JP2003326725A - 液滴吐出ヘッド及びその製造方法並びにインクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シリコン基板を用いた液室形成部材に耐液性
薄膜を形成した場合に反りが生じて接合不良が発生す
る。 【解決手段】 流路板１にノズル板接合面側に振動板接
合面側の加圧液室６の形状に似た擬似液室２６を形成し
て、ノズル板接合面の凹部以外の表面積と振動板接合面
の凹部以外の表面積とが略同じになるようにし、加圧液
室６の高さを１００μｍ以上に形成した。

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
製造方法並びにインクジェット記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】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）として用いる
インクジェット記録装置は、インク滴を吐出するノズル
と、このノズルが連通するインク流路（吐出室、圧力
室、加圧液室、液室等とも称される。）と、このインク
流路内のインクを加圧する駆動手段とを備えた液滴吐出
ヘッドとしてのインクジェットヘッドを搭載したもので
ある。なお、液滴吐出ヘッドとしては例えば液体レジス
トを液滴として吐出する液滴吐出ヘッド、ＤＮＡの試料
を液滴として吐出する液滴吐出ヘッドなどもあるが、以
下ではインクジェットヘッドを中心に説明する。

【０００３】インクジェットヘッドとしては、インク流
路内のインクを加圧するエネルギーを発生するエネルギ
ー発生手段として、圧電素子を用いてインク流路の壁面
を形成する振動板を変形させてインク流路内容積を変化
させてインク滴を吐出させるいわゆるピエゾ型のもの
（特開平２−５１７３４号公報参照）、或いは、発熱抵
抗体を用いてインク流路内でインクを加熱して気泡を発
生させることによる圧力でインク滴を吐出させるいわゆ
るサーマル型のもの（特開昭６１−５９９１１号公報参
照）、インク流路の壁面を形成する振動板と電極とを対
向配置し、振動板と電極との間に発生させる静電力によ
って振動板を変形させることで、インク流路内容積を変
化させてインク滴を吐出させる静電型のもの（特開平５
−５０６０１号公報参照）などが知られている。

【０００４】これらの各種ヘッドの内でも、ノズル開口
が形成されたノズルプレート（ノズル形成部材）と振動
板とをスぺーサ（液室形成部材）の両面に接着して圧力
室（液室）を形成し、振動板を圧電振動子により変形さ
せる方式のインクジェットヘッドは、インク滴を飛翔さ
せるための駆動源として熱エネルギーを使用しないため
熱によるインクの変質がなく、特に熱により劣化しやす
いカラーインクを吐出させる上で利点がある。しかも、
圧電振動子の変位量を調整してインク滴のインク量を自
在に調節することが可能であるため、高品質なカラー印
刷のためのインクジェット記録装置を構成するのに最適
なヘッドである。

【０００５】ところで、インクジェットヘッドは記録媒
体上のドットをインク滴により構成する関係上、インク
滴のサイズを小さくすることにより、極めて高い解像度
での記録、印刷が可能である。

【０００６】しかしながら、効率よく記録するために
は、インク開口の数を多くする（ノズル数を多くする）
必要があり、特に、圧電振動子を駆動手段とするものに
あっては、圧電振動子のエネルギーを効率よく使用する
ために圧力室（加圧液室）を大きくする必要がある。こ
のことは、ヘッドの小型化要請とは相反することであ
る。このような相反する問題を解消するため、通常隣り
合う圧力室を区画している壁（隔壁）を薄くすると共に
圧力室の形状を長手方向に大きくして容積を稼ぐことが
行われている。

【０００７】このような圧力室やリザーバは、振動板と
ノズルプレートの間隔を所定の値に保持する部材である
液室形成部材にて形成するが、上述したように、極めて
小さく、しかも複雑な形状を備えた圧力室を形成する必
要上、通常エッチング技術が使用されている。このよう
な液室形成部材を形成する材料としては、感光性樹脂膜
が使用されることが多いが、これは機械的強度が低いた
めクロストークや撓み等が生じ高い解像度を得ようとす
ると印字品質が低下するという問題がある。

【０００８】そこで、比較的簡単な手法で微細な形状を
高い精度で加工が可能なシリコン単結晶基板の異方性エ
ッチングを用いた部品製作技術、いわゆるマイクロマシ
ニング技術を適用してインクジェットヘッドを構成する
部材を加工することが行われるようになっている。特
に、結晶方位（１１０）の単結晶シリコン基板を液室形
成部材に用いて、異方性エッチングを行って、圧力室や
リザーバを形成することが行われる。単結晶シリコンを
使用したスペーサは、機械的剛性が高いため、圧電振動
子の変形に伴う記録ヘッド全体のたわみを小さくできる
とともに、エッチングを受けた壁面が表面に対してほぼ
垂直であるため圧力室を均一に構成することが可能であ
るという大きな利点を備えている。

【０００９】例えば、特開平７−１２５１９８号公報に
は、結晶方位のシリコン単結晶基板を異方性エッチング
する際に、圧力発生室とリザーバとを形成する通孔をそ
れぞれ一方の壁面を同一面として形成し、また圧力発生
室を形成する通孔を区画するノズル開口近傍の壁面を相
互に鈍角で接する壁面で形成することにより、インク供
給口と圧力発生室を平滑な流路として構成したヘッドが
記載されている。

【００１０】ところで、シリコン基板を液室形成部材に
用いた場合、特にアルカリ系のインクを使用すると、シ
リコンがインク中に溶出することがあるため、液室壁面
に耐液性薄膜（耐インク薄膜）として酸化膜や窒化チタ
ン膜を成膜することが行われている。

【００１１】例えば、特開平１０−２６４３８３号公報
には、シリコン基板にインクが収容されるインクキャビ
ティ（液室）を形成し、インクキャビティ内の圧力を変
化させ、インクキャビティ内に収容されたインクを外部
に吐出させる圧力を発生するための圧電素子とを備え、
インクキャビティの内壁表面に親水性および耐アルカリ
性を備えた膜、例えばニッケル酸化膜やシリコン酸化膜
を形成したヘッドが記載されている。

【００１２】さらに、シリコン基板から形成した液室形
成部材にノズルを形成したノズル板を接着剤接合する構
成のヘッドにあっては、接着剤が液流路やノズルとの連
通路にはみ出すと、流路形状が変化することになる。

【００１３】そこで、例えば、特開平１１−３４８２８
２号公報には、インク室、インク供給口及びインクリザ
ーバーを形成した基板（液室形成部材）上に接着剤を用
いてノズル孔を形成した基板（ノズル形成部材）を接合
する構成のヘッドであって、液室形成部材としての基板
にはインク室、リザーバーの縁に沿って複数の凹部を千
鳥状に形成し、ノズル形成部材としての基板を接着剤接
合するときに生じ得る残余の接着剤が凹部内に収容され
るようにして、接着剤がインク流路内に流れ込むことが
ないようにしたヘッドが記載されている。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】上述したようにシリコ
ン基板を液室形成部材に用いて液流路壁面に耐液性薄膜
（耐インク薄膜）としての酸化膜や窒化チタン膜を成膜
したすると、シリコンがインクに溶出することは防止で
きるが、耐液性薄膜の内部応力によって液室形成部材全
体に反りが生じるという課題が生じる。

【００１５】このように液室形成部材に反りが生じる
と、液室形成部材に、ノズル形成部材を接合したり、或
いは、静電型、ピエゾ型のように振動板を接合したり、
あるいは、液流路を形成するための蓋となる部材を接合
したりする場合、接合不良を生じ易くなり、信頼性が低
下するという課題が生じる。

【００１６】本発明は上記の課題に鑑みてなされたもの
であり、接合信頼性の高い液滴吐出ヘッド及びその製造
方法、並びにこの液滴吐出ヘッドを搭載することで信頼
性を向上したインクジェット記録装置を提供することを
目的とする。

【００１７】

【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、液室形成部材のノ
ズル形成部材と接合面に加圧液室の形状に似た擬似液室
が形成され、且つ加圧液室の高さが８５μm以上である
構成としたものである。

【００１８】また、本発明に係る液滴吐出ヘッドは、液
室形成部材のノズル形成部材と接合面に加圧液室の形状
に似た擬似液室が形成され、且つ加圧液室と擬似液室と
の間の隔壁厚さが１００μｍ以上である構成としたもの
である。

【００１９】ここで、加圧液室と擬似液室の深さがほぼ
同じである構成とし、あるいは、加圧液室の深さが擬似
液室の深さよりも浅い構成とすることができる。さら
に、加圧液室の壁面に酸化膜又は窒化チタン膜が形成さ
れていることが好ましい。さらにまた、インクジェット
ヘッドに適用してインクタンクと一体化した液滴吐出ヘ
ッドを構成することもできる。

【００２０】本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法
は、本発明に係る液滴吐出ヘッドを製造する方法であっ
て、液室形成部材はシリコンのドライエッチングによる
深堀又はドライエッチングによる深堀と異方性ウェット
エッチングとを併用して形成し、異方性ウエットエッチ
ングはシリコン酸化膜／シリコン窒化膜の積層膜、シリ
コン酸化膜、あるいは、シリコン窒化膜をマスクとして
行う構成としたものである。

【００２１】本発明に係るインクジェット記録装置は、
インクジェットヘッドが本発明に係る液滴吐出ヘッドで
ある構成としたものである。

【００２２】

【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。本発明の液滴吐出ヘッドの第
１実施形態に係るインクジェットヘッドについて図１乃
至図４を参照して説明する。なお、図１は同ヘッドの分
解斜視説明図、図２は同ヘッドの液室長手方向に沿う断
面説明図、図３は同ヘッドの液室短手方向に沿う要部断
面説明図、図４は同ヘッドの液室形成部材の説明図であ
る。

【００２３】このインクジェットヘッドは、単結晶シリ
コン基板で形成した液室形成部材である流路板１と、こ
の流路板１の下面に接合した振動板２と、流路板１の上
面に接合したノズル板３とを有し、これらによってイン
ク滴を吐出するノズル４がノズル連通路５を介して連通
する加圧液室６、加圧液室６に流体抵抗部となるインク
供給路７を介してインクを供給する共通液室８などの液
流路を形成し、流路板１のインクに接する面（液流路の
壁面）となる加圧液室６、インク供給路７、共通液室８
の各壁面には酸化膜又は窒化チタン膜、或いはポリイミ
ド膜などの有機樹脂膜からなる耐液性薄膜１０を成膜し
ている。

【００２４】そして、振動板２の外面側（液室６と反対
面側）に各加圧液室６に対応して積層型圧電素子１２を
接合し、この積層型圧電素子１２はベース基板１３に接
合して固定し、この圧電素子１２の列の周囲にはスペー
サ部材１４（図１では図示を省略している。）をチタン
酸バリウム、アルミナ、フォルステライトなどの絶縁性
のベース基板１３に接合している。

【００２５】この圧電素子１２は、例えば厚さ１０〜５
０μｎ／層のチタン酸ジルコン酸（ＰＺＴ）などの圧電
層１５と厚さ数μｍ／層の銀パラジューム（ＡgＰd）な
どからなる内部電極１６とを交互に積層したものであ
る。なお、電気機械変換素子としてはＰＺＴに限られる
ものではない。そして、この圧電素子の内部電極１６を
交互に端面に取り出して端面電極として、ベース基板１
３上に形成した共通電極パターン及び個別電極パターン
に電気的に接続し、共通電極パターン及び共通電極パタ
ーンに接続したＦＰＣケーブルを介してＰＣＢ基板と接
続して駆動波形を印加することによって積層方向の伸び
の変位を発生させるようにしている。

【００２６】なお、ここでは、圧電素子１２のｄ３３方
向の変位を用いて加圧液室６内インクを加圧する構成と
しているが、圧電素子１２のｄ３１方向の変位を用いて
加圧液室６内インクを加圧する構成とすることもでき
る。また、図示は省略するが、外部から共通液室８にイ
ンクを供給するためのインク供給口を形成するための貫
通穴をベース基板１３、スペーサ部材１４、振動板２に
形成している。

【００２７】ここで、流路板１は、結晶面方位（１１
０）の単結晶シリコン基板を水酸化カリウム水溶液（Ｋ
ＯＨ）などのアルカリ性エッチング液を用いて異方性エ
ッチングすることで、振動板２側の面に各加圧液室６と
なる凹部、インク供給路７となる溝部、共通液室８とな
る凹部をそれぞれ形成し、更にドライエッチングと異方
性エッチングでノズル板３側の面に貫通するノズル連通
路５を形成している。

【００２８】振動板２はニッケルの金属プレートから形
成したもので、エレクトロフォーミング法で製造してい
る。この振動板２は加圧液室６に対応する部分に変形を
容易にするための薄肉部２１及び圧電素子１２と接合す
るための厚肉部２２を形成するとともに、液室間隔壁２
０に対応する部分にも厚肉部２３を形成し、平坦面側を
流路板１に接着剤接合している。この振動板２の液室間
隔壁２０に対応する厚肉部２３とベース基板１３との間
には支柱部２４を介設している。この支柱部２４は圧電
素子１２と同じ構成であり、１枚の圧電素子ブロックを
ダイシングすることで圧電素子１２と支柱部２４とを形
成する。

【００２９】ノズル板３は各加圧液室６に対応して直径
１０〜３０μｍのノズル４を形成し、流路板１に接着剤
接合している。なお、ノズル４は２列形成して千鳥状に
配置している（図２は説明のため同一断面で示してい
る。）。このノズル板３としては、ステンレス、ニッケ
ルなどの金属、金属とポリイミド樹脂フィルムなどの樹
脂との組み合せ、シリコン、及びそれらの組み合わせか
らなるものを用いることができる。また、ノズル面（吐
出方向の表面：吐出面）には、インクとの撥水性を確保
するため、メッキ被膜、あるいは撥水剤コーティングな
どの周知の方法で撥水膜を形成している。

【００３０】このように構成したインクジェットヘッド
においては、圧電素子１２に対して選択的に２０〜５０
Ｖの駆動パルス電圧を印加することによって、パルス電
圧が印加された圧電素子１２が積層方向（図３の場合）
に変位して振動板２をノズル５方向に変形させ、加圧液
室６の容積／体積変化によって加圧液室６内のインクが
加圧され、ノズル４からインク滴が吐出（噴射）され
る。

【００３１】そして、インク滴の吐出に伴って加圧液室
６内の液圧力が低下し、このときのインク流れの慣性に
よって加圧液室６内には若干の負圧が発生する。この状
態の下において、圧電素子１２への電圧の印加をオフ状
態にすることによって、振動板２が元の位置に戻って加
圧液室６が元の形状になるため、さらに負圧が発生す
る。このとき、インク供給口から共通液室８、流体抵抗
部であるインク供給路７を経て加圧液室６内にインクが
充填される。そこで、ノズル４のインクメニスカス面の
振動が減衰して安定した後、次のインク滴吐出のために
圧電素子１２にパルス電圧を印加しインク滴を吐出させ
る。

【００３２】ここで、インクジェットヘッドの液室形成
部材である流路板１は、図１及び図４を参照して、前述
したように、シリコン基板で形成して、振動板２側の面
に各加圧液室６、インク供給路７、共通液室８となる凹
部をそれぞれ形成しているので、この状態では流路板１
の振動板２側表面の凹部以外の面（振動板接合面）の表
面積とノズル板３側の凹部（この状態ではノズル連通路
５のみ）以外の面（ノズル板接合面）の表面積との差が
大きくなる。

【００３３】このように、ノズル板側接合面と振動板接
合面との形状や面積が大きく異なると、耐液性薄膜１
０、特に耐液性に優れたシリコン酸化膜や窒化チタン膜
を形成した場合に膜の内部応力によって流路板１に反り
が発生することになる。

【００３４】そこで、このヘッドの流路板１には、ノズ
ル板接合面側及び振動板接合面側にそれぞれ接着剤逃が
し用の肉抜き部（凹部）２５、２７を形成するととも
に、ノズル板接合面側に液室形状（流路形状）に似た形
状の擬似液室（凹部）２６を形成することによって、ノ
ズル板接合面の凹部以外の表面積と振動板接合面の凹部
以外の表面積とが略同じになるようにしている。

【００３５】このように、流路板１の両面の凹部以外の
表面積が略同じになるようにすることで、流路壁面に耐
液性薄膜１０を形成する場合に、ノズル板接合面側と振
動板接合面側の耐液性薄膜の膜応力の差などに起因する
流路板１の反りが緩和されるので、流路板１の各面にノ
ズル板３及び振動板４を接着剤接合した場合の接合信頼
性が向上するとともに、製造工程における接合不良が低
減することで歩留まりが向上して低コスト化を図ること
ができる。

【００３６】この点についてより、図４ないし図６をも
参照して説明する。なお、図４はここでの説明で用いる
流路板１の断面形状であり、共通液室及び流体抵抗部を
形成しない形状で説明している。図５（ａ）はこの流路
板１に本発明を適用したときのノズル板接合面側の平面
説明図、同（ｂ）は同じく振動板接合面側の平面説明図
である。また、図６（ａ）は比較例の流路板のノズル板
接合面側の平面説明図、同（ｂ）は同じく振動板接合面
側の平面説明図である。なお、比較例の流路板について
は符号に「’」を付して同一部分を表す。

【００３７】図５（ｂ）及び図６（ｂ）に示すように、
流路板１、１’の振動板接合面１ｂ、１ｂ’側には、加
圧液室（吐出室）６、６’となる凹部及び接着剤逃がし
用の肉抜き部である凹部２７、２７’を形成しているの
で凹部形状パターンは同じである。これに対して、図５
（ａ）及び図６（ａ）に示すように、流路板１、１’の
ノズル板接合面側の凹部形状パターンが異なっている。

【００３８】すなわち、比較例の流路板１’において
は、ノズル連通路５’とともに接着剤逃がし用の凹部２
５’を複数形成している。これに対し、本発明に係る流
路板１において、加圧液室６の形状に似た凹部である擬
似液室２６を形成するとともに、接着剤逃がし用の凹部
２５も複数形成している。

【００３９】上記のような比較例の流路板１’では、ノ
ズル板接合面１ａ’と振動板接合面１ｂ’の凹部形状及
び表面積が大きくことなっているために、例えば、耐液
性薄膜としてのシリコン酸化膜を７０００Åの厚みで成
膜した場合に、シリコン流路板１’には６μｍを越える
反りが発生することを確認している。そのため、流路板
１’の各面のノズル板及び振動板を接合すると接合不良
箇所が発生する。勿論接着剤層の厚みを厚くすることで
接合不良はある程度解消できるが、接着剤層の厚みを厚
くすることは、接着剤のはみ出しが多くなり、液室部材
全体の剛性の点でも好ましくない。

【００４０】これに対して、本発明に係る流路板１で
は、液室形状に対応する擬似液室２６を有しているの
で、ノズル板接合面１ａと振動板接合面１ｂの凹部形状
及び表面積がほぼ同じになる。そのため、耐液性薄膜と
してのシリコン酸化膜を７０００Åの厚みで成膜した場
合でも、シリコン流路板１の反りは約２μｍに抑えるこ
とができ、この程度の反りであれば流路板１の各面のノ
ズル板及び振動板を接合しても接合不良箇所が発生しな
いことを確認した。

【００４１】ここで、図７にノズル板接合面と振動板接
合面の面積比とシリコン酸化膜を膜厚１μｍで形成した
場合の液室形成部材（流路板）の反り量の関係の実測結
果を示している。

【００４２】同図から分かるように、液室形成部材の反
り量を２μｍ以下に抑えるためには、ノズル板接合面と
振動板接合面の接合面積比を０．５〜２．０の範囲内に
することが好ましい。この液室形成部材の反り量が２μ
ｍを越えない範囲であれば、反りに起因する接合不良は
ほぼなくすることができる。

【００４３】次に、流路板１の他の例について図８を参
照して説明する。なお、同図（ａ）は流路板のノズル板
接合面側の平面説明図、同図（ｂ）は同じく振動板接合
面側の平面説明図である。

【００４４】この流路板１は、ノズル板接合面１ａに擬
似液室２８を形成するとともに、各ビットの擬似液室２
８を連通路２９により連通させて、更にこの連通路２９
は流路板１の端部にて開口させ外部にも連通させてい
る。

【００４５】このように、各ビットの擬似液室を液室形
成部材の外部に連通させることにより、製造プロセスに
おける加熱による接合不良をも防止できる。

【００４６】すなわち、前述した図５に示す例では擬似
液室２６が大きく開口し更に閉じられているので、流路
板１にノズル板３を接合するときに加熱、加圧接合を行
うと、擬似液室２６内の気体が加熱時に膨張して、ノズ
ル板３との間の接合不良が生じるおそれがある。常温で
ノズル板３との接合を行えば、上記の接合不良のおそれ
はなくなるが、常温接合ではプロセスタイムが長くな
り、コストの上昇につながる。

【００４７】そこで、この例のように擬似液室２８を連
通する連通路２９を設けて流路板１の端部で開口させて
外部に連通しておくことにより、ノズル板３を接合する
ときに加熱しても、擬似液室２８内の気体が膨張するこ
とによる接合不良のおそれは生じなくなり、プロセスタ
イムの増加を抑えることができる。

【００４８】ところで、上述したように液室形成部材で
ある流路板１に擬似流路２６を形成することによって耐
液性薄膜を形成した場合の流路板１の反りを抑えること
ができるが、他方、擬似液室２６を形成することによっ
て、図４に示すように、加圧液室６と擬似液室２６との
間の隔壁部６ａの厚さ（間隔）Ｄが薄くなって（狭くな
って）隔壁部６ａの剛性が減少することから、噴射特性
が低下するおそれがある。

【００４９】そこで、本発明者は、先ず、加圧液室６と
擬似液室２６との間の距離（隔壁部６ａの厚さ）Ｄをパ
ラメータとして、単数ビットを駆動して液滴を吐出させ
たとき（シングル噴射時）の滴速度Ｖｊと複数ビットを
同時に駆動して液滴を吐出させたとき（マルチ噴射時）
の滴速度Ｖｊとの速度差について実験を行った。この結
果を図９に示している。

【００５０】同図から分かるように、加圧液室−疑似液
室間距離Ｄが１００μｍ以上であれば、擬似液室２６を
形成した場合でもシングル噴射時とマルチ噴射時との液
滴速度の差が無くなる。なお、シングル噴射時とマルチ
噴射時とで液滴速度に差が生じると、滴の着弾位置が変
化することになり、画像品質が低下することになる。

【００５１】次に、加圧液室の高さ（深さ）Ｈ１（図４
参照）と高粘度液体（４ｃｐ）を高周波駆動で噴射した
ときの噴射不良率の関係について実験を行った。この結
果を図１０に示している。

【００５２】同図から分かるように、加圧液室６の高さ
Ｈ１が８５μｍ以上であれば高粘度液体を用いる場合で
も安定して噴射を行うことができる。高粘度液体の場合
は加圧液室６の高さが低いと、高周波数駆動での噴射時
に加圧液室６に対する液体の供給量が間に合わなくな
り、噴射不良を起こすことになる。

【００５３】さらに、流路板１をシリコンウエハで形成
した場合における、３５０μｍ、４００μｍ、４５０μ
ｍの各ウエハ膜厚で、加圧液室６と擬似液室２６との間
の距離Ｄをパラメータとして、噴射実験を行い、高周波
駆動における噴射の不良の発生、シングル／マルチ噴射
間の滴速度差の発生について評価した。この評価結果を
表１、表２、表３にそれぞれ示している。なお、各表
中、「残し厚さ」は加圧液室−擬似液室間の距離（隔壁
部６ａの厚さｄ）である。

【００５４】

【表１】

【００５５】

【表２】

【００５６】

【表３】

【００５７】これら評価結果から、ここでも、ウエハ膜
厚によらず、加圧液室高さ（深さ）が８５μｍ以上であ
れば、高粘度インクを使用したときでも高周波噴射時で
インク供給不足による噴射不良が生じないことが確認さ
れた。また、加圧液室−疑似液室間距離が１００μｍ以
上であれば、シングル／マルチ噴射間での液滴噴射速度
差が生じないことが確認された。

【００５８】そこで、このインクジェットヘッドにおい
ては、加圧液室の高さＨ１を８５μm以上に形成してい
る。これにより、シリコンのアルカリ系液体への溶出を
防止するための保護膜を形成する場合でも、保護膜の膜
応力によるシリコン部材の反りを低減することが可能と
なり、ノズル板あるいは振動板との接合時の接合不良を
無くした上で、普通紙に高画質記録を行う際に必要な高
粘度液体を高周波で吐出する場合においても、ノズルへ
の液体の供給を不足なく行うことが可能となり、品質の
高い画像を形成することができるようになる。

【００５９】また、加圧液室と疑似液室との間の距離
（シリコン基板の厚さ）を１００μｍ以上にしている。
これにより、各ビットの駆動数の差、特に単ビットを駆
動する場合と複数ビットを同時に駆動する場合の滴速度
の差を小さくすることが可能となり、着弾位置の差が小
さくなって、より高い品質の画像を形成することができ
るようになる。

【００６０】次に、本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法
に係る第１実施形態の製造工程について図１１及び図１
２を参照して説明する。先ず、図１１（ａ）に示すよう
に、厚さ４００μｍで面方位（１１０）のシリコン基板
（シリコンウエハを用いる。）６１を用意し、このシリ
コン基板６１両表面に厚さ１．０μｍのシリコン酸化膜
６２ａ、６２ｂ及び厚さ０．１５μｍのシリコン窒化膜
６３ａ、６３を形成した。なお、窒化膜６３ａ、６３ｂ
はＬＰ−ＣＶＤで形成した。

【００６１】次いで、同図（ｂ）に示すように、シリコ
ン基板６１のノズル板接合面側のシリコン窒化膜６３ａ
表面に、ノズル連通路５を形成するための開口と、ノズ
ル板３との接合時の余剰接着剤を流れ込ませる凹部（肉
抜き部）２５、擬似液室２６を形成するための各開口と
を有するレジストパターン６４ａを形成した。

【００６２】そして、ドライエッチングを行って、シリ
コン窒化膜６３ａ及びシリコン酸化膜６２ａに、ノズル
連通路５を形成するための開口６５と、ノズル板３との
接合時の余剰接着剤を流れ込ませる凹部２５を形成する
ための開口６６、擬似液室２６を形成するための開口６
８をパターニングする。この工程では擬似液室２６を形
成するための開口６８は加圧液室６とほぼ同じ平面形状
に形成した。

【００６３】次に、同図（ｃ）に示すように、シリコン
基板６１の振動板接合面側のシリコン窒化膜６３ｂ表面
に、加圧液室６を形成するための開口と、振動板２との
接合時の余剰接着剤を流れ込ませる凹部（肉抜き部）２
７を形成するための開口とを有するレジストパターン６
４ｂを形成した。

【００６４】そして、ドライエッチングを行って、シリ
コン窒化膜６３ａに、加圧液室６を形成するための開口
７０と、振動板２との接合時の余剰接着剤を流れ込ませ
る凹部（肉抜き部）２７を形成するための開口７１をパ
ターニングする。

【００６５】その後、同図（ｄ）に示すように、レジス
トでシリコン窒化膜６３ａの開口６５、６６、６８を埋
め込み、ノズル連通路５を形成するための開口７３を有
するレジストパターン７２を形成した。このときのレジ
ストの膜厚は８μｍとした。

【００６６】そして、同図（ｅ）に示すように、レジス
トパターン７２をマスクとしてＩＣＰドライエッチャー
を使用して、シリコン基板６１にノズル連通路５を形成
するための掘り込み７４を形成した。ここでは、ＩＣＰ
エッチングはノズル板接合面側から行っている。

【００６７】次いで、図１２（ａ）に示すように、レジ
ストパターン７２を除去して、水酸化カリウム水溶液に
よりシリコン基板６１の異方性エッチングを行ってノズ
ル連通路５となる連通管７５を形成した。

【００６８】その後、同図（ｂ）に示すように、ウエッ
トエッチングにより、加圧液室６を形成するための開口
７０と、振動板２との接合時の余剰接着剤を流れ込ませ
る凹部（肉抜き部）２７を形成するための開口７１に対
応するシリコン酸化膜６２ｂを除去する。

【００６９】そして、同図（ｃ）に示すように、再度水
酸化カリウム水溶液により、シリコン基板６１の異方性
エッチングを行って、シリコン基板６１に、加圧液室６
となる凹部７６、凹部２５、２７、擬似液室２６となる
各凹部を形成した。ここで、加圧液室部形成時のシリコ
ンの異方性エッチングは、水酸化カリウム水溶液として
溶液濃度３０％のものを用いて、処理温度８５℃で行っ
た。なお、連通管７５の貫通直後は異方性エッチングに
よる傾斜部が発生するが、本実施形態ではこの傾斜部を
この工程にて後退させることで傾斜部全てのエッチング
を行っている。

【００７０】そして、同図（ｄ）に示すように、シリコ
ン窒化膜６３ａ、６３ｂ及びシリコン酸化膜６２ａ、６
２ｂを除去し、その後図示しないが、耐インク接液膜
（耐液性薄膜）１０としてシリコン酸化膜を１μｍの厚
さで形成して、インクジェット用流路板１を得た。

【００７１】このように、上記実施形態ではノズル板接
合面と振動板接合面との接合面積がほぼ同じになるよう
に、またノズル接合面の形状は加圧液室の形状に似た形
状の擬似液室形状になるようにパターニングを行い、更
に各々の疑似流路を連通させて外部に開口させるように
連通路を形成したので、流路板１は接液保護膜（耐液性
薄膜）形成時でも反り量を１μｍ以下に抑えることがで
きた。

【００７２】そして、この製造工程においては、液室形
成部材をシリコンから形成し、ドライエッチングによる
深堀と異方性ウェットエッチングとを併用して、必要な
ノズル連通路や加圧液室などの流路を形成したので、精
度よく加圧液室を形成することが可能となり、吐出特性
にばらつきのないヘッドが得られた。

【００７３】また、シリコン酸化膜／シリコン窒化膜の
積層膜をマスクとして異方性ウェットエッチングを行っ
たので、２回の異方性ウェットエッチングを行って液室
形成部材を形成することが可能となり、ドライエッチン
グのみでノズル連通路を形成する場合に比べて、スルー
プットが良く、低コスト化を図れる。

【００７４】この場合、加圧液室と疑似液室のエッチン
グ深さＨ１、Ｈ２（図４参照）は二度の異方性エッチン
グで行っているため、ノズル接合面に形成された疑似液
室２６の深さＨ２は振動板接合面に形成された加圧液室
６の深さＨ１よりも深い形状となっている。

【００７５】さらに、疑似液室２６の底部と加圧液室６
の底部との間のシリコン基板６１の厚さは１００μｍ以
上とし、更に加圧液室６の高さ（凹部７６の深さ）を８
５μｍ以上としている。このように、加圧液室底部と疑
似液室底部との間のシリコンの厚さを１００μｍ以上と
することにより、液滴噴射を単発で行う場合と複数で行
う場合とで液滴の速度を略等しくすることが可能である
ため、液滴の着弾位置を精度良く制御することが可能と
なる。また、加圧液室の高さを８５μｍ以上とすること
により、普通紙に高画質で印刷するために高粘度インク
を使用したときにおいても、高周波吐出時の液滴の供給
を十分に行うことが可能となる。

【００７６】次に、本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法
に係る第２実施形態の製造工程について図１３及び図１
４を参照して説明する。先ず、図１３（ａ）に示すよう
に、厚さ４００μｍで面方位（１１０）のシリコン基板
（シリコンウエハを用いる。）９１を用意し、このシリ
コン基板９１両表面に厚さ１．０μｍのシリコン酸化膜
９２ａ、９２ｂを形成した。

【００７７】次いで、同図（ｂ）に示すように、シリコ
ン基板９１のノズル板接合面側のシリコン酸化膜９２ａ
表面に、ノズル連通路５を形成するための開口と、ノズ
ル板３との接合時の余剰接着剤を流れ込ませる凹部（肉
抜き部）２５及び擬似液室２６を形成するための各開口
とを有するレジストパターン９４を形成した。

【００７８】そして、ドライエッチングを行って、シリ
コン酸化膜９２ａに、ノズル連通路５を形成するための
開口９５と、ノズル板３との接合時の余剰接着剤を流れ
込ませる凹部２５を形成するための開口９６及び擬似液
室２６を形成するための開口９８とをパターニングす
る。なお、擬似液室２６を形成するための開口９８は加
圧液室６とほぼ同じ平面形状に形成した。

【００７９】その後、同図（ｃ）に示すように、シリコ
ン基板９１の振動板接合面側のシリコン酸化膜９２ｂ表
面に、加圧液室６を形成するための開口と振動板２との
接合時の余剰接着剤を流れ込ませる凹部（肉抜き部）２
７を形成するための開口とを有するレジストパターン１
０２を形成し、ドライエッチングを行ってシリコン酸化
膜９２ｂに加圧液室６を形成するための開口１０３と振
動板２との接合時の余剰接着剤を流れ込ませる凹部２７
を形成するための開口１０４とをパターニングする。

【００８０】その後、同図（ｄ）に示すように、レジス
トでシリコン酸化膜９２ａの開口９５、９６、９８を埋
め込み、ノズル連通路５を形成するための開口１０５を
有するレジストパターン１０６を形成した。このときの
レジストの膜厚は８μｍとした。

【００８１】そして、図１４（ａ）に示すように、レジ
ストパターン１０６をマスクとしてＩＣＰドライエッチ
ャーを使用して、シリコン基板９１にノズル連通路５を
形成するための掘り込み１０７を形成した。ここでは、
ＩＣＰエッチングはノズル板接合面側から行っている。

【００８２】次いで、同図（ｂ）に示すように、レジス
トパターン１０６を除去して、水酸化カリウム水溶液に
よりシリコン基板９１の異方性エッチングを行ってノズ
ル連通路５となる連通管１１５、加圧液室６となる凹部
１１６、凹部２５、２７、擬似液室２６となる各凹部を
形成した。ここで、加圧液室部形成時のシリコンの異方
性エッチングは、水酸化カリウム水溶液として溶液濃度
３０％のものを用いて、処理温度８５℃で行った。

【００８３】そして、同図（ｄ）に示すように、シリコ
ン酸化膜９２ａ、９２ｂを除去し、その後図示しない
が、耐インク接液膜（耐液性薄膜）１０としてシリコン
酸化膜を１μｍの厚さで形成して、インクジェット用流
路板１を得た。

【００８４】ここでも、ノズル板接合面と振動板接合面
との接合面積がほぼ同じになるように、またノズル接合
面の形状は加圧液室の形状に似た形状の擬似液室形状に
なるようにパターニングを行い、更に各々の疑似流路を
連通させて外部に開口させるように連通路を形成したの
で、流路板１は接液保護膜（耐液性薄膜）形成時でも反
り量を１μｍ以下に抑えることができ、さらに加熱接合
時に疑似流路パターン中の気体が膨張することによる接
合不良も防ぐことができた。

【００８５】そして、この製造工程においては、液室形
成部材をシリコンから形成し、ドライエッチングによる
深堀と異方性ウェットエッチングとを併用して、必要な
ノズル連通路や加圧液室などの流路を形成したので、精
度よく加圧液室を形成することが可能となり、吐出特性
にばらつきのないヘッドが得られた。

【００８６】そして、シリコン酸化膜をマスクとして異
方性ウェットエッチングを行ったので、１回のウェット
エッチングを行って液室形成部材を形成することが可能
となり、ドライエッチングのみでノズル連通路を形成す
る場合に比べて、スループットが良く、低コスト化を図
れる。しかも、加圧液室の形成時のマスクをシリコン酸
化膜のみとすることで、マスク作成工程が非常に簡単で
短工程のため、低コスト化を図れる。

【００８７】この場合、加圧液室と疑似液室のエッチン
グ深さＨ１、Ｈ２（図４参照）は二度の異方性エッチン
グで行っているため、ノズル接合面に形成された疑似液
室２６の深さＨ２と振動板接合面に形成された加圧液室
６の深さＨ１はほぼ同じ深さとなっている。

【００８８】さらに、疑似液室２６の底部と加圧液室６
の底部との間のシリコン基板９１の厚さは１００μｍ以
上とし、更に加圧液室６の高さ（凹部１１６の深さ）を
８５μｍ以上としている。このように、加圧液室底部と
疑似液室底部との間のシリコンの厚さを１００μｍ以上
とすることにより、液滴噴射を単発で行う場合と複数で
行う場合とで液滴の速度を略等しくすることが可能であ
るため、液滴の着弾位置を精度良く制御することが可能
となる。また、加圧液室の高さを８５μｍ以上とするこ
とにより、普通紙に高画質で印刷するために高粘度イン
クを使用したときにおいても、高周波吐出時の液滴の供
給を十分に行うことが可能となる。

【００８９】次に、本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法
に係る第３実施形態の製造工程について図１５及び図１
６を参照して説明する。先ず、図１５（ａ）に示すよう
に、厚さ４００μｍで面方位（１１０）のシリコン基板
（シリコンウエハを用いる。）１２１を用意し、このシ
リコン基板１２１両表面に厚さ０．１５μｍのシリコン
酸化膜１２２ａ、１２２ｂをＬＰ−ＣＶＤで形成した。

【００９０】次いで、同図（ｂ）に示すように、シリコ
ン基板１２１のノズル板接合面側のシリコン窒化膜１２
２ａ表面に、ノズル連通路５を形成するための開口と、
ノズル板３との接合時の余剰接着剤を流れ込ませる凹部
（肉抜き部）２５及び擬似液室２６を形成するための各
開口とを有するレジストパターン１２４を形成した。

【００９１】そして、ドライエッチングを行って、シリ
コン窒化膜１２２ａに、ノズル連通路５を形成するため
の開口１２５と、ノズル板３との接合時の余剰接着剤を
流れ込ませる凹部２５を形成するための開口１２６及び
擬似液室２６を形成するための開口１２８とをパターニ
ングする。なお、擬似液室２６を形成するための開口１
２８は加圧液室６とほぼ同じ平面形状に形成した。

【００９２】その後、同図（ｃ）に示すように、シリコ
ン基板９１の振動板接合面側のシリコン窒化膜１２２ｂ
表面に、加圧液室６を形成するための開口と振動板２と
の接合時の余剰接着剤を流れ込ませる凹部（肉抜き部）
２７を形成するための開口とを有するレジストパターン
１３２を形成し、ドライエッチングを行ってシリコン窒
化膜１２２ｂに加圧液室６を形成するための開口１３３
と振動板２との接合時の余剰接着剤を流れ込ませる凹部
２７を形成するための開口１３４とをパターニングす
る。

【００９３】その後、同図（ｄ）に示すように、レジス
トでシリコン窒化膜１２２ａの開口１２５、１２６、１
２８を埋め込み、ノズル連通路５を形成するための開口
１３５を有するレジストパターン１３６を形成した。こ
のときのレジストの膜厚は８μｍとした。

【００９４】そして、図１６（ａ）に示すように、レジ
ストパターン１３６をマスクとしてＩＣＰドライエッチ
ャーを使用して、シリコン基板１２１にノズル連通路５
を形成するための掘り込み１３７を形成した。ここで
は、ＩＣＰエッチングはノズル板接合面側から行ってい
る。

【００９５】次いで、同図（ｂ）に示すように、レジス
トパターン１３６を除去して、水酸化カリウム水溶液に
よりシリコン基板１２１の異方性エッチングを行ってノ
ズル連通路５となる連通管１４５、加圧液室６となる凹
部１４６、凹部２５、２７、擬似液室２６となる各凹部
を形成した。ここで、加圧液室部形成時のシリコンの異
方性エッチングは、水酸化カリウム水溶液として溶液濃
度３０％のものを用いて、処理温度８５℃で行った。

【００９６】そして、同図（ｄ）に示すように、シリコ
ン窒化膜１２２ａ、１２２ｂを除去し、その後図示しな
いが、耐インク接液膜（耐液性薄膜）１０としてシリコ
ン酸化膜を１μｍの厚さで形成して、インクジェット用
流路板１を得た。

【００９７】ここでも、ノズル板接合面と振動板接合面
との接合面積がほぼ同じになるように、またノズル接合
面の形状は加圧液室の形状に似た形状の擬似液室形状に
なるようにパターニングを行い、更に各々の疑似流路を
連通させて外部に開口させるように連通路を形成したの
で、流路板１は接液保護膜（耐液性薄膜）形成時でも反
り量を１μｍ以下に抑えることができ、さらに加熱接合
時に疑似流路パターン中の気体が膨張することによる接
合不良も防ぐことができた。

【００９８】そして、この製造工程においては、液室形
成部材をシリコンから形成し、ドライエッチングによる
深堀と異方性ウェットエッチングとを併用して、必要な
ノズル連通路や加圧液室などの流路を形成したので、精
度よく加圧液室を形成することが可能となり、吐出特性
にばらつきのないヘッドが得られた。

【００９９】そして、シリコン窒化膜をマスクとして異
方性ウェットエッチングを行ったので、１回のウェット
エッチングを行って液室形成部材を形成することが可能
となり、ドライエッチングのみでノズル連通路を形成す
る場合に比べて、スループットが良く、低コスト化を図
れる。しかも、加圧液室の形成時のマスクをシリコン窒
化膜とすることで、マスク膜厚を薄くすることが可能と
なり、寸法制御性を向上することが可能となる

【０１００】この場合、加圧液室と疑似液室のエッチン
グ深さＨ１、Ｈ２（図４参照）は二度の異方性エッチン
グで行っているため、ノズル接合面に形成された疑似液
室２６の深さＨ２と振動板接合面に形成された加圧液室
６の深さＨ１はほぼ同じ深さとなっている。

【０１０１】さらに、疑似液室２６の底部と加圧液室６
の底部との間のシリコン基板１２１の厚さは１００μｍ
以上とし、更に加圧液室６の高さ（凹部１４６の深さ）
を８５μｍ以上としている。このように、加圧液室底部
と疑似液室底部との間のシリコンの厚さを１００μｍ以
上とすることにより、液滴噴射を単発で行う場合と複数
で行う場合とで液滴の速度を略等しくすることが可能で
あるため、液滴の着弾位置を精度良く制御することが可
能となる。また、加圧液室の高さを８５μｍ以上とする
ことにより、普通紙に高画質で印刷するために高粘度イ
ンクを使用したときにおいても、高周波吐出時の液滴の
供給を十分に行うことが可能となる。

【０１０２】次に、本発明に係る液滴吐出ヘッドとして
のインクジェットヘッドとインクタンクと一体にしたタ
ンク一体型ヘッドについて図１７を参照して説明する。
このインクカートリッジ（インクタンク一体型ヘッド）
２００は、ノズル孔２０１等を有する上記実施形態のイ
ンクジェットヘッド２０２と、このインクジェットヘッ
ド２０２に対してインクを供給するインクタンク２０３
とを一体化したものである。

【０１０３】このようにインクタンク一体型のヘッドの
場合、ヘッドの信頼性はただちに全体の信頼性につなが
るので、上述したように接合不良が生じないインクジェ
ットヘッドを一体化することで、全体の歩留まりが向上
して低コスト化を図れ、また、信頼性が向上する。

【０１０４】次に、本発明に係る液滴吐出ヘッドからな
るインクジェットヘッド（インクタンク一体型ヘッドを
含む）を搭載したインクジェット記録装置の一例につい
て図１８及び図１９を参照して説明する。なお、図１８
は同記録装置の斜視説明図、図１９は同記録装置の機構
部の側面説明図である。

【０１０５】このインクジェット記録装置は、記録装置
本体２１１の内部に主走査方向に移動可能なキャリッ
ジ、キャリッジに搭載した本発明に係るインクジェット
ヘッドからなる記録ヘッド、記録ヘッドへインクを供給
するインクカートリッジ等で構成される印字機構部２１
２等を収納し、装置本体２１１の下方部には前方側から
多数枚の用紙２１３を積載可能な給紙カセット（或いは
給紙トレイでもよい。）２１４を抜き差し自在に装着す
ることができ、また、用紙２１３を手差しで給紙するた
めの手差しトレイ２１５を開倒することができ、給紙カ
セット２１４或いは手差しトレイ２１５から給送される
用紙２１３を取り込み、印字機構部２１２によって所要
の画像を記録した後、後面側に装着された排紙トレイ２
１６に排紙する。

【０１０６】印字機構部２１２は、図示しない左右の側
板に横架したガイド部材である主ガイドロッド２２１と
従ガイドロッド２２２とでキャリッジ２２３を主走査方
向（図１９で紙面垂直方向）に摺動自在に保持し、この
キャリッジ２２３にはイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、
マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のインク滴を
吐出する本発明に係る液滴吐出ヘッドであるインクジェ
ットヘッドからなるヘッド２２４を複数のインク吐出口
を主走査方向と交叉する方向に配列し、インク滴吐出方
向を下方に向けて装着している。またキャリッジ２２３
にはヘッド２２４に各色のインクを供給するための各イ
ンクカートリッジ２２５を交換可能に装着している。な
お、上述したインクタンク一体型ヘッドを搭載するよう
にすることもできる。

【０１０７】インクカートリッジ２２５は上方に大気と
連通する大気口、下方にはインクジェットヘッドへイン
クを供給する供給口を、内部にはインクが充填された多
孔質体を有しており、多孔質体の毛管力によりインクジ
ェットヘッドへ供給されるインクをわずかな負圧に維持
している。

【０１０８】また、記録ヘッドとしてここでは各色のヘ
ッド２２４を用いているが、各色のインク滴を吐出する
ノズルを有する１個のヘッドでもよい。

【０１０９】ここで、キャリッジ２２３は後方側（用紙
搬送方向下流側）を主ガイドロッド２２１に摺動自在に
嵌装し、前方側（用紙搬送方向上流側）を従ガイドロッ
ド２２２に摺動自在に載置している。そして、このキャ
リッジ２２３を主走査方向に移動走査するため、主走査
モータ２２７で回転駆動される駆動プーリ２２８と従動
プーリ２２９との間にタイミングベルト２３０を張装
し、このタイミングベルト２３０をキャリッジ２２３に
固定しており、主走査モーター２２７の正逆回転により
キャリッジ２２３が往復駆動される。

【０１１０】一方、給紙カセット２１４にセットした用
紙２１３をヘッド２２４の下方側に搬送するために、給
紙カセット２１４から用紙２１３を分離給装する給紙ロ
ーラ２３１及びフリクションパッド２３２と、用紙２１
３を案内するガイド部材２３３と、給紙された用紙２１
３を反転させて搬送する搬送ローラ２３４と、この搬送
ローラ２３４の周面に押し付けられる搬送コロ２３５及
び搬送ローラ２３４からの用紙２１３の送り出し角度を
規定する先端コロ２３６とを設けている。搬送ローラ２
３４は副走査モータ２３７によってギヤ列を介して回転
駆動される。

【０１１１】そして、キャリッジ２２３の主走査方向の
移動範囲に対応して搬送ローラ２３４から送り出された
用紙２１３を記録ヘッド２２４の下方側で案内する用紙
ガイド部材である印写受け部材２３９を設けている。こ
の印写受け部材２３９の用紙搬送方向下流側には、用紙
２１３を排紙方向へ送り出すために回転駆動される搬送
コロ２４１、拍車２４２を設け、さらに用紙２１３を排
紙トレイ２１６に送り出す排紙ローラ２４３及び拍車２
４４と、排紙経路を形成するガイド部材２４５，２４６
とを配設している。

【０１１２】記録時には、キャリッジ２２３を移動させ
ながら画像信号に応じて記録ヘッド２２４を駆動するこ
とにより、停止している用紙２１３にインクを吐出して
１行分を記録し、用紙２１３を所定量搬送後次の行の記
録を行う。記録終了信号または、用紙２１３の後端が記
録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を
終了させ用紙２１３を排紙する。

【０１１３】また、キャリッジ２２３の移動方向右端側
の記録領域を外れた位置には、ヘッド２２４の吐出不良
を回復するための回復装置２４７を配置している。回復
装置２４７はキャップ手段と吸引手段とクリーニング手
段を有している。キャリッジ２２３は印字待機中にはこ
の回復装置２４７側に移動されてキャッピング手段でヘ
ッド２２４をキャッピングされ、吐出口部を湿潤状態に
保つことによりインク乾燥による吐出不良を防止する。
また、記録途中などに記録と関係しないインクを吐出す
ることにより、全ての吐出口のインク粘度を一定にし、
安定した吐出性能を維持する。

【０１１４】吐出不良が発生した場合等には、キャッピ
ング手段でヘッド２２４の吐出口（ノズル）を密封し、
チューブを通して吸引手段で吐出口からインクとともに
気泡等を吸い出し、吐出口面に付着したインクやゴミ等
はクリーニング手段により除去され吐出不良が回復され
る。また、吸引されたインクは、本体下部に設置された
廃インク溜（不図示）に排出され、廃インク溜内部のイ
ンク吸収体に吸収保持される。

【０１１５】このように、このインクジェット記録装置
においては本発明を実施したインクジェットヘッドを搭
載しているので、信頼性が高く、長期にわたり、安定し
たインク滴吐出特性が得られて、高画質記録を行うこと
ができる。

【０１１６】なお、上記実施形態においては、本発明に
係る液滴吐出ヘッドをインクジェットヘッドに適用した
が、インク以外の液体の滴、例えば、パターニング用の
液体レジストを吐出する液滴吐出ヘッド、遺伝子分析試
料を吐出する液滴吐出ヘッドなどにも適用することでき
る。また、上記各実施形態においては圧電素子を用いる
ヘッドで説明したが、前述したようなサーマル型、ある
いは静電型のヘッドにも同様に適用できる。

【０１１７】

【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、液室形成部材のノズル形成部材と
接合面に加圧液室の形状に似た擬似液室が形成され、且
つ加圧液室の高さが８５μm以上であるので、液室形成
部材の反りが低減されて信頼性が向上するとともに、擬
似液室を形成しても高粘度液体の高周波吐出に対応する
ことができる。

【０１１８】また、本発明に係る液滴吐出ヘッドによれ
ば、液室形成部材のノズル形成部材と接合面に加圧液室
の形状に似た擬似液室が形成され、且つ加圧液室と擬似
液室との間の隔壁厚さが１００μｍ以上であるので、液
室形成部材の反りが低減されて信頼性が向上するととも
に、擬似液室を形成しても滴速度のバラツキを低減でき
る。

【０１１９】本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法に
よれば、液室形成部材をシリコンで形成した本発明に係
る液滴吐出ヘッドを製造する製造方法であって、液室形
成部材はドライエッチングによる深堀又はドライエッチ
ングによる深堀と異方性ウェットエッチングとを併用し
て形成する構成としたので、低コストで信頼性の高いヘ
ッドを得ることができる。

【０１２０】本発明に係るインクジェット記録装置によ
れば、インクジェットヘッドが本発明に係る液滴吐出ヘ
ッドである構成としたので、信頼性が向上し、安定して
高品質画像を記録することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液滴吐出ヘッドの実施形態に係るイン
クジェットヘッドの分解斜視説明図

【図２】同ヘッドの液室長手方向に沿う断面説明図

【図３】同ヘッドの液室短手方向に沿う要部断面説明図

【図４】同ヘッドの液室形成部材の他の例を説明する断
面説明図

【図５】同液室形成部材のノズル板接合面側及び振動板
接合面側の平面説明図

【図６】比較例の液室形成部材のノズル板接合面側及び
振動板接合面側の平面説明図

【図７】液室形成部材の両面の凹部以外の表面積比と反
り量の関係の一例を説明する説明図

【図８】同液室形成部材の更に他の例のノズル板接合面
側及び振動板接合面側の平面説明図

【図９】加圧液室−擬似液室間距離とシングル／マルチ
の速度差との関係の一例を説明する説明図

【図１０】加圧液室高さと高粘度液体の高周波吐出不良
率との関係の一例を説明する説明図

【図１１】本発明に係る製造方法の第１実施形態の製造
工程を説明する説明図

【図１２】図１１に続く工程を説明する説明図

【図１３】本発明に係る製造方法の第２実施形態の製造
工程を説明する説明図

【図１４】図１３に続く工程を説明する説明図

【図１５】本発明に係る製造方法の第３実施形態の製造
工程を説明する説明図

【図１６】図１５に続く工程を説明する説明図

【図１７】本発明に係る液滴吐出ヘッドをインクタンク
と一体化したタンク一体型ヘッドの説明に供する斜視説
明図

【図１８】本発明に係る液滴吐出ヘッドを搭載したイン
クジェット記録装置の一例を示す斜視説明図

【図１９】同記録装置の機構部の側面説明図

【符号の説明】

１…流路板、２…振動板、３…ノズル板、４…ノズル、
５…ノズル連通路、６…加圧液室、７…流体抵抗部、８
…共通液室、１０…耐液性薄膜、１２…圧電素子、１３
…ベース基板、２５、２７…接着剤逃がし用肉抜き部、
２６…擬似液室、２１４…記録ヘッド。

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ノズルを形成したノズル形成部材と、前
   記ノズルが連通する加圧液室を形成する液室形成部材を
   備えた液滴吐出ヘッドにおいて、前記液室形成部材の前
   記ノズル形成部材と接合面に前記加圧液室の形状に似た
   擬似液室が形成され、且つ前記加圧液室の高さが８５μ
   m以上であることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
2. 【請求項２】 ノズルを形成したノズル形成部材と、前
   記ノズルが連通する加圧液室を形成する液室形成部材を
   備えた液滴吐出ヘッドにおいて、前記液室形成部材の前
   記ノズル形成部材と接合面に前記加圧液室の形状に似た
   擬似液室が形成され、且つ前記加圧液室と擬似液室との
   間の隔壁厚さが１００μｍ以上であることを特徴とする
   液滴吐出ヘッド。
3. 【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、前記加圧液室と擬似液室の深さがほぼ同じで
   あることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
4. 【請求項４】 請求項１又は２に記載の液滴吐出ヘッド
   において、前記加圧液室の深さが前記擬似液室の深さよ
   りも浅いことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
5. 【請求項５】 請求項１ないし４のいずれかに記載の液
   滴吐出ヘッドにおいて、前記加圧液室の壁面に酸化膜又
   は窒化チタン膜が形成されていることを特徴とする液滴
   吐出ヘッド。
6. 【請求項６】 請求項１ないし５のいずれかに記載の液
   滴吐出ヘッドを製造する製造方法であって、前記液室形
   成部材はシリコンのドライエッチングによる深堀又はド
   ライエッチングによる深堀と異方性ウェットエッチング
   とを併用して形成することを特徴とする液滴吐出ヘッド
   の製造方法。
7. 【請求項７】 請求項１、２、４、５のいずれかに記載
   の液滴吐出ヘッドを製造する製造方法であって、前記液
   室形成部材はシリコンのドライエッチングによる深堀又
   はドライエッチングによる深堀と異方性ウェットエッチ
   ングとを併用して形成し、前記異方性ウエットエッチン
   グはシリコン酸化膜／シリコン窒化膜の積層膜をマスク
   として行うことを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方
   法。
8. 【請求項８】 請求項１、２、３、５のいずれかに記載
   の液滴吐出ヘッドを製造する製造方法であって、前記液
   室形成部材はシリコンのドライエッチングによる深堀又
   はドライエッチングによる深堀と異方性ウェットエッチ
   ングとを併用して形成し、前記異方性ウエットエッチン
   グはシリコン酸化膜をマスクとして行うことを特徴とす
   る液滴吐出ヘッドの製造方法。
9. 【請求項９】 請求項１、２、３、５のいずれかに記載
   の液滴吐出ヘッドを製造する製造方法であって、前記液
   室形成部材はシリコンのドライエッチングによる深堀又
   はドライエッチングによる深堀と異方性ウェットエッチ
   ングとを併用して形成し、前記異方性ウエットエッチン
   グはシリコン窒化膜をマスクとして行うことを特徴とす
   る液滴吐出ヘッドの製造方法。
10. 【請求項１０】 インク滴を吐出するインクジェットヘ
    ッドとこのインクジェットヘッドにインクを供給するイ
    ンクタンクを一体化した液滴吐出ヘッドにおいて、前記
    インクジェットヘッドが請求項１ないし５のいずれかに
    記載の液滴吐出ヘッドであることを特徴とする液滴吐出
    ヘッド。
11. 【請求項１１】 インク滴を吐出させるインクジェット
    ヘッドを備えたインクジェット記録装置において、前記
    インクジェットヘッドが請求項１ないし５、１０のいず
    れかに記載の液滴吐出ヘッドであることを特徴とするイ
    ンクジェット記録装置。