JP2002127415A

JP2002127415A - 液滴吐出ヘッド及びその製造方法

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Publication number: JP2002127415A
Application number: JP2000323837A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Yamaguchi; 清山口
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2000-10-24
Filing date: 2000-10-24
Publication date: 2002-05-08
Anticipated expiration: 2020-10-24
Also published as: JP4003917B2

Abstract

(57)【要約】【課題】噴射特性にバラツキが生じる。【解決手段】振動板１０と電極１５との間のギャップ
１６を含む空間の短辺長Ｃを圧力発生室６の短辺長Ａよ
りも短く形成し、ギャップ１６を含む空間を形成する凹
部１３の短辺長を規定する部位１４と振動板１０と電極
１５との間のギャップ長を規定する部位１８とを異なる
工程で形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液滴吐出ヘッド及びその
製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、プリンタ、ファクシミリ、複写
装置、プロッタ等の画像記録装置（画像形成装置を含
む。）に用いられるインクジェット記録装置における液
滴吐出ヘッドであるインクジェットヘッドとして、イン
ク滴を吐出するノズルと、このノズルが連通する圧力発
生室（吐出室、インク流路、インク室、圧力室、加圧
室、加圧液室などとも称される。）と、この圧力発生室
の壁面の一部を形成する振動板と、この振動板に対向す
る電極とを備えて、振動板を静電力で変形変位させるこ
とで圧力発生室内インクを加圧してノズルから液滴を吐
出させる静電型インクジェットヘッドがあり、例えば、
特開平７−１３２５９８号公報、特開平２−２８９３５
１号公報などに開示されている。

【０００３】このような静電型インクジェットヘッドに
おいては、簡単なプロセスで高密度に圧力発生室を形成
する方法として、マイクロマシニングの分野において技
術が確立されている単結晶Ｓiの異方性ウェットエッチ
ング、特に垂直壁が形成可能な結晶面方位（１１０）の
Ｓi基板を圧力発生室などの流路を形成する流路基板に
用いるようにしている。

【０００４】この結晶面方位（１１０）のシリコン基板
を流路基板に用いた従来の静電型インクジェットヘッド
は、図１０に示すように、第一基板１０１に深さＤの圧
力発生室１０２及びこの圧力発生室１０２の壁面となる
第一電極を兼ねる振動板１０３を形成する凹部をエッチ
ングで形成し、この第一基板１０１の下側に第二基板１
０４を接合し、この電極基板１０４には深さＥの凹部１
０５を形成して、この凹部１０５底面に振動板１０３に
ギャップ１０６を介して対向する幅Ｂの第二電極１０７
を設けている。なお、第二電極１０７は絶縁膜１０８に
て被覆している。

【０００５】同図から分かるように、従来のインクジェ
ットヘッドにおいては、圧力発生室１０２の振動板短手
方向の幅（以下単に「幅」という。）Ａよりも第二電極
１０７の幅Ｂが大きく、したがってまた、圧力発生室１
０２の幅Ａよりも第二基板１０４に形成した凹部（溝）
１０５の幅（ギャップ１０６を含む空間の幅）Ｃが大き
い。これにより、圧力発生室１０２の壁面を形成する振
動板１０３は全体が変位可能領域となってその短辺長は
圧力発生室１０２の幅Ａと同じになる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、静電型イン
クジェットヘッドにおいて、振動板の変位量δは、構造
的には振動板厚さ、振動板短辺長、ギャップの関数とな
っている。したがって、チャンネル間の噴射特性のばら
つきを抑えて安定的した液滴噴射特性を得るためには、
これらの振動板のパラメータのばらつきを小さくするこ
とが重要になってくる。

【０００７】ところで、上述した従来のインクジェット
ヘッドにあっては、振動板の両端は圧力発生室を形成す
る第一基板に固定されており、振動板の短辺長は圧力発
生室の幅Ａと一致する。この圧力発生室はインク流路の
一部分でもあるため、高さ（深さ）Ｄをあまり小さく
（低く）すると、流体抵抗値が増加して吐出効率が低下
するので、高さ（深さ）Ｄをあまり低くすることができ
ず、１００μｍ以上の高さを必要とし、圧力発生室の形
成には、例えば第二電極を設ける第二基板の凹部を形成
する場合と比較して、深堀（１００μｍ以上）のエッチ
ングを行わなければならない。

【０００８】ここで、一般的には、エッチング幅のばら
つきは、エッチング深さに対してほぼ単調増加の関係を
示す。そのため、第一基板に形成する高さＤが高い（１
００μｍ以上の）圧力発生室の幅（液室幅）Ａのばらつ
きを抑えることは困難である。

【０００９】また、圧力発生室は、シリコン基板の異方
性エッチングで形成しているが、このエッチングで垂直
な隔壁を形成するためには、結晶面方位（１１０）のシ
リコン基板を用いて、更にパターンを結晶軸に対して、
正確に位置あわせする必要があり、この位置あわせがず
れると、マスクパターンに対する仕上がり寸法のズレが
大きくなる。ところが、フォトリソの段階で結晶軸を正
確に特定することはきわめて難しく、圧力発生室の幅Ａ
のばらつきを抑制することには限界があり、特に量産工
程でばらつきを±１μｍ以内に抑えることは難しい。

【００１０】この圧力発生室の幅Ａのばらつきは振動板
の短辺長のばらつきになるため、噴射特性のばらつきが
大きくなり、安定した噴射特性を得られなくなるという
課題がある。

【００１１】本発明は上記の課題に鑑みてなされたもの
であり、噴射特性のバラツキが少ない液滴吐出ヘッド及
びその液滴吐出ヘッドを低コストで製造するための製造
方法を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明に係る液滴吐出ヘッドは、振動板と電極との
間のギャップを含む空間の短辺長が圧力発生室の短辺長
より短く、ギャップを含む空間を形成する部分は、空間
の短辺長を規定する部位と振動板と電極との間のギャッ
プ長を規定する部位とが異なる工程で形成されている構
成としたものである。

【００１３】ここで、ギャップ長を規定する部位の周囲
に空間の短辺長を規定する部位を形成する溝部を設ける
ことが好ましい。また、ギャップ長を規定する部位はウ
エットエッチングで形成されていることが好ましい。さ
らに、空間の短辺長を規定する部位は異方性エッチング
で形成されていることが好ましい。また、空間の短辺長
を規定する部位はドライエッチングで形成されているこ
とが好ましい。

【００１４】本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法
は、空間の短辺長を規定する部位をエッチングで形成す
るときのマスクと電極を形成するときのマスクとを同一
としたものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面を参照して説明する。図１は本発明に係る液滴吐出
ヘッドであるインクジェットヘッドの分解斜視説明図、
図２は同ヘッドの振動板長手方向の断面説明図、図３は
同ヘッドの振動板短手方向の要部拡大断面図、図４は同
ヘッドの要部断面説明図である。

【００１６】このインクジェットヘッドは、シリコン基
板を用いた第一基板である流路基板１と、この流路基板
１の下側に設けたシリコン基板を用いた第二基板である
電極基板２と、流路基板１の上側に設けた第三基板であ
るノズル板３とを備え、インク滴を吐出する複数のノズ
ル４、各ノズル４が連通するインク流路である圧力発生
室６、各圧力発生室６にインク供給路を兼ねた流体抵抗
部７を介して連通する共通液室８などを形成している。

【００１７】流路基板１にはノズル４が連通する複数の
圧力発生室６及びこの圧力発生室６の底面を形成する振
動板１０、圧力発生室６の側壁面６ａを形成する側壁部
１１を形成する凹部を形成し、ノズル板３にはノズル４
となる孔及び流体抵抗部７を形成する溝を形成し、また
流路基板１と電極基板２には共通液室８を形成する貫通
部を形成している。

【００１８】ここで、流路基板１には、結晶面方位（１
１０）のｐ型又はｎ型にドーズされたシリコン基板（所
謂ベース基板）２１にシリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）２
２を介してｐ型又はｎ型にドースされた振動板１０の厚
みを有するシリコン基板（所謂活性層基板）２３を接合
してなるシリコン基板を用いて、シリコン酸化膜（Ｓｉ
Ｏ２膜）２２をエッチングストップ層としてシリコン基
板２１をエッチングして圧力発生室６となる凹部を形成
し、その後、その凹部底面のシリコン酸化膜２３を除去
してシリコン基板からなる振動板１０を形成している。

【００１９】なお、振動板１０は、上述したようにｐ型
又はｎ型にドーズされたＳＯＩ基板のシリコン基板を用
いて形成しているが、Ｓi基板やセラミック基板上にＣ
ＶＤやスパッタリングなどの薄膜形成プロセスによって
形成されたＳiエピタキシャル層／多結晶膜、または金
属薄膜などであってもよい。流路基板もシリコンやセラ
ミックだけでなく、微細加工が可能で液室としての剛性
が得られるのであれば、樹脂やＳＵＳなど金属を流路形
成部材の一部として用いることもできる。

【００２０】電極基板２には、ｐ型又はｎ型の導電性を
有するシリコン基板を用いて、このシリコン基板の主平
面上に熱酸化等によって酸化膜層１２を形成し、この酸
化膜層１２に凹部１３を形成し、この凹部１３間の隔壁
１４上端面を流路基板１との接合面とし、この凹部１３
の底面に振動板１０にギャップ１６を置いて対向する電
極１５を配置し、これらの振動板１０と電極１５とによ
り振動板１０を静電力で変形変位させるマイクロアクチ
ュエータを構成している。

【００２１】電極１５表面にはＳｉＯ₂膜などの酸化膜
系絶縁膜、Ｓｉ₃Ｎ₄膜などの窒化膜系絶膜からなる誘電
絶縁膜（電極保護層）１７を成膜している。なお、電極
１５表面に絶縁膜１７を形成しないで、振動板１０側に
絶縁膜を形成することもできる。また、電極基板２には
パイレックス（登録商標）ガラス（硼珪酸ガラス）を用
いることができ、この場合には絶縁性を有しているの
で、そのまま凹部１３を形成する。同様に、電極基板２
にはセラミック基板を用いることもできる。

【００２２】また、電極基板２の電極１５としては、金
又は通常半導体素子の形成プロセスで一般的に用いられ
るＡｌ、Ｃｒ、Ｎｉ等の金属材料や、Ｔｉ、ＴｉＮ、Ｗ
等の高融点金属、または不純物により低抵抗化した多結
晶シリコン材料などを用いることができる。この電極１
５は外部に延設して接続部（電極パッド部）１５ａと
し、これにヘッド駆動回路であるドライバＩＣをワイヤ
ボンドによって搭載したＦＰＣケーブルを異方性導電膜
などを介して接続している。

【００２３】ここで、流路基板１で形成する圧力発生室
６の短辺長（幅）Ａは側壁６ａの間隔で規定される。ま
た、振動板１０は電極基板２に接合しているので、振動
板１０の変位可能領域の短辺長は第二電極１５を設ける
ギャップ１６を含む空間である凹部１３の側壁面１３ｂ
で規定される振動板短手方向の長さ（幅）Ｃで規定され
る。そこで、電極基板２の凹部１３の幅Ｃを圧力発生室
６の幅Ａよりも短くする（Ｃ＜Ａ）ことにより、振動板
１０の変形可能領域の短辺長が圧力発生室６の振動板短
手方向の幅Ａよりも短くなるようにしている。

【００２４】そして、電極基板２のギャップ１６を含む
空間を形成する凹部１３は、振動板１０と電極１５との
間のギャップ長を規定する部位（凹部１３の底面）１３
ａと、凹部１３の短辺長（幅）Ｃを規定する部位（凹部
１３の側壁面）１３ａとを異なる工程で形成している。
すなわち、電極基板２の酸化膜層１２にギャップ長を規
定する部位１３ａを底面とする凹部１３を形成する工程
（第１工程）を行い、このギャップ長を規定する部位１
３ａの周囲に垂直壁を有する溝部１９を形成することで
凹部１３の側壁面１３ｂを形成する工程（第２工程）と
を行ったものである。

【００２５】これらの流路基板１と電極基板２との接合
は、流路基板１及び電極基板２をいずれもシリコン基板
で形成したときには直接接合で接合することができる。
この直接接合は１０００℃程度の高温化で実施すること
もできる。また、電極基板２をシリコンで形成して、陽
極接合を行うこともでき、この場合には、電極基板２と
流路基板１との間にパイレックスガラスを成膜し、この
膜を介して陽極接合を行うこともできる。さらに、流路
基板１と電極基板２にシリコン基板を使用して金等のバ
インダーを接合面に介在させた共晶接合で接合すること
もできる。

【００２６】ノズル板３には、多数のノズル４を形成す
るとともに、共通液室８と圧力発生室６を連通するため
の流体抵抗部７を形成する溝部を形成している。ここで
は、インク吐出面（ノズル４表面側）には撥水性皮膜を
成膜している。このノズル板３にはステンレス基板（Ｓ
ＵＳ）を用いているが、この他、エレクトロフォーミン
グ（電鋳）工法によるニッケルメッキ膜、ポリイミド等
の樹脂にエキシマレーザー加工をしたもの、金属プレー
トにプレス加工で穴加工をしたもの等でも用いることが
できる。

【００２７】また、撥水性皮膜は、フッ素系樹脂微粒子
であるポリテトラフルオロエチレン微粒子を分散させた
電解又は無電解ニッケル共析メッキ（ＰＴＦＥ−Ｎi共
析メッキ）によるメッキ皮膜で形成することもできる。

【００２８】このインクジェットヘッドは、ノズル４を
二列配置し、この各ノズル４に対応して圧力発生室６、
振動板１０、電極１５なども二列配置し、各ノズル列の
中央部（ヘッド中央部）に共通液室８を配置して、共通
液室８から左右の圧力発生室６にインクを振り分けて供
給する構成を採用している。これにより、各圧力発生室
６へのインク供給を均等に配分することができ、各吐出
室の駆動状態の緩衝をほとんど受けることなく、均一な
インク滴吐出特性を確保することができて、簡単なヘッ
ド構成で多数のノズル４を有するマルチノズルヘッドを
構成することができる。このノズル４の配列密度で規定
されるこのヘッドの吐出密度は３００ｄｐｉとしてい
る。

【００２９】このように構成したインクジェットヘッド
においては、振動板１０を共通電極とし電極１５を個別
電極として、振動板１０と電極１５との間に駆動波形を
印加することにより、振動板１０と電極１５との間に静
電力（静電吸引力）が発生して、振動板１０が電極１５
側に変形変位する。これにより、圧力発生室６の内容積
が拡張されて内圧が下がるため、流体抵抗部７を介して
共通液室８から圧力発生室６にインクが充填される。

【００３０】次いで、電極１５への電圧印加を断つと、
静電力が作用しなくなり、振動板１０はそれ自身のもつ
弾性によって復元する。この動作に伴い圧力発生室６の
内圧が上昇し、ノズル４からインク滴が吐出される。再
び電極に電圧を印加すると、再び静電吸引力によって振
動板は電極側に引き込まれる。なお、振動板１０を第二
電極１５（実際には絶縁保護膜１７表面）に当接するま
で変位させる方式を当接駆動方式、振動板１０を第二電
極１５に当接させない位置まで変位させる方式を非当接
駆動方式と称し、いずれの方式でも駆動することができ
る。

【００３１】ここで、固体振動板を面屈曲振動させてイ
ンク滴を吐出させる静電型インクジェットヘッドにおい
て、振動板の厚さをｔ、振動板の固定端の短辺長をａ、
静電実効ギャップをｈ、ギャップ（振動板−電極間）へ
の印加電圧をＶとしたとき、振動板の変位（振動変位）
δは、短辺長ａの４乗、印加電圧Ｖの２乗に比例し、実
効ギャップｈの２乗、振動板厚さｔの３乗に反比例する
ことが知られている。したがって、振動板１０の短辺長
のばらつきを低減することが滴吐出特性のばらつきの低
減につながる。

【００３２】ところで、圧力発生室６の高さＤを低くす
ると、流体抵抗値が増加し、吐出効率が低下することか
ら、圧力発生室６の高さＤは１００μｍ以上にすること
が好ましく、そのため、液室基板１に異方性エッチング
で圧力発生室６を形成する場合には、深さ１００μｍ以
上のエッチングが必要となる。ところが、前述したよう
に、一般的にエッチング幅のばらつきは、エッチング深
さに対してほぼ単調増加の関係を示し、特に１００μｍ
を越えるような深堀のエッチングでは圧力発生室６の幅
Ａのばらつきを抑えることが困難になる。

【００３３】圧力発生室６をシリコン基板の異方性エッ
チングで形成するときに、垂直な隔壁（壁面）を形成す
るためには、パターンを結晶軸に対して、正確に位置あ
わせする必要があり、この位置あわせがずれると、マス
クパターンに対する仕上がり寸法のズレが大きくなる。
しかし、フォトリソの段階で結晶軸を正確に特定するこ
とはきわめて難しく、この点からも圧力発生室６の幅Ａ
のばらつきを抑制することには困難である。そのため、
量産工程で圧力発生室６の幅Ａのばらつきを±１μｍ以
内に抑えることは難しかった。

【００３４】そこで、このインクジェットヘッドでは、
電極基板２のギャップ１６を含む空間を形成する凹部１
３の側壁面１３ｂで規定される短辺長（幅）Ｃを流路基
板１で形成する圧力発生室６の幅Ａよりも短く（Ｃ＜
Ａ）することで、振動板１０の実質的な変形可能領域の
短辺長を電極基板２の凹部１３の幅Ｃで規定している。

【００３５】この場合、振動板１０と電極１５との間の
ギャップ長は１μｍ程度であるので、電極基板２に形成
する電極１５を設けるための凹部１３の深さＥは１μｍ
程度と極めて浅いので、サイドエッチング量をほぼ一定
に管理することができる。したがって、凹部１３の幅Ｃ
のばらつきは、±０．１μｍを越えないレベルまで低減
することができる。これにより、振動板１０の変位可能
領域の短辺長のばらつきが極めて小さくなり、吐出特性
のばらつきの少ないヘッドを得ることができる。

【００３６】ただし、この電極基板２に形成する電極形
成用溝（凹部）を図５に示すような単純な凹み形状の凹
部２３として、一工程で、凹部２３の幅Ｃのばらつきが
±０．１μｍを越えないレベルまで低減して形成するこ
とは、製造工程上の管理が難しくなる。

【００３７】すなわち、図７に示すように、電極基板２
の酸化膜層１２上にフォトレジストで形成したエッチン
グマスク２４を用いてエッチングを行うことで凹部２３
を形成する場合、通常は、ウェットエッチングなどのよ
うな深さ制御の良いエッチング方法でエッチングを行
う。このとき、エッチングマスク２４となるフォトレジ
ストと酸化膜層１２との間の密着が十分であれば、同図
に破線で示すように、マスク２４の端面からの凹部２３
の側壁面２３ｂの最大後退量Ｆは、エッチング深さＧと
ほぼ同量となる。

【００３８】しかしながら、マスク２４となるフォトレ
ジストと酸化膜層１２との密着性が十分でない場合に
は、同図に実線で示すように、マスク２４の端面からの
凹部２３の側壁面２３ｂの最大後退量Ｆが大幅に増加す
る。この凹部２３の側壁面２３ｂは振動板１０の変動可
能領域の短辺長Ｃを規定するものであるので、後退量Ｆ
のバラツキは振動板１０の変動可能領域の短辺長Ｃのば
らつきにつながる。

【００３９】したがって、一工程で短辺長Ｃのバラツキ
の少ない凹部を形成するためにはエッチングマスクと酸
化膜層との密着性の管理を行わなければならないが、こ
のような管理は困難であり、実質的に後退量Ｆのプロセ
ス的なマージンは狭く、制御が難しく、低コスト化を図
れない。なお、パターンズレを制御する方法として、ド
ライエッチングのような異方性エッチングを用いる方法
があるが、異方性エッチングでは深さの管理（ギャップ
長の管理となる。）が難しくなる。

【００４０】そこで、このインクジェットヘッドにおい
ては、振動板１０と電極１５との間のギャップ長を規定
する部位１３ａと、凹部１３の短辺長（幅）Ｃを規定す
る部位１３ｂとを異なる工程で形成する。

【００４１】これにより、ギャップ長を規定する部位１
３ａ（凹部１３の底面）を形成する工程にはウエットエ
ッチングなどの深さ制御性の良い形成工程を用い、凹部
１３の短辺長（幅）Ｃを規定する部位１３ｂ（側壁面）
を形成する工程はドライエッチング、異方性エッチング
などの幅の制御性の良い形成工程を用いることができ、
ギャップ深さと振動板幅（変位可能領域の幅）という、
静電アクチュエータにとって最も重要な２つのパラメー
タを制御性良く得ることができ、滴吐出特性のバラツキ
を低コストで大幅に低減することができる。

【００４２】そこで、このインクジェットヘッドにおけ
る電極基板２の製造工程の一例について図８及び図９を
参照して説明する。なお、図８は同基板の振動板短手方
向に沿う断面説明図、図９は同基板の平面説明図であ
る。図８（ａ）及び図９（ａ）に示すように、ｎ型導電
性を有する電極基板２となるシリコン基板上には酸化膜
層（シリコン酸化膜）１２を形成し、この酸化膜層１２
にＨＦ（フッ化水素）系のエッチャントを用いてギャッ
プ長に対応する深さを有する凹部３１を形成し、この凹
部３１を含めて全面に個別電極層となるＴｉＮ層３２を
成膜する。このとき、図示しないマスク層には通常のフ
ォトリソグラフィーによるレジストマスクを用いる。

【００４３】ここで、この凹部３１の底部面が振動板１
０と電極１５との間のギャップ長を規定する部位１３ａ
となる。そして、ＨＦ系エッチャントを用いて酸化膜層
１２をウエットエッチングする場合、温度や濃度を管理
することにより、エッチング深さ及びその均一性をばら
つき１％以下に制御することができるので、高精度なギ
ャップ長を得ることができる。

【００４４】その後、通常のフォトリソグラフィーによ
って電極１５となる部分及び流路基板１との接合面とな
る部分を覆い、上述したウェットエッチングでできた凹
部３１の側壁面である傾斜面３３を含んで開口するパタ
ーンを有するレジストマスク３４を形成する。

【００４５】そして、各図（ｂ）に示すように、このレ
ジストマスク３４でＴｉＮ層３２のエッチングを行って
電極１５を形成し、更にこの同一のマスク３４を用い
て、酸化膜層１２をＲＩＥドライエッチング法を用いて
異方性のエッチングを行って、電極１５の周囲に溝部１
９を形成する。これにより、凹部３１と溝部１９とで形
成される凹部１３が得られ、この溝部１９の形成工程で
凹部１３の側壁面１３ｂが形成されることになる。な
お、このように電極１５を形成するマスクと溝部１９を
形成するマスクとを同じマスク３４とすることにより、
凹部１３の形成工程を二工程に分けてもマスク形成のた
めのフォトリソ工程の増加を招くことがなく、コストの
上昇を抑えることができる。

【００４６】このようにドライエッチングを用いた異方
性のエッチングではレジストマスクに対してパターンの
後退なくエッチングすることができるので、凹部１３の
側壁面１３ｂを高精度に形成することができる。したが
って、振動板１０の変形可能領域の短辺長Ｃのばらつき
が極めて低減する。さらに、ドライエッチングでは、ウ
ェットエッチングに比べて、マスク３４を形成するレジ
ストと被着面の密着性の影響を受けにくく、高い均一性
を安定して得ることができる。

【００４７】次に、各図（ｃ）に示すように、プラズマ
ＣＶＤ法を用いてシリコン残存しているＴｉＮ膜３２、
電極１５、異方性エッチングで露出した溝部１９をなす
酸化膜層１２の全面にシリコン酸化膜層３５を成膜した
後、各図（ｄ）に示すように、シリコン酸化膜層３５を
エッチングでパターニングして絶縁保護膜１７を形成
し、更にその後アルカリ系溶液を用いて、残存している
ＴｉＮ膜３２を除去する。なお、このとき、電極１５は
シリコン酸化膜層３５に覆われているためエッチングさ
れずに、その他の部分のＴｉＮ膜３２のみが除去され
る。

【００４８】なお、上記実施形態においては、本発明を
振動板変位方向とインク滴吐出方向が同じになるサイド
シュータ方式のインクジェットヘッドに適用したが、振
動板変位方向とインク滴吐出方向と直交するエッジシュ
ータ方式のインクジェットヘッドにも同様に適用するこ
とができる。さらに、インクジェットヘッドだけでなく
液体レジスト等を吐出させる液滴吐出ヘッドなどにも適
用できる。また、振動板と流路基板とを同一基板から形
成したが、振動板と流路基板とを別体にして接合するこ
ともできる。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る液滴
吐出ヘッドによれば、振動板と電極との間のギャップを
含む空間の短辺長が圧力発生室の短辺長よりも短く、空
間を形成する部分は、空間の短辺長を規定する部位と振
動板と電極との間のギャップ長を規定する部位とが異な
る工程で形成されている構成としたので、ギャップの深
さと振動板の変位可能領域の幅を高精度に形成すること
ができ、噴射特性のバラツキの低減することができ、し
かも低コストで安定して製造することが可能になる。

【００５０】ここで、ギャップ長を規定する部位をウエ
ットエッチングで形成することにより高精度のギャップ
を規定することができる。また、ギャップ長を規定する
部位の周囲に空間の短辺長を規定する部位を形成する溝
部を設けることにより、容易に、噴射特性のバラツキの
少ないヘッドを低コストで安定して製造することができ
る。また、空間の短辺長を規定する部位は異方性エッチ
ングで形成することにより、振動板の変位可能領域の幅
を高精度に形成することができる。さらに、空間の短辺
長を規定する部位はドライエッチングで形成することに
より、振動板の変位可能領域の幅を高精度に安定して形
成することができる。

【００５１】本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法に
よれば、ギャップを含む空間の短辺長を規定する部位を
エッチングで形成するときのマスクと電極を形成すると
きのマスクとが同一であるので、低コストで噴射特性の
バラツキの少ないヘッドを製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るインクジェットヘッドの分解斜視
説明図

【図２】同ヘッドの振動板長手方向の断面説明図

【図３】同ヘッドの振動板短手方向の断面説明図

【図４】同ヘッドの振動板短手方向の要部拡大断面図

【図５】同ヘッドの流路部分の拡大平面説明図

【図６】同ヘッドの作用説明に供する他の構造を説明す
る振動板短手方向の断面説明図

【図７】図６の構造を形成するときの工程の説明に供す
る説明図

【図８】同ヘッドのアクチュエータの製造工程の説明に
供する振動板短手方向の断面説明図

【図９】同ヘッドのアクチュエータの製造工程の説明に
供する平面説明図

【図１０】従来の静電型インクジェットヘッドの断面説
明図

【符号の説明】

１…流路基板、２…電極基板、３…ノズル板、４…ノズ
ル、６…圧力発生室、７…流体抵抗部（インク供給
路）、８…共通液室、１０…振動板、１２…酸化膜層、
１３…凹部、１４…隔壁（凹部の短辺長を規定する部
位）、１５…電極、１６…ギャップ、１８…ギャップ長
を規定する部位。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液滴を吐出するノズルが連通する圧力発
生室と、この圧力発生室の壁面を形成する振動板と、こ
の振動板に対向する電極とを備え、前記振動板を静電気
力で変形変位させて前記ノズルから液滴を吐出させる液
滴吐出ヘッドにおいて、前記振動板と電極との間のギャ
ップを含む空間の短辺長が前記圧力発生室の短辺長より
も短く、前記空間を形成する部分は、前記空間の短辺長
を規定する部位と前記振動板と電極との間のギャップ長
を規定する部位とが異なる工程で形成されていることを
特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項２】請求項１に記載の液滴吐出ヘッドにおい
て、前記ギャップ長を規定する部位の周囲に前記空間の
短辺長を規定する部位を形成する溝部を設けたことを特
徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項３】請求項１又は２に記載の液滴吐出ヘッド
において、前記空間のギャップ長を規程する部位はウエ
ットエッチングで形成されていることを特徴とする液滴
吐出ヘッド。
【請求項４】請求項１乃至３のいずれかに記載の液滴
吐出ヘッドにおいて、前記空間の短辺長を規定する部位
は異方性エッチングで形成されていることを特徴とする
液滴吐出ヘッド。
【請求項５】請求項１乃至３のいずれかに記載の液滴
吐出ヘッドにおいて、前記空間の短辺長を規定する部位
はドライエッチングで形成されていることを特徴とする
液滴吐出ヘッド。
【請求項６】請求項１乃至５のいずれかに記載の液滴
吐出ヘッドを製造する液滴吐出ヘッドの製造方法であっ
て、前記空間の短辺長を規定する部位をエッチングで形
成するときのマスクと前記電極を形成するときのマスク
とが同一であることを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造
方法。