JP2001301168A

JP2001301168A - インクジェット記録ヘッド、その製造方法及びインクジェット記録装置

Info

Publication number: JP2001301168A
Application number: JP2000121840A
Authority: JP
Inventors: Yukito Sato; 幸人佐藤
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2000-04-21
Filing date: 2000-04-21
Publication date: 2001-10-30

Abstract

(57)【要約】【課題】駆動電圧が低電圧化され、電極の引き出しが
容易で、電極取り出し時の接触不良や断線の発生が防止
され、高い信頼性の駆動が行われ、製造方法が簡単で低
コストのインクジェット記録ヘッド及びそのインクジェ
ット記録ヘッドの製造方法並びにそのインクジェット記
録ヘッドを具備するインクジェット記録装置を提供す
る。【解決手段】ノズル孔１が連通するインク流路のイン
ク液室２と、インク液室２の壁面を形成する振動板３
と、振動板３と対向して電圧を印加する電極板４と、電
極板４の振動板３との非平行面で対向して間隙を形成す
る電極板対向面４ａと、電極板対向面４ａに電圧を印加
する引出しパット部４ｂ₁）と、電極板対向面４ａと引
出しパット部４ｂ₁からなる電極板４の電極板対向面４
ａと非平行な被保持面４ｅを保持する電極基板５とから
なる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット記
録ヘッド、その製造方法及びインクジェット記録装置に
関し、詳しくは、インク液滴を静電引力による圧力波で
吐出して被記録体上にインク画像を記録するインクジェ
ット記録ヘッド及びそのインクジェット記録ヘッドの電
極板をレジストを塗布して製造するインクジェット記録
ヘッドの製造方法並びにそのインクジェット記録ヘッド
でインク画像を記録するインクジェット記録装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来のインクジェット記録装置は、例え
ば、インク液滴をノズルから直接に被記録体上に噴射し
てインク画像を記録するインクジェットプリンタにおい
て、必要な時のみインクを吐出するオンデマンド方式
は、インクを回収するための機構が不要なために低価格
化、小型化が可能であり、カラー化にも容易に対応でき
る特徴をもつ。このなかでもパーソナルプリンタとして
の主流は、ピエゾ素子の変位によりインク室に圧力波を
発生させ、ノズルよりインクを吐出させる電気機械変換
方式と、短時間で高温まで加熱されるヒータによりイン
ク室に気泡を発生させ、気泡の体積膨張によりインクを
吐出させる電気熱変換式の２種類である。一方、静電方
式のインクジェット記録ヘッドについては、ウエハプロ
セスでの作製が可能であることから、高密度化が容易
で、かつ大量に特性の安定した素子の製造が可能であ
り、又、平面構造を基本とすることから小型化が容易で
ある長所をもつことから、多くの構造が開示されている
（特開平２−２８９３５１号の公報、特開平５−０５０
６０１号の公報、特開平６−０７１８８２の公報等を参
照）。これらの静電方式のインクジェット記録ヘッドで
は、インク液室の一部を構成している振動板に対向した
その外側の位置に、一定距離の間隙を隔てて電極板が形
成され、振動板と電極板間の静電引力と、振動板自体の
剛性により振動板を駆動して液室のインクを吸引、吐出
するようになっている。これらのインクジェット記録ヘ
ッドは、いずれも振動板と電極板は平行であり、平行平
板間の静電引力をアクチュエータの駆動力としているの
に対し、振動板に対して電極板は非平行に対向して設け
ることも公知である（特開平９−３９２３５号の公報、
特開平９−１９３３７５号の公報を参照）。前者におい
ては、振動板と電極板間の隙間が小さい部分が容易に弾
性変形を始め、それが大きな隙間部分に伝播するため、
駆動電圧が低電圧することが出来る。後者においては、
より振動板と電極板間の距離が小さい部分から順次静電
力が働くことにより、平行平板の場合よりも有効に振動
板を変位させることができるが、いまだに十分効率的に
低電圧で駆動出来ないだけでなく、電極板を電極基板に
対して非平行すなわち傾斜させて形成させると、同時に
その延長上に形成される電極板からの引き出しパッド部
も電極板と同様に傾斜する場合に、引き出しパッド部か
ら外部へワイヤボンデイング等での電極取り出し時の接
触不良や断線が発生する要因となっていた。従って、従
来のインクジェット記録ヘッド及びそのインクジェット
記録ヘッドの製造方法並びにそのインクジェット記録ヘ
ッドを具備するインクジェット記録装置においては、振
動板に対して電極板は非平行に対向して設けることより
振動板と電極間の距離が小さい部分から順次静電力が働
くことにより、平行平板の場合よりも有効に振動板を変
位させることができるが、いまだに十分効率的に低電圧
で駆動出来ないだけでなく、電極板を電極基板に対して
非平行すなわち傾斜させて形成させると、同時にその延
長上に形成される電極板からの引き出しパッド部も電極
と同様に傾斜する場合に、引き出しパッド部から外部へ
ワイヤボンデイング等での電極取り出し時の接触不良や
断線が発生すると言う不具合が生じていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明の課題
は、このような問題点を解決するものである。即ち、駆
動電圧が低電圧化され、電極の引き出しが容易で、電極
取り出し時の接触不良や断線の発生が防止され、高い信
頼性の駆動が行われ、製造方法が簡単で低コストのイン
クジェット記録ヘッド及びそのインクジェット記録ヘッ
ドの製造方法並びにそのインクジェット記録ヘッドを具
備するインクジェット記録装置を提供することを目的と
する。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の本発明は、インク液滴を静電引力による
圧力波で吐出してインク画像を記録するインクジェット
記録ヘッドにおいて、インク液滴を吐出するノズル孔
と、上記ノズル孔が連通するインク流路のインク液室
と、上記インク液室の壁面を形成する振動板と、上記振
動板と対向して電圧を印加する電極板と、上記電極板の
上記振動板との非平行面で対向して間隙を形成する電極
板対向面と、上記電極板対向面に電圧を印加する引出し
パッド部と、上記電極板対向面と上記引出しパッド部か
らなる上記電極板の上記電極板対向面と非平行な被保持
面を保持する電極基板とからなるインクジェット記録ヘ
ッドであることを最も主要な特徴とする。請求項２の本
発明は、請求項１に記載のインクジェット記録ヘッドに
おいて、電極板は、電極板対向面を外部へ延長して引出
しパッド部を形成してなるインクジェット記録ヘッドで
あることを主要な特徴とする。請求項３の本発明は、請
求項１又は２に記載のインクジェット記録ヘッドにおい
て、引出しパッド部は、電極基板が電極板を保持する電
極板保持面と平行な引出しパッド保持面からなるインク
ジェット記録ヘッドあることを主要な特徴とする。請求
項４の本発明は、請求項１、２又は３に記載のインクジ
ェット記録ヘッドにおいて、電極板は、非平行面の電極
板対向面と引出しパッド保持面を一体的に連結する電極
板連結部からなるインクジェット記録ヘッドであること
を主要な特徴とする。

【０００５】請求項５の本発明は、請求項４に記載のイ
ンクジェット記録ヘッドにおいて、電極板連結部は、非
平行面の電極板対向面と引出しパッド保持面を連続的に
傾斜して一体的に連結する連続的傾斜部からなるインク
ジェット記録ヘッドであることを主要な特徴とする。請
求項６の本発明は、請求項１、２、３、４又は５に記載
のインクジェット記録ヘッドにおいて、電極板は、振動
板から最も離れた電極板対向面と引出しパッド保持面の
深さを同一面にしたインクジェット記録ヘッドであるこ
とを主要な特徴とする。請求項７の本発明は、請求項
１、２、３、４、５又は６に記載のインクジェット記録
ヘッドにおいて、電極基板は、シリコン基板とからなる
インクジェット記録ヘッドであることを主要な特徴とす
る。請求項８の本発明は、請求項１、２、３、４、５、
６又は７に記載のインクジェット記録ヘッドにおいて、
電極板の電極板対向面と引出しパッド保持面は、高融点
金属の化合物であるインクジェット記録ヘッドであるこ
とを主要な特徴とする。請求項９の本発明は、請求項
１、２、３、４、５、６、７又は８に記載のインクジェ
ット記録ヘッドにおいて、電極板の電極板対向面と引出
しパッド保持面は、絶縁層上に形成された多結晶シリコ
ンであるインクジェット記録ヘッドであることを主要な
特徴とする。請求項１０の本発明は、インクジェット記
録ヘッドの電極板をレジストを塗布して製造するインク
ジェット記録ヘッドの製造方法において、請求項１、
２、３、４、５、６、７、８又は９に記載のインクジェ
ット記録ヘッドの電極板の電極板対向面と引出しパッド
保持面を、レジストを塗布するレジスト塗布工程と、上
記レジスト塗布工程でレジスト塗布後に開口率が連続的
に変化する開口率変化マスクを介して露光する露光工程
と、上記露光工程で露光後に現像して製造するインクジ
ェット記録ヘッドの製造方法であることを最も主要な特
徴とする。請求項１１の本発明は、インクジェット記録
ヘッドでインク画像を記録するインクジェット記録装置
において、インク画像を記録する被記録体を搬送する被
記録体搬送手段と、上記被記録体搬送手段によって搬送
される被記録体にインクを吐出してインク記録画像を形
成する請求項１、２、３、４、５、６、７、８又は９に
記載のインクジェット記録ヘッドとからなるインクジェ
ット記録装置であることを最も主要な特徴とする。

【０００６】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
を参照して詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態
に係るインクジェット記録ヘッドの縦断面図、図２は電
極板の構成説明図である。インクジェット記録ヘッド０
は、インク液滴を図示の矢印Ａ方向に吐出するノズル孔
１と、ノズル孔１が連通する図示の矢印Ｂ方向にインク
流路方向が形成されるインク液室２と、インク液室２の
壁面を形成する振動板３と、振動板３と対向してこれに
電荷を印加する電極板４と、振動板３との非平行面で対
向して間隙（Ｃ）を形成する電極板対向面４ａと、電極
板対向面４ａに電圧を印加する引出しパッド部４ｂと、
電極板対向面４ａと電極板対向面４ａを外部へ延長して
引き出した引出しパッド部４ｂを形成してなる電極板対
向面４ａと非平行な被保持面４ｅを保持する電極基板５
等から構成されている。即ち、電極基板５上に電極板４
を固定すると共に、電極基板５はインク液室２（インク
液室基板０ａ）と連結されている。インク液室基板０ａ
には、それぞれのノズル孔１に対応したインク液室２
と、それらにインクを供給するための共通インク液室０
ｂが形成されており、インク液室２の底面には振動板３
が形成されている。インク液室２は隔壁を介して図１の
紙面と直交する方向に複数配置されており、各インク液
室２間は共通インク液室０ｂによって連通されている。
インク液室基板０ａの上に接合された蓋部材０ｃには、
インク液室２に連通するノズル孔１、流体抵抗０ｄと、
共通インク液室０ｂへの図示の矢印Ｄ方向からインクを
導入するためのインク導入流路０ｅが形成されている。
インク液室基板０ａの下に接合された電極基板５の電極
板保持面５ａ上には、振動板３の静電駆動のための電極
板４の電極板対向面４ａと、その延長である電極板４か
らの引き出しの引出しパッド部４ｂが、電極板連結部４
ｃで一体的に連結して形成され、振動板３と電極板４の
間には間隙（Ｃ）が形成されて保持されている（図２を
参照）。引出しパッド部４ｂの引出しパッド保持面４ｂ
₁は、電極基板５が電極板４を保持する電極板保持面５
ａと平行になっているから、駆動電圧が低電圧化される
と共に電極の引き出しが容易となり、引出しパッド部４
ｂから外部へワイヤボンディング等により電極を取り出
す時の接触不良や断線の発生が防止されるインクジェッ
ト記録ヘッドを提供することが出来るようになった。

【０００７】図３は電極板の製造手順を示す図であり、
インクジェット記録ヘッド０の電極板４は、まず、
（ａ）の熱酸化膜形成工程１０において、電極基板５の
シリコン基板５ｂの表面に厚さ２μｍの熱酸化膜４ｆを
形成する。電極基板５としては、シリコン基板５ｂ以外
に、表面にＳｉＮ、ＳｉＯＮ等の絶縁層を形成すれば他
の導体、あるいは半導体基板でも使用できる。（ｂ）の
レジスト塗布工程１１において、電極基板５の上記シリ
コン基板５ｂ上にレジスト４ｄを塗布する。（ｃ）の露
光工程１２において、開口率が連続的に変化する開口率
変化マスク６を用いて間隙Ｃの範囲を露光して現像す
る。このとき間隙Ｃの範囲のレジスト４ｄは、開口率変
化マスク６の開口率が小さい部分ほど浅く、開口率が大
きい部分ほど深くなり、図示しない振動板３に対して非
平行面となり斜めに傾斜し、電極板保持面５ａに対し非
平行な形状となる。又、引出しパッド部４ｂの引出しパ
ッド保持面４ｂ₁のレジスト４ｄの形状は、開口率変化
マスク６の全体の開口率を大きくしておくことにより、
間隙Ｃの範囲のレジスト４ｄの形状の最も深い位置にお
いて電極基板５の電極板保持面５ａに対し平行な形状と
なり、電極板４の図示しない振動板３から最も離れた電
極板対向面４ａと引出しパッド保持面４ｂ₁の深さが同
一面になっている。従って、電極板４と図示しないイン
ク液室２との間が離間するために、異常放電によるショ
ートの発生が防止されて安定した高い信頼性の駆動が行
われる。（ｄ）のエッチング工程１３において、レジス
ト４ｄをマスクとして電極基板５のシリコン基板５ｂ上
の熱酸化膜４ｆのドライエッチングを行うことにより、
レジスト４ｄと熱酸化膜４ｆの選択比に応じた形状比で
レジスト４ｄのパターンが転写された酸化膜形状とす
る。（ｅ）の最後のスパッタ成膜工程１４において、電
極基板５のシリコン基板５ｂ上の熱酸化膜４ｆの傾斜し
た部分に電極材料として高融点金属たとえばＴｉＮをス
パッタ成膜することにより、電極板保持面５ａと平行な
電極板対向面４ａと非平行な被保持面４ｅからなる電極
板４を作製した。インク液室基板０ａにおけるインク液
室２と、共通インク液室０ｂは、シリコン基板にＳｉＮ
を成膜、パターニングしたあとそれをマスターとしてＫ
ＯＨ溶液で異方性エッチングすることにより形成した。
このとき、インク液室２の底面には、高濃度ボロンを拡
散しておくことによりエッチング速度が自発的に遅くな
る性質を利用して振動板３を形成した。又、蓋部材０ｃ
におけるノズル孔１、流体抵抗０ｄ、インク導入流路０
ｅについても、シリコン基板にＳｉＮを成膜、パターニ
ングした後に、それをマスクとしてＫＯＨ溶液で異方性
エッチングすることにより形成した。

【０００８】これらＳｉでできたインク液室基板０ａと
蓋部材０ｃ、及び、電極基板５をそれぞれ直接接合で接
合することによりインクジェット記録ヘッド０を組み立
てた。従って、引出しパッド部４ｂから外部へワイヤボ
ンデイングでリード線を取り出し、個別に電圧を印加
し、振動板３を一定周波数で駆動することにより、ノズ
ル孔１からのインク吐出が行われ、駆動電圧が低電圧化
され、電極取り出し時の接触不良や断線の発生が防止さ
れ、製造方法が簡単な開口率が連続的に変化する開口率
変化マスク６を使用して複雑な形状の電極板４の電極板
対向面４ａと引出しパッド保持面４ｂ₁を容易に形成し
て簡単なプロセスで低コストのインクジェット記録ヘッ
ド０を提供することが出来るようになった。更に、電極
板４の互いに並行でない電極板対向面４ａと引出しパッ
ド部４ｂの引出しパッド保持面４ｂ₁の被保持面４ｅ
が、電極基板５のシリコン基板５ｂ上の電極板保持面５
ａに形成され製造されているから、引出しパッド部４ｂ
から外部へワイヤボンデイングでリード線を取り出し、
個別に電圧を印加し、振動板３を一定周波数で駆動する
ことにより、ノズル孔１からのインク吐出が行われ、駆
動電圧が低電圧化され、電極取り出し時の接触不良や断
線の発生が防止され、製造方法が簡単で簡単なプロセス
で低コストのインクジェット記録ヘッド０を提供するこ
とが出来るようになった。互いに並行でない電極板対向
面４ａと引出しパッド保持面４ｂ₁が、高融点金属の化
合物であるから、引出しパッド部４ｂから外部へワイヤ
ボンデイングでリード線を取り出し、個別に電圧を印加
し、振動板３を一定周波数で駆動することにより、ノズ
ル孔１からのインク吐出が行われ、駆動電圧が低電圧化
され、電極取り出し時の接触不良や断線の発生が防止さ
れ、製造方法が簡単で強固で組立時のＳｉ−Ｓｉ直接接
合に高温処理が可能となり強固で信頼性の高い接合が容
易に行われて、歩留まりが向上する低コストのインクジ
ェット記録ヘッド０を提供することが出来る。

【０００９】図４は本発明の他の実施形態に係るインク
ジェット記録ヘッドの縦断面図、図５は電極板の構成説
明図である。図２、図３と同一部分には同一符号を付し
て重複した説明は省略する。インクジェット記録ヘッド
１００の電極板連結部４ｃは、振動板３と非平行面の電
極板対向面４ａと引出しパッド保持面４ｂ₁とを連続的
に傾斜して一体的に連結する連続的傾斜部４ｃ₁であ
る。インク液室基板０ａには、それぞれのノズル孔１に
対応したインク液室２と、それらにインクを供給するた
めの共通インク液室０ｂが形成されており、インク液室
２の底面には振動板３が形成されている。インク液室基
板０ａの上に接合された蓋部材０ｃにはインク液室２に
連通するノズル孔１、流体抵抗０ｄと、共通インク液室
０ｂへのインク導入のためのインク導入流路０ｅが形成
されている。インク液室基板０ａの下に接合された電極
基板５には振動板３の静電駆動のための電極板４の電極
板対向面４ａと、電極板４の電極板対向面４ａの延長で
ある引き出しの引出しパッド部４ｂが形成され、電極板
４の電極板対向面４ａと振動板３の間に間隙Ｃが形成さ
れている。振動板３と非平行面の電極板対向面４ａと引
出しパッド保持面４ｂ₁を連続的に傾斜して一体的に連
結されている連続的傾斜部４ｃ₁では、電極基板５とし
てほう珪酸ガラス基板を用い、図３で説明した製造方法
と同様な方法で製造した。但し、この際、互いに並行で
ない電極板対向面４ａと引出しパッド保持面４ｂ ₁が連
続的に変化するように連続的傾斜部４ｃ₁部分の開口率
変化マスク６の開口率を設定してパターニングした。

【００１０】又、電極４の電極板対向面４ａと引出しパ
ッド保持面４ｂ₁は、絶縁層上に形成された、ＬＰ−Ｃ
ＶＤで形成した低抵抗の多結晶シリコン薄膜を用いたの
で、製造方法が簡単なプロセスとなり低コストのインク
ジェット記録ヘッドを提供することが出来る。インク液
室基板０ａにおけるインク液室２、共通インク液室０
ｂ、振動板３については、図３で説明した製造方法と同
様な方法で製造した。又、蓋部材０ｃにもほう珪酸ガラ
ス基板を用い、ノズル孔１と流体抵抗０ｄについては、
ガラス基板にＣｒを成膜、パターニングした後にマスク
としてふっ酸溶液で等方性エッチングすることにより形
成し、インク導入流路０ｅは、サンドブラストで形成し
た。これらのＳｉでできたインク液室基板０ａとガラス
でできた蓋部材０ｃ、及び電極基板５を、それぞれ陽極
接合で接合することによりインクジェット記録ヘッド１
００を組み立てた。従って、引出しパッド部４ｂから外
部へワイヤボンデイングでリード線を取り出し、個別に
電圧を印加し、振動板３を一定周波数で駆動することに
より、ノズル孔１からのインク吐出が行われ、駆動電圧
が低電圧化され、電極取り出し時の接触不良や断線の発
生が更に確実に防止され、製造方法が簡単なインクジェ
ット記録ヘッド１００を提供することが出来るようにな
った。

【００１１】図６は本発明を適用したインクジェット記
録装置の一例の外観図であり、インクジェット記録装置
２０は、インク画像を記録する被記録体（Ｐ）を搬送す
る被記録体搬送手段２１と、被記録体搬送手段２１によ
って搬送される被記録体（Ｐ）にインクを吐出してイン
ク記録画像を形成する請求項１，２，３，４，５，６，
７，８又は９に記載のインクジェット記録ヘッド０、又
は、インクジェット記録ヘッド１００等とからなる。イ
ンクジェット記録装置２０のインクジェット記録ヘッド
０、又は、インクジェット記録ヘッド１００は、キャリ
ッジ２２に取り付けられ、上記キャリッジ２２はガイド
レール２３に移動自在に取り付けられており、上記被記
録体搬送手段２１のローラ２１ａによって搬送され送り
出される被記録体（Ｐ）の図示の矢印Ｅ方向の幅方向に
その位置が制御されて、被記録体（Ｐ）の記録用紙にイ
ンク画像を記録する。従って、駆動電圧が低電圧化さ
れ、電極取り出し時の接触不良や断線の発生が防止さ
れ、製造方法が簡単で低コストのインクジェット記録装
置を提供することが出来るようになった。

【００１２】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、請求項１の発明によれば、インク液滴を吐
出するノズル孔が連通するインク流路のインク液室の壁
面を形成する振動板と対向して電圧を印加する電極板の
振動板との非平行面で対向して間隙を形成する電極板対
向面と電極板対向面に電圧を印加する引出しパッド部か
らなる電極板の電極板対向面と非平行な被保持面を電極
基板で保持するようにしたので、駆動電圧が低電圧化さ
れ製造方法が簡単で低コストのインクジェット記録ヘッ
ドを提供することが出来るようになった。静電方式のイ
ンクジェット記録ヘッドにおいて、振動板と電極板を非
平行に対向配置した場合に、電極板面の延長面に形成し
た引出しパッド部が傾斜していると、引出しパッド部と
外部との間をワイヤボンディング等によって接続する際
に接触不良や断線が発生しやすいが、本発明では、電極
の引出しが容易となり、接触不良や断線が発生しなくな
る。請求項２の発明によれば、インク液滴を吐出するノ
ズル孔が連通するインク流路のインク液室の壁面を形成
する振動板と対向して電圧を印加する電極板の振動板と
の非平行面で対向して間隙を形成する電極板対向面と電
極板対向面に電圧を印加する引出しパッド部からなる電
極板の電極板対向面と非平行な被保持面を電極基板で保
持すると共に電極板は電極板対向面を外部へ延長して引
出しパッド部を形成するようにしたので、駆動電圧が低
電圧化され、電極の引き出しが容易となり、製造方法も
簡単で低コストのインクジェット記録ヘッドを提供する
ことが出来るようになった。請求項３の発明によれば、
インク液滴を吐出するノズル孔が連通するインク流路の
インク液室の壁面を形成する振動板と対向して電圧を印
加する電極板の振動板との非平行面で対向して間隙を形
成する電極板対向面と電極板対向面に電圧を印加する引
出しパッド部からなる電極板の電極板対向面と非平行な
被保持面を電極基板で保持すると共に引出しパッド部は
電極基板が電極板を保持する電極板保持面と平行な引出
しパッド保持面からなるようにしたので、駆動電圧が低
電圧化され電極取り出し時の接触不良や断線の発生が防
止され、製造方法が簡単で低コストのインクジェット記
録ヘッドを提供することが出来るようになった。引出し
パッド部が電極板保持面と平行であるため、ボンディン
グワイヤ等を用いた接続が確実化する。

【００１３】請求項４の発明によれば、インク液滴を吐
出するノズル孔が連通するインク流路のインク液室の壁
面を形成する振動板と対向して電圧を印加する電極板の
振動板との非平行面で対向して間隙を形成する電極板対
向面と電極板対向面に電圧を印加する引出しパッド部か
らなる電極板の電極板対向面と非平行な被保持面を電極
基板で保持すると共に電極板は非平行面の電極板対向面
と引出しパッド保持面を電極板連結部で一体的に連結す
るようにしたので、駆動電圧が低電圧化され、電極取り
出し時の接触不良や断線の発生が防止され、製造方法が
簡単で低コストのインクジェット記録ヘッドを提供する
ことが出来るようになった。請求項５の発明によれば、
インク液滴を吐出するノズル孔が連通するインク流路の
インク液室の壁面を形成する振動板と対向して電圧を印
加する電極板の振動板との非平行面で対向して間隙を形
成する電極板対向面と電極板対向面に電圧を印加する引
出しパッド部からなる電極板の電極板対向面と非平行な
被保を電極基板で保持すると共に電極板は非平行面の電
極板対向面と引出しパッド保持面を電極板連結部の連続
的傾斜部で連続的に傾斜して一体的に連結するようにし
たので、駆動電圧が低電圧化され、電極取り出し時の接
触不良や断線の発生が更に確実に防止され、製造方法が
簡単で低コストのインクジェット記録ヘッドを提供する
ことが出来るようになった。請求項６の発明によれば、
インク液滴を吐出するノズル孔が連通するインク流路の
インク液室の壁面を形成する振動板と対向して電圧を印
加する電極板の振動板との非平行面で対向して間隙を形
成する電極板対向面と電極板対向面に電圧を印加する引
出しパッド部からなる電極板の電極板対向面と非平行な
被保持面を電極基板で保持すると共に電極板は振動板か
ら最も離れた電極板対向面と引出しパッド保持面の深さ
を同一面にするようにしたので、駆動電圧が低電圧化さ
れ、電極板とインク液室との間が離間されて異常放電に
よるショートの発生が防止されて安定した高い信頼性の
駆動が行われ、製造方法が簡単で低コストのインクジェ
ット記録ヘッドを提供することが出来るようになった。
請求項７の発明によれば、インク液滴を吐出するノズル
孔が連通するインク流路のインク液室の壁面を形成する
振動板と対向して電圧を印加する電極板の振動板との非
平行面で対向して間隙を形成する電極板対向面と電極板
対向面に電圧を印加する引出しパッド部からなる電極板
の上記電極板対向面と非平行な被保持面を電極基板で保
持すると共に電極基板はシリコン基板として製造される
ようにしたので、駆動電圧が低電圧化され製造方法が簡
単で簡単なプロセスで低コストのインクジェット記録ヘ
ッドを提供することが出来るようになった。

【００１４】請求項８の発明によれば、インク液滴を吐
出するノズル孔が連通するインク流路のインク液室の壁
面を形成する振動板と対向して電圧を印加する電極板の
振動板との非平行面で対向して間隙を形成する電極板対
向面と電極板対向面に電圧を印加する引出しパッド部か
らなる電極板の上記電極板対向面と非平行な被保持面を
電極基板で保持すると共に電極板の電極板対向面と引出
しパッド保持面は高融点金属の化合物とからなるように
したので、駆動電圧が低電圧化され製造方法が簡単で強
固で組立時のＳｉ−Ｓｉ直接接合に高温処理が可能とな
り強固で信頼性の高い接合が容易に行われて歩留まりが
向上する低コストのインクジェット記録ヘッドを提供す
ることが出来るようになった。請求項９の発明によれ
ば、インク液滴を吐出するノズル孔が連通するインク流
路のインク液室の壁面を形成する振動板と対向して電圧
を印加する電極板の振動板との非平行面で対向して間隙
を形成する電極板対向面と電極板対向面に電圧を印加す
る引出しパッド部からなる電極板の上記電極板対向面と
非平行な被保持面を電極基板で保持すると共に電極板の
電極板対向面と引出しパッド保持面は絶縁層上に形成さ
れた多結晶シリコンとからなるようにしたので、駆動電
圧が低電圧化され製造方法が簡単なプロセスとなり低コ
ストのインクジェット記録ヘッドを提供することが出来
るようになった。請求項１０の発明によれば、電極板の
電極板対向面と引出しパッド保持面をレジスト塗布工程
でレジストを塗布し、レジスト塗布工程でレジスト塗布
後に露光工程で開口率が連続的に変化する開口率変化マ
スクを介して露光し、露光工程で露光後に現像してイン
クジェット記録ヘッドを製造するようにしたので、駆動
電圧が低電圧化され、電極取り出し時の接触不良や断線
の発生が防止され、製造方法が簡単な開口率が連続的に
変化する開口率変化マスクを使用して複雑な形状の電極
板の電極板対向面と引出しパッド保持面を容易に形成し
て簡単なプロセスで低コストの上記インクジェット記録
ヘッドを提供することが出来るようになった。請求項１
１の発明によれば、被記録体搬送手段によって搬送され
る被記録体に、インク液滴を吐出するノズル孔が連通す
るインク流路のインク液室の壁面を形成する振動板と対
向して電荷を印加する振動板とインク流路のインク液室
内のインクの流路方向に平行面でインクの流路方向に垂
直な方向に非平行面で対向して間隙を形成する電極板対
向面と電極板対向面に電圧を印加する引出しパッド部か
らなる電極板を電極基板で保持するインクジェット記録
ヘッドでインクを吐出してインク記録画像を形成するよ
うにしたので、駆動電圧が低電圧化され、電極の引き出
しが容易で、電極取り出し時の接触不良や断線の発生が
防止され、高い信頼性の駆動が行われ、製造方法が簡単
で低コストのインクジェット記録装置を提供することが
出来るようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態例を示すインクジェット記
録ヘッドを説明する断面図である。

【図２】本発明の実施の形態例を示すインクジェット記
録ヘッドの主要部（電極板）を説明する一部斜視図であ
る。

【図３】本発明の他の実施の形態例を示すインクジェッ
ト記録ヘッドの製造方法の製造工程を説明する説明図で
ある。

【図４】本発明の他の実施の形態例を示すインクジェッ
ト記録ヘッドを説明する断面図である。

【図５】本発明の他の実施の形態例を示すインクジェッ
ト記録ヘッドの主要部（電極板）を説明する斜視図であ
る。

【図６】本発明の他の実施の形態例を示すインクジェッ
ト記録ヘッドを具備するインクジェット記録装置を説明
する説明図である。

【符号の説明】

０インクジェット記録ヘッド、０ａインク液室基
板、０ｂ共通インク液室、０ｃ蓋部材、０ｄ流体抵抗、０ｅインク導入流路１ノズル孔２インク液室３振動板４電極板、４ａ電極板対向面、４ｂ引出しパッド部、４ｂ₁ 引出しパッド保持面、４ｃ電極板連結部、４ｃ₁ 連続的傾斜部、４ｄレジスト、４ｅ被保持面、４ｆ熱酸化膜５電極基板、５ａ電極板保持面、５ｂシリコン基板６開口率変化マスク１０熱酸化膜形成工程１１レジスト塗布工程１２露光工程１３エッチング工程１４スパッタ成膜工程２０インクジェット記録装置２１被記録体搬送手段、２２キャリッジ２３ガイドレール１００インクジェット記録ヘッド

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】インク液滴を静電引力による圧力波で吐
出してインク画像を記録するインクジェット記録ヘッド
において、インク液滴を吐出するノズル孔と、上記ノズ
ル孔が連通するインク流路のインク液室と、上記インク
液室の壁面を形成する振動板と、上記振動板と対向して
電圧を印加する電極板と、上記電極板の上記振動板との
非平行面で対向して間隙を形成する電極板対向面と、上
記電極板対向面に電圧を印加する引出しパッド部と、上
記電極板対向面と上記引出しパッド部からなる上記電極
板の上記電極板対向面と非平行な被保持面を保持する電
極基板とからなることを特徴とするインクジェット記録
ヘッド。
【請求項２】請求項１に記載のインクジェット記録ヘ
ッドにおいて、電極板は、電極板対向面を外部へ延長し
て引出しパッド部を形成してなることを特徴とするイン
クジェット記録ヘッド。
【請求項３】請求項１又は２に記載のインクジェット
記録ヘッドにおいて、引出しパッド部は、電極基板が電
極板を保持する電極板保持面と平行な引出しパッド保持
面からなることを特徴とするインクジェット記録ヘッ
ド。
【請求項４】請求項１、２又は３に記載のインクジェ
ット記録ヘッドにおいて、電極板は、非平行面の電極板
対向面と引出しパッド保持面を一体的に連結する電極板
連結部を備えることを特徴とするインクジェット記録ヘ
ッド。
【請求項５】請求項４に記載のインクジェット記録ヘ
ッドにおいて、電極板連結部は、非平行面の電極板対向
面と引出しパッド保持面を連続的に傾斜して一体的に連
結する連続的傾斜部を備えることを特徴とするインクジ
ェット記録ヘッド。
【請求項６】請求項１、２、３、４又は５に記載のイ
ンクジェット記録ヘッドにおいて、電極板は、振動板か
ら最も離れた電極板対向面と引出しパッド保持面の深さ
を同一面にしたことを特徴とするインクジェット記録ヘ
ッド。
【請求項７】請求項１、２、３、４、５又は６に記載
のインクジェット記録ヘッドにおいて、電極基板は、シ
リコン基板からなることを特徴とするインクジェット記
録ヘッド。
【請求項８】請求項１、２、３、４、５、６又は７に
記載のインクジェット記録ヘッドにおいて、電極板の電
極板対向面と引出しパッド保持面は、高融点金属の化合
物から成ることを特徴とするインクジェット記録ヘッ
ド。
【請求項９】請求項１、２、３、４、５、６、７又は
８に記載のインクジェット記録ヘッドにおいて、電極板
の電極板対向面と引出しパッド保持面は、絶縁層上に形
成された多結晶シリコンから成ることを特徴とするイン
クジェット記録ヘッド。
【請求項１０】インクジェット記録ヘッドの電極板を
レジストを塗布して製造するインクジェット記録ヘッド
の製造方法において、請求項１、２、３、４、５、６、
７、８又は９に記載のインクジェット記録ヘッドの電極
板の電極板対向面と引出しパッド保持面を、レジストを
塗布するレジスト塗布工程と、上記レジスト塗布工程で
レジスト塗布後に開口率が連続的に変化する開口率変化
マスクを介して露光する露光工程と、上記露光工程で露
光後に現像して製造することを特徴とするインクジェッ
ト記録ヘッドの製造方法。
【請求項１１】インクジェット記録ヘッドでインク画
像を記録するインクジェット記録装置において、インク
画像を記録する被記録体を搬送する被記録体搬送手段
と、上記被記録体搬送手段によって搬送される被記録体
にインクを吐出してインク記録画像を形成する請求項
１、２、３、４、５、６、７、８又は９に記載のインク
ジェット記録ヘッドとからなることを特徴とするインク
ジェット記録装置。