JP2000025231A - 液体吐出ヘッド、ヘッドカートリッジ、液体吐出記録装置、および前記液体吐出ヘッドの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 オリフィスプレートを高温でヘッド基体に接
合する際に、熱によりオリフィスプレートが変形するこ
とのない液体吐出ヘッドを実現する。 【解決手段】 複数の発熱体が表面に形成された素子基
板１と、素子基板１の表面に接合された天板３とからヘ
ッド基体６１が構成されている。素子基板１と天板３と
の間には、素子基板１の発熱体がそれぞれ配置される複
数の液流路７と、凹部６４とが設けられている。液流路
７がそれぞれ連通する複数の吐出口５がオリフィスプレ
ート４のフッ素樹脂板５１に形成されている。フッ素樹
脂板５１には、フッ素樹脂板５１を補強する補強部材５
７と、凹部６４に嵌合する凸部５８が形成されている。
ヘッド基体６１の前端面に高温処理でオリフィスプレー
ト４を接合する際に、熱によるフッ素樹脂板５１の変形
が補強部材５７によって防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、ファクシ
ミリ、ワープロ、ホストコンピュータなどの出力用端末
としてのプリンタ、ビデオプリンタなどに用いられる液
体吐出ヘッド、ヘッドカートリッジや、その液体吐出ヘ
ッドを有する液体吐出記録装置、および液体吐出ヘッド
の製造方法に関する。特に、本発明は、液体を吐出させ
るために利用される熱エネルギーを発生する電気熱変換
素子が形成された素子基板を有する液体吐出ヘッド、ヘ
ッドカートリッジや、その液体吐出ヘッドを有する液体
吐出記録装置、および液体吐出ヘッドの製造方法に関す
る。即ち、インクなどの記録用の液体を飛翔液滴として
吐出口(オリフィス)から吐出させて、その液体を記録媒
体に付着させることによって記録を行うために用いられ
る液体吐出ヘッド、ヘッドカートリッジや、その液体吐
出ヘッドを有する液体吐出記録装置、および液体吐出ヘ
ッドの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、液体吐出ヘッドのオリフィス
から記録液としてのインクを吐出することにより記録を
行なう液体吐出記録装置としてのインクジェット記録装
置が、低騒音、高速記録などの点で優れた記録装置とし
て知られている。このインクジェット記録装置における
インクジェット記録方法について、これまでにもさまざ
まな方式が提案されており、改良が加えられて商品化さ
れたものもあれば、現在、実用化への努力が続けられて
いるものもある。

【０００３】インクジェット記録装置に用いられる液体
吐出ヘッドとしては、例えば、図１３および図１４に示
されるものがある。図１３が、従来の技術による液体吐
出ヘッドを示す断面図であり、図１４が、図１３に示し
た液体吐出ヘッドの分解斜視図である。

【０００４】従来の液体吐出ヘッドでは、図１３および
図１４に示されるように、インクを吐出するための複数
の吐出口（オリフィス）４４１を有するオリフィスプレ
ート４４０と、それぞれの吐出口４４１に連通した液流
路４０１を複数形成するための天板４００と、液流路４
０１の一部を構成し、かつ、吐出口４４１からインクを
吐出させるための熱エネルギーを発生する電気熱変換体
（ヒーター）１０１を複数有する素子基板１００とから
構成されている。従って、複数の電気熱変換体１０１お
よび液流路４０１を有するヘッド基体が素子基板１００
と天板４００とから構成されており、そのヘッド基体に
オリフィスプレート４４０が接合されている。

【０００５】オリフィスプレート４４０には、インクを
吐出させるための微細な吐出口４４１が形成されてお
り、この吐出口４４１が、液体吐出ヘッドの吐出性能を
左右する重要な構成要素となっている。そして、吐出口
４４１から吐出されるインク滴の吐出方向を安定させる
ためには、オリフィスプレート４４０の、吐出口４４１
の周りの部分が撥インク性を有していることが望ましい
ということが知られている。従って、従来から、オリフ
ィスプレートの表面に撥インク層を設けることにより、
吐出口の周囲に撥インク性を付与していた。しかしなが
ら、オリフィスプレートの、撥インク層が設けられた面
は、回復処理のためのワイピングによって擦られるた
め、撥インク層が摩耗し長期的に良好な撥インク性を維
持しがたいものであった。この撥インク層の摩耗の問題
点に着目し、撥インク性を有する材料でオリフィスプレ
ートを形成することも提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、オリフ
ィスプレートの材料として撥インク性を有するものを用
いた場合、一般的に撥インク性の高い材料ほど、その撥
インク性によってオリフィスプレートとヘッド基体との
接合力が低くなるという問題点がある。このため、オリ
フィスプレートの良好な撥インク性を維持しつつオリフ
ィスプレートをヘッド基体に強固に接合した、信頼性の
高い液体吐出ヘッドは実現されていなかった。

【０００７】また、オリフィスプレートは数十μｍ程度
の薄膜シートであるため、オリフィスプレートの材料と
して樹脂などを用いた場合、オリフィスプレートの強度
が弱く、さらにヘッド基体にオリフィスプレートを接合
する際に高温処理などを行うと、熱によるオリフィスプ
レートの伸縮や変形を起こしてしまうという問題点があ
る。

【０００８】本発明の目的は、オリフィスプレートを高
温でヘッド基体に接合する際にオリフィスプレートとし
て撥インク性を有する薄い樹脂などを用いた場合でも、
熱によりオリフィスプレートが伸縮したり変形したりせ
ず、オリフィスプレートを確実に接合することができ、
オリフィスプレートが長期にわたって良好な撥インク性
を維持できる液体吐出ヘッド、ヘッドカートリッジや、
その液体吐出ヘッドを有する液体吐出記録装置、および
液体吐出ヘッドの製造方法を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の液体吐出ヘッドは、液体に気泡を発生させ
るための熱エネルギーを発生する複数の吐出エネルギー
発生素子および、該吐出エネルギー発生素子がそれぞれ
配置される複数の液流路を備えたヘッド基体と、前記液
流路とそれぞれ連通する複数の吐出口を備え、前記ヘッ
ド基体に接合されるオリフィスプレートとを有する液体
吐出ヘッドにおいて、前記オリフィスプレートが、撥イ
ンク性を有すると共に前記吐出口が形成される板部材
と、該板部材を補強する補強部材とを有することを特徴
とする。

【００１０】上記の発明では、オリフィスプレートが、
撥インク性を有する板部材と、その板部材を補強する補
強部材とを有することにより、板部材として例えば薄い
樹脂を用いた場合でもオリフィスプレートの強度が補強
部材によって高くなる。これにより、高温処理でオリフ
ィスプレートをヘッド基体に接合する際に、熱による板
部材の変形が補強部材によって防止される。吐出口が形
成される板部材の変形が防止されることにより、吐出特
性を損なわずにオリフィスプレートを高温処理でヘッド
基体に確実に接合することができると共に、熱などの環
境変化にも十分に対応が可能な、信頼性の高い液体吐出
ヘッドが得られる。また、このような撥インク性を有す
る板部材をオリフィスプレートが有している場合、板部
材に形成された吐出口から吐出されるインクの吐出方向
が安定し、オリフィスプレートが長期にわたって良好な
撥インク性を維持できる液体吐出ヘッドを得ることがで
きる。

【００１１】また、前記ヘッド基体の、前記オリフィス
プレートとの接合面に凹部が形成されており、前記ヘッ
ド基体と前記オリフィスプレートとを位置合わせするた
めに前記凹部に嵌合する凸部が前記オリフィスプレート
に形成されていることが好ましい。

【００１２】上記のように、ヘッド基体の、オリフィス
プレートとの接合面に凹部が形成され、その凹部に嵌合
する凸部がオリフィスプレートに形成されていることに
より、ヘッド基体にオリフィスプレートを接合する際に
前記凹部に前記凸部を嵌合することでオリフィスプレー
トの位置決めをすることができる。

【００１３】具体的には、前記補強部材が、前記板部材
の一面に形成された金属層であり、前記オリフィスプレ
ートが、前記撥インク性を有する板部材の層と、前記金
属層の２層構造を有することが好ましい。

【００１４】また、前記板部材の材料としてフッ素樹脂
が用いられていることや、前記オリフィスプレートの前
記吐出口が、高輝度Ｘ線を用いたエッチングプロセスに
よって形成されたものであることが好ましい。

【００１５】また、吐出エネルギー発生素子が表面に複
数設けられた素子基板と、液流路をそれぞれ構成する複
数の溝を表面に備え、素子基板の表面に接合された天板
とからヘッド基体が構成されていてもよい。

【００１６】さらに、素子基板上に、吐出エネルギー発
生素子のそれぞれに対面するように複数設けられると共
に、前記液流路内の液体の進行方向上流側の一端が固定
され、他端が自由端となる可動部材をさらに有していて
もよい。

【００１７】また、本発明のヘッドカートリッジは、上
記の液体吐出ヘッドと、液体吐出ヘッドに供給される液
体を保持する液体容器とを有する。

【００１８】上記の発明では、ヘッドカートリッジが、
前述した液体吐出ヘッドを有していることにより、熱な
どの環境変化にも十分に対応が可能であり、かつ、吐出
特性が安定した、信頼性の高いヘッドカートリッジが得
られる。

【００１９】さらに、本発明の液体吐出記録装置は、上
記の液体吐出ヘッドと、液体吐出ヘッドから吐出された
液体を受ける被記録媒体を搬送する被記録媒体供給装置
とを有する。

【００２０】上記の発明では、液体吐出記録装置が、上
述したようにオリフィスプレートが長期にわたって良好
な撥インク性を維持できると共にオリフィスプレートと
ヘッド基体との接合力が確保された液体吐出ヘッドを有
していることにより、長期にわたって良好な記録を行う
ことができる液体吐出記録装置が得られる。また、温度
変化などに対しても安定して被記録媒体に記録を行うこ
とができる液体吐出記録装置が得られる。

【００２１】さらに、本発明の液体吐出ヘッドの製造方
法は、液体に気泡を発生させるための熱エネルギーを発
生する複数の吐出エネルギー発生素子および、前記吐出
エネルギー発生素子がそれぞれ配置される複数の液流路
を備えたヘッド基体に、前記液流路とそれぞれ連通する
複数の吐出口を備えたオリフィスプレートを接合する工
程を有する液体吐出ヘッドの製造方法において、前記オ
リフィスプレートを製造するために、撥インク性を有す
る板部材を準備する工程と、前記撥インク性を有する板
部材の表面に、該板部材を補強する補強部材を形成し、
前記板部材および前記補強部材を有するオリフィスプレ
ートを製造する工程とを有することを特徴とする。

【００２２】上記の発明では、撥インク性を有する板部
材の表面に補強部材を形成することで前記板部材および
補強部材から成るオリフィスプレートを製造することに
よって、前述したのと同様に、板部材の材料として例え
ば薄い樹脂を用い、高温でオリフィスプレートをヘッド
基体に接合する場合に、熱による板部材の変形が補強部
材によって防止される。従って、吐出特性が損なわれる
ことなく、熱などの環境変化にも十分に対応が可能な、
信頼性の高い液体吐出ヘッドを製造することができる。
また、オリフィスプレートが長期にわたって良好な撥イ
ンク性を維持できると共に、液体吐出ヘッドの駆動時に
吐出エネルギー発生素子からの熱による液体吐出ヘッド
の各構成部品の熱膨張がもたらす影響が低減された、吐
出特性が安定した液体吐出ヘッドを製造することができ
る。

【００２３】具体的には、前記板部材の表面に前記補強
部材を形成するために、前記板部材の表層を改質して前
記板部材の表層を、導電性を有する層にする工程と、前
記板部材の表層を陰極としてメッキ法によって前記板部
材の表面に前記補強部材を形成する工程とを有する。

【００２４】上記のように、補強部材をメッキ法によっ
て形成することにより、厚さが数十μｍの補強部材を扱
いやすくなり、オリフィスプレートの、熱処理に対する
耐温度性が向上する。また、補強部材を有するオリフィ
スプレートを簡易な装置で製造することができる。

【００２５】上記の液体吐出ヘッドの製造方法におい
て、前記板部材の材料としてフッ素樹脂を用いることが
好ましい。これにより、オリフィスプレートの、吐出口
の周囲の部分が撥インク性を有し、オリフィスプレート
の吐出口から吐出されるインクの吐出方向が安定すると
共に、オリフィスプレートが長期にわたって良好な撥イ
ンク性を維持できる液体吐出ヘッドを製造することがで
きる。

【００２６】さらに、ヘッド基体の、オリフィスプレー
トとの接合面に凹部を形成し、かつ、ヘッド基体にオリ
フィスプレートを接合した状態で前記凹部に嵌合する凸
部をオリフィスプレートに形成し、ヘッド基体にオリフ
ィスプレートを接合する際に前記凹部に前記凸部を嵌合
させることでヘッド基体とオリフィスプレートとの位置
合わせを行うことが好ましい。ここで、ヘッド基体にオ
リフィスプレートを接合する工程の前に、オリフィスプ
レートの吐出口を、高輝度Ｘ線を用いたエッチングプロ
セスによって形成することが好ましい。

【００２７】上記のように、ヘッド基体にオリフィスプ
レートを接合する際に、ヘッド基体に形成された凹部に
オリフィスプレートの凸部を嵌合させて、ヘッド基体と
オリフィスプレートとの位置合わせを行うことにより、
位置合わせのために画像処理などの複雑な装置を用いる
ことなく、容易な装置で位置合わせを行うことができ
る。また、オリフィスプレートの吐出口を、高輝度Ｘ線
を用いたエッチングプロセスによって形成することによ
り、そのエッチングプロセスに使用されるマスクはフォ
トリソグラフィプロセスを用いて作製されるため、吐出
口を高精度で高密度に形成することができる。

【００２８】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。

【００２９】図１は、本発明の一実施形態の液体吐出ヘ
ッドに用いられる素子基板の断面図である。図１に示す
ように、本実施形態の液体吐出ヘッドに用いられる素子
基板１では、シリコン基板１１の表面に、蓄熱層として
の熱酸化膜１２および、蓄熱層を兼ねる層間膜１３がこ
の順番で積層されている。層間膜１３としては、ＳｉＯ
₂膜またはＳｉ₃Ｎ₄膜が用いられている。層間膜１３の
表面に部分的に抵抗層１４が形成され、抵抗層１４の表
面に部分的に配線１５が形成されている。配線１５とし
ては、Ａｌまたは、Ａｌ−Ｓｉ，Ａｌ−ＣｕなどのＡｌ
合金配線が用いられている。この配線１５、抵抗層１４
および層間膜１３の表面に、ＳｉＯ₂膜またはＳｉ₃Ｎ₄
膜から成る保護膜１６が形成されている。保護膜１６の
表面の、抵抗層１４に対応する部分およびその周囲に
は、抵抗層１４の発熱に伴う化学的および物理的な衝撃
から保護膜１６を守るための耐キャビテーション膜１７
が形成されている。抵抗層１４表面の、配線１５が形成
されていない領域は、抵抗層１４の熱が作用する部分と
なる熱作用部１８である。

【００３０】この素子基板１上の膜は半導体の製造技術
によりシリコン基板１１の表面に順に形成され、シリコ
ン基板１１に熱作用部１８が備えられている。

【００３１】図２は、図１に示した素子基板１の主要素
子を縦断するように素子基板１を断面にした時の模式的
断面図である。

【００３２】図２に示すように、Ｐ導電体であるシリコ
ン基板１１の表層にはＮ型ウェル領域２２およびＰ型ウ
ェル領域２３が部分的に備えられている。そして、一般
的なＭｏｓプロセスを用いてイオンプラテーションなど
の不純物導入および拡散によって、Ｎ型ウェル領域２２
にＰ−Ｍｏｓ２０が、Ｐ型ウェル領域２３にＮ−Ｍｏｓ
２１が備えられている。Ｐ−Ｍｏｓ２０は、Ｎ型ウェル
領域２２の表層に部分的にＮ型あるいはＰ型の不純物を
導入してなるソース領域２５およびドレイン領域２６
や、Ｎ型ウェル領域２２の、ソース領域２５およびドレ
イン領域２６を除く部分の表面に厚さ数百Åのゲート絶
縁膜２８を介して堆積されたゲート配線３５などから構
成されている。また、Ｎ−Ｍｏｓ２１は、Ｐ型ウェル領
域２３の表層に部分的にＮ型あるいはＰ型の不純物を導
入してなるソース領域２５およびドレイン領域２６や、
Ｐ型ウェル領域２３の、ソース領域２５およびドレイン
領域２６を除く部分の表面に厚さ数百Åのゲート絶縁膜
２８を介して堆積されたゲート配線３５などから構成さ
れている。ゲート配線３５は、ＣＶＤ法により堆積し
た、厚さ４０００Å〜５０００Åのポリシリコンから成
るものである。これらのＰ−Ｍｏｓ２０およびＮ−Ｍｏ
ｓ２１からＣ−Ｍｏｓロジックが構成されている。

【００３３】Ｐ型ウェル領域２３の、Ｎ−Ｍｏｓ２１と
異なる部分には、電気熱変換素子駆動用のＮ−Ｍｏｓト
ランジスタ３０が備えられている。Ｎ−Ｍｏｓトランジ
スタ３０も、不純物導入および拡散などの工程によりＰ
型ウェル領域２３の表層に部分的に備えられたソース領
域３２およびドレイン領域３１や、Ｐ型ウェル領域２３
の、ソース領域３２およびドレイン領域３１を除く部分
の表面にゲート絶縁膜２８を介して堆積されたゲート配
線３３などから構成されている。

【００３４】本実施形態では、電気熱変換素子駆動用の
トランジスタとしてＮ−Ｍｏｓトランジスタ３０を用い
たが、複数の電気熱変換素子を個別に駆動できる能力を
持ち、かつ、上述したような微細な構造を得ることがで
きるトランジスタであれば、このトランジスタに限られ
ない。

【００３５】Ｐ−Ｍｏｓ２０とＮ−Ｍｏｓ２１との間
や、Ｎ−Ｍｏｓ２１とＮ−Ｍｏｓトランジスタ３０との
間などの各素子間には、５０００Å〜１００００Åの厚
さのフィールド酸化により酸化膜分離領域２４が形成さ
れており、その酸化膜分離領域２４によって各素子が分
離されている。酸化膜分離領域２４の、熱作用部１８に
対応する部分は、シリコン基板１１の表面側から見て一
層目の蓄熱層３４としての役割を果たす。

【００３６】Ｐ−Ｍｏｓ２０、Ｎ−Ｍｏｓ２１およびＮ
−Ｍｏｓトランジスタ３０の各素子の表面には、厚さ約
７０００ÅのＰＳＧ膜またはＢＰＳＧ膜などから成る層
間絶縁膜３６がＣＶＤ法により形成されている。熱処理
により層間絶縁膜３６を平坦化した後に、層間絶縁膜３
６およびゲート絶縁膜２８を貫通するコンタクトホール
を介して第１の配線層となるＡｌ電極３７により配線が
行われている。層間絶縁膜３６およびＡｌ電極３７の表
面には、厚さ１００００Å〜１５０００ÅのＳｉＯ₂膜
から成る層間絶縁膜３８がプラズマＣＶＤ法により形成
されている。層間絶縁膜３８の表面の、熱作用部１８お
よびＮ−Ｍｏｓトランジスタ３０に対応する部分には、
厚さ約１０００ÅのＴａＮ_0.8,hex膜から成る抵抗層１
４がＤＣスパッタ法により形成されている。抵抗層１４
は、層間絶縁膜３８に形成されたスルーホールを介して
ドレイン領域３１の近傍のＡｌ電極３７と電気的に接続
されている。抵抗層１４の表面には、各電気熱変換素子
への配線となる第２の配線層としての、Ａｌの配線１５
が形成されている。

【００３７】配線１５、抵抗層１４および層間絶縁膜３
８の表面の保護膜１６は、プラズマＣＶＤ法により形成
された厚さ１００００ÅのＳｉ₃Ｎ₄膜から成るものであ
る。保護膜１６の表面に形成された耐キャビテーション
膜１７は、厚さ約２５００ÅのＴａなどの膜から成るも
のである。

【００３８】図３は、本発明の一実施形態の液体吐出ヘ
ッドの基本的な構造を説明するための、液流路方向に沿
った断面図である。本実施形態の液体吐出ヘッドは、図
３に示すように、液体に気泡を発生させるための熱エネ
ルギーを与える吐出エネルギー発生素子としての、複数
個（図３では、１つのみ示す）の発熱体２が並列に設け
られた素子基板１と、この素子基板１上に接合された天
板３と、素子基板１および天板３の前端面に接合された
オリフィスプレート４とを有する。

【００３９】素子基板１は、上述したように、シリコン
などの基板上に絶縁および蓄熱を目的としたシリコン酸
化膜または窒化シリコン膜を成膜し、その上に、発熱体
２を構成する電気抵抗層および配線をパターニングした
ものである。この配線から電気抵抗層に電圧を印加し、
電気抵抗層に電流を流すことで発熱体２が発熱する。そ
して、この配線と電極抵抗層の上には、それらをインク
から保護する保護膜が形成されており、さらにその保護
膜の上にはインク消泡によるキャビテーションから保護
する耐キャビテーション膜が形成されている。

【００４０】天板３は、各発熱体２に対応した複数の液
流路７および、各液流路７に液体を供給するための共通
液室８を構成するためのもので、天井部分から各発熱体
２の間に延びる流路側壁９が一体的に設けられている。
天板３はシリコン系の材料で構成され、液流路７および
共通液室９のパターンをエッチングで形成したり、シリ
コン基板上にＣＶＤなどの公知の成膜方法により窒化シ
リコン、酸化シリコンなど、流路側壁９となる材料を堆
積した後、液流路７の部分をエッチングして形成するこ
とができる。

【００４１】オリフィスプレート４には、各液流路７に
対応し、それぞれの液流路７を介して共通液室８に連通
する複数の吐出口５が形成されている。オリフィスプレ
ート４の、吐出口５が形成される部分の材料としては、
後述するようにフッ素樹脂が用いられている。フッ素樹
脂は撥インク性を有するものであり、吐出口５の周囲の
部分が撥インク性を有することになるので、吐出口５か
ら吐出されるインクのよれが防止され、インクの吐出方
向が安定する。

【００４２】素子基板１と天板３とを接合することによ
り複数の発熱体２および液流路７を備えたヘッド基体が
構成されていて、そのヘッド基体の前端面にオリフィス
プレート４が接合されている。

【００４３】さらに、この液体吐出ヘッドには、液流路
７を吐出口５に連通した第１の液流路７ａと、発熱体２
を有する第２の液流路７ｂとに分けるように、発熱体２
に対面して配置された片持梁状の可動部材６が設けられ
ている。可動部材６は、窒化シリコンや酸化シリコンな
どのシリコン系の材料で形成された薄膜である。

【００４４】この可動部材６は、液体の吐出動作によっ
て共通液室８から可動部材６を経て吐出口５側へ流れる
大きな流れの上流側に支点６ａを持ち、この支点６ａに
対して下流側に自由端６ｂを持つように、発熱体２に面
した位置に発熱体２を覆うような状態で発熱体２から所
定の距離を隔てて配されている。この発熱体２と可動部
材６との間が気泡発生領域１０となる。

【００４５】上記構成に基づき、発熱体２を発熱させる
と、可動部材６と発熱体２との間の気泡発生領域１０の
液体に熱が作用し、これにより発熱体２上に膜沸騰現象
に基づく気泡が発生して成長する。この気泡の成長に伴
う圧力は可動部材６に優先的に作用し、可動部材６は図
３に破線で示されるように、支点６ａを中心に吐出口５
側に大きく開くように変位する。可動部材６の変位もし
くは変位した状態によって、気泡の発生に基づく圧力の
伝播や気泡自身の成長が吐出口５側に導かれ、吐出口５
から液体が吐出する。

【００４６】つまり、気泡発生領域１０上に、液流路７
内の液体の流れの上流側（共通液室８側）に支点６ａを
持ち下流側（吐出口５側）に自由端６ｂを持つ可動部材
６を設けることによって、気泡の圧力伝播方向が下流側
へ導かれ、気泡の圧力が直接的に効率よく吐出に寄与す
ることになる。そして、気泡の成長方向自体も圧力伝播
方向と同様に下流方向に導かれ、上流より下流で大きく
成長する。このように、気泡の成長方向自体を可動部材
によって制御し、気泡の圧力伝播方向を制御すること
で、吐出効率や吐出力または吐出速度などの根本的な吐
出特性を向上させることができる。

【００４７】一方、気泡が消泡工程に入ると、可動部材
６の弾性力との相乗効果で気泡は急速に消泡し、可動部
材６も最終的には図３に実線で示した初期位置に復帰す
る。このとき、気泡発生領域１０での気泡の収縮体積を
補うため、また、吐出された液体の体積分を補うため
に、上流側すなわち共通液室８側から液体が流れ込み、
液流路７への液体の充填（リフィル）が行われるが、こ
の液体のリフィルは、可動部材６の復帰作用に伴って効
率よく合理的かつ安定して行われる。

【００４８】図４は、図３に示した液体吐出ヘッドの一
部を分解した、液体吐出ヘッドの各構成部品を模式的に
示す斜視図である。天板３の素子基板１側の面には、図
３に示した流路側壁９を構成し、第１の液流路７ａを複
数形成するためのＳｉＮ膜４４が形成されている。天板
３の、素子基板１側と反対側の面には、ＳｉＯ₂膜４３
が形成されている。また、素子基板１の表面には、複数
の第１の液流路７ａのそれぞれに対応する発熱体２が並
列に複数個並べられている。一方、オリフィスプレート
４には、複数の第１の液流路７ａのそれぞれに対応する
吐出口５が一列に並べられている。この図４では、図３
に示した可動部材６、第２の液流路７ｂなどが省略され
ている。

【００４９】図５は、図３および図４に示した天板３の
製造方法について説明するための図である。図６は、図
５に基づいて説明する製造方法の工程を経て作製される
天板３の斜視図である。天板３は図５（ａ）および図５
（ｂ）の工程を経て作製される。

【００５０】まず、図５（ａ）において、シリコンウェ
ハ４１の一方の面にＳｉＯ₂膜４２を、シリコンウェハ
４１の他方の面にＳｉＯ₂膜４３をそれぞれ、熱酸化に
より厚さ約１μｍ形成する。その後、ＳｉＯ₂膜４２表
面の、図３に示した共通液室８に対応する部分を、フォ
トリソグラフィ法などの公知の方法を用いてパターニン
グして、その上に、図３に示した流路側壁９となる厚さ
約２０〜５０μｍのＳｉＮ膜４４をマイクロ波プラズマ
ＣＶＤ法を用いて形成する。ここで、マイクロ波プラズ
マＣＶＤ法によりＳｉＮ膜４４を形成する際に使用する
ガスとしては、モノシラン（ＳｉＨ₄）、窒素（Ｎ₂）お
よびアルゴン（Ａｒ）を用いた。そのガスの組み合わせ
としては、上記以外にも、ジシラン（Ｓｉ₂Ｈ₆）やアン
モニア（ＮＨ₃）などとの組み合わせや、混合ガスを用
いてもよい。また、周波数が２．４５［GHz］のマイク
ロ波のパワーを１．５［ｋＷ］とし、ガス流量としては
モノシランを１００［sccm］、窒素を１００［sccm］、
アルゴンを４０［sccm］でそれぞれのガスを供給して、
圧力が５［mTorr］の真空下でＳｉＮ膜４４を形成し
た。また、ガスのそれ以外の成分比でのマイクロ波プラ
ズマＣＶＤ法や、ＲＦ電源を使用したＣＶＤ法などでＳ
ｉＮ膜４４を形成してもよい。

【００５１】次に、ＳｉＮ膜４４の、図３に示した第１
の液流路７ａに対応する部分を除去するために、フォト
リソグラフィ法などの公知の方法を用いてＳｉＮ膜４４
をパターニングする。

【００５２】そして、図５（ｂ）に示すように、誘電結
合プラズマを使ったエッチング装置を用いてエッチング
を行い、ＳｉＮ膜４４の、第１の液流路７ａに対応する
部分を溝状に除去する。これにより、ＳｉＮ膜４４にト
レンチ構造が形成される。その後、シリコンウェハ４１
の、共通液室８を形成した部分の一部を、ＴＭＡＨ（テ
キサメチルアンモニウムハイドライド）を使ってエッチ
ングにより除去し、シリコンウェハ４１のその部分を貫
通させる。これにより、図６に示す天板３が作製され
る。

【００５３】図７は、図３および図４に示したオリフィ
スプレート４の製造方法について説明するための図であ
る。オリフィスプレート４は、図７（ａ）から図７
（ｄ）の工程を経て作製される。

【００５４】まず、図７（ａ）において、撥インク性を
有する板部材である、厚さ３０μｍのフッ素樹脂板５１
を準備する。次に、フッ素樹脂板５１の表面を水酸化ナ
トリウム水溶液およびアンモニア水溶液の混合液に浸漬
し、フッ素樹脂板５１の表層のフッ素原子をナトリウム
原子および酸素原子などに置換することによって、フッ
素樹脂板５１の表層を導伝層にする。このようにフッ素
樹脂板５１の表層を改質することにより、フッ素樹脂板
５１の表層を、導電性を有する層にする。

【００５５】次に、図７（ｂ）において、フッ素樹脂板
５１の表層の導伝層を陰極として、硫酸ニッケル、塩化
ニッケルおよびほう酸よりなるＮｉメッキ浴を用いて、
Ｎｉメッキ浴の温度が５０℃、陰極の電流密度が５Ａ／
ｃｍ²でＮｉ電気めっきを行い、メッキ法によってフッ
素樹脂板５１の表面に金属メッキ層５２を形成する。金
属メッキ層５２は、メッキ浴によるものだけでなく、単
塩、複塩、錯塩などの様々な金属塩により析出した金属
からも形成することができる。金属メッキ層５２の金属
は、単金属では、Ｎｉ，Ａｕ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ｃｒ，Ｃ
ｕ，Ａｇ，Ｚｎなどであり、合金では、Ｃｕ−Ｚｎ，Ｓ
ｎ−Ｃｏ，Ｎｉ−Ｆｅ，Ｎｉ−Ｃｒ，Ｎｉ−Ｐｄ，Ｎｉ
−Ｃｏ，Ｚｎ−Ｎｉなどである。他の電気めっきが可能
なものでも、金属メッキ層５２の材料として採用でき
た。

【００５６】次に、図７（ｃ）において、フォトリソグ
ラフィプロセスおよびエッチングにより金属メッキ層５
２をパターニングして、金属メッキ層５２の所定の部分
を除去し、フッ素樹脂板５１の表面に補強部材５７およ
び凸部５８を形成する。補強部材５７および凸部５８の
それぞれは、金属メッキ層５２の、フッ素樹脂板５１上
に残った部分により構成されている。

【００５７】次に、図７（ｄ）において、吐出口５に対
応する部分に開口部を有するマスク５３を介して、フッ
素樹脂板５１の表面に高輝度Ｘ線としてのシンクロトロ
ン放射光５４を照射し、テーパー状の吐出口５を形成す
る。これにより、オリフィスプレート４が作製される。
シンクロトロン放射光５４は、シンクロトロンに蓄積さ
れた電子から光軸に沿って放射されたものである。ここ
では、吐出口５の断面形状をテーパー状にするために、
マスク５３の開口部の周囲の部分のみが、その部分を除
くマスク５３の遮光部分の厚みよりも薄くなっている。
また、ここで使用したマスク５３としては銅板を用いた
が、シンクロトロン放射光を遮蔽するものであれば、こ
れに限られない。

【００５８】上述したように、シンクロトロン放射光を
用いたエッチングプロセスを経てオリフィスプレート４
に吐出口５を形成することにより、シンクロトロン放射
光用のマスク５３はフォトリソグラフィプロセスを用い
て作製されるため、吐出口５を高精度で、かつ高密度に
形成することができる。また、シンクロトロン放射光に
よる吐出口５の形成では、高アスペクト比での形成が可
能であるため、ハンドリング上で利点となる厚みのある
材料に対して、高精度で、かつ高密度の加工が可能であ
る。

【００５９】図８は、図３および図４に基づいて説明し
た液体吐出ヘッドの製造方法について説明するための図
である。本実施形態の液体吐出ヘッドは、図８（ａ）か
ら図８（ｄ）の工程を経て製造される。図８（ａ）およ
び図８（ｂ）は、図３に示した液流路７の流路方向に対
して垂直な方向に沿った断面図であり、図８（ｃ）およ
び図８（ｄ）は、液流路７の流路方向に沿った断面図で
ある。

【００６０】まず、図８（ａ）において、素子基板１の
発熱体２側の表面の、シリコンの天板３と接合させる部
分を、フォトリソグラフィ法などを用いてパターニング
する。

【００６１】次に、図８（ｂ）および図８（ｃ）におい
て、素子基板１の、天板３との接合面および、天板３
の、素子基板１との接合面に、真空中でＡｒガスなどを
照射して、それらの接合面の表面を活性な状態にした
後、常温接合装置を用いて常温で素子基板１および天板
３の接合面同士を接合する。これにより、複数の発熱体
２および液流路７を有するヘッド基体６１が作製され
る。

【００６２】ここで用いた常温接合装置は予備室と圧接
室の２つのチャンバーからなり、それぞれのチャンバー
の真空度は１〜１０Ｐａにしてある。まず、常温接合装
置の予備室において、素子基板１および天板３の接合面
の位置決めをするために素子基板１および天板３のアラ
イメント位置を、画像処理を用いて合わせた状態にす
る。その後、アライメント位置を合わせた状態を保持し
たまま、素子基板１および天板３を圧接室に搬送する。
圧接室では、サドルフィールド型の高速原子ビームによ
って素子基板１および天板３の接合面の表面にエネルギ
ー粒子を照射する。このエネルギー粒子の照射により素
子基板１および天板３の接合面の表面を活性化させた
後、素子基板１と天板３とを接合する。この時、素子基
板１と天板３との接合部分の強度を上げるためには、素
子基板１および天板３を２００度以下で加熱したり、加
圧したりする。

【００６３】素子基板１と天板３とを接合する方法とし
ては、それぞれの接合面の表面を活性化させてから接合
したが、その方法の代わりに、接着剤としてエポキシ樹
脂や水ガラスなどを介して素子基板１と天板３とを接合
してもよい。

【００６４】次に、図８（ｄ）において、素子基板１お
よび天板３を接合して成るヘッド基体６１の前端面にオ
リフィスプレート４を接合して、液体吐出ヘッドを作製
する。

【００６５】図９は、ヘッド基体にオリフィスプレート
を接合する方法について説明するための図である。図９
（ａ）が、ヘッド基体にオリフィスプレートが接合され
る前の液体吐出ヘッドの斜視図であり、図９（ｂ）が、
オリフィスプレートの斜視図である。

【００６６】図９（ａ）に示すように、素子基板１およ
び天板３を接合して成るヘッド基体６１はベースプレー
ト６３上に取り付けられている。ヘッド基体６１の、液
流路７側と反対側の部分にはＴＡＢテープ６２が接続さ
れている。ヘッド基体６１の液流路７側の前端面には、
図７に基づいて説明したオリフィスプレート４の凸部５
８が嵌合する凹部６４が形成されている。凹部６４は、
液流路７と共に形成されたダミーノズルである。

【００６７】ヘッド基体６１にオリフィスプレート４を
接合する際に、凹部６４に凸部５８を挿入してオリフィ
スプレート４の位置決めを行う。その際、ヘッド基体６
１およびベースプレート６３の、オリフィスプレート４
との接合面にエポキシ樹脂の接着剤を厚さ約２μｍだけ
形成した。そして、ヘッド基体６１の、オリフィスプレ
ート４との接合部や、オリフィスプレート４を１５０℃
に加熱し、ヘッド基体６１とオリフィスプレート４とを
加圧して接合した。

【００６８】上述したように、フッ素樹脂板５１に補強
部材５７が形成されて補強部材５７によりフッ素樹脂板
５１が補強されることにより、フッ素樹脂板５１の強度
が高くなっている。これにより、ヘッド基体６１の前端
面にオリフィスプレート４を高温処理などによって接合
する際に、熱によるフッ素樹脂板５１の変形が補強部材
５７によって防止される。従って、吐出口５の変形も防
止され、吐出特性を損なわずに、オリフィスプレート４
をヘッド基体６１に確実に接合することができる。ま
た、熱などの環境変化にも十分に対応が可能な、信頼性
の高い液体吐出ヘッドが得られる。さらに、撥インク性
を有するフッ素樹脂板５１に吐出口５が形成されている
ので、吐出口５から吐出されるインクの吐出方向が安定
し、吐出特性が安定した液体吐出ヘッドが得られる。そ
して、オリフィスプレート４がフッ素樹脂板５１および
補強部材５７から構成されているので、オリフィスプレ
ート４は、長期にわたって良好な撥インク性を維持する
ことができる。

【００６９】また、フッ素樹脂板５１上に、補強部材５
７となる金属メッキ層をメッキ法により形成することに
より、フッ素樹脂板５１のハンドリングなどが容易にな
り、また、オリフィスプレート４の、熱処理に対する耐
温度性が向上する。さらに、フッ素樹脂板５１上に簡易
な装置によって補強部材５７を形成してオリフィスプレ
ート４を製造することができる。

【００７０】さらに、ヘッド基体６１とオリフィスプレ
ート４とを接合する際にヘッド基体６１の凹部６４にオ
リフィスプレート４の凸部５８を嵌合させてヘッド基体
６１とオリフィスプレート４との位置合わせを行うこと
により、その位置合わせのために画像処理などの複雑な
装置を用いることなく、容易な装置で位置合わせを行う
ことができる。

【００７１】図１０は、液体吐出ヘッドが複数搭載され
た記録ヘッドユニットについて説明するための図であ
り、図１０（ａ）が、複数の液体吐出ヘッドが並ぶ方向
と垂直な方向の断面図、図１０（ｂ）が、複数の液体吐
出ヘッドが並ぶ方向の断面図である。図１１は、図１０
に示される記録ヘッドユニットからオリフィスプレート
が分離された状態での記録ヘッドユニットを、オリフィ
スプレートとの接合部側からみた図である。

【００７２】複数の液体吐出ヘッドが搭載される記録ヘ
ッドユニットでは、図１０（ａ）および図１０（ｂ）に
示すように、複数のインクタンクが着脱自在に設けられ
るヘッドホルダー７１に、３つの液体吐出ヘッドが取付
けられる枠体７２が固定されている。ヘッドホルダー７
１には、黒色用のインクタンク７３ａ、濃色のイエロー
用のインクタンク７３ｂ、濃色のマゼンタ用のインクタ
ンク７３ｃ、濃色のシアン用のインクタンク７３ｄ、淡
色のイエロー用のインクタンク７３ｅ、淡色のマゼンタ
用のインクタンク７３ｆ、淡色のシアン用のインクタン
ク７３ｇがそれぞれ配されている。それぞれのインクを
吐出可能な３個の液体吐出ヘッドが枠体７２に設けら
れ、記録ヘッドユニットは、それらの液体吐出ヘッドの
相互の位置関係を正確に定めることができるものであ
る。

【００７３】図１０（ｂ）および図１０（ｃ）に示すよ
うに、それぞれの液体吐出ヘッドを構成するヘッド基体
７４ａ，７４ｂ，７４ｃは枠体７２の内部に収納され
る。ヘッド基体７４ａ，７４ｂ，７４ｃのそれぞれは、
上述したヘッド基体６１と同様なものであり、それぞれ
のヘッド基体にオリフィスプレート７５を接合すること
で、３つの液体吐出ヘッドが構成される。オリフィスプ
レート７５のヘッド基体側の面には、位置決め用の複数
の凸部７６や、補強部材７７が形成されている。凸部７
６および補強部材７７は、図７に基づいて説明したオリ
フィスプレートの製造方法と同様な方法により形成され
たものである。また、ヘッド基体７４ａ，７４ｂ，７４
ｃのそれぞれには、図９に示した凹部６４のような、そ
れぞれのヘッド基体とオリフィスプレート７５とを位置
決めするための凹部が形成されており、それぞれの凹部
に、それぞれの凹部に対応する凸部７６が嵌合されるこ
とでヘッド基体７４ａ，７４ｂ，７４ｃのそれぞれが位
置決めされる。

【００７４】オリフィスプレート７５は補強部材７７に
よって補強されることにより、オリフィスプレート７５
にヘッド基体７４ａ，７４ｂ，７４ｃを接合する際にオ
リフィスプレート７５を高温にしてもオリフィスプレー
ト７５の変形が防止される。

【００７５】ヘッド基体７４ａ，７４ｂ，７４ｃのそれ
ぞれを位置決めしてオリフィスプレート７５に接合した
後に、オリフィスプレート７５が接着剤などにより枠体
７２に接着される。これにより、オリフィスプレート７
５にヘッド基体７４ａ，７４ｂ，７４ｃを接合して成る
液体吐出ヘッド、および枠体７２が補強される。

【００７６】図１２は、図３および図４に基づいて説明
した液体吐出ヘッドを搭載した液体吐出記録装置の一例
であるインクジェット記録装置を示す斜視図である。図
１２に示されるインクジェット記録装置６００に搭載さ
れたヘッドカートリッジ６０１は、図３および図４に基
づいて説明した液体吐出ヘッドと、その液体吐出ヘッド
に供給される液体を保持する液体容器とを有するもので
ある。ヘッドカートリッジ６０１は、図１２に示すよう
に、駆動モータ６０２の正逆回転に連動して駆動力伝達
ギヤ６０３および６０４を介して回転するリードスクリ
ュー６０５の螺旋溝６０６に対して係合するキャリッジ
６０７上に搭載されている。駆動モータ６０２の動力に
よってヘッドカートリッジ６０１がキャリッジ６０７と
共にガイド６０８に沿って矢印ａおよびｂの方向に往復
移動される。インクジェット記録装置６００には、ヘッ
ドカートリッジ６０１から吐出されたインクなどの液体
を受ける被記録媒体としてのプリント用紙Ｐを搬送する
被記録媒体供給装置（不図示）が備えられている。その
被記録媒体供給装置によってプラテン６０９上を搬送さ
れるプリント用紙Ｐの紙押さえ板６１０は、キャリッジ
６０７の移動方向にわたってプリント用紙Ｐをプラテン
６０９に対して押圧する。

【００７７】リードスクリュー６０５の一端の近傍に
は、フォトカプラ６１１および６１２が配設されてい
る。フォトカプラ６１１および６１２は、キャリッジ６
０７のレバー６０７ａの、フォトカプラ６１１および６
１２の領域での存在を確認して駆動モータ６０２の回転
方向の切り換えなどを行うためのホームポジション検知
手段である。プラテン６０９の一端の近傍には、ヘッド
カートリッジ６０１の吐出口のある前面を覆うキャップ
部材６１４を支持する支持部材６１３が備えられてい
る。また、ヘッドカートリッジ６０１から空吐出などさ
れてキャップ部材６１４の内部に溜まったインクを吸引
するインク吸引手段６１５が備えられている。このイン
ク吸引手段６１５によりキャップ部材６１４の開口部を
介してヘッドカートリッジ６０１の吸引回復が行われ
る。

【００７８】インクジェット記録装置６００には本体支
持体６１９が備えられている。この本体支持体６１９に
は移動部材６１８が、前後方向、すなわちキャリッジ６
０７の移動方向に対して直角な方向に移動可能に支持さ
れている。移動部材６１８には、クリーニングブレード
６１７が取り付けられている。クリーニングブレード６
１７はこの形態に限らず、他の形態の公知のクリーニン
グブレードであってもよい。さらに、インク吸引手段６
１５による吸引回復操作にあたって吸引を開始するため
のレバー６２０が備えられており、レバー６２０は、キ
ャリッジ６０７と係合するカム６２１の移動に伴って移
動し、駆動モータ６０２からの駆動力がクラッチ切り換
えなどの公知の伝達手段で移動制御される。ヘッドカー
トリッジ６０１に設けられた発熱体に信号を付与した
り、上記の各機構の駆動制御を行ったりするインクジェ
ット記録制御部はインクジェット記録装置の本体に設け
られており、図１２では示されていない。

【００７９】上述した構成を有するインクジェット記録
装置６００では、前記の被記録媒体供給装置によりプラ
テン６０９上を搬送されるプリント用紙Ｐに対して、ヘ
ッドカートリッジ６０１がプリント用紙Ｐの全幅にわた
って往復移動しながら記録を行う。

【００８０】また、インクジェット記録装置６００は、
上述したように吐出特性が安定した液体吐出ヘッドを有
していることにより、温度変化などに対しても安定して
被記録媒体に記録を行うことができる。

【００８１】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、オリフィ
スプレートが、撥インク性を有すると共に吐出口が形成
される板部材に補強部材を形成して成るものであること
により、高温処理でオリフィスプレートをヘッド基体に
接合する際に、熱による板部材の変形が補強部材によっ
て防止されるので、オリフィスプレートをヘッド基体に
確実に接合することができると共に、熱などの環境変化
にも十分に対応が可能な、信頼性の高い液体吐出ヘッド
が得られるという効果がある。また、このような撥イン
ク性を有する板部材をオリフィスプレートが有している
場合、板部材に形成された吐出口から吐出されるインク
の吐出方向が安定し、オリフィスプレートが長期にわた
って良好な撥インク性を維持できる液体吐出ヘッドを得
ることができる。

【００８２】また、補強部材として金属メッキ層をメッ
キ法により板部材上に形成することにより、厚さが数十
μｍの板部材を扱いやすくなり、オリフィスプレート
の、熱処理に対する耐温度性が向上する。また、補強部
材を有するオリフィスプレートを簡易な装置で製造する
ことができるという効果がある。

【００８３】さらに、ヘッド基体にオリフィスプレート
を接合する際、ヘッド基体の、オリフィスプレートとの
接合面に形成された凹部に、オリフィスプレートに形成
された凸部を嵌合させて、ヘッド基体とオリフィスプレ
ートとの位置決めを行うことにより、その位置合わせの
ために画像処理などの複雑な装置を用いる必要がなくな
る。従って、簡易な装置で液体吐出ヘッドを製造するこ
とができるという効果がある。

【００８４】さらに、オリフィスプレートの吐出口を、
高輝度Ｘ線を用いたエッチングプロセスによって形成す
ることにより、そのエッチングプロセスに使用されるマ
スクはフォトリソグラフィプロセスを用いて作製される
ため、その吐出口をオリフィスプレートに高精度で高密
度に形成することができる。従って、高精細な画像を形
成できる液体吐出ヘッドを製造することができるという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の液体吐出ヘッドに用いら
れる素子基板の断面図である。

【図２】図１に示した素子基板の主要素子を縦断するよ
うに素子基板を断面にした時の模式的断面図である。

【図３】本発明の一実施形態の液体吐出ヘッドの基本的
な構造を説明するための、液流路方向に沿った断面図で
ある。

【図４】図３に示した液体吐出ヘッドの一部を分解し
た、液体吐出ヘッドの各構成部品を模式的に示す斜視図
である。

【図５】図３および図４に示した天板の製造方法につい
て説明するための図である。

【図６】図５に基づいて説明する製造方法の工程を経て
作製される天板の斜視図である。

【図７】図３および図４に示したオリフィスプレートの
製造方法について説明するための図である。

【図８】図３および図４に基づいて説明した液体吐出ヘ
ッドの製造方法について説明するための図である。

【図９】図３および図４に基づいて説明したヘッド基体
にオリフィスプレートを接合する方法について説明する
ための図である。

【図１０】図３に基づいて説明した液体吐出ヘッドが複
数搭載された記録ヘッドユニットについて説明するため
の図である。

【図１１】図１０に示される記録ヘッドユニットからオ
リフィスプレートが分離された状態での記録ヘッドユニ
ットを、オリフィスプレートとの接合部側からみた図で
ある。

【図１２】図３および図４に基づいて説明した液体吐出
ヘッドを搭載した液体吐出記録装置の一例であるインク
ジェット記録装置を示す斜視図である。

【図１３】従来の技術による液体吐出ヘッドを示す断面
図である。

【図１４】図１３に示した液体吐出ヘッドの分解斜視図
である。

【符号の説明】

１ 素子基板 ２ 発熱体 ３ 天板 ４ オリフィスプレート ５ 吐出口 ６ 可動部材 ７ 液流路 ７ａ 第１の液流路 ７ｂ 第２の液流路 ８ 共通液室 ９ 流路側壁 １０ 気泡発生領域 １１ シリコン基板 １２ 熱酸化膜 １３ 層間膜 １４ 抵抗層 １５ 配線 １６ 保護膜 １７ 耐キャビテーション膜 １８ 熱作用部 ２０ Ｐ−Ｍｏｓ ２１ Ｎ−Ｍｏｓ ２２ Ｎ型ウェル領域 ２３ Ｐ型ウェル領域 ２４ 酸化膜分離領域 ２５、３２ ソース領域 ２６ ドレイン領域 ２８ ゲート絶縁膜 ３０ Ｎ−Ｍｏｓトランジスタ ３１ ドレイン領域 ３３、３５ ゲート配線 ３４ 蓄熱層 ３６、３８ 層間絶縁膜 ３７ Ａｌ電極 ４１ シリコンウェハ ４２、４３ ＳｉＯ₂膜 ４４ ＳｉＮ膜 ５１ フッ素樹脂板 ５２ 金属メッキ層 ５３ マスク ５４ シンクロトロン放射光 ５７ 補強部材 ５８ 凸部 ６１ ヘッド基体 ６２ ＴＡＢテープ ６３ ベースプレート ６４ 凹部 ７１ ヘッドホルダー ７２ 枠体 ７３ａ、７３ｂ、７３ｃ、７３ｄ、７３ｅ、７３ｆ、７
３ｇ インクタンク ７４ａ、７４ｂ、７４ｃ ヘッド基体 ７５ オリフィスプレート ７６ 凸部 ７７ 補強部材 ６００ インクジェット記録装置 ６０１ ヘッドカートリッジ ６０２ 駆動モータ ６０３、６０４ 駆動力伝達ギヤ ６０５ リードスクリュー ６０６ 螺旋溝 ６０７ キャリッジ ６０７ａ レバー ６０８ ガイド ６０９ プラテン ６１０ 紙押さえ板 ６１１、６１２ フォトカプラ ６１３ 支持部材 ６１４ キャップ部材 ６１５ インク吸引手段 ６１７ クリーニングブレード ６１８ 移動部材 ６１９ 本体支持体 ６２０ レバー ６２１ カム Ｐ プリント用紙

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小野 敬之 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 樫野 俊雄 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 Ｆターム(参考） 2C056 EA04 FA03 KB09 2C057 AF23 AF93 AG07 AG12 AG46 AG76 AH03 AP02 AP13 AP25 AP60 AP77 BA03 BA13

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液体に気泡を発生させるための熱エネル
   ギーを発生する複数の吐出エネルギー発生素子および、
   該吐出エネルギー発生素子がそれぞれ配置される複数の
   液流路を備えたヘッド基体と、 前記液流路とそれぞれ連通する複数の吐出口を備え、前
   記ヘッド基体に接合されるオリフィスプレートとを有す
   る液体吐出ヘッドにおいて、 前記オリフィスプレートが、撥インク性を有すると共に
   前記吐出口が形成される板部材と、該板部材を補強する
   補強部材とを有することを特徴とする液体吐出ヘッド。
2. 【請求項２】 前記ヘッド基体の、前記オリフィスプレ
   ートとの接合面に凹部が形成されており、前記ヘッド基
   体と前記オリフィスプレートとを位置合わせするために
   前記凹部に嵌合する凸部が前記オリフィスプレートに形
   成されている請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
3. 【請求項３】 前記補強部材が、前記板部材の一面に形
   成された金属層であり、前記オリフィスプレートが、前
   記撥インク性を有する板部材の層と、前記金属層の２層
   構造を有する請求項１または２に記載の液体吐出ヘッ
   ド。
4. 【請求項４】 前記板部材の材料としてフッ素樹脂が用
   いられている請求項１〜３のいずれか１項に記載の液体
   吐出ヘッド。
5. 【請求項５】 前記オリフィスプレートの前記吐出口
   が、高輝度Ｘ線を用いたエッチングプロセスによって形
   成されたものである請求項１〜４のいずれか１項に記載
   の液体吐出ヘッド。
6. 【請求項６】 前記吐出エネルギー発生素子が表面に複
   数設けられた素子基板と、前記液流路をそれぞれ構成す
   る複数の溝を表面に備え、前記素子基板の表面に接合さ
   れた天板とから前記ヘッド基体が構成されている請求項
   １〜５のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
7. 【請求項７】 前記素子基板上に、前記吐出エネルギー
   発生素子のそれぞれに対面するように複数設けられると
   共に、前記液流路内の液体の進行方向上流側の一端が固
   定され、他端が自由端となる可動部材をさらに有する請
   求項６に記載の液体吐出ヘッド。
8. 【請求項８】 請求項１〜７のいずれか１項に記載の液
   体吐出ヘッドと、該液体吐出ヘッドに供給される液体を
   保持する液体容器とを有するヘッドカートリッジ。
9. 【請求項９】 請求項１〜７のいずれか１項に記載の液
   体吐出ヘッドと、該液体吐出ヘッドから吐出された液体
   を受ける被記録媒体を搬送する被記録媒体供給装置とを
   有する液体吐出記録装置。
10. 【請求項１０】 液体に気泡を発生させるための熱エネ
    ルギーを発生する複数の吐出エネルギー発生素子およ
    び、前記吐出エネルギー発生素子がそれぞれ配置される
    複数の液流路を備えたヘッド基体に、前記液流路とそれ
    ぞれ連通する複数の吐出口を備えたオリフィスプレート
    を接合する工程を有する液体吐出ヘッドの製造方法にお
    いて、 前記オリフィスプレートを製造するために、撥インク性
    を有する板部材を準備する工程と、 前記撥インク性を有する板部材の表面に、該板部材を補
    強する補強部材を形成し、前記板部材および前記補強部
    材を有するオリフィスプレートを製造する工程とを有す
    ることを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
11. 【請求項１１】 前記板部材の表面に前記補強部材を形
    成するために、前記板部材の表層を改質して前記板部材
    の表層を、導電性を有する層にする工程と、 前記板部材の表層を陰極としてメッキ法によって前記板
    部材の表面に前記補強部材を形成する工程とを有する請
    求項１０に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
12. 【請求項１２】 前記板部材の材料としてフッ素樹脂を
    用いる請求項１０または１１に記載の液体吐出ヘッドの
    製造方法。
13. 【請求項１３】 前記ヘッド基体の、前記オリフィスプ
    レートとの接合面に凹部を形成し、かつ、前記ヘッド基
    体に前記オリフィスプレートを接合した状態で前記凹部
    に嵌合する凸部を前記オリフィスプレートに形成し、前
    記ヘッド基体に前記オリフィスプレートを接合する際に
    前記凹部に前記凸部を嵌合させることで前記ヘッド基体
    と前記オリフィスプレートとの位置合わせを行う請求項
    １０〜１２のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドの製
    造方法。
14. 【請求項１４】 前記ヘッド基体に前記オリフィスプレ
    ートを接合する工程の前に、前記オリフィスプレートの
    前記吐出口を、高輝度Ｘ線を用いたエッチングプロセス
    によって形成する請求項１０〜１３のいずれか１項に記
    載の液体吐出ヘッドの製造方法。