合には、汚染粒子でノズルが
閉塞されないように、細目の濾過装置を使用する必要が
ある。

最大の効果を得るには、濾過はノズルの近くで行なわね
ばならないが、インクの流れを妨げてはならない。本発
明は、印字ヘッド自体に濾過装置を一体構造で組み入れ
ることによって前述の諸口的を実現しており、さらに、
フィルタは特別な処理工程を伴うことなく印字ヘッド内
に一体構造で製造されるので、印字ヘッドの製造コスト
上昇は最小限ですむ。

（実施例） 第１図は、典型的なキャリフジ形多色サーマル・インク
ジ呈ント式印字装置１０を示す。インク滴発生チャンネ
ルの直線アレイは、随時使い捨てることができる各イン
ク供給キャリッジ１２の各印字ヘッド１１の中にある。

案内レール１５の上で矢印１３の方面に前後に往復する
キャリッジ装置１４に、１個またはそれ以上のインク供
給キャリッジが交換できるように取り付けられる。チャ
ンネルはキャリッジの往復方向に垂直にかつ記録媒体１
６たとえば紙のステップ送り方向に平行に、−列に並ん
だオリフィスすなわちノズルで終っている。したがって
、印字ヘッドは、一方向に動くとき、静止している記録
媒体の上にある幅の情報を印字する。キャリッジと印字
ヘッドが方向を変える前に、印字装置によって矢印１７
の方向に印字された前記情報幅に等しい距離だけ記録媒
体がステップ送りされ、そのあと印字ヘッドが逆方向に
移動して別の情報の幅を印字する。滴１８は印字装置の
制御装置（図示せず）が受は取ったデジタルデータ信号
に応じてノズルから記録媒体に向って噴射される。制御
装置は、デジタルデータ信号に応じて、印字ヘッドチャ
ンネル内のノズルから所定の距離の所に配置された個々
の発熱要素を電流パルスで選択的にアドレスする。発熱
要素を通過する電流パルスは発熱要素に接しているイン
クを沸騰させ、瞬時に気泡を発生させ、ノズルからイン
ク滴を噴射させる。代りに、数個の印字ヘッドを正確に
並置して、ページ幅のノズル・アレイ　（図示せず）を
作ることができる。この場合には、ノズルが静置され、
紙がそこを通過することになる。

第１図には、数個のインク供給カートリッジ１２と固定
して取り付けられた電極基板すなわち娘基板１９が図示
されているが、両者の間に点線で示した印字へノド１１
が各１個はさまれている。

印字へノド１１は娘基板に永久的に取り付けられており
、それらの対応する電極は互いにワイヤボンディングさ
れている。あとでより詳細に述べる印字ヘッドの充てん
孔はカートリッジの開口（図示せず）にぴったり合わせ
て密封されているので、印字装置の動作中、カートリッ
ジからのインクはマニホルドを介してインク・チャンネ
ルへ連続的に供給される。このカートリッジは米国特許
出願筒６７７、４２６号（１９８４年１２月３日出願）
に詳しく記載されているものと同じである。キャリッジ
組立１４の雌型リセプタクル（図示せず）に対する差込
みを容易にするため、各娘基板１９の下部分２０には、
カートリッジの底面２２より下に伸びた電極端子２１が
付いていることに注目されたい。好ましい実施例におい
ては、約３００点／インチ（ｓｐｉ　）の解像度で印字
するため、印字ヘッドは約３ミル（７５ミクロン）の中
心間間隔で少なくとも４８個のチャンネルを有している
。各娘基板上のこのような高密度のアドレス電極２３は
、一部の電極を両側面で終らせることによって都合よく
処理されている。第１図において、側面２４は印字ヘッ
ドが含まれている側面の反対側である。電極はすべて印
字へ・ノドのある側面から始まっているが、一部は娘基
板を貫通じている。すべての電極２３は娘基板の端２０
で柊っている。

第２図は印字ヘッド１１の前面の拡大斜視図で、娘基板
１９に取り付けられた印字ヘッドと滴を噴射するノズル
アレイ２７を示す。電気的に絶縁された下部基板２８は
その表面にパターンに従って作られた発熱要素とアドレ
ス電極３３を有し、他方、上部基板３１は一方向に伸び
て上部基板の前面２９を貫通し断面が三角形の平行な溝
を有している。溝の他端は、この図には示してないが、
共通の内部凹部に通じている。内部凹部の床面には、イ
ンク充てん孔２５として使われる開口が開いている。平
行溝が設けられた上部基板表面は、あとで述べるように
、下部基板２日に整合されて接着され、溝と下部基板と
によって形成された各チャンネルの中に、それぞれ１個
の発熱要素が配置される。インクは、凹部と下部基板と
によって生じたマニホルドに入り、インク充てん孔を通
り、毛管作用によってチャンネルを満す。インクは各ノ
ズルの所でメニスカスを形成し、その表面張力のため、
ノズルから流れ出ることはない。下部基板２８上のアド
レス電極３３は端子３２で終っている。電極端子３２を
露出させ、それらを印字ヘッド１１を永久的に取り付け
ている娘基板１９の電極にワイヤボンディングすること
ができるように、上部基板すなわちチャンネル板３１は
、下部基板すなわち発熱要素板２８より小さい。

第３図を参照すると、複数組の気泡発生用発熱要素３４
とアドレス電極３３が、片面研磨の（１００）シリコン
・ウェーハ３６の研磨面にパターンに従って形成されて
いる。拡大図示されているのは、１個のインクジェット
式印字ヘッドに適した下部基板すなわち発熱要素板２日
と呼ばれるウェーハ３６の一部に形成された１組の発熱
要素３４とアドレス電極３３である。複数組の印字ヘッ
ド電極３３、発熱要素として働く抵抗体、共通帰線３５
をパターンに従って形成する前に、発熱要素とアドレス
電極を受は取る研磨面は、厚さ５０００人〜１ミクロン
のアンダグリーズ層（図示せず）たとえばＳｉｎ、で被
覆される。発熱抵抗体は、化学気相蒸着（ｃＶ　Ｄ　：
　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏ
ｎ）によって蒸着することができるドーピングされた多
結晶シリコンでもよいし、または他の周知の抵抗体のど
れか、たとえばＺｒＢ、でもよい。

好ましい実施例では、ポリシリコン発熱要素が使用され
、ＳｉＯ□熱酸化層（図示せず）は高温蒸気の中でポリ
シリコンから生成される。この熱酸化層は、発熱要素を
導電性インクから保護、絶縁するために、一般に０．５
〜１．０ミクロンの厚さまで生成させる。アドレス電極
と共通帰線を取り付けるため、ポリシリコン発熱要素の
縁の所で熱酸化層が除去され、そのあとアドレス電極と
共通帰線がパターンに従って蒸着される。ＺｒＢｚなど
の抵抗体を発熱要素として使用する場合には、その上の
保護層として他の適当な周知の絶縁材料を使用すること
ができる。

共通帰線とアドレス電極は、アンダグレーズ層および発
熱要素の縁の上に蒸着されたアルミニウム・リードであ
る。共通帰線の端３７とアドレス電極の端子３２は、チ
ャンネル板３１が取り付けられて印字ヘッドができあが
ったあと娘基板の電極３２にワイヤボンディングするた
めの空間がある所定の場所に配置されている（第１０図
参照）。

共通帰線３５とアドレス電極３３は、０．５〜３．０ミ
クロンの厚さに蒸着されるが、好ましい厚さは１．５ミ
クロンである。

電極のパ・７シベーシヨン処理の前に、印字ヘッドの動
作中インク気泡の収縮によって発生したキャビテーショ
ン力に対する特別保護として発熱要素保護層したとえば
、熱酸化層１の上にタンタル（Ｔａ　）層（図示せず）
を、随意に、約１ミクロンの厚さまで蒸着することがで
きる。このＴａ層は、たとえばＣｆ　４　／　０２プラ
ズマ・エツチングによって、発熱要素を直接おおってい
る保護層を除いて、すべて取り除かれる。

ＴＩＷＡのパッシベーションのため、複数組の発熱要素
とアドレス電極を含むウェーハ表面全体にわたって２ミ
クロンの厚さの燐ドーピングされたＣＶＤ　　Ｓｉ０ｇ
膜（図示せず）が蒸着されるが、このＳｉＯ□膜は、続
いてワイヤボンディングによって娘基板の電極に接続さ
れる共通帰線とアドレス電極の端子および発熱要素すな
わちＴａ［からエツチングで除去される。このエツチン
グはウェットまたはドライ・エツチング法のどちらでも
よい。代りに、Ｓｉ：＋Ｎ４をプラズマ蒸着して電極の
パッシベーションを行なうことができる。

アンダグレーズ層を付着させたあと都合のよい時に、ウ
ェーハ３６を構成している個々の下部基板２８の所定の
場所にフォトリソグラフィ　（写真印刷）によって少な
（とも２個の整合マーク３８が形成される。これらの整
合マークは、ウェーハ３９を構成している複数のチャン
ネル板ずなわち上部基板３１と下部基板２８上の複数の
発熱要素とを整合するために使われる。あどで説明する
ように、複数組の発熱要素とアドレス電極を含むウェー
ハ３６の表面は、両ウェーハの整合後、ウェ−ハ３９に
接着される。

第４図において、両面が研摩された（１００）シリコン
・ウェーハ３９を使って、印字ヘッド用の複数の上部基
板３１が作られる。ウェーハの化学洗浄後、マスキング
層、たとえば熱分解ＣＶＤ窒化シリコン層４１　（第５
図参照）が両面に堆積される。通常の写真印刷（フォト
リソグラフィ）を使用して、第４図に示した面とは反対
のウェーハ面４２の上に、複数の上部基板の各々に充て
ん孔２５のための開孔（Ｖ　ｉａ）と整合孔４０のため
の少なくとも２個の開孔（Ｖｉａ）が所定の場所にパタ
ーンに従って作られる。充てん孔および整合孔を表わす
開孔パターンから窒化シリコンがプラズマ・エツチング
によって除去される。次に、水酸化カリウム（ＫＯＨ）
異方性エツチング液を使用して充てん孔と整合孔がエツ
チングされる。この場合には、（１００）ウェーへの（
１１１）面はウェーハの表面と５４．７°の角度をなし
ている。

充てん孔は一辺が約２０ミル（０，５ｍ）の小さい正方
形の表面パターンであり、整合孔は一辺が約６０〜８０
ミル（１，５〜２．０ｍ）の正方形である。

したがって、整合孔は厚さ１鶴のウェーハを完全に貫通
してエツチングされるのに対し、充てん孔はウェーハの
厚さの約１／２〜３／４の所の頂点までしかエツチング
されない。比較的小さい正方形の充てん孔は、エツチン
グを続けても、それ以上大きさは増大せず、したがって
、整合孔と充てん孔のエツチングには、それ程の時間は
かからない。このエツチングは約二時間かかるが、多数
のウェーハを同時に処理することが可能である。

次に、基準として前にエツチングされた整合孔を使って
、ウェーハ３９の反対側の面４４の上に、複数組の凹部
を異方性エツチングするための開孔が窒化シリコン層に
パターンに従って作られる。

ウェーハ３９を構成している各チャンネル板の比較的大
きな長方形凹部４５は、最終的に、印字ヘッドのマニホ
ルドになる。マニホルド凹部４５の内側には、上面に小
さいほぼ長方形または正方形の開口５５を有する狭い壁
パターンが形成される。

これらの内部壁パターンは、各マニホルド凹部の内側に
、充てん孔２５を含む内部隔室５６を形成している。あ
とで説明するが、インクは内部隔室からマニホルドへ動
くときに、濾過される。同様に、各基本３１のマニホル
ドの間には、マニホルド凹部の短かい方の壁５１の近く
に、２個のスペス凹部４６がパターンに従って形成され
ている。

各長いマニホルド凹部壁５２に平行で、それに隣接して
いる平行な細長い溝５３は、ウェーハ表面４４を完全に
横切り、隣りの基板３１のマニホルド凹部４５の間に伸
びている。しかし、この細長い溝５３はあとで説明する
理由により、ウェーハの縁面に抜けていない。マニホル
ド凹部の一方の壁５２には、窒化シリコン層４１に４８
個または以上の平行な狭い幅の開孔パターンが形成され
ており、このパターンは、エツチング後、最終的にイン
ク滴を噴射する印字ヘッドのチャンネルの役目をする１
組のチャンネル溝５４を形成する。

マニホルド凹部と内部隔室凹部を形作っている壁ノラノ
ド部４８すなわち上面は、元のウェーハ面４４の一部で
あり、まだ窒化シリコン層４１が付いている。これらの
ランド部４８は、２枚のつ工−ハ３６と３９を接着する
とき接着剤が塗付される区域になる。好ましい実施例に
おいては、接着剤が塗付される前に、窒化シリコン［４
１が除去される。細長い溝５３と凹部４６は、あとで述
べるワイヤポンディング工程のとき印字ヘッドの電極端
子に対し余裕空間を提供する。

点線４９．５０．５０ａは、第１Ｏ図についてあとで述
べるように、使用しないウェーハ材料を除去するときの
フライス削りまたはダイシング（さいの目切断）の境界
線を示す。点線４９は、チャンネル５４に平行であり、
点線５０．５０ａは点線４９に直交している。点線５０
ａに沿うダイシングによってチャンネルが開かれ、ノズ
ル２７が生じる。このノズル解放は、接着された２枚の
ウェーハを個々の印字ヘッドに切り分けるとき、達成さ
れることが好ましい。

第４図に示すように、異方性エツチング液たとえば水酸
化カリウム（Ｋ　ＯＨ）を使用して、マニホルド凹部４
５、内部隔室５６、チャンネル溝５４、スペース凹部４
６．５３、および内部隔室を形成している壁５７の上面
のピット５５が同時にエツチングされる。マニホルドお
よび内部隔室を形成する開孔の寸法に対し、エツチング
処理を調時して凹部の深さを停止させなければならない
。

そうしないと、パターンの寸法が大きいので、エツチン
グ液がウェーハを腐食し完全に貫通してしまうことにな
ろう。マニホルド凹部と内部隔室５６の両方の床面５８
は、エツチング処理を停止させた時点の深さで決まる。

床面５８の深さは、充てん孔の凹部と出合い、かつイン
ク充てん孔として適当な開口２５が生じるように、充て
ん孔凹部を少し越える程度である。前に触れた米国特許
出願筒７１９，４１０号に記載されているように、壁５
２をエツチングする代りに、ダイシング加工によってチ
ャンネルを作ることもできるし、あるいは、充てん孔２
５と整合孔４０をマニホルド凹部やその他の凹部と共に
、片面研磨のウェーハ面からすべてを同時に異方性エツ
チングすることもできる。

（１００）シリコン・ウェーハの異方性エツチングは、
エツチングが（１１１）面に沿うように、必らず正方形
または長方形の開孔を通して行なわなければならない。

この結果、各凹部または孔はウェーハの表面に対し５４
．７°の角度で相互に向って収束する壁を有している。

正方形または長方形の開孔がウェーハの厚さに対し小さ
い場合には、凹部ができる。たとえば、小さい長方形の
表面形状は、すべての壁がウェファ表面に対し５４．７
゜の角度をなしている細長い■形溝の凹部を作るが、小
さい正方形の表面は、頂点を有する逆ピラミッド形の凹
部を作る。周知のように、内隅だけは、異方性エツチン
グすることが可能であるが、外隅すなわち凸形隅はエツ
チングを案内する（１１１）面を有していないので、エ
ツチング液はそのような隅を非常に速く除去してしまう
。これが、チャンネル凹部５４や内部隔室５６をそれら
の端の所で開くことができず、すなわち外隅をもつこと
ができず、代りに別の処理工程によって補完しなければ
ならない理由である。

第５図は、第４図のチャンネル板３１の拡大図の線５−
５に沿った断面図である。異方性エツチングの深さはエ
ツチング液にさらされるウェーハの表面面積によって決
まるので、チャンネル凹部５４や内部隔室壁５７のピッ
ト５５は（１１１）面に沿って収束し、それ以上進まな
いが、マニホールド凹部４５や内部隔室凹部５６におけ
るより大きな表面面積のエツチングは、凹部の（１１１
）面が収束し、エツチング液がウェーハを貫通するか、
あるいはエツチング処理を調時して停止させるまで、腐
食し続ける。好ましい実施例の場合は、マニホルド凹部
と内部隔室凹部の共面の床５８が、充てん孔２５の凹部
と出合うことができる深さに達すると、エツチング処理
が停止される。

第６図は、第４図の円で囲んだ領域６−６で示した、内
部隔室の壁５７の一部の拡大平面図である。マニホルド
凹部の壁５１につながっている壁５７ａの延長部は、以
下述べる理由のため、ピット５５と内部隔室の壁５７と
の間の厚さにほぼ等しいｘ″で示した厚さを有している
。

マニホルド凹部４５に対するチャンネル凹部５４と内部
隔室５６の開放は、最初に短時間、たとえば２分間等方
性エツチング液で窒化物の薄いマスクをアンダカットし
、続いて短時間たとえば５分間のＫＯＨ異方性エツチン
グ液でチャンネル凹部と内部隔室をマニホルド凹部に対
し開くことによって達成することができる。等方性エツ
チングは同じ時間に全方向に等しく腐食するので、前に
触れた米国特許出願筒７１９，４１０号に述べられてい
るように、異方性エツチングを計画するときには、この
シリコン除去を考慮に入れなければならない。チャンネ
ルと内部隔室は、等方性エツチング次に異方性エツチン
グによって腐食されて開放されるので、チャンネルの壁
は短かくなるが、まだ、望ましい２０ミル（０，５ｎ＋
）の長さの範囲内にある。第８ｂ図は第６図の′ｆＩＡ
８ｂ　−、ｓ　ｂに沿ったピット５５における等方性エ
ツチングのアンダカットを示す。第８ａ図は第７図の線
３ａ−３ａに沿った断面図であり、等方性エツチング液
程により窒化マスク４１をアンダカットする前のピソト
５５を示す。第８ａ図において、内部隔室の壁５７は、
窒化マスク４１と連続している。距離“ｙ”で示した壁
の厚さは、ピット５５の各辺と内部隔室の壁５７の外側
表面との間の距離“Ｘ”で示した厚さよりかなり大きい
ので、窒化マスク４１は内部隔室の壁５７の他の場所で
なく、ピット５５の所だけが内部隔室の壁を完全に横断
しでアンダカットされる。第５図から第７図を参照する
と、壁の延長部５７ａはピット５５と内部隔室の壁５７
の外側表面の間の厚さとほぼ同じ厚さを有するので、延
長部５７ａもまた完全にアンダカットされ、したがって
次の異方性エツチングによってこの延長部５７ａが除去
されて、内部隔室はマニホルド凹部によって完全に取り
囲まれた状態になる。

周知の等方性エツチング液は、たとえば、ＨＦ／ＨＮＯ
３、／Ｃ２Ｈ４０２の混合液である。このようなエツチ
ング液は、接触している表面からすべての方向に等しく
シリコンを除去する、したがって、チャンネルの内端は
、計画的に、より長い距離“Ｙ”で示した他の端より狭
くしであるので（第５図および第７図参照）、異方性エ
ツチングのためのマスクを形成している窒化シリコン層
４１は、チャンネルの内端（すなわち、距離“Ｘ”で示
したマニホルド凹部に近い端）の所でアンダカットされ
る。

第７図は、異方性エツチング後のチャンネル仮３１の部
分拡大平面図であり、点線は等方性エツチングと２回目
の異方性エツチングを示す。等方性エツチング液は全表
面領域を腐食させるが、図はチャンネル凹部５４の内側
側壁とピット５５を含む領域のみを示す。異方性エツチ
ング用のマスクを形成しかつ接着剤塗付用のランド４８
の役目を果す窒化シリコン層４１は、マニホルド凹部４
５に隣接しているチャンネル凹部の端の所が非常に狭い
。この距離は“Ｘ”で表示されており、一般に、０．２
〜１．０ミル（５〜２５ミクロン）の範囲内にある。最
終的にノズルとなる他端における距離“Ｙ”は、距離“
Ｘ”の少なくとも２倍である。したがって、等方性エツ
チングは、チャンネルの内端で窒化シリコン層を除去し
てアンダカットするけれども、よ゛り広い他端ではアン
ダカ、７トできない。チャンネルの拡張と短縮とをあら
かじめ見越した上で、等方性エツチング次に異方性エツ
チングを行なってチャンネルをマニホルドに対し開く方
法を使用すれば、一部の他の工程、たとえばチャンネル
の内端をマニホルドに対して開くためダイシングを使用
することが省ける。この同じ手法を同時に使って、内部
隔室の凹部５６とマニホルドの凹部４５との間に通路が
開かれる。

すなわち、ピット５５から内部隔室の壁５７までの距離
は距離“Ｘ”だけであるが、壁５７の厚さは距離“Ｙ”
であるために、各ピット５５の所に通路５９（点線で示
す）が形成される。同様に、第８ｂ図を参照すると、内
部隔室の凹部５６とマニホルドの凹部４５との間に通路
が形成されることがわかる。好ましい実施例においては
、前に触れたように、ランド４８に接着剤を塗付する前
に、窒化シリコン層４１が除去される。

第７図かられかるように、距離“ａ”で示したピット５
５の各辺は、距離“ｂ”で示したチャンネル凹部５４の
幅よりかなり小さい。ここで、“ｂ”は、常に“ａｍの
寸法の約２倍である。ピット間の距離Ｚ１とチャンネル
間の距ＡＩ　Ｚ　２はほぼ等しく、両者共約１ミル（２
５ミクロン）である。距離ＺＩと７２は距離”Ｙ”にほ
ぼ等しい、すなわち距離“Ｘ”のほぼ２倍である。窒化
シリコン層４１が除去される好ましい実施例とは異なる
が、ウェーハ４４上の窒化シリコン層４１を接着表面に
してもよい、その場合には、接着剤が溝５４や他の凹部
に流入したり、拡がらないような仕方で、接着剤たとえ
ば熱可塑性エポキシ膜が接着表面に塗付される。ウェー
ハ３６とウェーハ３９は、整合孔４０と整合マーク３８
を介して、たとえば真空チャック式整合装置で整合され
る。

両ウェーハは正確に合わされ、接着剤の部分硬化により
粘着される。上述の代りに、上述３６．３９に精密にダ
イスした縁を付け、そのあと手動または自動的に精密治
具の中で整合してもよい。

どちらの整合方法であっても、各溝５４は、チャンネル
牟反の端面２９にあるノズルすなわちオリフィスから所
定の距離の所に発熱要素をもつように、自動的に配置さ
れる（第２図参照）。２枚のウェーハは炉または貼合せ
機の中で硬化され、永久的に接合され、そのあと、第１
０図に示すように、チャンネル板ウェーハ３９がフライ
ス削りされ、発熱要素板ウェーハ３９の上にマニホルド
とインク・チャンネルを有する個々の上部基板が形成さ
れる。このとき、ノズルのない３つの側面を取り囲む露
出した印字ヘッドの電極端子３２を削らないように注意
が払われるが、スペース凹部４６と細長い溝５３は、上
部基板と印字ヘッドの電極３３や端子３２．３７との間
にすきまを与えるので、それらの損傷を防止する上で非
常に役立っている。

次に、ウェファ３６がさいの目に切られ、複数の独立し
た印字ヘッドに切り分けられる。印字ヘッドを娘基板に
接着したあと、娘基板の電極に印字ヘッドの電極端子が
ワイヤボンディングされる。

チャンネルの外側側面に対する切削は、個々の印字ヘッ
ドをさいの目に切り分ける工程のとき実行され、したが
って、この時点で、チャンネルが開かれ、第２図および
第１１図に示すように、チャンネル板（上部基板）３１
の端面２９にノズル２７が形成される。第１１図は、見
易いように発熱要素板（下部基板）２８を除いた状態で
、■形インク・チャンネル５４を示す。

第９図は、別の実施例を示す。図中、同じ構成部品は同
じ参照番号で表示しである。図を見ると、内部隔室の周
囲長さを大きく伸ばし、したがってピット５５の数を増
して内部隔室５６とそれを取り囲んでいるマニホルド４
５との間の通路５９の数を大きく増すために、内部隔室
５６を形作っている壁５７は、曲がりくねった構造を有
していることがわかる。各通路５９（図示せず）の大き
さは、常に各チャンネル５４より小さい。しかし、印字
ヘッドの正常な動作のためには、通路の全流れ断面積は
インク・チャンネルの全流れ断面積よりも大きくなけれ
ばならない。もしそうでないと、特に、多数のノズルが
同時に滴を噴射している場合には、インクの補給が妨げ
られよう。始めに窒化シリコン層をアンダカットする等
方性エツチングにおいて、次にそれをほぼ完全に除去す
る異方性エッチング工程によって腐食される一部の延長
部５７ａは、当初の異方性エツチング工程後に現われる
チャンネルを示すために点線で示しである。

上に述べたように、本発明の印字ヘッドの形態は、ノズ
ルのすぐ近くに、印字ヘッドと一体構造の濾過装置を備
えており、濾過装置のために特別のハウジングやシーリ
ングは不要であり、その上、異方性エツチングと等方性
エツチングによって、インク・チャンネルとマニホルド
を形成すに同一工程でフィルタも形成されるから、通常
の印字ヘッド製造コストに追加されるフィルタ製造コス
トは無視することができる。唯一の特別な努力は、マニ
ホルドとチャンネルのマスクにフィルタ構造を含めるこ
とである。さらに、１枚のシリコン・ウェーハに多数の
フィルタ内蔵チャンネル板３１を、少なくとも１ウェー
ハにつき１８０個のチャンネル板３１を作ることが可能
である。２５ウェーハのバッチを同時に処理することが
可能であるから、１バツチにつき、４５００個の上部基
板すなわちチャンネル板を製造することが可能である。

（発明の効果） 要約すると、一端に滴噴射ノズルを有する毛管作用イン
ク・チャンネルよりも常に断面積が小さい複数の通路を
有する内部隔室も各マニホルドに組み入れることによっ
て、はとんどコストを増すことなく、内部隔室装置を備
えた多数の印字ヘッドを製造することができる。したが
って、チャンネルを通過する前のインク内の全ての汚染
粒子は、内部隔室とそれを取囲んでいるマニホルドとを
連絡している通路によって事前に濾過される。すなわち
阻止される。これは、インクが最初に内部隔室に流入し
、次に通路を通ってマニホルドへ、最後にチャンネルに
入るようになっているためであり、さらに重要なことと
して、通路が常にチャンネルよりも細いためである。通
路の多少の詰りは、インクジェット印字の品質に影響し
ないが、印字ヘッドのチャンネルの詰りははっきり印字
の品質に影なする。

以上の説明から多くの修正や変更をだれでも思い浮べる
であろうが、そのような修正や変更は、すべて本発明の
範囲に含まれるべきものと考える。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を組み入れたキャリッジ形サーマル・イ
ンクジェット式印字装置の斜視図、第２図はインク滴噴
射ノズルが図示されている娘基板に取り付けられた印字
ヘッドの部分拡大斜視図、 第３図は複数の発熱要素アレイと関連アドレス電極を有
するウェーハの略平面図と、拡大図示された発熱要素ア
レイと拡大図示された整合マーク、第４図は複数のイン
クマニホルド凹部を有し、各マニホルドが同時に異方性
エツチングされたチャンネル・アレイと濾過壁とをもつ
ウェーハの略平面図と、拡大図示されたマニホルド凹部
と拡大図示された整合孔、 第５図はチャンネル壁と濾過壁を示す、第４図の線５−
５に沿ったウェーハの拡大断面図、第６図は第４図の円
６−６で囲まれたウェーハの一部の拡大図、 第７図は異方性エツチングで形成された（次の等方性エ
ツチングされる部分は点線で示す）チャンネルと濾過ピ
ットの部分拡大平面図、第８ａ図は第７図のｂ’Ａ８ａ
−８ａに沿って見た濾過壁の部分断面図、 第８ｂ図は等方性エツチングされた保護窒化シリコン層
のアンダカットを示す、第６図の線８ｂ−８ｂに沿って
見た濾過壁の部分断面図、第９図は第４図の拡大ウェー
ハ部分の別の実施例の拡大平面図、 第１０図はウェーハを多数の独立した印字ヘッドに切り
分ける前に、印字ヘッドの電極端子を露頭させるため不
要なチャンネルウェーハ材料を除去したあとの、発熱要
素板ウェーハに接着されたチャンネル・マニホルド板ウ
ェーハの拡大斜視図、および 第１１図は第２図の印字ヘッドのエツチングされた１組
のチャンネルの部分斜視図（チャンネルをフライス削り
で開いてノズルを形成したあとのチャンネルを見易くす
るため、発熱要素を取り除いである）である。 １０・・・キャリッジ形多色サーマルインクジェット式
印字装置、　　１１・・・印字ヘッド、１２・・・イン
ク供給キャリッジ、　　１３・・・移動方向、１４・・
・キャリッジ組立、　　１５・・・案内レール、１６・
・・記録媒体、　１７・・・移動方向、１８・・・イン
ク滴、　１９・・・娘基板（電極基板）、２０・・・下
部、　２１・・・電極端子、２２・・・キャリッジ底面
、　　２３・・・アドレス電極、２４・・・側面、　２
５・・・インク充てん孔、２７・・・ノズル、　２８・
・・下部基板（発熱要素板）、２９・・・端面、　３０
・・・表面、 ３１・・・上部基板（チャンネル板）、　　３２・・・
端子、３３・・・アドレス電極、　　３４・・・発熱要
素、３５・・・共通帰線、 ３６・・・（１００）シリコン・ウェーハ、３７・・・
共通帰線端、　　３８・・・整合マーク、３９・・・（
１００）シリコン・ウェーハ、４０・・・整合孔、　４
１・・・窒化シリコン層、４２・・・ウェーハ面、　　
４４・・・ウェーハ面、４５・・・長方形凹部、　４６
・・・スペーサ凹部、４９．５０．５０ａ・・・不要の
ウェファ材料を除去するフライス削りの境界線、 ５１．５２・・・マニホルド凹部壁、

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. （１）毛管作用で充てんされる複数のインク・チャンネ
   ルを有し、その各インク・チャンネルは一端がノズルで
   終っており、ノズルは同一面内に並んでおり、各インク
   ・チャンネルの他端はインクの入ったマニホルドと通じ
   ており、そのマニホルドは入口を通じてインク供給源に
   密封して接続されており、各インク・チャンネルはノズ
   ルから所定の距離に個別にアドレス可能な発熱要素を有
   している形式のサーマル・インクジェット式印字ヘッド
   であって、印字ヘッドのマニホルドの中に粒子フィルタ
   が配置されていることを特徴とする前記の印字ヘッド。
2. （２）前記粒子フィルタは前記マニホルドの入口を取り
   囲み前記マニホルドの中に内部隔室を形成しているので
   、粒子フィルタを隔ててマニホルド入口の反対側のマニ
   ホルドには、インク・チャンネルを詰らせることのない
   濾過されたインクが入ることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の印字ヘッド。
3. （３）前記粒子フィルタの濾過通路は、個々には各イン
   ク・チャンネルより小さいけれども、粒子フィルタにお
   ける過大の圧力低下を防止し、かつマニホルドの再充て
   ん時間をできるだけ短かくするために、濾過通路の合計
   流れ断面積はチャンネルすなわちノズルの合計流れ断面
   積よりも大きいことを特徴とする特許請求の範囲第２項
   記載の印字ヘッド。
4. （４）（ａ）第１及び第２基板、 （ｂ）各発熱要素が独立したアドレス電極を有し、発熱
   要素とアドレス電極がパッシベーション層で被覆されて
   おり、複数の発熱要素の直線アレイが設けられた前記第
   １基板の一方の表面、 （ｃ）一端が前記第２基板の端面に対し開き他端が共通
   マニホルド凹部と通じている平行なチャンネル凹部の直
   線アレイ、マニホルド凹部の内側の周囲壁によって形成
   されマニホルド凹部によって取り囲まれた内部隔室凹部
   、および前記内部隔室壁に対し垂直に形成され前記内部
   隔室と前記マニホルドとを連絡する複数の通路凹部を含
   む凹部パターンが設けられた前記第２基板の一方の表面
   、 （ｄ）前記第２基板を貫通し、一端が前記内部隔室凹部
   の中にあるインク充てん孔、 （ｅ）各インク・チャンネルの滴噴射ノズルの役目をす
   るチャンネル開端から所定の距離に１個の発熱要素が配
   置されるように、凹部を有する前記第２基板の表面に整
   合され、接着される、発熱要素とアドレス電極を有する
   前記第１基板の表面、 （ｆ）インクが充てん孔を通って内部隔室に入り通路を
   通ってマニホルドに入りマニホルドからインク・チャン
   ネルを満たして各ノズルでメニスカスを形成するように
   、インクを所定の圧力で充てん孔へ供給する手段、 （ｇ）前記通路の合計流れ断面積がインク・チャンネル
   の合計流れ断面積より大きいが、各通路の流れ断面積が
   各インク・チャンネルの流れ断面積より小さいために、
   前記通路を通るときに濾過されるインク、および （ｈ）パッシベーション処理された発熱要素に接触して
   いるインクを瞬時に沸騰させ、選ばれた発熱要素のある
   ノズルからインク滴を噴射させる気泡を発生させるため
   、アドレス電極にデジタル・データ信号を表わす電極パ
   ルスを選択的に加える手段、から成ることを特徴とする
   インクジェット式印字ヘッド。
5. （５）一端にノズルを有し、他端にインクの入ったマニ
   ホルドに通じている入口を有する複数のインク・チャン
   ネルおよびインク・チャンネル入口のすぐ近くに一体構
   造の粒子フィルタとを有するサーマルインクジェット式
   印字ヘッドを製造する方法であって、 （ａ）第１｛１００｝シリコン基板に写真印刷でマスク
   層のパターンを作り、所定の形状を有する複数の開孔を
   形成すること、 （ｂ）フィルタ内にある外隅を寸法的に制御するため、
   前記第１シリコン基板を連続的に異方性エッチング、等
   方性エッチング、そして異方性エッチングして、少なく
   ともマニホルドと、マニホルド内の一体構造の粒子フィ
   ルタとを同時にエッチングすること、 （ｃ）一端がマニホルドに対し開き、他端が第１基板の
   縁面に抜けている、等間隔に配置された平行溝の直線ア
   レイを第１基板に形成すること、 （ｄ）第２シリコン基板の絶縁性表面に発熱要素として
   使用する抵抗体の等間隔直列アレイを、発熱要素間の距
   離が第１基板の溝間の距離と同じであるように形成し、
   同じ第２基板の表面に、電流パルスで各発熱要素を選択
   的にアドレスすることを可能にする電極パターンを形成
   すること、 （ｅ）マニホルドと粒子フィルタと溝を有する第１基板
   の表面と発熱要素と電極を有する第２基板の表面とが向
   か合うようにし、粒子フィルタと共にマニホルドが包囲
   され、かつ発熱要素が各溝内の、マニホルドから所定の
   距離に、つまり第１基板の縁面に抜けている溝端から所
   定の距離に置かれるようにし、２枚の基板が溝からイン
   ク・チャンネルを形成し、第１基板の縁面に抜けている
   溝からノズルを形成するように、第１基板と第２基板と
   を整合し、互いに接着すること、 の諸工程から成ることを特徴とする前記の方法。
6. （６）前記溝はダイシングによって作られることを特徴
   とする特許請求の範囲第５項記載の方法。
7. （７）前記工程（ｃ）の溝は、溝が第１基板のマニホル
   ドまたは縁面に抜けていないことを除き、エッチング工
   程（ｂ）のときマニホルドや粒子フィルタと共に同時に
   形成され、（すなわち、工程（ｂ）と（ｃ）が一緒に行
   なわれる）、さらに、溝に直角な１回のダイシング・カ
   ットによって、接合された第１基板と第２基板の両方の
   一部分をマニホルドから所定の距離で切除して、ノズル
   を形成する工程（ｆ）を含んでいることを特徴とする特
   許請求の範囲第５項記載の方法。
8. （８）インクジェット式印字装置に使用される、一体構
   造の濾過手段を有する印字ヘッドを製造する方法であっ
   て、 （ａ）第１および第２平行表面を有する第１シリコン基
   板と、｛１００｝面である第１および第２平行表面を有
   する第２シリコン基板を洗浄すること、 （ｂ）第１基板の少なくとも第１表面に絶縁材料層を形
   成し、第２基板の両表面に、第２基板の表面に対し良好
   な接着性を有し異方性エッチングによる腐食に対し抵抗
   性を有するマスク材料層を形成すること、 （ｃ）第１基板の第１表面に発熱要素として使用する、
   等間隔に配置された抵抗体の直線アレイを形成し、次に
   同じ基板表面に電流パルスによる各発熱要素の個別アド
   レス指定を可能にする電極パターンを形成すること、 （ｄ）第２基板の第２表面上に写真印刷でマスク層のパ
   ターンを作り、印字ヘッドの充てん孔として使用される
   場所に所定のサイズの開孔を形成すること、 （ｅ）第２基板の第２表面を異方性エッチングして第２
   基板の厚さより浅い、｛１１１｝面の側壁で仕切られた
   充てん孔凹部を形成すること、 （ｆ）第２基板の第１表面に写真印刷でマスク層のパタ
   ーンを作り、選択された場所に複数の開孔を形成するこ
   と、（ここで、各開孔の形状は第２基板の第１表面の露
   出した部分の異方性エッチングに対しあらかじめ定めら
   れており、前記複数の開孔にはマニホルド用の開孔、イ
   ンク・チャンネル用の所定の数の細長い平行な開孔、マ
   ニホルド用の開孔の内側にあって全体に取り囲まれた内
   部隔室を作るとき使用すに壁パターンの輪郭を定める１
   組の開孔が含まれており、内部隔室の壁パターンにはそ
   の上面に多数のピットをエッチングするとき使われる小
   さな開孔が含まれており、細長い平行な開孔はマニホル
   ド用の開孔の一辺に対し垂直でそこから所定の距離に配
   置されており、マニホルド用開孔からチャンネル用開孔
   の一端までの距離は第２基板の１つの縁からチャンネル
   用開孔の他端までの距離より短かく、マニホルド用開孔
   および内部隔室用開孔からピット用開孔までの距離はチ
   ャンネル用開孔からマニホルド用開孔までの距離にほぼ
   等しく、ピット用開孔の幅はチャンネル用開孔の幅より
   狭い）、 （ｇ）第２基板の第１表面を所定の時間異方性エッチン
   グし、開孔パターンに従って凹部を形成すること（ここ
   で、各凹部は｛１１１｝面の側壁で仕切られており、エ
   ッチング時間はマニホルド凹部と内部隔室凹部の深部と
   充てん孔凹部の深部とが交差してそれらの間に連絡路が
   生じる十分な時間である。）、 （ｈ）チャンネル凹部とマニホルド凹部の間、およびピ
   ット凹部と内部隔室の対向する側壁との間のマスク層を
   完全にアンダカットできる十分な時間第２基板を等方性
   エッチングすること、 （ｉ）第２基板を洗浄して等方性エッチング処理を停止
   させること、 （ｊ）チャンネル凹部をマニホルド凹部に対して開き、
   かつ内部隔室とそれを取り囲むマニホルド間のアンダカ
   ットされたピット凹部の所に通路を形成するため、所定
   の時間、第２基板を再度異方性エッチングすること、 （ｋ）接着剤がどれかの凹部に流入しないように注意し
   て、第２基板の第１表面上のマスク層に接着剤を塗付す
   ること、 （ｌ）第１基板と第２基板の各々の第１表面を対向させ
   、整合し、接触させて、各発熱要素を各チャンネル凹部
   の中に入れること、 （ｍ）接着剤を硬化させ、第１基板と第２基板とを接合
   し、印字ヘッドを形成すること、 （ｎ）チャンネルに垂直な面内でダイシングしてチャン
   ネルを開くこと、（これにより、開端はその上流の所定
   の位置に発熱要素が配置された状態でノズルの役目をし
   、充てん孔から内部隔室に入ったインクは内部隔室とマ
   ニホルド間の通路を通り、ここで通路の流れ断面積がチ
   ャンネルのそれより狭いために濾過が行なわれ、マニホ
   ルドからチャンネルへ濾過されたインクが供給される。 ）、 の諸工程から成ることを特徴とする前記の方法。
9. （９）さらに、接着剤塗付工程（ｋ）に先立って第２基
   板の第１表面から絶縁層を除去する工程を含んでいるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第８項記載の方法。
10. （１０）細長いチャンネルのパターン形成とエッチング
    が省略され、代りに、接着剤塗付工程（ｋ）に先立って
    ダイシングによりチャンネルが形成され、次に工程（ｈ
    ）のダイシングによってチャンネルに垂直な面内に、適
    当な方向を有し発熱要素から正しい間隔をおいてノズル
    が形成されることを特徴とする特許請求の範囲第８項記
    載の方法。
11. （１１）第１および第２平行表面を有する第１シリコン
    ・ウェーハおよび｛１００｝面である第１および第２平
    行表面を有する第２シリコン・ウェーハから複数のサー
    マル・インクジェット式印字ヘッドを製造する方法であ
    って、 （ａ）第１ウェーハの少なくとも第１表面に絶縁材料層
    を形成し、第２ウェーハの両表面にマスキング材料層を
    形成すること、 （ｂ）第１ウェーハの第１表面に発熱要素として使用す
    る等間隔に配置された抵抗体の直線アレイを形成し、次
    に同一ウェーハ表面に電流パルスによる各発熱要素の個
    別アドレス指定を可能にする複数の電極パターンを形成
    し、少なくとも２つの整合マークを所定の場所に形成す
    ること、 （ｃ）第２ウェーハの第２（１００）表面に、写真印刷
    でマスク層のパターンを作り、各印字ヘッドの充てん孔
    として使用される複数の所定サイズの開孔を所定場所に
    形成し、かつ第２ウェーハを第１ウェーハ上の整合マー
    クに整合するとき使用する少なくとも２個の所定サイズ
    の整合孔を所定場所に形成すること、（ｄ）第２ウェー
    ハの第２表面を異方性エッチングして、第２ウェーハの
    厚さ以下の深さをもつ複数の充てん孔凹部を形成し、前
    記第２ウェーハを貫通する少なくとも２個の整合孔を形
    成すること、 （ｅ）第２ウェーハの第１表面に写真印刷でマスク層の
    パターンを作り、複数組の開孔を形成すること（ここで
    、各組の各開孔の形状と場所は、第２ウェーハの第１表
    面の露出した部分の異方性エッチングのための開孔パタ
    ーンに外隅が含まれていないように計画されており、前
    記各組の開孔には、マニホルド凹部用の開孔、所定の数
    のインク・チャンネル凹部用の細長い平行な開孔、１個
    の印字ヘッドの一部を形成するウェーハの表面の各部分
    の輪郭を定め、取り囲んでいる４個の仕切り凹部、およ
    び前記マニホルド凹部の内側にあって全体に取り囲まれ
    た内部隔室を形成するときに使用される壁パターンの輪
    郭を定めている１組の開孔が含まれており、内部隔室用
    の壁パターンには、その上面に複数のピットを作るとき
    に使用される複数の小さい開孔が含まれており、細長い
    チャンネル用開孔はマニホルド用開孔の一辺に対し垂直
    にかつそこから所定の距離をおいて配置されており、マ
    ニホルド用開孔からチャンネル用開孔の一端までの距離
    は仕切り凹部の１つからチャンネル開孔の他端までの距
    離より短かく、そしてマニホルド用開孔および内部隔室
    用開孔からピット用開孔までの距離はチャンネル用開孔
    からマニホルド用開孔までの距離にほぼ等しく、ピット
    用開孔の幅はチャンネル用開孔の幅より狭い。）、 （ｆ）第２ウェーハの第１表面を所定の時間異方性エッ
    チングして、前記開孔パターンに従って凹部を形成する
    こと（ここで、各凹部は ｛１１１｝面の側壁によって仕切られ、エッチング時間
    は内部隔室凹部の深部が充てん孔凹部の深部を交差して
    両者の間に連絡通路が開かれる十分な時間である）、 （ｇ）第２ウェーハの第１表面を十分な時間等方性エッ
    チングして、チャンネル凹部とマニホルド凹部の間およ
    びピット凹部と内部隔室の対向する側壁との間のマスク
    層を完全にアンダカットすること、 （ｈ）第２ウェーハを洗浄して等方性エッチング処理を
    停止させること、 （ｉ）再び第２ウェーハの第１表面を所定の時間異方性
    エッチングして、チャンネル凹部をマニホルド凹部へ開
    き、かつ内部隔室とそれを取り囲むマニホルドとの間の
    アンダカットされたピット凹部の所に通路を形成するこ
    と、（ｊ）接着剤がどれかの凹部に流入しないように注
    意して、第２ウェーハの第１表面上のマスク層に接着剤
    を塗付すること、 （ｋ）発熱要素が各チャンネル凹部内にマニホルドから
    所定の距離の所に配置されるように、整合マークと整合
    孔を使って第１ウェーハと第２ウェーハを整合し、両者
    の第１表面を向い合わせ、互いに接触させること、 （ｌ）接着剤を硬化させ、第１ウェーハと第２ウェーハ
    を接合し、複数の印字ヘッドを形成すること、 （ｍ）第１ウェーハには及ばないダイシング工程によっ
    て、４つの仕切り凹部付近の第２ウェーハの不要部分を
    除去すること、 （ｎ）第１ウェーハをダイシングして複数の独立した印
    字ヘッドに切り分けること（ここで、第１ウェーハおよ
    び第２ウェーハの縁面を含み、チャンネルに垂直な平面
    に沿った方向のダイシングによってマニホルドの反対側
    のチャンネルの端が一斉に開かれてインク噴射ノズルが
    形成され、発熱要素はノズルから所定の距離にあり、充
    てん孔から内部隔室に入り、内部隔室とマニホルド間の
    壁内の通路を通ったあとチャンネルに入るインクは、各
    通路の流れ断面積がチャンネルのそれより小さいために
    濾過される）、 の諸工程から成ることを特徴とする前記の方法。
12. （１２）さらに、接着剤を塗付する前記工程（ｊ）の前
    に、第２ウェーハの第１表面上のマスク層を除去する工
    程を含んでいることを特徴とする特許請求の範囲第１１
    項記載の方法。
13. （１３）前記工程（ｅ）は、工程（ｆ）の最初の異方性
    エッチングにおいてすべての外隅がないようにするため
    、内部隔室とマニホルドとを連絡する比較的薄い帯状マ
    スクの輪郭を定める開孔を含んでおり、前記工程（ｆ）
    において比較的薄い連絡壁が形成され、前記連絡壁は、
    内部隔室の周囲のマニホルド内のインクの流れが防げら
    れないように、工程（ｇ）で除去されることを特徴とす
    る特許請求の範囲第１１項記載の方法。