JPH06126956A

JPH06126956A - インクジェットヘッド

Info

Publication number: JPH06126956A
Application number: JP28317592A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Kamisuke; 真一紙透; Shinichi Yotsuya; 真一四谷
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1992-10-21
Filing date: 1992-10-21
Publication date: 1994-05-10

Abstract

(57)【要約】【構成】マイクロマシニング技術により加工したＳｉ
基板及び／またはガラス基板を構成部材とし、振動板を
変形させるためのギャップ部を金属または半導体の薄膜
で形成し、該構成部材間を陽極接合法により接合する。
または、ギャップ部をＳｉと共晶を形成する物質で形成
する。【効果】ギャップ部の寸法精度が高いことにより、印
字品質が優れたインクジェットヘッドを提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、マイクロマシニング技
術を応用して作製した小型高密度のインクジェット記録
装置の主要部であるインクジェットヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット記録装置は、記録時の騒
音がきわめて小さく、また、高速印字が可能であり、安
価な普通紙にも印字が可能であるなど多くの利点を有し
ているが、中でも記録に必要な時にのみインク滴を吐出
する、いわゆるインク・オン・デマンド方式が、記録に
不要なインク滴の回収を必要としないため、現在主流と
なってきている。

【０００３】このインク・オン・デマンド方式のインク
ジェットヘッドには、特公平２−５１７３４号公報に示
されるように、駆動手段が圧電素子であるものや、特公
昭６１−５９９１１号公報に示されるように、インクを
加熱し気泡を発生させることによる圧力でインクを吐出
する方式がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
従来のインクジェットヘッドでは以下に述べるような課
題があった。

【０００５】前者の圧電素子を用いる方式においては、
圧力室に圧力を生じさせるためのそれぞれの振動板に圧
電素子のチップを貼り付ける工程が煩雑で、特に、最近
のインクジェット記録装置による印字には、高速・高印
字品質が求められてきており、これを達成するためのマ
ルチノズル化・ノズルの高密度化において、圧電素子を
微細に加工し各々の振動板に接着することはきわめて煩
雑である。又、高密度化においては、圧電素子を幅数１
０〜１００数十ミクロンで加工する必要が生じてきてい
るが、従来の機械加工における寸法・形状精度では、印
字品質のバラツキが大きくなってしまうという課題があ
った。

【０００６】又、後者のインクを加熱する方式において
は、駆動手段が薄膜の抵抗加熱体により形成されるた
め、上記のような課題は存在しなかったが、駆動手段の
急速な加熱・冷却の繰り返しや、気泡消滅時の衝撃によ
り抵抗加熱体がダメージを受けることにより、インクジ
ェットヘッドの寿命が短いという課題があった。

【０００７】これらの課題を解決するものとして本出願
人は、駆動手段として圧力室に圧力を生じさせる振動板
を、静電気力で変形させる方式のインクジェット記録装
置について特許出願（特願平３−２３４５３７号）を行
っているが、この方式は小型高密度・高印字品質及び長
寿命であるという利点を有している。

【０００８】本発明の目的は、静電気力を駆動源とする
インクジェットヘッドにおいて、さらに高い印字品質の
インクジェットヘッドを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明のインクジェット
ヘッドは、インクを吐出するための単一、または複数の
ノズルと、該ノズルのそれぞれに対応する圧力室と、該
圧力室の少なくとも一方の壁を構成する振動板と、該振
動板に変形を生じさせる駆動手段と、該圧力室にインク
を供給する共通のインク室とを備え、前記駆動手段が前
記振動板を静電気力により変形させる電極からなるイン
クジェットヘッドにおいて、前記振動板が形成される第
１の基板と前記電極が形成される第２の基板が金属また
は半導体の薄膜層を介して接合されており、前記第１の
基板はＳｉ単結晶からなり、前記第２の基板はＳｉ単結
晶またはＳｉ単結晶の熱膨張率と同等の熱膨張率を有す
るガラスであることを特徴とする。

【００１０】Ｓｉ単結晶は、アルカリ液を用いてエッチ
ングする際、その結晶面方位によりエッチング速度が大
きく異なるいわゆる異方性エッチングが可能であり、こ
のことを利用して様々な立体形状を精度良く加工するこ
とができる。さらに、これまでＩＣ製造技術において培
われてきた、フォトリソグラフィ・薄膜形成・エッチン
グ等の各技術を利用しての加工を組み合わせることによ
る微小なデバイスを形成する、いわゆる“マイクロマシ
ニング技術”が現在注目を浴びているが、本発明はマイ
クロマシニング技術によりＳｉ単結晶に様々な加工を施
し、高性能なインクジェットヘッドを提供するものであ
る。また、前記第１の基板と前記第２の基板は金属また
は半導体の薄膜層を介して接合されることを特徴とする
が、前記振動板と前記電極の間隔は精度良く保たれ各振
動板の振動特性は均一となり、従って均一な印字品質が
得られる。

【００１１】前記第２の基板がガラスであり、前記金属
または半導体の薄膜層が前記第１の基板、すなわちＳｉ
基板上に形成される場合は、該第１の基板と該第２の基
板は陽極接合法により接合されることを特徴とする。こ
の工程では、前記金属または半導体の薄膜層は変形しな
いため、前記第１及び第２の基板間は該金属または半導
体の薄膜層の厚みだけ隔てられて接合され、すなわち、
該金属または半導体の薄膜層の成膜時の膜厚精度と同等
の精度で、前記振動板と前記電極の間隔は精度良く保た
れる。

【００１２】前記第２の基板がＳｉ基板である場合は、
前記金属または半導体の薄膜層は前記第１または第２の
基板のどちらか一方の上に形成され、または前記第２の
基板がガラス基板である場合は、前記金属または半導体
の薄膜層は前記ガラス基板上に形成され、該金属または
半導体の薄膜層は上記のごとく、金、またはアルミニウ
ム、またはスズ、またはゲルマニウム、または金・アル
ミニウム・スズ・ゲルマニウムのうち少なくとも一つを
含有する化合物であることを特徴とする。

【００１３】上記の金属または半導体は、Ｓｉと共晶を
形成するため、前記第１の基板と前記第２の基板とは強
固に接合される。また、圧力・温度等の接合条件が決定
されれば、金属または半導体の薄膜層の厚みに対し、一
義的に共晶層の厚みが決定されるため、前記両基板に形
成されている前記振動板と前記電極の間隔は正確に規定
される。

【００１４】

【作用】本発明のインクジェットヘッドの動作原理は、
前記電極または前記振動板に形成された電極にパルス電
圧を印加し、正または負の電荷をそれらに与えることに
より、前記振動板を静電的吸引または反発により変形さ
せ、前記圧力室内のインクをノズルより吐出するもので
ある。本動作原理においては、前記振動板と前記電極間
の間隔寸法を高精度に形成することが、インクジェット
ヘッドの高性能化にとって不可欠である。これまで述べ
てきた本発明の構成により、前記間隔寸法の精度の向上
がはかられ、従ってインクジェットヘッドの高性能化が
達成できる。

【００１５】

【実施例】

（実施例１）以下、本発明の第１の実施例に基づき詳細
に説明する。

【００１６】図１は、本発明の第１の実施例におけるイ
ンクジェットヘッドの構造を分解して示す斜視図であ
り、一部断面を示してある。また、図２は本発明の第１
の実施例におけるインクジェットヘッドの一部を拡大し
て示す斜視図であり、一部断面を示してある。

【００１７】図１に示したように、本実施例のインクジ
ェットヘッドは、ノズル４・キャビティ５・振動板６等
が形成された第１の基板１と、電極１１が形成された第
２の基板２と、第３の基板３とを積層してなる構造を有
する。

【００１８】第１の基板１は、結晶面方位が（１００）
である単結晶Ｓｉ基板であって、該第１の基板１の表側
の面（図１では上側）には、複数のノズル４と、各々の
ノズル４に連通し底部の壁が振動板６であるようなキャ
ビティ（凹部）５と、各々のキャビティ５においてノズ
ル４と反対側の端部に形成されるインク供給路８と、各
々のインク供給路８にインクを供給するための共通のイ
ンク室７とが形成され、該第１の基板１の裏側の面に
は、振動板６と、第２の基板２上に形成される電極１１
との間隔を正確に規定するためのギャップスペーサ９で
あるＡｌ膜が形成されている。前記Ａｌ膜は、前記第１
の基板１の裏側の面の振動板６に相当する箇所を除く部
分に形成されている。第２の基板２は、Ｓｉの熱膨張率
とほぼ等しい熱膨張率を有するホウケイ酸系ガラスであ
って、該第２の基板２の表側の面（図１では上側）に
は、前記振動板６と対応した位置に電極１１が形成され
ている。第３の基板３も第２の基板２と同様ホウケイ酸
系ガラスであって、該第３の基板３は、前記第１の基板
１との間にインクを加圧するための圧力室１３・ノズル
４等を形成するように、前記第１の基板１の表側の面に
接合される（図２）。

【００１９】図１に示した第１の基板１の製造工程を図
３に示す。

【００２０】まず、（１００）面方位のＳｉ基板の両面
を鏡面研磨し、厚み２００ミクロンのＳｉ基板１を形成
し（図３（ａ））、該Ｓｉ基板１にＯ₂ 及び水蒸気雰囲
気中で摂氏１１００度、４時間の熱酸化処理を施し、該
Ｓｉ基板１の両面に厚さ１ミクロンのＳｉＯ₂ 膜１５及
び１６を形成する（図３（ｂ））。前記ＳｉＯ₂ 膜１５
及び１６は、耐エッチング材として使用するものであ
る。

【００２１】次いで、前記ＳｉＯ₂ 膜１５の上にノズル
４・キャビティ５等の形状に相当するフォトレジストパ
ターン１７（図示しない）を形成し、フッ酸系エッチン
グ液にて前記ＳｉＯ₂ 膜１５の露出部分をエッチング除
去し、フォトレジストパターン１７を除去する（図３
（ｃ））。

【００２２】次に、アルカリ液によるＳｉの異方性エッ
チングを行う。単結晶Ｓｉにおいては、周知のごとく、
水酸化カリウム水溶液やヒドラジン等のアルカリでエッ
チングする場合、結晶面によるエッチング速度の差が大
きいため、異方性エッチングが可能となる。具体的には
（１１１）結晶面のエッチング速度が最も小さいため、
エッチングの進行と共に（１１１）面が平滑面として残
留する構造が得られる。本実施例では、イソプロピルア
ルコールを含む水酸化カリウム水溶液を用いてエッチン
グを行った。振動板６の機械的変形特性は、該振動板の
各部寸法によって決定されるため、本構成のインクジェ
ットヘッドに要求されるインク吐出特性上から該振動板
６の各部の設計寸法が決定される。本実施例では、振動
板６の幅ｈを５００ミクロン、厚みｔを３０ミクロンと
した。（１００）Ｓｉ基板において、（１１１）面は基
板表面である（１００）面に対して結晶構造上約５５度
の角度をもって交わっているため、上記のように、（１
００）Ｓｉ基板中に形成する構造の寸法が決定される
と、第１の基板１の厚みに対し耐エッチング材のマスク
パターン寸法は一義的に決定される。図４に示すよう
に、キャビティ５の上端の幅ｄを７４０ミクロンとし、
１７０ミクロンのエッチングを施すと、幅ｈが５００ミ
クロン、厚みｔが３０ミクロンである振動板６が得られ
る。実際のエッチングでは、（１１１）面はわずかずつ
エッチング（アンダーカット）され、図４における寸法
ｄはマスクパターン幅ｄ´より若干大きくなる。従っ
て、マスクパターン１７の幅ｄ´は、（１１１）面１８
のアンダーカット寸法の分だけ小さくしなければならな
いので、本実施例では７３０ミクロンとし、上記のアル
カリエッチング液にて所定量（１７０ミクロン）のエッ
チングを行った（図３（ｄ））。

【００２３】次いで、Ｓｉ基板１上の耐エッチング材で
あるＳｉＯ₂ 膜１５及び１６をフッ酸系エッチング液に
より全て除去し、該Ｓｉ基板１の裏側の面に真空蒸着法
により０．５ミクロンのＡｌ膜１０を形成する。前記Ａ
ｌ膜１０は、前記振動板６と前記電極１１との間隔を規
定するギャップスペーサとして機能するものである。次
に、前記Ａｌ膜１０上に前記振動板６に相当する形状の
フォトレジストパターン１９（図示しない）を形成し、
リン酸系エッチング液にて前記Ａｌ膜１０の露出部分を
エッチング除去し、フォトレジストパターン１９を除去
する（図３（ｅ））。

【００２４】以上のような工程を経て、図１に示した第
１の基板が形成される。

【００２５】図１に示した第２の基板２の製造工程を図
５に示す。

【００２６】まず、厚み１ｍｍのホウケイ酸系ガラス基
板２の鏡面研磨された表側の面（図５では上側）１４
に、真空蒸着法により電極１１となるＡｌ膜２０を厚み
０．１ミクロンで形成する（図５（ａ））。次に、前記
Ａｌ膜２０上に電極１１の形状に相当するフォトレジス
トパターン２２（図示しない）を形成し、前記Ａｌ膜２
０の不要部分をリン酸系エッチング液によりエッチング
除去し、フォトレジストパターン２２を除去し、電極１
１を形成する（図５（ｂ））。

【００２７】次に、前記電極１１の保護膜として、前記
ガラス基板２の表側の面１４全面に０．１ミクロンの厚
みのガラス薄膜２１をスパッタリングにより形成する。
スパッタリングターゲットとしては、前記ガラス基板２
と同一の組成のガラスを用いた。上記の工程により第２
の基板２が形成される。

【００２８】以上の工程により形成された第１の基板１
及び第２の基板２は、陽極接合法により接合される。接
合工程は、以下の通りである。まず、第１の基板１と第
２の基板２を洗浄、乾燥後前記第１の基板１及び第２の
基板２の対応するパターン同士の位置合わせを行い、両
基板を重ね合わせる。次に、両基板をホットプレート上
で摂氏３００度に加熱し、前記第１の基板１すなわちＳ
ｉ基板側を正、前記第２の基板２すなわちガラス基板側
を負として５００Ｖの直流電圧を１０分間印加し、接合
を行った。

【００２９】次いで、Ｓｉ基板１と第３の基板３である
ガラス基板３との接合を行う。ガラス基板３には、イン
ク供給パイプ２６が接合される部分に、機械加工により
貫通穴２７が穿孔されている。前記貫通穴２７と前記Ｓ
ｉ基板１に形成されたインク室７との位置合わせを行っ
た後、前記した陽極接合法により、前記Ｓｉ基板１と前
記ガラス基板３を接合した。

【００３０】上記の工程により、前記第１の基板１と第
２の基板２と第３の基板３とは積層一体化された。その
接合方法は、陽極接合法によるものであり、接合のため
に接着剤を用いず、また、各基板やギャップスペーサで
あるＡｌ膜１０は、形状・厚みが変化しないため、それ
ぞれの基板の加工上がりでの寸法精度が保たれたまま接
合ができる。また、ギャップスペーサ９及び電極１１で
あるＡｌ膜は、真空蒸着法により厚み精度を正確に形成
できるため、振動板６と電極１１とのギャップ間隔長ｇ
は正確に規定される。

【００３１】最後に、ノズル４の長さが設計値となるよ
う、ダイシング及びポリシングによりインク吐出口２８
を形成し、インクタンク（図示しない）を前記インク供
給パイプ２６に接続して、発振回路１２をＳｉ基板１及
び電極１１に接続し、インクジェットヘッド２９が完成
する。

【００３２】本実施例では、前記間隔ｇの設計値は０．
５ミクロンであり、従ってギャップスペーサ９の目標厚
みを０．５ミクロン、また電極１１の目標厚みを０．１
ミクロン、また保護膜であるガラス薄膜２１の目標厚み
を０．１ミクロンとした。

【００３３】本実施例の一連の工程により形成された１
００個のインクジェットヘッドのギャップ間隔ｇの長さ
は、０．５±０．０５ミクロンという範囲に分布してい
た。また、これらのインクジェットヘッドを１００Ｖ、
５ｋＨｚで駆動したところ、インク滴の吐出速度は５±
０．５ｍ／ｓ、インク滴体積は（０．１±０．０１）×
１０^-6ｃｃという範囲に分布し、実印字試験において良
好な印字が得られた。

【００３４】本実施例では、ギャップスペーサとしてＡ
ｌ膜を用いたが、この他にＮｉ−Ｃｒ２層膜、Ｔｉ、Ｔ
ａ、Ｗ、Ｃｕ、Ｆｅ等様々な金属の薄膜やＳｉ等の半導
体薄膜を用いても同様の効果が得られる。

【００３５】（実施例２）以下、本発明の第２の実施例
に基づき詳細に説明する。

【００３６】図６は、本発明の第２の実施例におけるイ
ンクジェットヘッドの構造を分解して示す斜視図であ
り、一部断面を示してあるが、該インクジェットヘッド
は、本発明の第１の実施例におけるインクジェットヘッ
ドと構造上ほぼ同一である。

【００３７】第１の基板１は、結晶面方位が（１００）
である単結晶Ｓｉ基板であり、該第１の基板１上に形成
されるノズル４・キャビティ５等の形成方法は、本発明
の第１の実施例の場合と同様であるので説明は省略す
る。

【００３８】第２の基板２は、Ｓｉ単結晶基板である。
本実施例においては、結晶面方位として（１００）面で
あるＳｉ単結晶基板を使用したが、他の結晶面方位の基
板を使用することもできる。

【００３９】第２の基板２の製造工程について図７を用
いて説明する。まず、（１００）面方位のＳｉ基板の一
方の面３１を鏡面研磨し、厚み４００ミクロンのＳｉ基
板２を形成し（図７（ａ））、該Ｓｉ基板２にＯ₂ 及び
水蒸気雰囲気中で摂氏１１００度、４時間の熱酸化処理
を施し、該Ｓｉ基板の両面に厚さ１ミクロンのＳｉＯ₂
膜３２及び３３を形成する（図７（ｂ））。前記ＳｉＯ
₂ 膜３２は、後に前記Ｓｉ基板２の鏡面である一方の面
３１上に形成される電極１１と、前記Ｓｉ基板２との電
気的絶縁のために使用される。

【００４０】次に、前記ＳｉＯ₂ 膜３２に、真空蒸着法
により電極１１となるＡｌ膜３４を厚み０．１ミクロン
で形成し（図７（ｃ））、該Ａｌ膜３４上に電極１１の
形状に相当するフォトレジストパターン３５（図示しな
い）を形成し、前記Ａｌ膜３４の不要部分をリン酸系エ
ッチング液によりエッチング除去し、フォトレジストパ
ターン３５を除去し、電極１１を形成する（図７
（ｄ））。

【００４１】次に、ＳｉＯ₂ 膜３２の不要部分をフッ酸
系エッチング液を用いたフォト・エッチング工程により
除去する（図７（ｅ））。

【００４２】次に、第１の基板１と第２の基板２との接
合材及びギャップスペーサ９として機能するＡｌ膜３６
を該第２の基板２上に形成する。まず、前記Ｓｉ基板２
上に、空所が前記ギャップスペーサ９の所望形状である
ようなフォトレジストパターン３７を形成し（図７
（ｆ））、次いでＡｌ膜３６を前記フォトレジストパタ
ーン３７上に真空蒸着法により１．６２ミクロンの厚み
で形成し（図７（ｇ））、続いて前記Ｓｉ基板２をアセ
トン中に浸漬し、超音波振動を加えて前記フォトレジス
トパターン３７及び前記Ａｌ膜３６のうち該フォトレジ
ストパターン３７上に堆積した分のみを除去し、ギャッ
プスペーサ９を形成し（図７（ｈ））、第２の基板２を
得る。

【００４３】次に、以上の工程により製造された第２の
基板２であるＳｉ基板と第１の基板１の、各々の対応す
る部位同士の位置合わせを行い両基板を重ね合わせ、ホ
ットプレートまたはオーブン等の加熱手段により、両基
板を摂氏５８５度に２０分間保持して両基板を接合し、
インクジェットヘッドのギャップ部分を形成する。

【００４４】周知の通り、ＳｉとＡｌは共晶を形成す
る。本実施例においては、第２の基板２とＡｌ膜３６間
及び第１の基板１とＡｌ膜３６間で共晶が形成され、第
１の基板１と第２の基板２は強固に接合される。本実施
例におけるインクジェットヘッドでは、前記振動板６と
前記電極１１とのギャップ間隔長を正確に規定する必要
があるが、本実施例においても、ギャップ間隔長の設計
値は０．５ミクロンである。

【００４５】第１の基板１と第２の基板２とを重ね合わ
せた際のギャップ間隔長ｇの値は、Ａｌ膜３６の厚み
１．６２ミクロンから電極１１であるＡｌ膜の厚み０．
１ミクロン及びＳｉＯ₂ 膜３２の厚み１ミクロンを差し
引いた０．５２ミクロンであるが、前記の接合条件（摂
氏５８５度、２０分）によって加熱・接合を行った後に
は、Ａｌ膜３６の厚みは、共晶の形成により実質的には
１．６ミクロンとなり、すなわちギャップ間隔長は設計
値通りの０．５ミクロンとなる。

【００４６】本実施例では、ギャップスペーサとしてＡ
ｌ膜を用いたが、この他にＳｉと共晶を形成する物質で
あるＡｕ、Ｓｎ、Ｇｅ、あるいはこれらの物質を含有す
る化合物を用いても、各々の物質または化合物に最適な
圧力・温度等の接合条件により、同様にインクジェット
ヘッドのギャップ部が構成できる。

【００４７】また、本実施例では、ギャップスペーサで
あるＡｌ膜３６を第２の基板２上に形成したが、該Ａｌ
膜３６を第１の基板１の裏側の面に形成しても同様の効
果が得られる。

【００４８】本実施例において製造されたインクジェッ
トヘッド１００個のギャップ間隔長ｇの実測値は、０．
５±０．０５ミクロンの範囲に入っており、また、実印
字試験においても良好な印字が得られた。

【００４９】（実施例３）以下、本発明の第３の実施例
に基づき詳細に説明する。

【００５０】本発明の第３の実施例におけるインクジェ
ットヘッドは、本発明の第２の実施例におけるインクジ
ェットヘッドと構造上同一であるので、図６を用いて説
明する。

【００５１】第１の基板１は、結晶面方位が（１００）
面である単結晶Ｓｉ基板であり、該第１の基板１上に形
成されるノズル４・キャビティ５等の形成方法は、本発
明の第１の実施例の場合と同様であるので説明は省略す
る。

【００５２】第２の基板２は、ホウケイ酸系ガラスであ
り、該第２の基板２の製造工程について図８を用いて説
明する。

【００５３】まず、厚み１ｍｍのホウケイ酸系ガラス基
板２の鏡面研磨された表側の面４１（図８では上側）
に、真空蒸着法により電極１１となるＡｌ膜４２を厚み
０．１ミクロンで形成し（図８（ａ））、次に前記Ａｌ
膜４２上に電極１１の形状に相当するフォトレジストパ
ターン４３（図示しない）を形成し、前記Ａｌ膜４２の
不要部分をリン酸系エッチング液によりエッチング除去
し、フォトレジストパターン４３を除去する（図８
（ｂ））。次に、前記ガラス基板２上にギャップスペー
サ９を形成する。まず、空所が前記ギャップスペーサ９
の所望形状であるようなフォトレジストパターン４４を
形成し（図８（ｃ））、次いでＣｒ及びＡｕからなる２
層膜４５（Ｃｒ：０．０１ミクロン、Ａｕ：０．６２ミ
クロン）をスパッタリングにより該フォトレジストパタ
ーン４４上に形成し（図８（ｄ））、続いて前記ガラス
基板２をアセトン中に浸漬し、超音波振動を加えて前記
フォトレジストパターン４４及び前記Ｃｒ・Ａｕの２層
膜４５のうち該フォトレジストパターン４４上に堆積し
た分のみを除去し、該２層膜４５をギャップスペーサ９
とする（図８（ｅ））。

【００５４】以上の工程を経て第２の基板２が形成され
る。

【００５５】次に、以上の工程により製造された第２の
基板２と第１の基板１の、各々の対応する部位同士の位
置合わせを行い、両基板を重ね合わせ、ホットプレート
等の加熱手段により両基板を摂氏３８０度で２０分間保
持して、両基板を接合し、インクジェットヘッドのギャ
ップ部分を形成する。

【００５６】本実施例では、ギャップスペーサであるＣ
ｒ・Ａｕ２層膜４５のＡｕ部分とＳｉである第１の基板
の裏側の面との間でＳｉ−Ａｕ共晶が形成され、両基板
は強固に接合される。本実施例においても、ギャップ間
隔長ｇの設計値は０．５ミクロンである。Ｃｒ・Ａｕ２
層膜４５は、当初の厚みが０．６２ミクロンであったの
が、前記接合条件（摂氏３８０度、２０分）による処理
によりＳｉ−Ａｕ共晶が形成され、該Ｃｒ・Ａｕ２層膜
４５の厚みは実質的には０．６ミクロンとなり、ギャッ
プ間隔長ｇとしては電極１１の厚みである０．１ミクロ
ンを差し引いた値である０．５ミクロンとなる。

【００５７】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、イ
ンクジェットヘッドのギャップスペーサとして金属また
は半導体の薄膜を用い、陽極接合法により構成部材間の
接合を行うことにより、電極と振動板間の間隔を精度良
く規定することができるため、インク吐出バラツキの小
さい、高性能なインクジェットヘッドを提供することが
できる。また、Ｓｉと共晶を形成する物質をギャップス
ペーサとして用い、適当な条件で構成部材間を接合する
ことにより、電極と振動板間の間隔を精度良く規定する
ことができ、同様に高性能なインクジェットヘッドを提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例におけるインクジェット
ヘッドの構造を分解して示す斜視図である。

【図２】本発明の第１の実施例におけるインクジェット
ヘッドの構造の一部を拡大して示す斜視図である。

【図３】本発明の第１の実施例におけるインクジェット
ヘッドの第１の基板の製造工程図である。

【図４】本発明の第１の実施例におけるインクジェット
ヘッドの各部寸法の関係を示す図である。

【図５】本発明の第１の実施例におけるインクジェット
ヘッドの第２の基板の製造工程図である。

【図６】本発明の第２の実施例におけるインクジェット
ヘッドの構造を分解して示す斜視図である。

【図７】本発明の第２の実施例におけるインクジェット
ヘッドの第２の基板の製造工程図である。

【図８】本発明の第３の実施例におけるインクジェット
ヘッドの第２の基板の製造工程図である。

【符号の説明】

１第１の基板２第２の基板３第３の基板４ノズル５キャビティ６振動板７インク室８インク供給路９ギャップスペーサ１１電極１２発振回路２６インク供給パイプ２７貫通穴

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】インクを吐出するための単一または複数
のノズルと、該ノズルのそれぞれに対応する圧力室と、
該圧力室の少なくとも一方の壁を構成する振動板と、該
振動板に変形を生じさせる駆動手段と、該圧力室にイン
クを供給する共通のインク室とを備え、前記駆動手段が
前記振動板を静電気力により変形させる電極からなるイ
ンクジェットヘッドにおいて、前記振動板が形成される
第１の基板と、前記電極が形成される第２の基板が、金
属または半導体の薄膜層を介して接合されていることを
特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項２】前記第１の基板がＳｉ単結晶であり、前
記第２の基板はＳｉ単結晶の熱膨張率と同等の熱膨張率
を有するガラスであることを特徴とする請求項１記載の
インクジェットヘッド。
【請求項３】前記第１の基板と前記第２の基板が、陽
極接合法により接合されていることを特徴とする請求項
２記載のインクジェットヘッド。
【請求項４】前記第１の基板と前記第２の基板が、共
にＳｉ単結晶であることを特徴とする請求項１記載のイ
ンクジェットヘッド。
【請求項５】前記金属または半導体の薄膜層が、金、
またはアルミニウム、またはスズ、またはゲルマニウ
ム、または金・アルミニウム・スズ・ゲルマニウムのう
ち少なくとも一つを含有する化合物であることを特徴と
する請求項２または請求項４記載のインクジェットヘッ
ド。