JP4649762B2 - インクジェットヘッド - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、応答性および印字品質を共に改善可能なインク流路を備えたインクジェットヘッドに関するものである。更に、詳しくは、共通インク室からインク圧力室にインクを供給するインク供給口を改良して、インク流路のイナータンスおよび音響抵抗の設定の容易化を図ったインクジェットヘッドに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェットヘッドとしては圧電式、静電駆動式などのように、インクを貯留しているインク圧力室の容積の変動により、当該インク圧力室に連通しているインクノズルからインク液滴を吐出させる形式のものが知られている。圧電式のものでは、振動板と圧電素子からなる振動系を備え、この振動系の振動によってインク室の容積変化を起こし、インク液滴をインクノズルから吐出するようになっている。静電駆動式では対向電極間に発生する静電気力により振動する振動板が備わっている。
【０００３】
このような振動系を備えたインクジェットヘッドの特性は、そのイナータンスｍ、音響容量Ｃ、および音響抵抗ｒを用いて電気的等価回路として表わすことができる。例えば、特開昭５８−５２６９号公報、同６１−１４１５６６号公報には、圧電式のインクジェットヘッドの電気的等価回路が開示されている。
【０００４】
この等価回路において、インクジェットヘッドの音響抵抗ｒおよびイナータンスｍは、インク粘度をη（Ｐａｓ）、長さをＬ、周長をＬ^`、断面積をＳ、比重をγとすると、次式により表わすことができる。
【０００５】
ｒ＝（２ηＬ・Ｌ'²）／Ｓ³ （Ｎｓ／ｍ⁵） （１）
ｍ＝γＬ／Ｓ （ｋｇ／ｍ⁴） （２）
従って、長さおよび断面形状が同一の場合には、そのインク流路の音響抵抗およびイナータンスは一義的に決まる。また、音響抵抗を小さくすると、イナータンスも小さくなる。
【０００６】
ここで、インクジェットヘッドは一般に多数のインクノズルを備えており、各インクノズルがそれぞれ連通している個別のインク圧力室にインクを供給するために、各インク圧力室はそれぞれインク供給口を介して共通インク室に連通している。共通インク室に対しては外部からインクチューブ等を介してインクが供給される。
【０００７】
また、インクノズルに目詰まりを起こすような異物の通過を防止するために、インク供給口はインクノズルの断面積よりも小さな断面積とされる。さらに、所望のインク流路特性を得るために、複数本の独立した小断面積のインク供給口によってインク圧力室を共通インク室に連通した構成が採用される場合もある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなインクジェットヘッドにおいては、インクジェットヘッドの応答性の改善と、印字品位の改善を両立させることが一般に困難である。
【０００９】
すなわち、インクがインクノズルに到るまでのインク流路の音響抵抗が大きいと、メニスカスの復帰速度が低下してしまうので、インクジェットヘッドの応答周波数が向上しない。この観点からは音響抵抗を小さくすることが望ましい。
【００１０】
一方、インク流路、特にインク供給口のイナータンスが小さいと、インク吐出後の共通インク室の圧力振動が吐出インクのインクスピードに影響を及ぼし、所望の印字品質を満足するインクスピードを得ることができない。この観点からはインク供給口のイナータンスを大きくすることが望ましい。
【００１１】
このように、インクジェットヘッドの応答性を改善するためには音響抵抗を小さくすることが望ましいが、音響抵抗を小さくすると、イナータンスも小さくなるので、印字品質の向上を図ることができない。
【００１２】
次に、インク供給口の断面積を小さくすると、インク充填時に、インク流路内に気泡が滞留しやすくなる。気泡が滞留すると、各インク圧力室に連通している各インクノズルから吐出するインク液滴が均一で安定したインク液滴にならないという弊害が発生する。
【００１３】
本発明の課題は、このような点に鑑みて、各インク圧力室と共通インク室を連通しているインク供給口の構造を工夫することにより、応答性の改善および印字品質の向上を同時に達成可能なインクジェットヘッドを提案することにある。
【００１４】
また、本発明の課題は、インク供給口の構造を工夫することにあり、インク流路内での気泡の滞留を抑制し、均一で安定したインク液滴の吐出を行なわせることのできるインクジェットヘッドを提案することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明は、共通インク室と、インク圧力室と、このインク圧力室に連通しているインクノズルと、前記共通インク室から前記インク圧力室にインクを供給するためのインク供給口とを有し、前記インク圧力室の容積変動により前記インクノズルからインク液滴を吐出させるインクジェットヘッドにおいて、前記インク供給部は、少なくとも第１のインク供給口および第２のインク供給口を備え、前記第１のインク供給口の断面積は前記第２のインク供給口の断面積よりも大きいことを特徴としている。
【００１６】
この構造のインク供給口を用いれば、その音響抵抗およびイナータンスを個別に調整できる。すなわち、断面積の小さな第２のインク供給口で音響抵抗を支配的に調整でき、第１および第２のインク供給口によりイナータンスを調整できる。よって、応答性が良く、しかも印字品質のよいインクジェットヘッドを実現できる。
【００１７】
また、インク供給口を断面積の異なる少なくとも第１および第２のインク供給口を備えた少なくとも二段階の構造としてあるので、当該インク供給口によって規定されるインク流路部分の断面積の急激な変化を緩和できる。この結果、インクが滞留することなく流れるので、気泡排出性の良い流路を形成でき、気泡滞留に起因するインク液滴の不均一化、吐出不安定化を防止できる。
【００１８】
特に、大断面積の前記第１のインク供給口を前記インク圧力室の側に位置させ、小断面積の前記第２のインク供給口を前記共通インク室の側に位置させた場合には、圧力室側においてインク供給口によって規定されるインク流路部分の断面積の急激な変化を緩和できるので好ましい。
【００１９】
ここで、複数本の前記第２のインク供給口を備え、これら複数本の前記第２のインク供給口が、並列状態で前記第１のインク供給口に連通した構成を採用することができる。
【００２０】
この場合、前記第１のインク供給口の断面積は、前記第２のインク供給口の合計断面積よりも大きいことが望ましい。
【００２１】
このように複数本の第２のインク供給口を設けた場合には、上記の作用効果に加えて、１本の第２のインク供給口が異物が詰って目詰まりを起こしても、インク圧力室に対してインクの供給を継続できるという作用効果が得られる。
【００２２】
この場合、複数本の前記第２のインク供給口を、前記インクノズルからの距離が遠い側から近い側に向けて配列すると共に、これら第２のインク供給口の断面積を、前記インクノズルからの距離が最も遠い側に位置している前記第２のインク供給口の断面積が最大で、前記インクノズルに接近するに伴って徐々に小さくなるように設定することが望ましい。
【００２３】
この構成によれば、インクノズルから各第２のインク供給口までの音響抵抗をそれぞれ等しくなるように調整することができるので、各第２のインク供給口のインクノズルに対する寄与率を等しくできる。この結果、異物等によりいずれの第２のインク供給口に目詰まりが起きても、インクノズルに対するインク供給特性の変動を平準化できる。これにより、第２のインク供給口の目詰まりに起因する印字品質の悪化を最小限に抑えることができる。
【００２４】
次に、供給されるインクに含まれている異物によってインクノズルに目詰まりが発生することの無いように、前記第２のインク供給口の断面積は、前記インクノズルの断面積よりも小さいことが望ましい。
【００２５】
また、前記第２のインク供給口の断面形状は正多角形であることが望ましい。
特に、円形であることが望ましい。供給されるインクに含まれている異物を供給口で捕らえるためには、断面形状は、最長弦が断面内で一定となる円形状が最も適している。更に加工性の面でも断面が円形状の場合は加工し易いなどの利点がある。この場合において、前記第１のインク供給口の断面形状を長円形あるいは楕円形とすればよい。
【００２６】
一方、インクジェットヘッドは、複数枚の半導体基板等の基板に貫通孔、凹部、溝などを形成し、これらを積層することにより、インクノズル、インク圧力室、共通インク室、およびインク供給口が形成された構成とすることができる。この場合において、前記共通インク室と前記インク圧力室を、一つの基板に形成された仕切壁部分によって仕切られた構成とし、当該仕切壁部分に形成した貫通孔を、前記第１および第２のインク供給口を備えた前記インク供給口とすることが望ましい。複数枚の基板を重ねあわせてインク供給口を構成する場合に比べて、構造が簡単になり、製作が容易になり、また、コスト低減化にも有利になる。
【００２７】
これに加えて、インク供給口が形成されている同一の基板に、前記インクノズル形成用の貫通孔あるいは溝を形成することが望ましい。インク供給口およびインクノズルを多数枚の基板を積層あるいは接合して構成する場合に比べて、構造を単純化できるので、製作が容易になり、コストも低減できる。
【００２８】
本発明によるインク供給口を適用可能な典型的なインクジェットヘッドとしては、前記インク圧力室の容積変動を静電気力により発生させる静電アクチュエータを備えた静電駆動式のものを挙げることができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して本発明を適用した静電駆動式のインクジェットヘッドの実施例を説明する。
【００３０】
（全体構成）
図１は本例の静電駆動式のインクジェットヘッドを示す概略平面図であり、図２はそのＩＩ−ＩＩ線で切断した部分の概略断面図であり、図３はその主要部分を示す分解斜視図である。これらの図を参照して説明すると、本例のインクジェットヘッド１は、その前端面２においてヘッド幅方向Ｘに向けて一列に配列された複数個のインクノズル３を有し、各インクノズル３はそれぞれ、ヘッド長さ方向Ｙの後ろ側に形成されているインク圧力室４に連通している。
【００３１】
インク圧力室４はヘッド幅方向Ｘに向けて相互に隔壁部分４ａを介して平面方向に配列されている。各インク圧力室４はそれぞれインク供給口５を介して、共通インク室６に連通している。共通インク室６は各インク圧力室４に対してヘッド厚さ方向Ｚの上側に積層配置されている。共通インク室６の上側にはインク取入口９が形成されている。外部のインク供給源（図示せず）から供給されるインクは、インク供給パイプ７およびフィルタ８を経由して、当該インク取入口９から共通インク室６に取り込まれる。
【００３２】
各インク圧力室４は後述する静電アクチュエータによって個別に容積変動が可能となっている。各インク圧力室４の容積変動に起因して発生する圧力変動を利用して、各インクノズル３からインク液滴１０を吐出させることができる。
【００３３】
ここで、本例のインクジェットヘッド１は、電極ガラス基板１１と、この表面に貼り合わせたシリコン単結晶基板からなるキャビティ基板１２と、この表面に貼り合わせた同じくシリコン単結晶基板からなるノズル基板１３を有しており、これらの３枚の基板がヘッド厚さ方向Ｚに積層された構造となっている。
【００３４】
電極ガラス基板１１とノズル基板１３の間に挟まれているキャビティ基板１２には、その上面１２ａに、複数のインク圧力室形成用の凹部２１が形成されている。このキャビティ基板上面１２ａに積層されているノズル基板１３の下面１３ｂには、その前端側部分に、ヘッド長さ方向Ｙに延びるインクノズル形成用のインク溝２２が形成され、その後端側部分にはノズル基板１３をヘッド厚さ方向Ｚに貫通して延びるインク供給口５が形成されている。
【００３５】
キャビティ基板１２とノズル基板１３を貼り合わせることにより、これらの間に、インクノズル３および各インク圧力室４が区画形成され、各インクノズル３が対応する各インク圧力室４に連通した状態になる。また、各インク圧力室４の後端側の部分がインク供給口５に連通した状態になる。
【００３６】
ノズル基板１３の上面１３ａには、ヘッド幅方向Ｘに長い共通インク室形成用の凹部２４が形成されており、この凹部２４の上側開口が、当該表面１３ａに貼り付けたフィルム２５によって封鎖されて、共通インク室６が区画形成されている。このフィルム２５には、インク取入口９が形成されており、ここに、インク供給パイプ７の端が接着固定されている。
【００３７】
次に、各インクノズル３からインク液滴を吐出させるための静電アクチュエータを説明する。まず、キャビティ基板１２に形成されているインク圧力室形成用の凹部２１の底壁部分には面外方向（ヘッド厚さ方向Ｚ）に弾性変位可能な振動板２６が形成されている。キャビティ基板１２の下面１２ｂに貼り付けられている電極ガラス基板１１の上面１１ａには、各振動板２６に対峙している部分に一定深さの凹部２７が形成され、各凹部底面にはＩＴＯ膜等からなる個別電極２８が形成されている。各個別電極２８と、これに対応する各振動板２６とは、一定の間隔で対峙しており、この隙間は封止材３５によって気密封止されている。
【００３８】
キャビティ基板１２の上面１２ａの後端部分に形成した共通電極２９と、各個別電極２８の間に、駆動制御回路３０により駆動電圧を印加すると、対峙している振動板２６と個別電極２８の間に静電吸引力が発生する。この静電吸引力によって振動板２６が個別電極２８の側に弾性変位する。駆動電圧の印加を止めると、静電吸引力が消失するので、振動板２６はその弾性力によって元の位置に向けて移動する。この結果、インク圧力室４に圧力変動が発生し、これにより、対応するインクノズル３からインク液滴が吐出する。静電アクチュエータの動作原理自体は公知であるので、これ以上の説明は省略する。
【００３９】
（インク供給路の構造）
図４は、本例のインクジェットヘッド１におけるインク供給口５の内部構造を示す説明図である。図２および図４を参照してインク供給口５の構造を説明する。
【００４０】
まず、本例のインク供給口５はノズル基板１３に形成されている。すなわち、共通インク室６と各インク圧力室４の間を上下に仕切っている共通インク室６の底壁部分（仕切壁部分）３６に形成した貫通孔であり、インク圧力室４の側に位置する第１のインク供給口５０と、共通インク室６の側に位置する複数本の第２のインク供給口６０から構成されている。本例の第２のインク供給口６０には４本のインク供給口６０（１）ないし６０（４）が含まれている。この本数は３本以下であってもよいし、５本以上であってもよい。
【００４１】
第１のインク供給口５０は、当該インク供給口からインクノズル３に向けて長い（ヘッド長さ方向Ｙに長い）長円形の断面形状をしており、ノズル基板１３の下面１３ｂに形成された長円形の連通口５１と、ここから下面１３ｂに垂直に延びている内周側面５２と、長円形の端面５３によって規定されている。
【００４２】
第２のインク供給口６０に含まれている各第２のインク供給口６０（１）ないし６０（４）は、第１のインク供給口５０における長円形の端面５３の中心線５０ａに沿って所定の間隔で配列されていると共に、当該第１のインク供給口５０の長円形の断面内に納まる状態で配列されている。従って、これらの第２のインク供給口６０（１）ないし６０（４）は、インクノズル３に遠い側から近い側に向けて配列されている。本例では、これらの第２のインク供給口６０（１）ないし６０（４）は円形孔であり、その一端側が共通インク室４の底壁部分に開口した円形連通口６１とされ、他端側が、第１のインク供給口５０の長円形の端面５３に連通した円形連通口６２とされている。
【００４３】
ここで、図４から分かるように、第１のインク供給口５０の断面積は、第２のインク供給口６０の断面積、すなわち４本の第２のインク供給口６０（１）ないし６０（４）の合計断面積よりも大きな値となっている。また、本例では、４本の第２のインク供給口６０（１）ないし６０（４）の断面積は、等しく設定しているが、各々の断面積が異なるように設定してもよい。さらに、本例では、第２のインク供給口６０（１）ないし６０（４）はそれぞれ、インクノズル３の断面積よりも小さい値となるように設定されている。
【００４４】
（実施例の作用効果）
このように構成した本例のインクジェットヘッド１では、インク供給口５が第１および第２のインク供給口５０、６０からなる二段構造となっている。従って、第１および第２のインク供給口５０、６０のインク流路特性を個別に調整することができる。すなわち、第２のインク供給口６０を構成している４本の第２のインク供給口６０（１）ないし６０（４）は小断面であるので、この部分がインク流路の音響抵抗に支配的に寄与する。この理由は、前述した（１）式に示すように、音響提供は、断面積に対して感度が大きいので、断面積が大きな第１のインク供給口５０の音響抵抗は、第２のインク供給口６０（１）ないし６０（４）の音響抵抗に比べて実質的に無視できるからである。よって、第２のインク供給口６０（１）ないし６０（４）の長さおよび断面形状を調整することにより、所望の音響抵抗を備えたインク供給口を形成できる。
【００４５】
これに対して、イナータンスは、大きな断面積の第１のインク供給口５０と断面積の小さな４本の第２のインク供給口６０（１）ないし６（４）の双方によって影響を受けるので、これら双方の長さおよび断面形状を調整することによりイナータンスを所望の値に調整できる。
【００４６】
このように、本例のインク供給口５を用いれば、応答性が良く、しかも、印字品質のよいインクジェットヘッドを実現できる。
【００４７】
ここで、本例のインク供給口５によれば、第２のインク供給口６０と第１のインク供給口５０との音響抵抗の寄与率の比率を、１：０．１以下となるように、これらインク供給部を形成できる。同時に、第２のインク供給口６０と第１のインク供給口５０とのイナータンスの寄与率を、１：０．５以上となるようにできることが確認された。このような範囲内となるように各インク供給口５０、６０を設計したところ、応答性および印字品質のよいインクジェットヘッドが得られた。
【００４８】
次に、本例のインク供給口５では、小断面の第２のインク供給口６０を４本（複数本）のインク供給口６０（１）ないし６０（４）から構成しているので、そのうちの１本が詰ったとしても、インク圧力室４に対するインクの供給を継続できる。
【００４９】
ここで、本例のインク供給口５では、その第２のインク供給口６０（１）ないし６０（４）をインクノズル３に遠い側から近い側に向けて配列してある。この構成に加えて、４本の第２のインクの供給口６０（１）ないし６０（４）の断面積を、インクノズル３から最も遠い側に位置している第２のインク供給口６０（１）の断面積が最大で、最もインクノズル３に近い第２のインク供給口６０（４）に向けて断面積が徐々に小さくなるようにすれば、各インク供給口６０（１）ないし６０（４）の配置位置、および断面積を適切に調整することにより、インクノズル３から各インク供給口６０（１）ないし６０（４）までの音響抵抗を等しくすることができる。このように設定すると、各インク供給口６０（１）ないし６０（４）による音響抵抗の寄与率を等しくできる。
【００５０】
この結果、異物によりインク供給口６０（１）ないし６０（４）のいずれかが閉塞した場合においても、インクノズルに対するインク供給特性の変動率を平準化できる。従って、異物によりインク供給口６０（１）ないし６０（４）が詰った場合における印字品質の変動あるいは悪化を最小限に抑えることができる。
【００５１】
なお、各インク供給口６０（１）ないし６０（４）がインクノズル３から同一の距離にある場合には、各インク供給口６０（１）ないし６０（４）の断面積を同一にすることができる。
【００５２】
次に、本例では、第２のインク供給口６０（１）ないし６０（４）の断面形状を円形としてある。円形断面とすることにより、断面形状に対するインクの流路抵抗を最も小さくできるので、インクの流れをスムーズできる。円形以外の望ましい断面形状としては、各対角線の長さが等しい正多角形断面を挙げることができる。
【００５３】
一方、本例では、インク供給口５を断面積が異なる二段階構造としてあるので、共通インク室６からインク圧力室４にインクが流れるにあたり、断面積の小さい複数の第２のインク供給口６０（１）ないし６０（４）から断面積の大きな第１のインク供給口５０を経てインク圧力室に流れていく。従って、当該インク供給口５において、断面積の急激な変化を緩和することができる。このため、インクはインク供給口５からスムーズにインク圧力室４に流れ、流路の途中でインクが滞留しにくくなる。このため、気泡がたまりにくく、気泡排出性が良好なインク流路を実現できる。
【００５４】
次に、本例のインクジェットヘッドでは、３枚の基板を積層配置した構造からなっていると共に、共通インク室６とインク圧力室４を、ノズル基板１３に形成された底壁部分３６（仕切壁部分）によって仕切られた構成とし、当該底壁部分３６に形成した貫通孔を、第１および第２のインク供給口５０、６０を備えたインク供給口５としている。この構成は、複数枚の基板を重ねあわせてインク供給口を構成する場合に比べて、構造が簡単になり、製作が容易になり、また、コスト低減化にも有利になる。
【００５５】
これに加えて、インク供給口５は、インクノズル３が形成されているノズル基板１３に形成されているので、インク供給口およびインクノズルを多数枚の基板を積層あるいは接合して構成する場合に比べて、構造を単純化できるので、製作が容易になり、コストも低減できる。
【００５６】
（製造方法）
次に、図５および図６を参照して、本例のインクジェットヘッド１のノズル基板１３の製造方法を説明する。
【００５７】
まず、図６の工程Ａに示すように、所定の厚さのシリコンウェハ１００を用意し、このシリコンウェハ１００を熱酸化させて、その全面にレジスト膜としてのＳｉＯ₂膜１１０を形成する。次に、スピンコーティングによりレジスト（感光性樹脂）を塗布した後に、レジストを露光し、現像して、第２のインク供給口６０の形成位置に対応する位置に開口部６００を形成する。しかる後に、ＳｉＯ₂膜１１０をＢＨＦ（フッ化アンモニウム）でパターニングし、次に感光性樹脂からなるレジストを剥離する。
【００５８】
この結果、図５（Ａ）に示すように、シリコンウェハ１００の表面を覆うＳｉＯ₂膜１１０には、第２のインク供給口６０の形成位置に対応する部分に開口部６００がパターニングされる。
【００５９】
次に、図６の工程Ｂに示すように、スピンコーティングによりレジスト（感光性樹脂）を塗布した後に、レジストを露光し、現像して、第１のインク供給口５０の形成位置に対応する位置にハーフエッチされた凹部５００と、インクノズル形成用のノズル溝２２の形成位置に対応する位置にハーフエッチされた凹部２２０を形成する。しかる後に、ＳｉＯ₂膜１１０をＢＨＦ（フッ化アンモニウム）でパターニングし、次に感光性樹脂レジストを剥離する。
【００６０】
この結果、図５（Ｂ）に示すように、シリコンウェハ１００の表面を覆うＳｉＯ₂膜１１０には、第１のインク供給口５０の形成位置に対応する位置に凹部５００が、また、ノズル溝２２の形成位置に対応する位置にを凹部２２０がパターニングされる。
【００６１】
次に、図６の工程Ｃおよび図５（Ｃ）に示すように、ＩＣＰ放電によるトレンチエッチングをシリコンウェハ１００に施す。これにより、ＳｉＯ₂膜１１０のパターンに対応した形状で、シリコンウェハ１００の表面が垂直にエッチングされて、第２のインク供給口６０の形成位置に対応するシリコンウエハ表面に、４個の所定の深さの盲孔６０１が形成される。
【００６２】
次に、図６の工程Ｄおよび図５（Ｄ）に示すように、第１のインク供給口５０の形成位置に対応する部分およびノズル溝２２の形成位置に対応するシリコンウェハ１００の表面部分２３０、５１０が露出するまで、ＳｉＯ₂膜１１０を全体に所定の厚さだけ除去する。
【００６３】
次に、図６の工程Ｅ、および図５（Ｅ）に示すように、再び、ＩＣＰ放電によるトレンチエッチングをシリコンウェハ１００に施す。これにより、ＳｉＯ₂膜１１０のパターンに対応した形状で、シリコンウェハ１００の表面が垂直にエッチングされて、第１のインク供給口５０を形成するための凹部５２０と、この凹部５２０の底面から延びる第２のインク供給口６０（１）ないし６０（４）を形成するための４個の凹部６２０が形成される。同時に、ノズル溝２２を形成するための溝部分２４０が形成される。エッチング後は、ＳｉＯ₂膜１１０を除去する。
【００６４】
この後は、図６の工程Ｆに示すように、再度、シリコンウェハ１００を熱酸化させて、その全面にレジスト膜としてのＳｉＯ₂膜１１１を形成する。次に、スピンコーティングによりレジスト（感光性樹脂）を塗布した後に、レジストを露光し、現像して、共通インク室形成用の開口２５０を開ける。しかる後に、ＳｉＯ₂膜１１１をＢＨＦ（フッ化アンモニウム）でパターニングし、次に感光性樹脂からなるレジストを剥離する。
【００６５】
この結果、図５（Ｆ）に示すように、シリコンウェハ１００の表面を覆うＳｉＯ₂膜１１１に、共通インク室形成用の凹部２４を形成するための開口２５０がパターニングされる。
【００６６】
次に、図６の工程Ｇに示すように、シリコンウェハ１００をエッチング液（ＫＯＨ等）に漬けて、当該シリコンウェハ１００の露出部分（開口２５０）に対して異方性ウエットエッチングを施す。シリコンウェハ１００の表面は（１００）結晶方位面であり、（１１１）結晶方位面に沿ってエッチングが進行して、所定の深さの凹部２４が形成される。
【００６７】
この結果、図５（Ｇ）に示すように、共通インク室形成用の凹部２４には、前述したようにトレンチエッチングにより反対側から所定の深さの盲孔６２０がすでに形成されているので、凹部２４の深さをこれらに到達する寸法に調整することにより、盲孔６２０が貫通して、第１および第２のインク供給口を備えたインク供給口５となる。このようにして異方性ウエットエッチングを行った後は、ＳｉＯ₂膜１１１を除去する。
【００６８】
最後に、図６の工程Ｈに示すように、シリコンウェハの耐インク性とノズル面の撥水処理の密着性を確保するために、再度、シリコンウェハを熱酸化して、ＳｉＯ₂膜を形成する。以上により、ノズル基板１３が得られる。
【００６９】
（その他の実施の形態）
上記の例では、インク供給口５を断面積が異なる第１のインク供給口５０および第２のインク供給口６０からなる二段階構造としてある。インク供給口５は三段階以上の多段構造とすることも可能である。
【００７０】
図７、図８には三段階構造のインク供給口の例を示してある。図７に示すインク供給口５Ａでは、インク圧力室４の側に位置している第１のインク供給口５０Ａは上記の実施例と同様な長円形断面のものとしてあるが、上記の実施例における第２のインク供給口６０に対応するインク供給口の部分が、それぞれ同軸状態に形成された大断面の第３のインク供給口６１Ａと小断面の第２のインク供給口６０Ａから構成されており、小断面の各第２のインク供給口６０Ａが共通インク室６に連通している。
【００７１】
図８に示すインク供給口５Ｂでは、長円形断面のインク供給口が二段階構造となっており、長円形断面の第１のインク供給口５０Ｂと、これよりも一回り小さい長円形断面の第３のインク供給口５１Ｂと、これに連通している円形断面の第２のインク供給口６０Ｂから構成されている。
【００７２】
このような多段階構造のインク供給口５Ａ、５Ｂの場合には、断面積が最も小さなインク供給口の部分とその他のインク供給口の部分の和において、音響抵抗の寄与率が１：０．１以下となるように、また、イナータンスの寄与率の比が１：０．５以上となるようにすればよい。
【００７３】
次に、上記の各例のインク供給口５、５Ａ、５Ｂでは、断面積の大きな第１のインク供給口５０、５０Ａ、５０Ｂをインク圧力室の側に配置してあるが、逆に、断面積の大きな第１のインク供給口を共通インク室の側に配置した構造とすることも可能である。
【００７４】
一方、本例のインクジェットヘッド１は、インクジェットヘッド前端面にインクノズルが開口しているエッジノズルタイプのものであるが、本発明は、インクジェットヘッドの表面にインクノズルが開口しているフェイスノズルタイプのものにも適用可能である。
【００７５】
また、本発明は、静電駆動式以外の方式、例えば圧電方式のインクジェットヘッドにも適用可能である。
【００７６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のインクジェットヘッドでは、共通インク室とインク圧力室を連通しているインク供給口を、第１のインク供給口と、これに連通した第２のインク供給口から構成し、第２のインク供給口の断面積を小さくして、当該部分がインク供給口部分の音響抵抗を実質的に左右するようにしている。従って、第２のインク供給口によりインク供給部全体の音響抵抗を調整し、第１および第２のインク供給口によりインク供給部全体のイナータンスを調整することができる。よって、応答性が良く、しかも、印字品質の優れたインクジェットヘッドを実現できる。
【００７７】
また、断面積の異なる第１および第２のインク供給口を備えているので、当該インク供給口での断面積の急激な変化を抑制できる。よって、インクの滞留に起因する気泡の滞留を抑制でき、滞留した気泡に起因する吐出されるインク液滴の不均一化および吐出の不安定化を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した静電駆動式インクジェットヘッドの平面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線で切断した部分の断面図である。
【図３】図１のインクジェットヘッドの主要部分を示す分解斜視図である。
【図４】図１のインクジェットヘッドのインク供給口の構造を示す説明図である。
【図５】図１のインクジェットヘッドのノズル基板の製造方法を説明するための説明図である。
【図６】図１のインクジェトヘッドのノズル基板の製造方法を示すフローチャートである。
【図７】本発明を適用したインク供給口の別の例を示す説明図である。
【図８】本発明を適用したインク供給口の更に別の例を示す説明図である。
【符号の説明】
１ インクジェットヘッド
３ インクノズル
４ インク圧力室
５、５Ａ、５Ｂ インク供給口
１１ 電極ガラス基板
１２ キャビティ基板
１３ ノズル基板
５０、５０Ａ、５０Ｂ 第１のインク供給口
６０（６０（１）ないし６０（４））、６０Ａ、６０Ｂ 第２のインク供給口
５１Ｂ、６１Ｂ 第３のインク供給口
６ 共通インク室
２８ 個別電極
２９ 共通電極

Claims (2)

1. 共通インク室と、インク圧力室と、このインク圧力室に連通しているインクノズルと、前記共通インク室から前記インク圧力室にインクを供給するためのインク供給口とを有し、前記インク圧力室の容積変動により前記インクノズルからインク液滴を吐出させるインクジェットヘッドにおいて、
   前記インク供給口と対向する前記インク圧力室の部位は、前記インク供給口の径中心軸に対して傾斜する傾斜面を成し、
   前記インク供給口は、前記インク圧力室に連通する第１のインク供給口と、前記第１のインク供給口に連通する第３のインク供給口と、前記第３のインク供給口に連通する第２のインク供給口と、を備え、
   前記第２のインク供給口は、複数本が並列に配置されて前記第３のインク供給口に連通し、
   前記第１のインク供給口及び前記第３のインク供給口の断面形状は、長円形あるいは楕円形であり、
   前記第１のインク供給口の断面積は、前記第３のインク供給口の断面積よりも大きいことを特徴とするインクジェットヘッド。
2. 請求項１において、
   前記インク圧力室の容積変動を静電気力により発生させる静電アクチュエータを備えていることを特徴とするインクジェットヘッド。

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