JP2005161706A

JP2005161706A - 液滴吐出ヘッド、その製造方法及び液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置

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Publication number: JP2005161706A
Application number: JP2003404454A
Authority: JP
Inventors: Kazufumi Otani; 和史大谷
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2003-12-03
Filing date: 2003-12-03
Publication date: 2005-06-23

Abstract

【課題】液滴吐出ヘッドを構成するノズル基板とキャビティ基板との接合強度が強く、接合強度が落ちる恐れもなく、吐出物によっても悪影響を受けることがない接合信頼性の高い液滴吐出ヘッド、その製造方法及び液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置を提供すること。
【解決手段】液滴を吐出するノズル孔２１と、ノズル孔２１と連通する吐出室４と吐出室４に液を供給する液体供給部２と、吐出室４の壁面の一部に形成された振動板７と、振動板７と対向配置された個別電極１２とを備え、振動板７と電極との間の静電力により振動板７を変位させて吐出室４の液をノズル孔２３１から吐出させる液滴吐出ヘッドであって、ノズル孔２１が形成されたノズル基板２０と、吐出室４及び液体供給部２を形成する凹部を有するキャビティ基板１とを備え、これらの基板２０、１を陽極接合してなる。
【選択図】図２

Description

本発明は、接合信頼性の高い液滴吐出ヘッド、その製造方法及び液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置に係り、より詳しくは、例えば、複写機、ＦＡＸ、プリンタなどの画像形成に用いられるインクジェットヘッド、その製造方法及びインクジェットヘッドを備えた画像形成装置に関するものである。

液滴吐出装置は、家庭用、工業用を問わず、あらゆる分野に利用されている。液滴吐出方式は、ノズルを有する液滴吐出ヘッドを移動させて所定の位置に液体を吐出させるもので、流路の一部に液体を溜めておく吐出室を備え、振動板を撓ませて吐出室内の圧力を高め、吐出室に連通するノズルから液滴を吐出させるようにしたものである。
液滴吐出方式に関しては、例えばオンデマンド型のインクジェットヘッド及びその製造方法が開示されており、かかる技術によれば、ノズル基板にシリコーンと線膨張係数の近いガラスを用い、紫外線硬化樹脂によってノズル基板をキャビティ基板と接合してインクジェットヘッドを形成する（例えば、特許文献１参照）。

特開２００２ー８６７４０号公報（図１）

上記のインクジェットヘッド及びその製造方法によれば、ノズル基板とキャビティ基板を接着剤によって接合するので、接合強度が弱く、接着剤がインク等の吐出物に侵されて接合強度が低下する恐れがあり、接着剤がインク等の吐出物に溶け出して悪影響を及ぼす恐れもある。

本発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、液滴吐出ヘッドを構成するノズル基板とキャビティ基板との接合強度が強く、接合強度が低下する恐れもなく、インク等の吐出物によっても悪影響を受けることがない接合信頼性の高い液滴吐出ヘッド、その製造方法及び液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置を提供することを目的とする。

本発明に係る液滴吐出ヘッドは、液滴を吐出するノズル孔と、該ノズル孔と連通する吐出室と、該吐出室に液を供給する液体供給部と、前記吐出室の壁面の一部に形成された振動板と、該振動板と対向配置された個別電極とを備え、前記振動板と電極との間の静電気力により該振動板を変位させて吐出室の液を前記ノズル孔から吐出させる液滴吐出ヘッドであって、前記ノズル孔が形成されたノズル基板と、前記吐出室及び液体供給部を形成する凹部を有するキャビティ基板とを備え、これらの基板が陽極接合されてなるものである。前記ノズル基板とキャビティ基板との陽極接合には接着剤を用いないので、これらの基板間の接合強度が強く、吐出物の選択範囲が広がり、吐出物の侵食による影響がないので耐久性が良い。

本発明に係る液滴吐出ヘッドは、前記ノズル基板をホウケイ酸ガラスで構成したものである。このため、ノズル基板とキャビティ基板との間の陽極接合が可能となる。

本発明に係る液滴吐出ヘッドは、ホウケイ酸ガラスにより形成した前記ノズル基板の線膨張係数が、シリコンにより形成した前記キャビティ基板の線膨張率とほぼ等しくなるように構成したものである。このため、ノズル基板がヒートサイクルによってキャビティ基板と剥離することがない。

本発明に係る液滴吐出ヘッドは、インクジェットヘッドとして用いられるものである。前記インクジェットヘッドのキャビティ基板とノズル基板の陽極接合は接着剤を用いていないので、接合強度が強く、インクを吐出物として使用することができ、侵食による影響もなく、耐久性が良い。

本発明に係る液滴吐出ヘッドは、ＤＮＡや蛋白質を吐出するヘッドとして用いられるものである。前記インクジェットヘッドのキャビティ基板とノズル基板の陽極接合は接着剤を用いていないので接合強度が強く、ＤＮＡや蛋白質を吐出物として使用することができ、侵食による影響もなく、耐久性が良い。

また、本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、液滴を吐出するノズル孔と、該ノズル孔と連通する吐出室と、該吐出室に液を供給する液体供給部と、前記吐出室の壁面の一部に形成された振動板と、該振動板と対向配置された個別電極とを備え、前記振動板と電極との間の静電気力により該振動板を変位させて吐出室の液を前記ノズル孔から吐出させる液滴吐出ヘッドの製造方法であって、前記ノズル孔が形成されたノズル基板と、前記吐出室及び液体供給部を形成する凹部を有するキャビティ基板とを陽極接合するようにしたものである。前記ノズル基板とキャビティ基板を接着剤を用いない陽極接合によって接合するので、両基板は強固に結合する。

本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、前記ノズル基板のノズル孔を異方性エッチングで加工するようにしたものである。このため、寸法精度の良いノズル孔を形成することができる。

本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、前記ノズル基板のノズル孔をＩＣＰで加工するようにしたものである。このため、寸法精度の良いノズル孔を形成することができる。

本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、前記ノズル基板のノズル孔をレーザーでガラス構造を変化させた後に、異方性ウエットエッチィングで加工するようにしたものである。このため、生産性の良いノズル孔を形成することができる。

また、本発明に係る液滴吐出装置は、上記の液滴吐出ヘッドを搭載したものである。接合強度が強く、吐出物の選択範囲が広がり、耐久性がよく、ヒートサイクルによる剥離が起こることのない液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置を得ることができる。

［実施の形態１］
図１は本発明の実施の形態１に係るインクジェットヘッドの分解斜視図、図２はインクジェットヘッドの長手方向の縦断面図である。図において、キャビティ基板１は、（１１０）面方位のシリコン単結晶基板で構成されており、その長手方向の両端近傍に位置してインクを貯留するリザーバ２の一部を構成するリザーバ凹部２ａと、その長手方向内側に位置してオリフィス３の一部を構成するオリフィス面部３ａと、その長手方向内側に位置して吐出室４の一部を構成する吐出凹部４ａにより構成されている。なお、リザーバ凹部２ａの長手方向外側には外壁部５が設けられ、吐出凹部４ａの間には中央壁部６が設けられている。

吐出凹部４ａはほぼ長方形状をなし、キャビティ基板１の長手方向に配向した溝部が短手方向に複数個並列配置するとともに、中央壁部６を介して対向して配置されている。この場合、中央壁部６を介して対向配置する吐出凹部４ａは、キャビティ基板１の短手方向に吐出凹部４ａの幅をそろえて配置する。また、キャビティ基板１の短手方向に吐出凹部４ａの幅をほぼ半分だけずらすようにして配置してもよい。

キャビティ基板１の第２の面Ｂ側にはボロンドープ層で形成された振動板７が設けられており、さらにその外側には絶縁膜８が設けられて、振動板７を振動させたときに絶縁破壊及び短絡を防止するようにしてある。なお、キャビティ基板１の第１の面Ａ側に設けた電極端子９は、電極基板（後述）に設けた電極と同期してキャビティ基板１に反対極性の電荷を供給する。

電極基板１０は、キャビティ基板１を構成するシリコンと線膨張係数がほぼ等しいホウケイ酸ガラスによって形成され、その第１の面Ｃがキャビティ基板１の第２の面Ｂと陽極接合によって接合している。電極基板１０には凹状の電極室１１が設けられ、その内部に電極１２、リード部１３及び端子部１４（以下、これらを合わせて電極部という）を設けてある。なお、電極１２は、キャビティ基板１の振動板７に対向して配置されている

ノズル基板２０は、キャビティ基板１を構成するシリコンと線膨張係数がほぼ等しいホウケイ酸ガラスによって形成され、第２の面Ｆを、キャビティ基板１の第１の面Ａと陽極結合によって接合している。

キャビティ基板１のリザーバ凹部２ａに対向してノズル基板２０の第２の面Ｆにリザーバ２の一部を構成するリザーバ凹部２ｂが形成され、キャビティ基板１のオリフィス面部３ａに対向してノズル基板２０の第２の面Ｆにオリフィス３の一部を構成するオリフィス凹部３ｂが形成されている。また、キャビティ基板１の吐出凹部４ａに対向してノズル基板２０の第２の面Ｆに吐出室４の一部を構成する吐出面部４ｂが形成されており、吐出面部４ｂの中央壁部６近傍にはキャビティ基板１の吐出凹部４ａに対向して、拡幅ノズル孔２１ａとノズル孔２１ｂとからなるノズル部２１がノズル基板２０の短手方向に一定間隔を置いて設けられている。ノズル部２１はテーパー状に近づけるために２段構成となっているもので、第２の面Ｆ側の径が第１の面Ｅ側の径よりも大きいが、これはインク流れの整流作用によりインクの直進性を高めるためである。なお、ノズル基板２０の第１の面Ｅ側には、ダイヤフラム２２及びノズル凹部２３が設けられている。

こうして、ノズル基板２０のリザーバ凹部２ｂとキャビティ基板２０のリザーバ凹部２ａとからリザーバ２が形成され、キャビティ基板２０のオリフィス面部３ａとノズル基板２０のオリフィス凹部３ｂから細溝のオリフィス３が形成されている。また、キャビティ基板２０の吐出凹部４ａとノズル基板２０の吐出面部４ｂとから吐出室４が形成され、タンク（図示せず）からインク供給口１０ａ、１ａを通って、リザーバ２にインクが貯留され、オリフィス３、吐出室４を通って、ノズル部２１よりインク滴を吐出する液体流路が形成されている。発振回路３０は、ワイヤ３１を介して電極基板１０の端子部１４とキャビティ基板１の電極端子９を接続して、電圧の印加及び停止を行う。

上記のように構成したインクジェットヘッドの動作を図２を用いて説明する。インク吐出タンク（図示せず）よりインク供給口１０ａ、１ａを通して、リザーバ２、オリフィス３、吐出室４にインクを供給する。発振回路３０が駆動し、電極１２に電荷を供給して正に帯電させると、振動板７は負に帯電し、静電気力により電極１２に引き寄せられて撓み、吐出室４の容積が広がる。電極１２への電荷供給を止めると振動板７は元に戻るが、そのとき吐出室４の容積も元に戻るから、その圧力によりインクがノズル孔２１から吐出し、液滴７０となってプリント紙７１に着弾する。

上記のように構成したインクジェットヘッドのキャビティ基板１、電極基板１０及びノズル基板２０の作製方法を、図３、図４及び図５を用いてそれぞれ説明する。
図３はキャビティ基板１の作製工程を示す説明図である。
（ａ）シリコン（Ｓｉ）からなるキャビティ素材４０を熱酸化炉に入れ、酸素及び水蒸気雰囲気中で、例えば摂氏１０７５℃、４時間の条件で熱酸化処理し、シリコンの表面に、厚み１．２μｍの酸化膜（ＳｉＯ₂）４１を形成する（図３（ａ））。

（ｂ）キャビティ素材４０の第１の面Ａ側の酸化膜４１ａに、吐出凹部４ａ及びリザーバ凹部２ａ及び貫通穴部９ａを形成するためのレジストパターニングを施し、フッ酸系エッチン液で酸化膜４１ａのエッチングを行い、レジストを剥離すると、パターニングされた酸化膜４１ａができる（図３（ｂ））。なお、リザーバ凹部２ａ部分の酸化膜４１ａは、この段階ではハーフエッチングの状態にある。

（ｃ）第２の面Ｂ（ドープ面）に成膜されている酸化膜４１ｂを除去し、第２の面ＢをＢ₂Ｏ₃を主成分とする拡散源に対向させて摂氏１０５０℃で７時間保持し、ボロン（ホウ素）を拡散させてボロンドープ層４２を形成する（図３（ｃ））。

（ｄ）ＴＥＯＳ（テトラ・エチル・オルト・シリケイト）−ＣＶＤ（化学気層成長法）により、ボロンドープ層４２の表面に厚み３．０μｍの酸化膜４１ｃを形成する（図３（ｄ））。
（ｅ）次に、第２の面Ｂ側の酸化膜４１ｃに、貫通穴部９ａとインク供給口１ａを形成するためのレジストパターニングを施し、フッ酸系エッチング液で酸化膜４１ｃのエッチングを行い、レジストを剥離すると、パターニングされた酸化膜４１ｃができる（図３（ｅ））。

（ｆ）キャビティ素材４０を３５重量％濃度の水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液に浸し、８０℃においてウエットエッチングを行う（図３（ｆ））。
（ｇ）酸化膜４１全体をフッ化水素（ＨＦ）でハーフエッチングして、リザーバ凹部２ａとなる部分の酸化膜４１ｄを除去する。この状態で、キャビティ素材４０を８０℃で３５重量％濃度の水酸化カリウム水溶液に浸し、ウエットエッチングを行う。さらに８０℃で３重量％濃度の水酸化カリウム水溶液に浸し、ボロンドープ層４２が現れてエッチングストップとみなすことができるまでエッチングを続けると、ボロンドープ層４２が吐出凹部４ａの振動板７を形成する（図３（ｇ））。このように、２種類の濃度の異なる水酸化カリウム水溶液を用いたエッチイングを行うことによって、振動板７の面荒れを抑制することができる。

（ｈ）フッ酸水溶液で酸化膜４１を除去し、プラズマＣＶＤにより振動板７の表面に厚み１１００ÅのＴＥＯＳ絶縁膜４３（ＳｉＯ₂）を形成して、キャビティ基板１を完成する（図３（ｈ））。

図４は電極基板１０の作製工程を示す説明図である。
（ａ）Ｃｒ／Ａｕスパッタによって、電極素材５０の第１の面ＣにＡｕ（金）の膜を形成し、その上にＣｒ（クロム）の膜を形成する（図４（ａ））。
（ｂ）これらのＣｒ／Ａｕ膜５１の上に、キャビティ基板１の振動板７とほぼ同じ間隔及び形状となる溝を設けるためにレジストパターンを形成し、Ｃｒエッチング液及びＡｕエッチング液でエッチングをおこない、Ｃｒ／Ａｕパターンニングを行い、レジストを除去する（図４（ｂ））。

（ｃ）フッ酸系エッチング液でエッチングを行い、Ｃｒ／Ａｕの膜を除去した部分をエッチングし、電極室１１を形成する（図４（ｃ））。
（ｄ）Ｃｒエッチング液及びＡｕエッチイング液でエッチングを行ってＣｒ／Ａｕの膜を除去した後、ＩＴＯ（錫添加酸化インジウム）スパッタによるスパッタリングを行って、電極室１１に電極１２となるＩＴＯを成膜する。その後、電極形状のレジストパターンを形成し、ＩＴＯエッチング液でエッチングを行い、ＩＴＯパターンニングを行い、レジストを除去する（図４（ｄ））。
（ｅ）次に穴あけ加工して、インク供給口１０ａを形成し、電極基板１０を完成する（図４（ｅ））。

図５はノズル基板２０の製造工程を示す説明図である。
（ａ）Ｃｒ／Ａｕスパッタによって、ノズル素材６０の第２の面ＦにＡｕの膜を形成し、その上にＣｒの膜を形成する。これらのＣｒ／Ａｕ膜６１の上にノズル孔２１を形成するためのレジストパターンを形成し、Ｃｒエッチング液及びＡｕエッチング液でエッチングをおこない、レジストを除去する（図５（ａ））。

（ｂ）ＩＣＰ（誘導結合プラズマ）ドライエッチングで、ノズル素材６０のＣｒ／Ａｕ膜６１を除去した部分の第１段目のエッチングを行い、ノズル孔２１となるべきノズル凹部６２を形成する（図５（ｂ））。このノズル凹部６２の加工は、異方性エッチングで行ってもよく、あるいは、レーザーでガラス構造を変化させた後に異方性ウエットエッチングで行ってもよい。

（ｃ）Ｃｒエッチング液及びＡｕエッチイング液でエッチングを行い、Ｃｒ／Ａｕ膜６１を除去し、ノズル素材６０の第２の面Ｆに再びスパッタ法によるＣｒ／Ａｕのスパッタリングを行い、キャビティ基板１のリザーバ凹部２ａ、オリフィス面部３ａ、吐出凹部４ａの位置に合わせてレジストパターンを形成し、Ｃｒ／Ａｕパターンニングを行い、膜６１ａを形成したのちレジストを除去する（図５（ｃ））。

（ｄ）ＩＣＰドライエッチングで第２段目のエッチングを行うと、ノズル素材６０のＣｒ／Ａｕ膜６１ａを除去した部分がエッチングされ、拡幅ノズル孔２１ａとノズル孔２１ｂ、オリフィス凹部３ｂ、リザーバ凹部２ｂが形成される（図５（ｄ））。なお、拡幅ノズル孔２１ａ、ノズル孔２１ｂの加工は異方性エッチングで行ってもよく、あるいはレーザでガラス構造を変化させた後に異方性ウエットエッチングで行ってもよい。

（ｅ）Ｃｒエッチング液及びＡｕエッチイング液でエッチングを行い、第２の面Ｆに位置するＣｒ／Ａｕ膜６１ａを除去する。そしてノズル素材６０の第１の面Ｅにスパッタ法によるＣｒ／Ａｕのスパッタリングを行い、ノズル凹部２３とダイヤフラム２２を設けるためのレジストパターンを形成し、Ｃｒ／Ａｕパターンニングを行い、膜６２を形成したのち、レジストを除去する（図５（ｅ））。

（ｆ）第２の面Ｆに保護膜を形成したあと、第１の面Ｅに対してウエットエッチングを行い、ノズル凹部２３とダイヤフラム２２を形成し（図５（ｆ））、Ｃｒ／Ａｕ膜６２を除去して、ノズル基板２０を完成する（図５（ｇ））。
また、（ｃ）の工程に続いて（ｅ）の工程を行い、第２の面Ｆと第１の面Ｅを同時にウエットエッチングしてもよい。その際、第２の面Ｆの保護膜は必要ない。

次に、以上のようにして個別に作製されたキャビティ基板１、電極基板１０及びノズル基板２０を組合わせてインクジェットヘッドを組立てるが、その処理は以下のようにして行う。上記のキャビティ基板１、電極基板１０及びノズル基板２０を接合するにあたっては、例えば、キャビティ基板１とノズル基板２０をまず接合し、次に電極基板１０を接合する。
すなわち、まず、キャビティ基板１の第１の面Ａとノズル基板２０の第２の面Ｆとを合わせ、このときキャビティ基板１のリザーバ凹部２ｂとノズル基板２０のリザーバ凹部２ｂを対向させてリザーバ２を形成し、キャビティ基板１のオリフィス面部３ａとノズル基板２０のオリフィス凹部３ｂを対向させてオリフィス３を形成し、キャビティ基板１の吐出面部４ａとノズル基板１の吐出面部４ｂを対向させて吐出室４を形成するようにして、この状態で、キャビティ基板１とノズル基板２０を位置合わせする。なお、位置合わせの前にキャビティ基板１とノズル基板２０を洗浄しておく。

そして、位置合わせした状態にあるキャビティ基板１とノズル基板２０を陽極接合するために、これらの基板１、２０を挟み込むようにして両面に電極板（図示せず）をセットし、窒素ガス雰囲気中におく。陽極接合にあたっては、まず両基板１、２０を加熱するが、ノズル基板２０を構成するホウケイ酸ガラスが急激な温度上昇により割れるのを防ぐため、例えば３００℃まで約２０分かけて昇温する。次いで、電源により例えば５００Ｖの電圧を２０分間印加し、両基板１、２０を接合する。接合時、ノズル基板２０を構成するホウケイ酸ガラス中のＮａイオンの移動により電流が流れるが、接合完了時には電流値が低下するので、接合の目安を付ける。接合完了後、両基板１、２０の熱伝導率の差による応力割れを防ぐため、約２０分かけて除冷する。

次に、キャビティ基板１の第２の面Ｂと電極基板１０の第１の面Ｃとを合わせ、このとき、キャビティ基板１のインク供給口１ａと電極基板１０のインク供給口１０ａの位置が一致するようにし、また、キャビティ基板１の振動板７が電極基板１０の電極１２の各々の位置と対向配置するようにして、この状態でキャビティ基板１と電極基板１０を接合する。

次に、これらの基板１、１０、２０を接合して得られた接合体をダイシングによって切断し、発振回路３０をワイヤ３１により端子部１４及び電極端子９と電気的に接続して、インクジェットヘッドを形成する。
なお、上述の組立方法は一例であり、例えばキャビティ基板１と電極基板１０とを先に接合し、キャビティ基板１上の部材形成を行ったのち、キャビティ基板１とノズル基板２０を陽極接合するようにしてもよい。

本実施の形態１によれば、インクジェットヘッドを構成するキャビティ基板１とノズル基板２０の接合には接着剤を用いないので、接合強度が強く、吐出物の選択範囲も広がり、吐出物の侵食による影響もなく、耐久性がよい。また、シリコンと線膨張係数の等しいホウケイ酸ガラスをノズル基板２０に用いているので、ヒートサイクルによるキャビティイ基板１との剥離が起こらない。

［実施の形態２］
図６は、本発明の実施の形態２に係るインクジェットヘッドを用いた画像形成装置の説明図である。図６において、画像形成装置は、プリント紙７１を支持するドラム７２と、プリント紙７１にインクを吐出して記録を行うインクジェットヘッド７３を備え、インクジェットヘッド７３には液体を供給するための液体タンク（図示せず）が設けられている。そして、送りネジ７４がドラム７２の軸方向にほぼ平行に設けられてインクジェットヘッド７３を保持しており、送りネジ７４が回転すると、インクジェットヘッド７３がドラム７２の軸方向に移動するようになっている。なお、プリント紙７１は、ドラム７２の軸方向にほぼ平行に設けられた紙圧着ローラ７５により、ドラム７２に圧着して保持される。

ドラム７２は、ベルト７６を介してモータ７７に接続され、モータ７７によって回転駆動される。プリント制御手段７８は、印画データ及び制御信号に基づいて送りネジ７４、モータ７７を駆動させ、また、インクジェットヘッド７３に接続された発振回路（図示せず）を駆動させて振動板を振動させながら画像形成を行わせる。

本実施の形態２によれば、接合強度が強く、耐久性に優れ、ノズル基板２０とキャビティ基板１とが剥離することがないインクジェットヘッド７３を備えた画像形成装置を得ることができる。

［実施の形態３］
実施の形態２では、液滴吐出ヘッドであるインクジェットヘッドを備えた画像形成装置によってインクを吐出して画像形成する液滴吐出装置の例を示したが、本発明はこれに限定するものではない。例えば、液滴吐出ヘッドを電界発光表示パネル製造装置に備え、電界発光素子となる材料を含んだ液体を液滴吐出ヘッドにより表示パネル上に吐出させて定着させることにより、電界発光表示パネルを製造することができる。高分子の材料では蒸着法を用いることができないので、液滴吐出による製造が特に有効である。

また、生体分子を含む溶液を吐出する液滴吐出装置に、本発明に係る液滴吐出ヘッドを設け、このヘッドにより溶液を吐出させて、デオキシリボ核酸（ＤＮＡ）やタンパク質等の生体分子のマイクロアレイを製造したり、生体に関する検査をするためのバイオ装置を得ることができる。さらに、液晶等を用いた表示装置に用いられるカラーフィルタの製造装置を得ることができる。

また、マイクロバルブやマイクロポンプ等を集積したマイクロ流体制御システムが考えられる。これらの装置は、業務用途として使われることが多いため、特に吐出ヘッドの接合強度が強いことが要求されるが、本発明に係る液滴吐出ヘッドを備えた装置は上記の要求を満たすことができる。さらに、染料の吐出等の工業用途、家庭用途に、上述の液滴吐出ヘッドを備えた装置を用いることができる。

本発明の実施の形態１に係るインクジェットヘッドの分解斜視図。図１のインクジェットヘッドの長手方向の断面図。図１のキャビティ基板の作製工程を示す説明図。図１の電極基板の作製工程を示す説明図。図１のキャビティ基板の作製工程を示す説明図。本発明の実施の形態２に係るインクジェットヘッドを用いた画像形成装置の説明図。

符号の説明

１キャビティ基板、１ａ、１０ａ液体（インク）供給口、４吐出室、４ａ吐出凹部、４ｂ吐出面部、７振動板、１０電極基板、１１電極室、１２電極、２０ノズル基板、２１、２１ａ、２１ｂノズル孔、３０発振回路、４０キャビティ素材、５０電極素材、６０ノズル素材、７３液滴吐出ヘッド。

Claims

液滴を吐出するノズル孔と、該ノズル孔と連通する吐出室と、該吐出室に液を供給する液体供給部と、前記吐出室の壁面の一部に形成された振動板と、該振動板と対向配置された個別電極とを備え、前記振動板と電極との間の静電力により該振動板を変位させて吐出室の液を前記ノズル孔から吐出させる液滴吐出ヘッドであって、
前記ノズル孔が形成されたノズル基板と、前記吐出室及び液体供給部を形成する凹部を有するキャビティ基板とを備え、これらの基板が陽極接合されてなることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
前記ノズル基板をホウケイ酸ガラスで構成したことを特徴とする請求項１記載の液滴吐出ヘッド。
ホウケイ酸ガラスにより形成した前記ノズル基板の線膨張係数が、シリコンにより形成した前記キャビティ基板の線膨張係数とほぼ等しくなるように構成したことを特徴とする請求項２記載の液滴吐出ヘッド。
インクジェットヘッドとして用いられることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の液滴吐出ヘッド。
ＤＮＡや蛋白質を吐出するヘッドとして用いられることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の液滴吐出ヘッド。
液滴を吐出するノズル孔と、該ノズル孔と連通する吐出室と、該吐出室に液を供給する液体供給部と、前記吐出室の壁面の一部に形成された振動板と、該振動板と対向配置された個別電極とを備え、前記振動板と電極との間の静電力により該振動板を変位させて吐出室の液を前記ノズル孔から吐出させる液滴吐出ヘッドの製造方法であって、
前記ノズル孔が形成されたノズル基板と、前記吐出室及び液体供給部を形成する凹部を有するキャビティ基板とを陽極接合することを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
前記ノズル基板のノズル孔を異方性エッチングで加工することを特徴とする請求項６記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
前記ノズル基板のノズル孔をＩＣＰで加工することを特徴とする請求項７記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
前記ノズル基板のノズル孔をレーザーでガラス構造を変化させた後に、異方性ウエットエッチィングで加工することを特徴とする請求項７記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
請求項１〜５のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドを搭載したことを特徴とする液滴吐出装置。