インクジェットヘッド
【構成】 マイクロマシニング技術により、Ｓｉ基板の両面にインク吐出用ノズルを、Ｓｉ基板端面において千鳥状になるように配置、加工する。
【効果】 ノズル密度の高いインクジェットヘッドを提供する。
【効果】 ノズル密度の高いインクジェットヘッドを提供する。
【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、又、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、記録に必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１０〜１００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、静電気力を用いる方式のインクジェットヘッドにおいて、さらに高密度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、インク滴を吐出するための複数のノズルと、該ノズルのそれぞれに連通する圧力室と、該圧力室の少なくとも一方の壁を構成する振動板と、該圧力室にインクを供給する共通のインク室と、該振動板に変形を生じさせる駆動手段とを備え、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、（１００）面方位のＳｉ単結晶基板を構成部材とし、該Ｓｉ単結晶基板の一方の面と他方の面のそれぞれに複数個の前記ノズルが等間隔に形成されていることを特徴とし、又、前記一方の面及び他方の面に形成されたノズルが、前記Ｓｉ単結晶基板の所定位置を切断して生じる端面において、千鳥状に配置され、さらには、前記一方の面に形成された前記ノズルと他方の面に形成された前記ノズルとでは、前記端面の長手方向において、ノズル間隔を単位長として互いに１／２ずつずれて配置されてい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単結晶に高精度な立体形状加工を施し、高性能なインクジェットヘッドを提供するものである。
【００１１】（１００）面方位のＳｉ単結晶基板では、アルカリエッチングにおいて最もエッチングレートが小さい（１１１）面は、該基板表面に対し約５５度の角度をもって交わっており、すなわち、５５度の傾斜面に囲まれた空間形状を高精度に形成できる。この空間形状を圧力室（キャビティ）として応用することにより、圧力室体積のバラツキが小さい、従って吐出インク体積が一定であるような高印字品質のインクジェットヘッドが提供できる。
【００１２】前記振動板の変形・復元により、インクを吐出する本方式のインクジェットヘッドでは、図８に示す振動板６の幅をＷ1 、キャビティ５の深さをＤとすると、キャビティ５の上端の幅Ｗ2 は、
【００１３】
【数１】
【００１４】であり、Ｓｉ単結晶基板の一方の面に複数個のノズルを形成する場合、そのノズルピッチは数１より小さくすることはできないが、図９に示すように、Ｓｉ単結晶基板の両面にキャビティを形成する本発明の構成によれば、ノズルピッチを小さくすることができる。本発明の優れている点は、Ｓｉ単結晶基板の一方の面に形成されたキャビティと、該キャビティに最も接近して他方の面に形成されるキャビティとの間を形成する壁１７は、両面とも（１１１）面１８からなるため、エッチングによるキャビティ形成プロセスにおいては、エッチングにより壁が貫通されることがなく、又、設計寸法通りの形状が形成できるところにある。
【００１５】
【作用】本発明のインクジェットヘッドの動作原理は、前記電極又は前記振動板にパルス電圧を付加し、正又は負の電荷を前記電極又は前記振動板に与えることにより、前記振動板を静電的吸引又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させるものである。
【００１６】
【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。
【００１７】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。図１に示すように、本実施例のインクジェットヘッドは、ノズル４ａ・４ｂ、キャビティ５ａ・５ｂ、振動板６ａ・６ｂ等がアルカリ異方性エッチングにより形成されたＳｉ基板１と電極１１ａ・１１ｂ、ギャップ部を形成するための溝１２ａ・１２ｂ等がそれぞれ形成されたガラス基板２ａ・２ｂとを積層・接合してなる構造を有する。
【００１８】Ｓｉ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Ｓｉ基板１の表側の面（図１では上側の面）には、複数のノズル４ａと、各々のノズル４ａに連通し底部の壁が振動板６ａであるようなキャビティ５ａと、各々のキャビティ５ａにおいてノズル４ａと反対側の端部に形成されるインク供給路８ａと、各々のインク供給路８ａ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Ｓｉ基板１の裏側の面（図１では下側の面）には、同様にノズル４ｂ、振動板６ｂ、キャビティ５ｂ、インク供給路８ｂ、及びインク室７が形成されているが、本実施例では、インク室７はＳｉ基板１の両面からエッチング加工し、貫通して形成されているため、Ｓｉ基板１の表側及び裏側で共通して用いられる。
【００１９】ガラス基板２ａ及び２ｂには、Ｓｉ基板１上に形成された振動板６ａ及び６ｂに対向して配置される電極１１ａ及び１１ｂと、前記振動板６ａ及び６ｂと前記電極１１ａ及び１１ｂとの対向間隔（ギャップ）を保持するための溝１２ａ及び１２ｂが形成されており、それぞれが前記キャビティ５ａ及び５ｂがインクを加圧するための圧力室となるように、各々前記Ｓｉ基板１の裏側及び表側に接合される。
【００２０】図１に示したＳｉ基板１の製造工程を図２に示す。
【００２１】まず、（１００）面方位のＳｉウェハ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２（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１５ａ及び１５ｂを形成する（図２（ｂ））。前記ＳｉＯ2 膜１５ａ及び１５ｂは、耐エッチング材として使用するものである。
【００２２】次いで、前記ＳｉＯ2 膜１５ａ上に、ノズル４ａ・キャビティ５ａ・インク室７等の形状に相当するフォトレジストパターン１６ａ（図示しない）を形成し、又、前記ＳｉＯ2 膜１５ｂ上には、同様にノズル４ｂ・キャビティ５ｂ・インク室７等の形状に相当するフォトレジストパターン１６ｂ（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１５ａ及び１５ｂ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１６ａ及び１６ｂを除去する（図２（ｃ））。前記フォトレジストパターン１６ａ及び１６ｂとは、両面アライナにより互いの位置をミクロンオーダーでアラインメントし形成される。又、フォトレジストパターン１６ａ及び１６ｂの元となるフォトマスクパターンの各部設計寸法値は以下の通りに決定された。
【００２３】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から、各構成部位の設計寸法値が決定される。本実施例では、振動板６ａ及び６ｂの幅Ｗ1 を５００ミクロン、厚みｔを３０ミクロンとした。
【００２４】（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（１００）Ｓｉ基板中に形成される構造の寸法が決定されると、Ｓｉ基板の厚みに対し耐エッチング材のマスクパターンは一義的に決定される。図３に示すように、キャビティ５ａの上端の幅Ｗ2 を７４０ミクロンとし、Ｓｉ基板１に１７０ミクロンのエッチングを施すと、幅Ｗ1 が５００ミクロン、厚みｔが３０ミクロンであるような振動板６ａが得られる。
【００２５】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３における寸法Ｗ2 は、マスクパターン幅Ｗ3 より若干大きくなる。従って、フォトマスクパターン１６ａの幅Ｗ2 は、（１１１）面１８のアンダーカット寸法分だけ小さく補正する必要があり、本実施例では７３０ミクロンとした。又、近接するキャビティとの間隔（又はピッチ）は、Ｓｉ基板１の裏面側に形成されるキャビティ５ｂの位置により制約を受ける。すなわち、本実施例におけるインクジェットヘッドでは、前記したように前記キャビティ５ａと該キャビティ５ａと近接して形成されるキャビティ５ｂとの間は、２面が（１１１）面１８からなる壁部１７により隔てられるが、該壁部１７の厚みはクロストークすなわち隣接するキャビティへの吐出特性上の影響を考慮すると、ある程度以上の厚みを有することが必要であり、本実施例においては、壁部１７の厚みｔ´の値を４０ミクロンとした。厚みｔ´の値よりＳｉ基板１の表面及び裏面に複数個ずつ形成されるキャビティ５ａ及び５ｂの寸法と間隔が決定される。すなわち、ピッチ間隔としては、１２９６ミクロンであり、この値はＳｉ基板上の一方の面での値であるから、両面では２倍のノズル密度、すなわち６４８ミクロンとなる。
【００２６】図２の（ｃ）工程の段階にあるＳｉ基板１に、アルカリ液によるエッチングを施す。エッチング液としては、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、所定量である１７０ミクロンのエッチングを施した（図２（ｄ））。このとき、キャビティ５ａ及び５ｂと同時にノズル４ａ及び４ｂ、インク供給路８ａ及び８ｂ、インク室７等も形成されるが、ノズルやインク供給路に相当する耐エッチングマスクパターンは、幅が狭いために、エッチングにより発現する２つの（１１１）面がキャビティ５ａ及び５ｂに比して浅いところで交わり、それ以上のエッチングはほとんど進行しなくなる。又、インク室７については、Ｓｉ基板１の両側の面において、同一の耐エッチングマスクパターンとしたために、Ｓｉ基板１の板厚の１／２である１００ミクロンのエッチングを両側の面から施した時点で貫通穴が生じ、両側の面において共通のインク室となる。
【００２７】次に、Ｓｉ基板１の両側の面に残留している耐エッチングマスク材であるＳｉＯ2 膜１５ａ及び１５ｂをフッ酸系エッチング液により完全に除去し（図２（ｅ））、Ｓｉ基板１が完成する。
【００２８】次に、ガラス基板２ａ及び２ｂの製造工程について記す。
【００２９】Ｓｉ基板１に形成した振動板６ａ及び６ｂに対応する箇所に、振動板６ａ及び６ｂと同一の幅（７３０ミクロン）、同一のピッチでギャップを形成するための溝１２ａ及び１２ｂをフッ酸系エッチング液を用いたエッチングにより形成する。溝深さとしては、ギャップ長の設計寸法値が０．５０ミクロンであり、この値に電極１１ａ及び１１ｂの材料厚みである０．１０ミクロンを加えた０．６０ミクロンとなるようエッチング工程において調節を行う。電極材料としては、Ａｕ（金）／Ｃｒ（クロム）の２層膜をスパッタリング法でガラス基板２ａ及び２ｂの全面に形成し、次いで、エッチングにより不要部分を除去する。本実施例では、Ｃｒの厚みを０．０５ミクロン、Ａｕの厚みを０．９５ミクロンとし、連続したスパッタリングにより２層膜を形成した。
【００３０】又、ガラス基板２ｂには、Ｓｉ基板１上のインク室７に相当する箇所に、インク供給用の穴１３を明ける。
【００３１】次に、図４に示すように、Ｓｉ基板１とガラス基板２ａ及び２ｂとの接合を行う。接合は陽極接合法による。Ｓｉ基板１とガラス基板２ａ及び２ｂとの位置合わせを行った後、各部材を突き合わせて、ホットプレート２０上で突き合わせた部材全体を上電極２１及び下電極２２間に狭持し、摂氏３１０度に加熱し、Ｓｉ基板を正側、ガラス基板２ａ及び２ｂを負側として８００Ｖの直流電圧を１０分間印加することにより、ガラス−Ｓｉ−ガラスの接合体が得られる。
【００３２】最後に、得られた接合体をダイシングにより切断し、インクジェットヘッドを得る。
【００３３】以上記したように、Ｓｉ基板の片側のみにノズル等を形成する場合に比べて、高密度であるインクジェットヘッドが得られた。実際の印字においては、各々の振動板６ａ及び６ｂに対応する発振回路１４ａ及び１４ｂ（図示しない）により各々の振動板を振動させ、各々の圧力室内のインクを加圧し、各々のノズル４ａ及び４ｂからインク滴を吐出させる。
【００３４】（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。
【００３５】図５に本発明の第２の実施例におけるインクジェットヘッドの断面図を示す。本実施例は、本発明の第１の実施例において示したインクジェットヘッドを２つ積層したような構造を有しており、従って、ノズル密度としてはさらに２倍となる。図５に示したＳｉ基板１ａ及び１ｂは、共に本発明の第１の実施例の場合と同一の製造方法により製造されるので、製造工程の説明は省略する。又、ガラス基板２ｃ及び２ｅも、本発明の第１の実施例におけるガラス基板２ａ及び２ｂと同一の方法によって製造される。ただし、ガラス基板２ｅにもインク供給用の穴１３（図示しない）が明けられる。
【００３６】本実施例のインクジェットヘッドのＳｉ基板端面の長手方向（図５のｘ方向）において、４本のノズル列（４ｃ、４ｄ、４ｅ、４ｆ）を均等に分散配置するために、ノズル４ｃとノズル４ｅではＳｉ基板の同一面上に隣接して形成されるノズル間距離を１として、１／４だけずれるようにＳｉ基板１ａと１ｂを積層・組立する関係上、ガラス基板２ｄ上に形成される電極１１ｄと１１ｅの位置は、１／４だけずれている。ガラス基板２ｄの厚みとしてはあらゆる値をとり得るが、ノズル４ｄからなるノズル列と、ノズル４ｅからなるノズル列の間隔は適当な値でなければならない。本実施例では、Ｓｉ基板１ａ及び１ｂと同一の厚みである２００ミクロンとした。
【００３７】Ｓｉ基板１ａ及び１ｂ、ガラス基板２ｃ及び２ｄ及び２ｅの各部材間の位置合わせを行った後、本発明の第１の実施例と同様に、陽極接合法によりＳｉ−ガラス間の接合を行い、各部材を一体化した。ここで得られたインクジェットヘッドは、同一Ｓｉ面上ではノズル間隔（ピッチ）は１２９６ミクロンであるが、４つのノズル列を１／４ピッチずつずれた形で積層してあるため、ピッチは３２４ミクロン相当となる。
【００３８】最後に、得られた接合体をダイシングにより切断し、インクジェットヘッドを得る。以上記したように、両側の面にノズル等を形成したＳｉ基板を２枚積層することにより、さらに高密度のインクジェットヘッドが得られた。
【００３９】又、上記の構成に対し、さらにＳｉ基板とガラスとを積層し、ノズル列の数を６、８、・・・・と増加させた構造の形成により、さらなる高密度化が容易に達成できる。
【００４０】（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。
【００４１】図６は、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。
【００４２】図６に示すように、本実施例のインクジェットヘッドは、ノズル４ｉ・４ｈ、圧力室５ｉ・５ｈ、振動板６ｉ・６ｈ等がアルカリ異方性エッチングにより形成されたＳｉ基板１ｃと、電極１１ｉ・１１ｈ（図示しない）、ギャップ部を形成するためのＳｉＯ2 スペーサ２３ｉ・２３ｈ等が形成されたＳｉ基板２４・３０とを積層・接合してなる構造を有する。図６に示したＳｉ基板１ｃは、本発明の第１の実施例の場合と同一の製造方法により製造されるので、製造工程の説明は省略する。
【００４３】Ｓｉ基板２４の製造工程を図７に示す。Ｓｉ基板２４と３０とは、基本的に同一の工程で製造されるので、Ｓｉ基板３０の製造工程については省略する。
【００４４】まず、（１００）面方位のｎ型Ｓｉ基板２４の表側の面（図７では上側）を鏡面研磨し、該Ｓｉ基板２４にＯ2 及び水蒸気雰囲気中で摂氏１１００度にて所定時間の熱酸化処理を施し、該Ｓｉ基板２４の両面にＳｉＯ2 膜２５ａ及び２５ｂを形成する（図７（ａ））。
【００４５】次いで、前記ＳｉＯ2 膜２５ａ上に、電極１１ｉの形状に相当するフォトレジストパターン２６ａ（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２５ａ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２６ａを除去する（図７（ｂ））。
【００４６】次に、Ｓｉ基板２４の露出部分２７へのＢ（ホウ素）ドープを行う。処理方法は、以下の通りである。前記Ｓｉ基板２４を石英管中に石英ホルダにて固定し、Ｎ2 をキャリアとしてＢＢｒ3 をバブリングした蒸気をＯ2 と共に該石英管中に導入する。摂氏１１００度にて所定時間処理を行った後、前記Ｓｉ基板２４をフッ酸系エッチング液にてライトエッチングし、次いで、Ｏ2 中でドライブインを行い、前記露出したＳｉ部２７をｐ型層２８とした（図７（ｃ））。前記ｐ型層は、図６における電極１１ｉとして機能するものである。前記の図７（ｃ）工程においては、前記Ｓｉ基板２４の両面のＳｉＯ2 膜２５ａ及び２５ｂの膜厚が増加するが、本実施例では、該ＳｉＯ2 膜２５ａを図６における振動板６ｉと電極１１ｉとの間隔を正確に規定するためのスペーサ２３ｉとして用いるために、ｐ型層２８（電極１１ｉ）の形状に相当するフォトレジストパターン２９（図示しない）を形成し、フッ酸系エッチング液にてＳｉＯ2 膜２５ａの露出部分をエッチング除去し（図７（ｄ））、図６に示したＳｉ基板２４が形成される。
【００４７】本実施例のインクジェットヘッドにおいては、本発明の第１の実施例の場合と同様に、振動板６ｉと電極１１ｉの間隔の寸法は、該インクジェットヘッドのインク吐出特性上から０．５０ミクロンと決定されており、図７（ｃ）工程においては、前記ＳｉＯ2 膜２５ａの厚みが０．５０ミクロンとなるようプロセスが行われた。
【００４８】上記の工程により形成された図６におけるＳｉ基板２４及び同一の工程で製造されたＳｉ基板３０とＳｉ基板１ｃとは、Ｓｉ−Ｓｉ直接接合法により接合される。接合工程は以下の通りである。
【００４９】まず、Ｓｉ基板１ｃ、２４、３０を硫酸と過酸化水素水の混合液（摂氏１００度）にて洗浄し、乾燥後、前記Ｓｉ基板１ｃ及び２４と３０の対応するパターン同士の位置合わせを行った後、３枚の基板を重ね合わせる。一体化したＳｉ基板１ｃ、２４、３０をＮ2 雰囲気中で摂氏１１００度、１時間の熱処理を行い、強固な接合状態を得る。
【００５０】最後に、得られた接合体をダイシングにより切断し、インクジェットヘッドを得る。
【００５１】以上記したように、本実施例でも本発明の第１の実施例の場合と同様、高密度であるインクジェットヘッドが得られた。
【００５２】又、本発明の第２の実施例の場合と同様に、本実施例における両側の面にノズル等を形成したＳｉ基板と、両側の面の所定位置に電極が形成されたＳｉ基板とを交互に積層することにより、さらに高密度なインクジェットヘッドを容易に製造することができる。
【００５３】
【発明の効果】以上述べたように、本発明は以下のような効果を有する。
【００５４】Ｓｉ単結晶基板の両側の面に、ノズル・キャビティ等を等間隔で、又、一方の面に形成されるノズルと他方の面に形成されるノズルは、前記Ｓｉ単結晶基板の端面において千鳥状の位置関係に配置されることにより、高密度のインクジェットヘッドが得られるという効果を有する。又、上記の両側の面にノズル・キャビティが形成されたＳｉ基板を複数枚、各々のノズルが互いに最適な配置となるよう、積層・組立することにより、さらに高密度なインクジェットヘッドが得られるという効果も有する。
【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製造工程図である。
【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各部寸法の関係を示す図である。
【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接合方法を示す図である。
【図５】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示す断面図である。
【図６】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構造を示す断面図である。
【図７】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製造工程図である。
【図８】本発明の第１及び第２及び第３の実施例におけるインクジェットヘッドの振動板とキャビティの寸法関係を示す図である。
【図９】本発明の第１及び第２及び第３の実施例におけるインクジェットヘッドのキャビティの位置関係を示す断面図である。
【符号の説明】
１ Ｓｉ基板
２ａ，２ｂ ガラス基板
４ａ，４ｂ ノズル
５ａ，５ｂ キャビティ
６ａ，６ｂ 振動板
７ インク室
８ａ，８ｂ インク供給路
１１ａ，１１ｂ 電極
１２ａ，１２ｂ 溝
１３ 穴
１４ａ，１４ｂ 発振回路
１５ａ，１５ｂ ＳｉＯ2 膜
１６ａ，１６ｂ フォトレジストパターン
１７ 壁
１８ （１１１）面
【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、又、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、記録に必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１０〜１００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、静電気力を用いる方式のインクジェットヘッドにおいて、さらに高密度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、インク滴を吐出するための複数のノズルと、該ノズルのそれぞれに連通する圧力室と、該圧力室の少なくとも一方の壁を構成する振動板と、該圧力室にインクを供給する共通のインク室と、該振動板に変形を生じさせる駆動手段とを備え、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、（１００）面方位のＳｉ単結晶基板を構成部材とし、該Ｓｉ単結晶基板の一方の面と他方の面のそれぞれに複数個の前記ノズルが等間隔に形成されていることを特徴とし、又、前記一方の面及び他方の面に形成されたノズルが、前記Ｓｉ単結晶基板の所定位置を切断して生じる端面において、千鳥状に配置され、さらには、前記一方の面に形成された前記ノズルと他方の面に形成された前記ノズルとでは、前記端面の長手方向において、ノズル間隔を単位長として互いに１／２ずつずれて配置されてい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単結晶に高精度な立体形状加工を施し、高性能なインクジェットヘッドを提供するものである。
【００１１】（１００）面方位のＳｉ単結晶基板では、アルカリエッチングにおいて最もエッチングレートが小さい（１１１）面は、該基板表面に対し約５５度の角度をもって交わっており、すなわち、５５度の傾斜面に囲まれた空間形状を高精度に形成できる。この空間形状を圧力室（キャビティ）として応用することにより、圧力室体積のバラツキが小さい、従って吐出インク体積が一定であるような高印字品質のインクジェットヘッドが提供できる。
【００１２】前記振動板の変形・復元により、インクを吐出する本方式のインクジェットヘッドでは、図８に示す振動板６の幅をＷ1 、キャビティ５の深さをＤとすると、キャビティ５の上端の幅Ｗ2 は、
【００１３】
【数１】
【００１４】であり、Ｓｉ単結晶基板の一方の面に複数個のノズルを形成する場合、そのノズルピッチは数１より小さくすることはできないが、図９に示すように、Ｓｉ単結晶基板の両面にキャビティを形成する本発明の構成によれば、ノズルピッチを小さくすることができる。本発明の優れている点は、Ｓｉ単結晶基板の一方の面に形成されたキャビティと、該キャビティに最も接近して他方の面に形成されるキャビティとの間を形成する壁１７は、両面とも（１１１）面１８からなるため、エッチングによるキャビティ形成プロセスにおいては、エッチングにより壁が貫通されることがなく、又、設計寸法通りの形状が形成できるところにある。
【００１５】
【作用】本発明のインクジェットヘッドの動作原理は、前記電極又は前記振動板にパルス電圧を付加し、正又は負の電荷を前記電極又は前記振動板に与えることにより、前記振動板を静電的吸引又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させるものである。
【００１６】
【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。
【００１７】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。図１に示すように、本実施例のインクジェットヘッドは、ノズル４ａ・４ｂ、キャビティ５ａ・５ｂ、振動板６ａ・６ｂ等がアルカリ異方性エッチングにより形成されたＳｉ基板１と電極１１ａ・１１ｂ、ギャップ部を形成するための溝１２ａ・１２ｂ等がそれぞれ形成されたガラス基板２ａ・２ｂとを積層・接合してなる構造を有する。
【００１８】Ｓｉ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Ｓｉ基板１の表側の面（図１では上側の面）には、複数のノズル４ａと、各々のノズル４ａに連通し底部の壁が振動板６ａであるようなキャビティ５ａと、各々のキャビティ５ａにおいてノズル４ａと反対側の端部に形成されるインク供給路８ａと、各々のインク供給路８ａ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Ｓｉ基板１の裏側の面（図１では下側の面）には、同様にノズル４ｂ、振動板６ｂ、キャビティ５ｂ、インク供給路８ｂ、及びインク室７が形成されているが、本実施例では、インク室７はＳｉ基板１の両面からエッチング加工し、貫通して形成されているため、Ｓｉ基板１の表側及び裏側で共通して用いられる。
【００１９】ガラス基板２ａ及び２ｂには、Ｓｉ基板１上に形成された振動板６ａ及び６ｂに対向して配置される電極１１ａ及び１１ｂと、前記振動板６ａ及び６ｂと前記電極１１ａ及び１１ｂとの対向間隔（ギャップ）を保持するための溝１２ａ及び１２ｂが形成されており、それぞれが前記キャビティ５ａ及び５ｂがインクを加圧するための圧力室となるように、各々前記Ｓｉ基板１の裏側及び表側に接合される。
【００２０】図１に示したＳｉ基板１の製造工程を図２に示す。
【００２１】まず、（１００）面方位のＳｉウェハ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２（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１５ａ及び１５ｂを形成する（図２（ｂ））。前記ＳｉＯ2 膜１５ａ及び１５ｂは、耐エッチング材として使用するものである。
【００２２】次いで、前記ＳｉＯ2 膜１５ａ上に、ノズル４ａ・キャビティ５ａ・インク室７等の形状に相当するフォトレジストパターン１６ａ（図示しない）を形成し、又、前記ＳｉＯ2 膜１５ｂ上には、同様にノズル４ｂ・キャビティ５ｂ・インク室７等の形状に相当するフォトレジストパターン１６ｂ（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１５ａ及び１５ｂ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１６ａ及び１６ｂを除去する（図２（ｃ））。前記フォトレジストパターン１６ａ及び１６ｂとは、両面アライナにより互いの位置をミクロンオーダーでアラインメントし形成される。又、フォトレジストパターン１６ａ及び１６ｂの元となるフォトマスクパターンの各部設計寸法値は以下の通りに決定された。
【００２３】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から、各構成部位の設計寸法値が決定される。本実施例では、振動板６ａ及び６ｂの幅Ｗ1 を５００ミクロン、厚みｔを３０ミクロンとした。
【００２４】（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（１００）Ｓｉ基板中に形成される構造の寸法が決定されると、Ｓｉ基板の厚みに対し耐エッチング材のマスクパターンは一義的に決定される。図３に示すように、キャビティ５ａの上端の幅Ｗ2 を７４０ミクロンとし、Ｓｉ基板１に１７０ミクロンのエッチングを施すと、幅Ｗ1 が５００ミクロン、厚みｔが３０ミクロンであるような振動板６ａが得られる。
【００２５】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３における寸法Ｗ2 は、マスクパターン幅Ｗ3 より若干大きくなる。従って、フォトマスクパターン１６ａの幅Ｗ2 は、（１１１）面１８のアンダーカット寸法分だけ小さく補正する必要があり、本実施例では７３０ミクロンとした。又、近接するキャビティとの間隔（又はピッチ）は、Ｓｉ基板１の裏面側に形成されるキャビティ５ｂの位置により制約を受ける。すなわち、本実施例におけるインクジェットヘッドでは、前記したように前記キャビティ５ａと該キャビティ５ａと近接して形成されるキャビティ５ｂとの間は、２面が（１１１）面１８からなる壁部１７により隔てられるが、該壁部１７の厚みはクロストークすなわち隣接するキャビティへの吐出特性上の影響を考慮すると、ある程度以上の厚みを有することが必要であり、本実施例においては、壁部１７の厚みｔ´の値を４０ミクロンとした。厚みｔ´の値よりＳｉ基板１の表面及び裏面に複数個ずつ形成されるキャビティ５ａ及び５ｂの寸法と間隔が決定される。すなわち、ピッチ間隔としては、１２９６ミクロンであり、この値はＳｉ基板上の一方の面での値であるから、両面では２倍のノズル密度、すなわち６４８ミクロンとなる。
【００２６】図２の（ｃ）工程の段階にあるＳｉ基板１に、アルカリ液によるエッチングを施す。エッチング液としては、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、所定量である１７０ミクロンのエッチングを施した（図２（ｄ））。このとき、キャビティ５ａ及び５ｂと同時にノズル４ａ及び４ｂ、インク供給路８ａ及び８ｂ、インク室７等も形成されるが、ノズルやインク供給路に相当する耐エッチングマスクパターンは、幅が狭いために、エッチングにより発現する２つの（１１１）面がキャビティ５ａ及び５ｂに比して浅いところで交わり、それ以上のエッチングはほとんど進行しなくなる。又、インク室７については、Ｓｉ基板１の両側の面において、同一の耐エッチングマスクパターンとしたために、Ｓｉ基板１の板厚の１／２である１００ミクロンのエッチングを両側の面から施した時点で貫通穴が生じ、両側の面において共通のインク室となる。
【００２７】次に、Ｓｉ基板１の両側の面に残留している耐エッチングマスク材であるＳｉＯ2 膜１５ａ及び１５ｂをフッ酸系エッチング液により完全に除去し（図２（ｅ））、Ｓｉ基板１が完成する。
【００２８】次に、ガラス基板２ａ及び２ｂの製造工程について記す。
【００２９】Ｓｉ基板１に形成した振動板６ａ及び６ｂに対応する箇所に、振動板６ａ及び６ｂと同一の幅（７３０ミクロン）、同一のピッチでギャップを形成するための溝１２ａ及び１２ｂをフッ酸系エッチング液を用いたエッチングにより形成する。溝深さとしては、ギャップ長の設計寸法値が０．５０ミクロンであり、この値に電極１１ａ及び１１ｂの材料厚みである０．１０ミクロンを加えた０．６０ミクロンとなるようエッチング工程において調節を行う。電極材料としては、Ａｕ（金）／Ｃｒ（クロム）の２層膜をスパッタリング法でガラス基板２ａ及び２ｂの全面に形成し、次いで、エッチングにより不要部分を除去する。本実施例では、Ｃｒの厚みを０．０５ミクロン、Ａｕの厚みを０．９５ミクロンとし、連続したスパッタリングにより２層膜を形成した。
【００３０】又、ガラス基板２ｂには、Ｓｉ基板１上のインク室７に相当する箇所に、インク供給用の穴１３を明ける。
【００３１】次に、図４に示すように、Ｓｉ基板１とガラス基板２ａ及び２ｂとの接合を行う。接合は陽極接合法による。Ｓｉ基板１とガラス基板２ａ及び２ｂとの位置合わせを行った後、各部材を突き合わせて、ホットプレート２０上で突き合わせた部材全体を上電極２１及び下電極２２間に狭持し、摂氏３１０度に加熱し、Ｓｉ基板を正側、ガラス基板２ａ及び２ｂを負側として８００Ｖの直流電圧を１０分間印加することにより、ガラス−Ｓｉ−ガラスの接合体が得られる。
【００３２】最後に、得られた接合体をダイシングにより切断し、インクジェットヘッドを得る。
【００３３】以上記したように、Ｓｉ基板の片側のみにノズル等を形成する場合に比べて、高密度であるインクジェットヘッドが得られた。実際の印字においては、各々の振動板６ａ及び６ｂに対応する発振回路１４ａ及び１４ｂ（図示しない）により各々の振動板を振動させ、各々の圧力室内のインクを加圧し、各々のノズル４ａ及び４ｂからインク滴を吐出させる。
【００３４】（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。
【００３５】図５に本発明の第２の実施例におけるインクジェットヘッドの断面図を示す。本実施例は、本発明の第１の実施例において示したインクジェットヘッドを２つ積層したような構造を有しており、従って、ノズル密度としてはさらに２倍となる。図５に示したＳｉ基板１ａ及び１ｂは、共に本発明の第１の実施例の場合と同一の製造方法により製造されるので、製造工程の説明は省略する。又、ガラス基板２ｃ及び２ｅも、本発明の第１の実施例におけるガラス基板２ａ及び２ｂと同一の方法によって製造される。ただし、ガラス基板２ｅにもインク供給用の穴１３（図示しない）が明けられる。
【００３６】本実施例のインクジェットヘッドのＳｉ基板端面の長手方向（図５のｘ方向）において、４本のノズル列（４ｃ、４ｄ、４ｅ、４ｆ）を均等に分散配置するために、ノズル４ｃとノズル４ｅではＳｉ基板の同一面上に隣接して形成されるノズル間距離を１として、１／４だけずれるようにＳｉ基板１ａと１ｂを積層・組立する関係上、ガラス基板２ｄ上に形成される電極１１ｄと１１ｅの位置は、１／４だけずれている。ガラス基板２ｄの厚みとしてはあらゆる値をとり得るが、ノズル４ｄからなるノズル列と、ノズル４ｅからなるノズル列の間隔は適当な値でなければならない。本実施例では、Ｓｉ基板１ａ及び１ｂと同一の厚みである２００ミクロンとした。
【００３７】Ｓｉ基板１ａ及び１ｂ、ガラス基板２ｃ及び２ｄ及び２ｅの各部材間の位置合わせを行った後、本発明の第１の実施例と同様に、陽極接合法によりＳｉ−ガラス間の接合を行い、各部材を一体化した。ここで得られたインクジェットヘッドは、同一Ｓｉ面上ではノズル間隔（ピッチ）は１２９６ミクロンであるが、４つのノズル列を１／４ピッチずつずれた形で積層してあるため、ピッチは３２４ミクロン相当となる。
【００３８】最後に、得られた接合体をダイシングにより切断し、インクジェットヘッドを得る。以上記したように、両側の面にノズル等を形成したＳｉ基板を２枚積層することにより、さらに高密度のインクジェットヘッドが得られた。
【００３９】又、上記の構成に対し、さらにＳｉ基板とガラスとを積層し、ノズル列の数を６、８、・・・・と増加させた構造の形成により、さらなる高密度化が容易に達成できる。
【００４０】（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。
【００４１】図６は、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。
【００４２】図６に示すように、本実施例のインクジェットヘッドは、ノズル４ｉ・４ｈ、圧力室５ｉ・５ｈ、振動板６ｉ・６ｈ等がアルカリ異方性エッチングにより形成されたＳｉ基板１ｃと、電極１１ｉ・１１ｈ（図示しない）、ギャップ部を形成するためのＳｉＯ2 スペーサ２３ｉ・２３ｈ等が形成されたＳｉ基板２４・３０とを積層・接合してなる構造を有する。図６に示したＳｉ基板１ｃは、本発明の第１の実施例の場合と同一の製造方法により製造されるので、製造工程の説明は省略する。
【００４３】Ｓｉ基板２４の製造工程を図７に示す。Ｓｉ基板２４と３０とは、基本的に同一の工程で製造されるので、Ｓｉ基板３０の製造工程については省略する。
【００４４】まず、（１００）面方位のｎ型Ｓｉ基板２４の表側の面（図７では上側）を鏡面研磨し、該Ｓｉ基板２４にＯ2 及び水蒸気雰囲気中で摂氏１１００度にて所定時間の熱酸化処理を施し、該Ｓｉ基板２４の両面にＳｉＯ2 膜２５ａ及び２５ｂを形成する（図７（ａ））。
【００４５】次いで、前記ＳｉＯ2 膜２５ａ上に、電極１１ｉの形状に相当するフォトレジストパターン２６ａ（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２５ａ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２６ａを除去する（図７（ｂ））。
【００４６】次に、Ｓｉ基板２４の露出部分２７へのＢ（ホウ素）ドープを行う。処理方法は、以下の通りである。前記Ｓｉ基板２４を石英管中に石英ホルダにて固定し、Ｎ2 をキャリアとしてＢＢｒ3 をバブリングした蒸気をＯ2 と共に該石英管中に導入する。摂氏１１００度にて所定時間処理を行った後、前記Ｓｉ基板２４をフッ酸系エッチング液にてライトエッチングし、次いで、Ｏ2 中でドライブインを行い、前記露出したＳｉ部２７をｐ型層２８とした（図７（ｃ））。前記ｐ型層は、図６における電極１１ｉとして機能するものである。前記の図７（ｃ）工程においては、前記Ｓｉ基板２４の両面のＳｉＯ2 膜２５ａ及び２５ｂの膜厚が増加するが、本実施例では、該ＳｉＯ2 膜２５ａを図６における振動板６ｉと電極１１ｉとの間隔を正確に規定するためのスペーサ２３ｉとして用いるために、ｐ型層２８（電極１１ｉ）の形状に相当するフォトレジストパターン２９（図示しない）を形成し、フッ酸系エッチング液にてＳｉＯ2 膜２５ａの露出部分をエッチング除去し（図７（ｄ））、図６に示したＳｉ基板２４が形成される。
【００４７】本実施例のインクジェットヘッドにおいては、本発明の第１の実施例の場合と同様に、振動板６ｉと電極１１ｉの間隔の寸法は、該インクジェットヘッドのインク吐出特性上から０．５０ミクロンと決定されており、図７（ｃ）工程においては、前記ＳｉＯ2 膜２５ａの厚みが０．５０ミクロンとなるようプロセスが行われた。
【００４８】上記の工程により形成された図６におけるＳｉ基板２４及び同一の工程で製造されたＳｉ基板３０とＳｉ基板１ｃとは、Ｓｉ−Ｓｉ直接接合法により接合される。接合工程は以下の通りである。
【００４９】まず、Ｓｉ基板１ｃ、２４、３０を硫酸と過酸化水素水の混合液（摂氏１００度）にて洗浄し、乾燥後、前記Ｓｉ基板１ｃ及び２４と３０の対応するパターン同士の位置合わせを行った後、３枚の基板を重ね合わせる。一体化したＳｉ基板１ｃ、２４、３０をＮ2 雰囲気中で摂氏１１００度、１時間の熱処理を行い、強固な接合状態を得る。
【００５０】最後に、得られた接合体をダイシングにより切断し、インクジェットヘッドを得る。
【００５１】以上記したように、本実施例でも本発明の第１の実施例の場合と同様、高密度であるインクジェットヘッドが得られた。
【００５２】又、本発明の第２の実施例の場合と同様に、本実施例における両側の面にノズル等を形成したＳｉ基板と、両側の面の所定位置に電極が形成されたＳｉ基板とを交互に積層することにより、さらに高密度なインクジェットヘッドを容易に製造することができる。
【００５３】
【発明の効果】以上述べたように、本発明は以下のような効果を有する。
【００５４】Ｓｉ単結晶基板の両側の面に、ノズル・キャビティ等を等間隔で、又、一方の面に形成されるノズルと他方の面に形成されるノズルは、前記Ｓｉ単結晶基板の端面において千鳥状の位置関係に配置されることにより、高密度のインクジェットヘッドが得られるという効果を有する。又、上記の両側の面にノズル・キャビティが形成されたＳｉ基板を複数枚、各々のノズルが互いに最適な配置となるよう、積層・組立することにより、さらに高密度なインクジェットヘッドが得られるという効果も有する。
【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製造工程図である。
【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各部寸法の関係を示す図である。
【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接合方法を示す図である。
【図５】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示す断面図である。
【図６】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構造を示す断面図である。
【図７】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製造工程図である。
【図８】本発明の第１及び第２及び第３の実施例におけるインクジェットヘッドの振動板とキャビティの寸法関係を示す図である。
【図９】本発明の第１及び第２及び第３の実施例におけるインクジェットヘッドのキャビティの位置関係を示す断面図である。
【符号の説明】
１ Ｓｉ基板
２ａ，２ｂ ガラス基板
４ａ，４ｂ ノズル
５ａ，５ｂ キャビティ
６ａ，６ｂ 振動板
７ インク室
８ａ，８ｂ インク供給路
１１ａ，１１ｂ 電極
１２ａ，１２ｂ 溝
１３ 穴
１４ａ，１４ｂ 発振回路
１５ａ，１５ｂ ＳｉＯ2 膜
１６ａ，１６ｂ フォトレジストパターン
１７ 壁
１８ （１１１）面
【特許請求の範囲】
【請求項１】 インク滴を吐出するための複数のノズルと、該ノズルのそれぞれに連通する圧力室と、該圧力室の少なくとも一方の壁を構成する振動板と、該圧力室にインクを供給する共通のインク室と、該振動板に変形を生じさせる駆動手段とを備え、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、（１００）面方位のＳｉ単結晶基板を構成部材とし、該Ｓｉ単結晶基板の一方の面と他方の面のそれぞれに複数個の前記ノズルが等間隔に形成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】 前記一方の面及び他方の面に形成された前記ノズルが、前記Ｓｉ単結晶基板の所定位置を切断して生じる端面において、千鳥状に配置されてい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】 前記端面の長手方向に仮想した座標軸において、前記他方の面に形成されるノズルの座標値と、該ノズルに最も近接して前記一方の面に形成されるノズルの座標値との差が、ノズル間隔を単位長として、０．５であ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１】 インク滴を吐出するための複数のノズルと、該ノズルのそれぞれに連通する圧力室と、該圧力室の少なくとも一方の壁を構成する振動板と、該圧力室にインクを供給する共通のインク室と、該振動板に変形を生じさせる駆動手段とを備え、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、（１００）面方位のＳｉ単結晶基板を構成部材とし、該Ｓｉ単結晶基板の一方の面と他方の面のそれぞれに複数個の前記ノズルが等間隔に形成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】 前記一方の面及び他方の面に形成された前記ノズルが、前記Ｓｉ単結晶基板の所定位置を切断して生じる端面において、千鳥状に配置されてい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】 前記端面の長手方向に仮想した座標軸において、前記他方の面に形成されるノズルの座標値と、該ノズルに最も近接して前記一方の面に形成されるノズルの座標値との差が、ノズル間隔を単位長として、０．５であ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。
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図８】
【図１】
【図６】
【図７】
【図９】
【図３】
【図４】
【図５】
【図８】
【図１】
【図６】
【図７】
【図９】
【公開番号】特開平６−８４４９
【公開日】平成６年（１９９４）１月１８日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平４−１６９３４０
【出願日】平成４年（１９９２）６月２６日
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【公開日】平成６年（１９９４）１月１８日
【国際特許分類】
【出願日】平成４年（１９９２）６月２６日
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
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