液体噴射ヘッド、及び、液体噴射ヘッドの製造方法
【課題】気泡の巻き込みによる噴射の不具合を抑制することが可能な液体噴射ヘッド、及び、その製造方法を提供する。
【解決手段】結晶性基材から成り、インクを噴射するノズル８がエッチング加工により開設されたノズル基板を有し、ノズルは、結晶性基材の板厚方向に同軸上で連続し直径の異なる複数のノズル部から成り、各ノズル部のうち最も噴射側に位置する第１の直径Ｄ１の第１ノズル部８ａと、当該第１ノズル部に連続し第１の直径よりも大きい第２の直径Ｄ２の第２ノズル部８ｂとの径差が、第１の直径に対して０．１以上０．４以下である。
【解決手段】結晶性基材から成り、インクを噴射するノズル８がエッチング加工により開設されたノズル基板を有し、ノズルは、結晶性基材の板厚方向に同軸上で連続し直径の異なる複数のノズル部から成り、各ノズル部のうち最も噴射側に位置する第１の直径Ｄ１の第１ノズル部８ａと、当該第１ノズル部に連続し第１の直径よりも大きい第２の直径Ｄ２の第２ノズル部８ｂとの径差が、第１の直径に対して０．１以上０．４以下である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット式記録ヘッド等の液体噴射ヘッド、及び、その製造方法に関するものであり、特に、結晶性基材に対しノズルがエッチング加工により形成された液体噴射ヘッド、及び、その製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、液体噴射装置は、ノズルから液体を噴射可能な液体噴射ヘッドを備え、この液体噴射ヘッドから各種の液体を噴射する装置である。この液体噴射装置の代表的なものとして、液体噴射ヘッドとしてのインクジェット式記録ヘッド（以下、単に記録ヘッドという）を備え、この記録ヘッドのノズルから液体状のインクを記録紙等の記録媒体（噴射対象）に対して噴射・着弾させることで画像等の記録を行うインクジェット式プリンター（以下、単にプリンターという。）等の画像記録装置を挙げることができる。また、近年においては、この画像記録装置に限らず、液晶ディスプレー等のカラーフィルターの製造装置等、各種の製造装置にも液体噴射装置が応用されている。
【０００３】
上記記録ヘッドには、インクを噴射するノズルをノズル基板に複数列設してノズル列とし、ノズルに連通する圧力室の内部に圧力発生手段により圧力変動を生じさせ、この圧力変動を利用してノズルからインクを噴射させる構成のものがある。圧力発生手段としては、圧電素子を用いた圧電方式、発熱素子を用いた熱方式、静電気力を用いた静電方式等がある。
【０００４】
従来、上記ノズル基板としては、例えば、ステンレス鋼等の金属製の板材にポンチを用いた塑性加工によってノズルが開設されたものが用いられていた（例えば、特許文献１参照）。この構成におけるノズルは、噴射側の円筒形状のストレート部と、このストレート部に連続して当該ストレート部側から圧力室側に向けて拡径したテーパー部とにより構成されていた。このノズルは、規定量のインクを規定の位置に着弾させるべく寸法や形状に極めて高い精度が求められている。そして、より緻密な高解像度の画像を記録する要請から、ノズルプレートをシリコン単結晶基板（以下、シリコン基板と略記する。）から作製し、この基板に対してエッチング加工によってノズルを形成する構成も提案されている（例えば、特許文献２参照。）。エッチング加工によりノズルを形成する構成では、塑性加工でノズルを形成する構成と比較してより高い寸法精度でノズルを形成することができる。
【０００５】
シリコン基板に対してエッチング加工によってノズルを形成する場合、上記のテーパー部を形成するのが困難である。このため、互いに連通した直径の異なる複数の円筒状のノズル部により複数段のノズルとし、インクの噴射特性を上記のテーパーノズルの噴射特性に近づけるように構成されている。各ノズル部の直径に関し、最も噴射側に位置するノズル部の直径が最も小さく、より圧力室側に位置するノズル部ほど直径が大きくなる。このように各ノズル部の直径を段階的に異ならせるのは、ノズル全体の流路抵抗・イナータンスを考慮して、所望の噴射特性が得られるようにするためである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平０５−２２９１２７号公報
【特許文献２】特開２００７−１７５９９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図８は、上記のような複数の円筒状のノズル部から構成されるノズル（多段ノズル）においてインクを噴射する様子（メニスカスの変位の様子）を説明する要部断面図である。なお、図の縦方向上側が圧力室側、下側が噴射側となる。インクを噴射する際には、まず、圧力室が膨張されて当該圧力室内が減圧され、これにより、定常状態ではノズルの噴射側開口近傍に位置するメニスカスが圧力室側に引き込まれる（図８（ａ）、図８（ｂ））。メニスカスが、噴射側の第１ノズル部から圧力室側の第２ノズル部の境界近傍まで移動した時点で、膨張状態の圧力室が急激に収縮されて圧力室内が加圧される。これにより、メニスカスの中央部が盛り上がり、噴射側に押し出される（図８（ｃ））。その後、噴射するインク滴とメニスカスとを分離させるべく、再度圧力室が膨張される（図８（ｄ））。ここで、噴射側のノズル部と圧力室側のノズル部との間には段差部（隣り合うノズル部同士を連続する面）が生じている。特に、従来のノズルでは、ノズル部同士の直径差が比較的大きく、段差部が大きい傾向にあった。そして、圧力室を急激に収縮させた後、圧力室を再度膨張させる際、図８（ｄ）において矢印で示すように上記段差部の近傍でノズル内周壁側からメニスカス中央部に向けて巻き込むようなインクの流れが生じやすかった。即ち、段差部から比較的離れた位置ではインクがノズル内壁に沿った方向に流れるのに対し、段差部の近傍では段差部の面に沿ったインクの流れが生じるので、複雑なインクの流れにより渦を巻きやすくなる。この巻き込みにより、図８（ｅ）に示すように、インク内に気泡Ｂが取り込まれてしまう虞があった。このような気泡Ｂが生じてしまうとインクの飛翔曲がり等が生じる可能性があり、インクの噴射が不安定になる原因となる。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、気泡の巻き込みによる噴射の不具合を抑制することが可能な液体噴射ヘッド、及び、その製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記目的を達成するために提案されたものであり、結晶性基材から成り、液体を噴射するノズルがエッチング加工により開設されたノズル基板を有し、
前記ノズルは、結晶性基材の板厚方向に同軸上で連続し直径の異なる複数のノズル部から成り、
前記各ノズル部のうち最も噴射側に位置する第１の直径の第１ノズル部と、当該第１ノズル部に連続し前記第１の直径よりも大きい第２の直径の第２ノズル部との径差が、前記第１の直径に対して０．１以上０．４以下であることを特徴とする。
【００１０】
上記構成によれば、複数のノズル部からなるノズルにおいて、各ノズル部のうち最も噴射側に位置する第１の直径の第１ノズル部と、当該第１ノズル部に連続し前記第１の直径よりも大きい第２の直径の第２ノズル部との径差が、第１の直径に対して０．１以上０．４以下に設定されたので、従来の多段ノズルと比較して、ノズルから液体を噴射する際に気泡の巻き込みを抑制することができる。これにより、エッチング加工により高い寸法精度でノズルを形成した液体噴射ヘッドにおいても気泡による噴射の不具合を防止することが可能となる。
【００１１】
また、上記構成において、前記第１ノズル部から遠い位置にあるノズル部ほど直径が大きい構成を採用することが望ましい。
【００１２】
この構成において、隣り合うノズル部の径差が、前記第１ノズル部から遠いほど大きい構成を採用することが望ましい。
【００１３】
また、本発明は、結晶性基材から成り、液体を噴射するノズルがエッチング加工により開設されたノズル基板を有する液体噴射ヘッドの製造方法であって、
結晶性基材に対し、板厚方向に同軸上で連続し直径の異なる複数のノズル部を形成するノズル形成工程を含み、
前記ノズル形成工程において、前記各ノズル部のうち最も噴射側に位置する第１の直径の第１ノズル部と、当該第１ノズル部に連続し前記第１の直径よりも大きい第２の直径の第２ノズル部との径差が、前記第１の直径に対して０．１以上０．４以下に設定されることを特徴とする。
【００１４】
上記構成によれば、複数のノズル部からなるノズルにおいて、各ノズル部のうち最も噴射側に位置する第１の直径の第１ノズル部と、当該第１ノズル部に連続し前記第１の直径よりも大きい第２の直径の第２ノズル部との径差が、第１の直径に対して０．１以上０．４以下に設定されたので、従来の多段ノズルと比較して、ノズルから液体を噴射する際の気泡の巻き込みを抑制することができる。これにより、エッチング加工により高い寸法精度でノズルを形成した液体噴射ヘッドにおいても気泡による噴射の不具合を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】記録ヘッドの構成を説明する分解斜視図である。
【図２】記録ヘッドの構成を説明する要部断面図である。
【図３】ノズルの構成を説明する図である。
【図４】ノズル形成工程を説明する図である。
【図５】ノズルからインクを噴射する際のメニスカスの動きを説明する断面図である。
【図６】ノズルにおける条件を変えつつメニスカスに気泡が巻き込まれるか否かの合否判定を行った実験の結果を示す表である。
【図７】第２の実施形態におけるノズルの構成を説明する図である。
【図８】従来のノズルでインクを噴射する際のメニスカスの動きを説明する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、添付図面等を参照して説明する。なお、以下に述べる実施の形態では、本発明の好適な具体例として種々の限定がされているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。また、以下においては、本発明の液体噴射ヘッドとして、インクジェット式プリンター（液体噴射装置の一種）に搭載されるインクジェット式記録ヘッド（以下、単に記録ヘッドという）を例に挙げて説明する。
【００１７】
図１は、本実施形態の記録ヘッド１の構成を示す分解斜視図であり、図２は、記録ヘッド１の圧力室長手方向の断面図である。この記録ヘッド１は、結晶性基材の一種であるシリコン単結晶基板製の流路基板２の一方の面に、同じくシリコン単結晶基板からなるノズル基板３を、流路基板２の他方の面に、ガラス製の電極基板４を各々配置して積層し、各部材間を接着剤によって接合することで３層構造となっている。
【００１８】
上記ノズル基板３は、ドット形成密度に対応したピッチ（例えば３６０ｄｐｉ）で複数のノズル８が列状に開設された板材である。このノズル基板３の詳細については後述する。上記流路基板２には、その表面から異方性エッチングを施すことにより、インク流路となる溝部が形成されており、この溝部の開口部分がノズル基板３によって塞がれることにより、各ノズル８に対応して設けられた複数の圧力室５、各圧力室共通のインクが導入される共通インク室６（リザーバー）、及び、共通インク室６と各圧力室５とを連通するインク供給路７から成る一連のインク流路が区画されている。
【００１９】
流路基板２において、共通インク室６となる溝部の底面には、基板厚さ方向に貫通したインク導入口９が開設されている。また、各圧力室５となる溝部の底面には、ヘッド積層方向（図２において上下方向）に弾性変位可能な弾性面として機能する薄肉部５ａが形成されている。さらに、流路基板２には共通電極端子１０が形成されている。そして、この流路基板２は導電性を有するので、上記薄肉部５ａは、共通電極としても機能するようになっている。なお、流路基板２における電極基板４が接合される面には、無機ガラスからなる絶縁層（図示せず）が設けられている。
【００２０】
上記電極基板４は、ホウ珪酸ガラスによって作製されている。このホウ珪酸ガラスは、熱膨張率がシリコンと同程度である。このため、温度変化によるヘッド構成部材間の剥離が生じ難くなっている。この電極基板４の流路基板２に接合される面において、圧力室５の薄肉部５ａに対向する位置には、トレイ状に浅くエッチングされた凹部４ａが、各圧力室５に対応して形成されている。この凹部４ａの底面には、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）などの薄膜を積層して形成された個別電極１１がそれぞれ敷設されている。各個別電極１１は、各圧力室５に対応して延在するセグメント電極１１ａと、外部に露出している電極端子部１１ｂとから構成されている。そして、電極基板４が流路基板２に接合されると、各圧力室５の薄肉部５ａと各個別電極１１のセグメント電極１１ａとが、狭小な隙間を形成した状態でそれぞれ対向する。この隙間は封止材１３によって封止されて密閉状態となっている。
【００２１】
また、この電極基板４には、基板厚さ方向を貫通したインク導入路１２が形成されており、このインク導入路１２は、流路基板２との接合状態でインク導入口９と連通するようになっている。このインク導入路１２とインク導入口９を通じて、例えばプリンター本体側に設けられたインクタンク（図示せず）からのインクが共通インク室６内に導入されるようになっている。そして、共通インク室６のインクは、この共通インク室６から分岐したインク供給路７を通って各圧力室５に分配供給される。
【００２２】
流路基板２の共通電極端子１０と、電極基板４の個別電極１１との間には、駆動信号が印加される。この駆動信号の電圧が高まると、薄肉部５ａと個別電極１１（セグメント電極１１ａ）との間に生じる静電気力によって、薄肉部５ａが弾性変形して個別電極１１側に撓む。この結果、対応する圧力室５の容積が増加して、インク供給路２１を通じて共通インク室６側からインクが圧力室５内に流入する。そして、駆動信号の電圧が低下すると、薄肉部５ａはその弾性力によって個別電極１１から離れて圧力室側に撓む。その結果、圧力室５の容積が減少する。この一連の動作によって圧力室５内のインクに圧力変動が生じる。第１の駆動源２８ａでは、この圧力変動を利用して第１の圧力室５ａ内のインクの一部をノズル１８からインク滴として噴射するようになっている。即ち、薄肉部５ａ、共通電極端子１０、及び個別電極１１は、圧力発生手段として機能する。
【００２３】
図３は、本実施形態におけるノズル８の構成を説明する図であり、（ａ）はノズル８の断面図、（ｂ）は圧力室側から見たノズル８の平面図である。同図に示すように、本実施形態におけるノズル８は、ノズル基板３の板厚方向に同軸上で連続する複数のノズル部から構成されている。より具体的には、最も噴射側に位置する第１ノズル部８ａ、この第１ノズル部８ａの圧力室側に連続する第２ノズル部８ｂ、及び、当該第２ノズル部８ｂに連続し最も圧力室側に位置する第３ノズル部８ｃの合計３つの円筒状のノズル部から３段のノズル８が構成されている。
【００２４】
各ノズル部８ａ〜８ｃの直径はそれぞれ異なっていて、第１ノズル部８ａの直径Ｄ１（本発明における第１の直径に相当）が最も小さく、第２ノズル部８ｂの直径Ｄ２（本発明における第２の直径）はＤ１よりも大きく、第３ノズル部８ｃの直径Ｄ３が最も大きくなっている。即ち、第１ノズル部８ａから遠い位置にあるノズル部ほど直径が大きくなっている。このように、各ノズル部の直径が異なるため、ノズル基板３の板厚方向に隣り合うノズル部同士の境界には段差部１５、即ち、隣り合うノズル部同士を連続する面（ノズル基板の表面と平行な面）がそれぞれ形成されている。即ち、第１ノズル部８ａと第２ノズル部８ｂとの間には第１段差部１５ａが、第２ノズル部８ｂと第３ノズル部８ｃとの境界には第２段差部１５ｂが、それぞれ形成されている。そして、上記ノズル８は、各ノズル部８ａ〜８ｃのうち最も噴射側に位置する第１ノズル部８ａの直径Ｄ１と、これに連続する第２ノズル部８ｂの直径Ｄ２との差が、直径Ｄ１に対して０．１以上０．４以下（０．１≦（Ｄ２−Ｄ１）／Ｄ１≦０．４）となるように各ノズル部８の寸法が設定されている点に特徴を有している。以下、この点について説明する。
【００２５】
まず、上記ノズル８を形成する工程について説明する。
図４は、ノズル形成工程の流れを説明する要部断面図である。まず、ノズル基板３となるシリコン基板１７の表面（圧力室側となる面）全体にフォトレジスト１８が成膜され、その上に第１ノズル穴パターン用のマスク１９が形成される（図４（ａ））。次に、このマスク１９を介してフォトレジスト１８に対して露光および現像が行われ、第１ノズル部８ａに対応する部分に開口２０が設けられたレジストパターンが形成される（図４（ｂ））。そして、上記レジストパターンをエッチングマスクとしてシリコン基板１７に対し異方性ドライエッチングが行われ、直径Ｄ１の第１ノズル部８ａが形成される。その後、レジストパターンが除去される（図４（ｃ））。なお、ノズル部の直径は、マスクに設けられる開口の大きさによって調整される。
【００２６】
次に、第２ノズル部８ｂの形成工程に移る。即ち、第１ノズル部８ａが形成されたシリコン基板１７の全面にフォトレジスト２１が再度成膜され、その上に、第２ノズル部パターン用のマスク２２が積層される（図４（ｄ））。このマスク２２を介して露光および現像が行われ、第２ノズル部８ｂに対応する部分に開口２３が設けられたレジストパターンが形成される（図４（ｅ））。続いて、このレジストパターンをエッチングマスクとして異方性ドライエッチングが行われ、第２ノズル部８ｂが形成される（図４（ｆ））。この第２ノズル部８ｂの内径Ｄ２は、直径Ｄ２との差が当該直径Ｄ１に対して０．１以上０．４以下となるように調整される。
【００２７】
続いて、第３ノズル部８ｃの形成工程に移る。即ち、第１ノズル部８ａ及び第２ノズル部８ｂが形成されたシリコン基板１７の表面にフォトレジスト２４が成膜され、この上に、第３ノズル部パターン用のマスク２５が積層される（図４（ｇ））。このマスク２５を介して露光および現像が行われ、第３ノズル部８ｃに対応する部分に開口２６が設けられたレジストパターンが形成される（図４（ｈ））。続いて、このレジストパターンをエッチングマスクとして異方性ドライエッチングが行われ、第３ノズル部８ｃが形成される（図４（ｉ））。この第３ノズル部８ｃの直径Ｄ３は、ノズル全体の流路抵抗・イナータンスを考慮して適切な値に調整される。本実施形態においては、第１ノズル部８ａと第２ノズル部８ｂとの径差（Ｄ２−Ｄ１）よりも、第２ノズル部８ｂと第３ノズル部８ｃとの径差（Ｄ３−Ｄ２）の方が大きくなっている。即ち、隣り合うノズル部の径差が、第１ノズル部８ａから遠いほど大きくなっている。このため、段差部１５ｂの幅Ｌ２は、段差部１５ａの幅Ｌ１よりも大きくなっている（図３（ａ）参照）。なお、勿論、所望の噴射特性が得られれば、第１ノズル部８ａと第２ノズル部８ｂとの径差（Ｄ２−Ｄ１）と、第２ノズル部８ｂと第３ノズル部８ｃとの径差（Ｄ３−Ｄ２）とが等しい構成を採用することもできる。
【００２８】
以上の工程を経てシリコン基板１７にノズル８が形成され、シリコン基板１７の噴射側の面に撥水膜の成膜などの必要な表面処理が施されてノズル基板３が完成する。
【００２９】
図５は、上記構成のノズル８からインクを噴射する際のメニスカスの動きについて説明するノズル近傍の要部断面図である。
なお、図の上側が圧力室側、下側が噴射側（記録紙等の噴射対象側）となる。ノズル８からインクを噴射する際には、まず、上記圧力発生手段の作動により圧力室５が膨張されて当該圧力室内が減圧され、これにより、定常状態ではノズル８の噴射側開口近傍に位置するメニスカスが圧力室側に引き込まれる（図５（ａ）、図５（ｂ））。そして、メニスカスのノズル内壁と接触している部分が第１ノズル部８ａと第２ノズル部８ｂとの境界近傍まで移動した時点で、膨張状態の圧力室５が急激に収縮されて圧力室内が加圧される。これにより、メニスカスの中央部が盛り上がり、噴射側に押し出される（図５（ｃ））。その後、噴射するインク滴とメニスカスとを分離させるべく、再度圧力室５が膨張される（図５（ｄ））。その後、圧力室５が定常容積まで復帰され、ノズル８からは規定量のインクが噴射される（図５（ｅ））。
【００３０】
ここで、本発明に係るノズル８では、上記のように第１ノズル部８ａの直径Ｄ１と第２ノズル部８ｂの直径Ｄ２との差が、直径Ｄ１に対して０．１以上０．４以下となるように各ノズル部８の寸法が設定されているので、第１ノズル部８ａと第２ノズル部８ｂとの間の第１段差部１５ａは可及的に小さくなっている。これにより、段差部が大きい傾向にあった従来の多段ノズルの場合と比較して、第１段差部１５ａの近傍でノズル内周壁側からメニスカス中央部に向けて巻き込むようなインクの流れが生じ難くなっている。これにより、気泡がメニスカスに巻き込まれることが抑制されるようになっている。その結果、気泡を原因としてインクの噴射が不安定になることを防止することができる。
【００３１】
図６は、ノズル８における第１ノズル部８ａの直径Ｄ１と第２ノズル部８ｂの直径Ｄ２との差の直径Ｄ１に対する比率を変えつつ、メニスカスに気泡が巻き込まれるか否かの合否判定を行った試験の結果を示す表である。なお、気泡の巻き込みが無かった場合を合格（○）とし、気泡の巻き込みが生じた場合を（△又は×）としている。同図に示すように、上記の条件（０．１≦（Ｄ２−Ｄ１）／Ｄ１≦０．４）を満たす場合には、気泡巻き込みに関して何れも合格となっている。一方、上記の条件から外れる（（Ｄ２−Ｄ１）／Ｄ１＞０．４）場合には、気泡の巻き込みが生じていることが判る。なお、（（Ｄ２−Ｄ１）／Ｄ１＜０．１）の場合、圧力室５を膨張させて圧力室内を減圧したときにメニスカスが第１ノズル部８ａと第２ノズル部８ｂとの境界部分を越えて第２ノズル部８ｂ側に移動してしまい、インクの噴射に支障を来す虞がある。
【００３２】
なお、ノズル８の形状に関し、上記で例示したものには限られない。例えば、上記の例では、ノズル８が第１ノズル部８ａと第２ノズル部８ｂとにより３段のノズル部８ａ〜８ｃで構成された例を示したが、例えば、図７に示すように、４段以上のノズル部でノズル８が構成されてもよい。即ち、図７に示すノズル８は、最も噴射側に位置する第１ノズル部８ａ、この第１ノズル部８ａの圧力室側に連続する第２ノズル部８ｂ、当該第２ノズル部８ｂの圧力室側に連続する第３ノズル部８ｃ、及び、当該第３ノズル部８ｃに連続し、最も圧力室側に位置する第４ノズル部８ｄの合計４つの円筒状のノズル部から構成されている。この構成においても、各ノズル部のうち最も噴射側に位置する第１ノズル部８ａの直径Ｄ１と第２ノズル部８ｂの直径Ｄ２との差が、直径Ｄ１に対して０．１以上０．４以下（０．１≦（Ｄ２−Ｄ１）／Ｄ１≦０．４）となるように各ノズル部８の寸法が設定されていれば、気泡の巻き込みを抑制することができる。
【００３３】
なお、上記では、本発明における圧力発生手段として、静電気力によって圧力室の一部を変位させる所謂静電方式のアクチュエーターを例示したが、これには限られず、例えば、圧電素子や発熱素子等の他の圧力発生手段を採用する構成においても本発明を適用することが可能である。
【００３４】
また、以上では、液体噴射ヘッドの一種であるインクジェット式記録ヘッド１を例に挙げて説明したが、本発明は他の液体噴射ヘッドにも適用することができる。例えば、液晶ディスプレー等のカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレー、ＦＥＤ（面発光ディスプレー）等の電極形成に用いられる電極材噴射ヘッド、バイオチップ（生物化学素子）の製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等にも本発明を適用することができる。そして、ディスプレー製造装置では、色材吐出ヘッドからＲ（Ｒｅｄ）・Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）・Ｂ（Ｂｌｕｅ）の各色材の溶液が吐出される。また、電極製造装置では、電極材吐出ヘッドから液状の電極材料が吐出される。チップ製造装置では、生体有機物吐出ヘッドから生体有機物の溶液が吐出される。
【符号の説明】
【００３５】
１…記録ヘッド，３…ノズル基板，５…圧力室，８…ノズル，８ａ〜８ｃ…ノズル部，１５…段差部，１７…シリコン基板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット式記録ヘッド等の液体噴射ヘッド、及び、その製造方法に関するものであり、特に、結晶性基材に対しノズルがエッチング加工により形成された液体噴射ヘッド、及び、その製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、液体噴射装置は、ノズルから液体を噴射可能な液体噴射ヘッドを備え、この液体噴射ヘッドから各種の液体を噴射する装置である。この液体噴射装置の代表的なものとして、液体噴射ヘッドとしてのインクジェット式記録ヘッド（以下、単に記録ヘッドという）を備え、この記録ヘッドのノズルから液体状のインクを記録紙等の記録媒体（噴射対象）に対して噴射・着弾させることで画像等の記録を行うインクジェット式プリンター（以下、単にプリンターという。）等の画像記録装置を挙げることができる。また、近年においては、この画像記録装置に限らず、液晶ディスプレー等のカラーフィルターの製造装置等、各種の製造装置にも液体噴射装置が応用されている。
【０００３】
上記記録ヘッドには、インクを噴射するノズルをノズル基板に複数列設してノズル列とし、ノズルに連通する圧力室の内部に圧力発生手段により圧力変動を生じさせ、この圧力変動を利用してノズルからインクを噴射させる構成のものがある。圧力発生手段としては、圧電素子を用いた圧電方式、発熱素子を用いた熱方式、静電気力を用いた静電方式等がある。
【０００４】
従来、上記ノズル基板としては、例えば、ステンレス鋼等の金属製の板材にポンチを用いた塑性加工によってノズルが開設されたものが用いられていた（例えば、特許文献１参照）。この構成におけるノズルは、噴射側の円筒形状のストレート部と、このストレート部に連続して当該ストレート部側から圧力室側に向けて拡径したテーパー部とにより構成されていた。このノズルは、規定量のインクを規定の位置に着弾させるべく寸法や形状に極めて高い精度が求められている。そして、より緻密な高解像度の画像を記録する要請から、ノズルプレートをシリコン単結晶基板（以下、シリコン基板と略記する。）から作製し、この基板に対してエッチング加工によってノズルを形成する構成も提案されている（例えば、特許文献２参照。）。エッチング加工によりノズルを形成する構成では、塑性加工でノズルを形成する構成と比較してより高い寸法精度でノズルを形成することができる。
【０００５】
シリコン基板に対してエッチング加工によってノズルを形成する場合、上記のテーパー部を形成するのが困難である。このため、互いに連通した直径の異なる複数の円筒状のノズル部により複数段のノズルとし、インクの噴射特性を上記のテーパーノズルの噴射特性に近づけるように構成されている。各ノズル部の直径に関し、最も噴射側に位置するノズル部の直径が最も小さく、より圧力室側に位置するノズル部ほど直径が大きくなる。このように各ノズル部の直径を段階的に異ならせるのは、ノズル全体の流路抵抗・イナータンスを考慮して、所望の噴射特性が得られるようにするためである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平０５−２２９１２７号公報
【特許文献２】特開２００７−１７５９９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図８は、上記のような複数の円筒状のノズル部から構成されるノズル（多段ノズル）においてインクを噴射する様子（メニスカスの変位の様子）を説明する要部断面図である。なお、図の縦方向上側が圧力室側、下側が噴射側となる。インクを噴射する際には、まず、圧力室が膨張されて当該圧力室内が減圧され、これにより、定常状態ではノズルの噴射側開口近傍に位置するメニスカスが圧力室側に引き込まれる（図８（ａ）、図８（ｂ））。メニスカスが、噴射側の第１ノズル部から圧力室側の第２ノズル部の境界近傍まで移動した時点で、膨張状態の圧力室が急激に収縮されて圧力室内が加圧される。これにより、メニスカスの中央部が盛り上がり、噴射側に押し出される（図８（ｃ））。その後、噴射するインク滴とメニスカスとを分離させるべく、再度圧力室が膨張される（図８（ｄ））。ここで、噴射側のノズル部と圧力室側のノズル部との間には段差部（隣り合うノズル部同士を連続する面）が生じている。特に、従来のノズルでは、ノズル部同士の直径差が比較的大きく、段差部が大きい傾向にあった。そして、圧力室を急激に収縮させた後、圧力室を再度膨張させる際、図８（ｄ）において矢印で示すように上記段差部の近傍でノズル内周壁側からメニスカス中央部に向けて巻き込むようなインクの流れが生じやすかった。即ち、段差部から比較的離れた位置ではインクがノズル内壁に沿った方向に流れるのに対し、段差部の近傍では段差部の面に沿ったインクの流れが生じるので、複雑なインクの流れにより渦を巻きやすくなる。この巻き込みにより、図８（ｅ）に示すように、インク内に気泡Ｂが取り込まれてしまう虞があった。このような気泡Ｂが生じてしまうとインクの飛翔曲がり等が生じる可能性があり、インクの噴射が不安定になる原因となる。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、気泡の巻き込みによる噴射の不具合を抑制することが可能な液体噴射ヘッド、及び、その製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記目的を達成するために提案されたものであり、結晶性基材から成り、液体を噴射するノズルがエッチング加工により開設されたノズル基板を有し、
前記ノズルは、結晶性基材の板厚方向に同軸上で連続し直径の異なる複数のノズル部から成り、
前記各ノズル部のうち最も噴射側に位置する第１の直径の第１ノズル部と、当該第１ノズル部に連続し前記第１の直径よりも大きい第２の直径の第２ノズル部との径差が、前記第１の直径に対して０．１以上０．４以下であることを特徴とする。
【００１０】
上記構成によれば、複数のノズル部からなるノズルにおいて、各ノズル部のうち最も噴射側に位置する第１の直径の第１ノズル部と、当該第１ノズル部に連続し前記第１の直径よりも大きい第２の直径の第２ノズル部との径差が、第１の直径に対して０．１以上０．４以下に設定されたので、従来の多段ノズルと比較して、ノズルから液体を噴射する際に気泡の巻き込みを抑制することができる。これにより、エッチング加工により高い寸法精度でノズルを形成した液体噴射ヘッドにおいても気泡による噴射の不具合を防止することが可能となる。
【００１１】
また、上記構成において、前記第１ノズル部から遠い位置にあるノズル部ほど直径が大きい構成を採用することが望ましい。
【００１２】
この構成において、隣り合うノズル部の径差が、前記第１ノズル部から遠いほど大きい構成を採用することが望ましい。
【００１３】
また、本発明は、結晶性基材から成り、液体を噴射するノズルがエッチング加工により開設されたノズル基板を有する液体噴射ヘッドの製造方法であって、
結晶性基材に対し、板厚方向に同軸上で連続し直径の異なる複数のノズル部を形成するノズル形成工程を含み、
前記ノズル形成工程において、前記各ノズル部のうち最も噴射側に位置する第１の直径の第１ノズル部と、当該第１ノズル部に連続し前記第１の直径よりも大きい第２の直径の第２ノズル部との径差が、前記第１の直径に対して０．１以上０．４以下に設定されることを特徴とする。
【００１４】
上記構成によれば、複数のノズル部からなるノズルにおいて、各ノズル部のうち最も噴射側に位置する第１の直径の第１ノズル部と、当該第１ノズル部に連続し前記第１の直径よりも大きい第２の直径の第２ノズル部との径差が、第１の直径に対して０．１以上０．４以下に設定されたので、従来の多段ノズルと比較して、ノズルから液体を噴射する際の気泡の巻き込みを抑制することができる。これにより、エッチング加工により高い寸法精度でノズルを形成した液体噴射ヘッドにおいても気泡による噴射の不具合を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】記録ヘッドの構成を説明する分解斜視図である。
【図２】記録ヘッドの構成を説明する要部断面図である。
【図３】ノズルの構成を説明する図である。
【図４】ノズル形成工程を説明する図である。
【図５】ノズルからインクを噴射する際のメニスカスの動きを説明する断面図である。
【図６】ノズルにおける条件を変えつつメニスカスに気泡が巻き込まれるか否かの合否判定を行った実験の結果を示す表である。
【図７】第２の実施形態におけるノズルの構成を説明する図である。
【図８】従来のノズルでインクを噴射する際のメニスカスの動きを説明する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、添付図面等を参照して説明する。なお、以下に述べる実施の形態では、本発明の好適な具体例として種々の限定がされているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。また、以下においては、本発明の液体噴射ヘッドとして、インクジェット式プリンター（液体噴射装置の一種）に搭載されるインクジェット式記録ヘッド（以下、単に記録ヘッドという）を例に挙げて説明する。
【００１７】
図１は、本実施形態の記録ヘッド１の構成を示す分解斜視図であり、図２は、記録ヘッド１の圧力室長手方向の断面図である。この記録ヘッド１は、結晶性基材の一種であるシリコン単結晶基板製の流路基板２の一方の面に、同じくシリコン単結晶基板からなるノズル基板３を、流路基板２の他方の面に、ガラス製の電極基板４を各々配置して積層し、各部材間を接着剤によって接合することで３層構造となっている。
【００１８】
上記ノズル基板３は、ドット形成密度に対応したピッチ（例えば３６０ｄｐｉ）で複数のノズル８が列状に開設された板材である。このノズル基板３の詳細については後述する。上記流路基板２には、その表面から異方性エッチングを施すことにより、インク流路となる溝部が形成されており、この溝部の開口部分がノズル基板３によって塞がれることにより、各ノズル８に対応して設けられた複数の圧力室５、各圧力室共通のインクが導入される共通インク室６（リザーバー）、及び、共通インク室６と各圧力室５とを連通するインク供給路７から成る一連のインク流路が区画されている。
【００１９】
流路基板２において、共通インク室６となる溝部の底面には、基板厚さ方向に貫通したインク導入口９が開設されている。また、各圧力室５となる溝部の底面には、ヘッド積層方向（図２において上下方向）に弾性変位可能な弾性面として機能する薄肉部５ａが形成されている。さらに、流路基板２には共通電極端子１０が形成されている。そして、この流路基板２は導電性を有するので、上記薄肉部５ａは、共通電極としても機能するようになっている。なお、流路基板２における電極基板４が接合される面には、無機ガラスからなる絶縁層（図示せず）が設けられている。
【００２０】
上記電極基板４は、ホウ珪酸ガラスによって作製されている。このホウ珪酸ガラスは、熱膨張率がシリコンと同程度である。このため、温度変化によるヘッド構成部材間の剥離が生じ難くなっている。この電極基板４の流路基板２に接合される面において、圧力室５の薄肉部５ａに対向する位置には、トレイ状に浅くエッチングされた凹部４ａが、各圧力室５に対応して形成されている。この凹部４ａの底面には、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）などの薄膜を積層して形成された個別電極１１がそれぞれ敷設されている。各個別電極１１は、各圧力室５に対応して延在するセグメント電極１１ａと、外部に露出している電極端子部１１ｂとから構成されている。そして、電極基板４が流路基板２に接合されると、各圧力室５の薄肉部５ａと各個別電極１１のセグメント電極１１ａとが、狭小な隙間を形成した状態でそれぞれ対向する。この隙間は封止材１３によって封止されて密閉状態となっている。
【００２１】
また、この電極基板４には、基板厚さ方向を貫通したインク導入路１２が形成されており、このインク導入路１２は、流路基板２との接合状態でインク導入口９と連通するようになっている。このインク導入路１２とインク導入口９を通じて、例えばプリンター本体側に設けられたインクタンク（図示せず）からのインクが共通インク室６内に導入されるようになっている。そして、共通インク室６のインクは、この共通インク室６から分岐したインク供給路７を通って各圧力室５に分配供給される。
【００２２】
流路基板２の共通電極端子１０と、電極基板４の個別電極１１との間には、駆動信号が印加される。この駆動信号の電圧が高まると、薄肉部５ａと個別電極１１（セグメント電極１１ａ）との間に生じる静電気力によって、薄肉部５ａが弾性変形して個別電極１１側に撓む。この結果、対応する圧力室５の容積が増加して、インク供給路２１を通じて共通インク室６側からインクが圧力室５内に流入する。そして、駆動信号の電圧が低下すると、薄肉部５ａはその弾性力によって個別電極１１から離れて圧力室側に撓む。その結果、圧力室５の容積が減少する。この一連の動作によって圧力室５内のインクに圧力変動が生じる。第１の駆動源２８ａでは、この圧力変動を利用して第１の圧力室５ａ内のインクの一部をノズル１８からインク滴として噴射するようになっている。即ち、薄肉部５ａ、共通電極端子１０、及び個別電極１１は、圧力発生手段として機能する。
【００２３】
図３は、本実施形態におけるノズル８の構成を説明する図であり、（ａ）はノズル８の断面図、（ｂ）は圧力室側から見たノズル８の平面図である。同図に示すように、本実施形態におけるノズル８は、ノズル基板３の板厚方向に同軸上で連続する複数のノズル部から構成されている。より具体的には、最も噴射側に位置する第１ノズル部８ａ、この第１ノズル部８ａの圧力室側に連続する第２ノズル部８ｂ、及び、当該第２ノズル部８ｂに連続し最も圧力室側に位置する第３ノズル部８ｃの合計３つの円筒状のノズル部から３段のノズル８が構成されている。
【００２４】
各ノズル部８ａ〜８ｃの直径はそれぞれ異なっていて、第１ノズル部８ａの直径Ｄ１（本発明における第１の直径に相当）が最も小さく、第２ノズル部８ｂの直径Ｄ２（本発明における第２の直径）はＤ１よりも大きく、第３ノズル部８ｃの直径Ｄ３が最も大きくなっている。即ち、第１ノズル部８ａから遠い位置にあるノズル部ほど直径が大きくなっている。このように、各ノズル部の直径が異なるため、ノズル基板３の板厚方向に隣り合うノズル部同士の境界には段差部１５、即ち、隣り合うノズル部同士を連続する面（ノズル基板の表面と平行な面）がそれぞれ形成されている。即ち、第１ノズル部８ａと第２ノズル部８ｂとの間には第１段差部１５ａが、第２ノズル部８ｂと第３ノズル部８ｃとの境界には第２段差部１５ｂが、それぞれ形成されている。そして、上記ノズル８は、各ノズル部８ａ〜８ｃのうち最も噴射側に位置する第１ノズル部８ａの直径Ｄ１と、これに連続する第２ノズル部８ｂの直径Ｄ２との差が、直径Ｄ１に対して０．１以上０．４以下（０．１≦（Ｄ２−Ｄ１）／Ｄ１≦０．４）となるように各ノズル部８の寸法が設定されている点に特徴を有している。以下、この点について説明する。
【００２５】
まず、上記ノズル８を形成する工程について説明する。
図４は、ノズル形成工程の流れを説明する要部断面図である。まず、ノズル基板３となるシリコン基板１７の表面（圧力室側となる面）全体にフォトレジスト１８が成膜され、その上に第１ノズル穴パターン用のマスク１９が形成される（図４（ａ））。次に、このマスク１９を介してフォトレジスト１８に対して露光および現像が行われ、第１ノズル部８ａに対応する部分に開口２０が設けられたレジストパターンが形成される（図４（ｂ））。そして、上記レジストパターンをエッチングマスクとしてシリコン基板１７に対し異方性ドライエッチングが行われ、直径Ｄ１の第１ノズル部８ａが形成される。その後、レジストパターンが除去される（図４（ｃ））。なお、ノズル部の直径は、マスクに設けられる開口の大きさによって調整される。
【００２６】
次に、第２ノズル部８ｂの形成工程に移る。即ち、第１ノズル部８ａが形成されたシリコン基板１７の全面にフォトレジスト２１が再度成膜され、その上に、第２ノズル部パターン用のマスク２２が積層される（図４（ｄ））。このマスク２２を介して露光および現像が行われ、第２ノズル部８ｂに対応する部分に開口２３が設けられたレジストパターンが形成される（図４（ｅ））。続いて、このレジストパターンをエッチングマスクとして異方性ドライエッチングが行われ、第２ノズル部８ｂが形成される（図４（ｆ））。この第２ノズル部８ｂの内径Ｄ２は、直径Ｄ２との差が当該直径Ｄ１に対して０．１以上０．４以下となるように調整される。
【００２７】
続いて、第３ノズル部８ｃの形成工程に移る。即ち、第１ノズル部８ａ及び第２ノズル部８ｂが形成されたシリコン基板１７の表面にフォトレジスト２４が成膜され、この上に、第３ノズル部パターン用のマスク２５が積層される（図４（ｇ））。このマスク２５を介して露光および現像が行われ、第３ノズル部８ｃに対応する部分に開口２６が設けられたレジストパターンが形成される（図４（ｈ））。続いて、このレジストパターンをエッチングマスクとして異方性ドライエッチングが行われ、第３ノズル部８ｃが形成される（図４（ｉ））。この第３ノズル部８ｃの直径Ｄ３は、ノズル全体の流路抵抗・イナータンスを考慮して適切な値に調整される。本実施形態においては、第１ノズル部８ａと第２ノズル部８ｂとの径差（Ｄ２−Ｄ１）よりも、第２ノズル部８ｂと第３ノズル部８ｃとの径差（Ｄ３−Ｄ２）の方が大きくなっている。即ち、隣り合うノズル部の径差が、第１ノズル部８ａから遠いほど大きくなっている。このため、段差部１５ｂの幅Ｌ２は、段差部１５ａの幅Ｌ１よりも大きくなっている（図３（ａ）参照）。なお、勿論、所望の噴射特性が得られれば、第１ノズル部８ａと第２ノズル部８ｂとの径差（Ｄ２−Ｄ１）と、第２ノズル部８ｂと第３ノズル部８ｃとの径差（Ｄ３−Ｄ２）とが等しい構成を採用することもできる。
【００２８】
以上の工程を経てシリコン基板１７にノズル８が形成され、シリコン基板１７の噴射側の面に撥水膜の成膜などの必要な表面処理が施されてノズル基板３が完成する。
【００２９】
図５は、上記構成のノズル８からインクを噴射する際のメニスカスの動きについて説明するノズル近傍の要部断面図である。
なお、図の上側が圧力室側、下側が噴射側（記録紙等の噴射対象側）となる。ノズル８からインクを噴射する際には、まず、上記圧力発生手段の作動により圧力室５が膨張されて当該圧力室内が減圧され、これにより、定常状態ではノズル８の噴射側開口近傍に位置するメニスカスが圧力室側に引き込まれる（図５（ａ）、図５（ｂ））。そして、メニスカスのノズル内壁と接触している部分が第１ノズル部８ａと第２ノズル部８ｂとの境界近傍まで移動した時点で、膨張状態の圧力室５が急激に収縮されて圧力室内が加圧される。これにより、メニスカスの中央部が盛り上がり、噴射側に押し出される（図５（ｃ））。その後、噴射するインク滴とメニスカスとを分離させるべく、再度圧力室５が膨張される（図５（ｄ））。その後、圧力室５が定常容積まで復帰され、ノズル８からは規定量のインクが噴射される（図５（ｅ））。
【００３０】
ここで、本発明に係るノズル８では、上記のように第１ノズル部８ａの直径Ｄ１と第２ノズル部８ｂの直径Ｄ２との差が、直径Ｄ１に対して０．１以上０．４以下となるように各ノズル部８の寸法が設定されているので、第１ノズル部８ａと第２ノズル部８ｂとの間の第１段差部１５ａは可及的に小さくなっている。これにより、段差部が大きい傾向にあった従来の多段ノズルの場合と比較して、第１段差部１５ａの近傍でノズル内周壁側からメニスカス中央部に向けて巻き込むようなインクの流れが生じ難くなっている。これにより、気泡がメニスカスに巻き込まれることが抑制されるようになっている。その結果、気泡を原因としてインクの噴射が不安定になることを防止することができる。
【００３１】
図６は、ノズル８における第１ノズル部８ａの直径Ｄ１と第２ノズル部８ｂの直径Ｄ２との差の直径Ｄ１に対する比率を変えつつ、メニスカスに気泡が巻き込まれるか否かの合否判定を行った試験の結果を示す表である。なお、気泡の巻き込みが無かった場合を合格（○）とし、気泡の巻き込みが生じた場合を（△又は×）としている。同図に示すように、上記の条件（０．１≦（Ｄ２−Ｄ１）／Ｄ１≦０．４）を満たす場合には、気泡巻き込みに関して何れも合格となっている。一方、上記の条件から外れる（（Ｄ２−Ｄ１）／Ｄ１＞０．４）場合には、気泡の巻き込みが生じていることが判る。なお、（（Ｄ２−Ｄ１）／Ｄ１＜０．１）の場合、圧力室５を膨張させて圧力室内を減圧したときにメニスカスが第１ノズル部８ａと第２ノズル部８ｂとの境界部分を越えて第２ノズル部８ｂ側に移動してしまい、インクの噴射に支障を来す虞がある。
【００３２】
なお、ノズル８の形状に関し、上記で例示したものには限られない。例えば、上記の例では、ノズル８が第１ノズル部８ａと第２ノズル部８ｂとにより３段のノズル部８ａ〜８ｃで構成された例を示したが、例えば、図７に示すように、４段以上のノズル部でノズル８が構成されてもよい。即ち、図７に示すノズル８は、最も噴射側に位置する第１ノズル部８ａ、この第１ノズル部８ａの圧力室側に連続する第２ノズル部８ｂ、当該第２ノズル部８ｂの圧力室側に連続する第３ノズル部８ｃ、及び、当該第３ノズル部８ｃに連続し、最も圧力室側に位置する第４ノズル部８ｄの合計４つの円筒状のノズル部から構成されている。この構成においても、各ノズル部のうち最も噴射側に位置する第１ノズル部８ａの直径Ｄ１と第２ノズル部８ｂの直径Ｄ２との差が、直径Ｄ１に対して０．１以上０．４以下（０．１≦（Ｄ２−Ｄ１）／Ｄ１≦０．４）となるように各ノズル部８の寸法が設定されていれば、気泡の巻き込みを抑制することができる。
【００３３】
なお、上記では、本発明における圧力発生手段として、静電気力によって圧力室の一部を変位させる所謂静電方式のアクチュエーターを例示したが、これには限られず、例えば、圧電素子や発熱素子等の他の圧力発生手段を採用する構成においても本発明を適用することが可能である。
【００３４】
また、以上では、液体噴射ヘッドの一種であるインクジェット式記録ヘッド１を例に挙げて説明したが、本発明は他の液体噴射ヘッドにも適用することができる。例えば、液晶ディスプレー等のカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレー、ＦＥＤ（面発光ディスプレー）等の電極形成に用いられる電極材噴射ヘッド、バイオチップ（生物化学素子）の製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等にも本発明を適用することができる。そして、ディスプレー製造装置では、色材吐出ヘッドからＲ（Ｒｅｄ）・Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）・Ｂ（Ｂｌｕｅ）の各色材の溶液が吐出される。また、電極製造装置では、電極材吐出ヘッドから液状の電極材料が吐出される。チップ製造装置では、生体有機物吐出ヘッドから生体有機物の溶液が吐出される。
【符号の説明】
【００３５】
１…記録ヘッド，３…ノズル基板，５…圧力室，８…ノズル，８ａ〜８ｃ…ノズル部，１５…段差部，１７…シリコン基板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
結晶性基材から成り、液体を噴射するノズルがエッチング加工により開設されたノズル基板を有し、
前記ノズルは、結晶性基材の板厚方向に同軸上で連続し直径の異なる複数のノズル部から成り、
前記各ノズル部のうち最も噴射側に位置する第１の直径の第１ノズル部と、当該第１ノズル部に連続し前記第１の直径よりも大きい第２の直径の第２ノズル部との径差が、前記第１の直径に対して０．１以上０．４以下であることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項２】
前記第１ノズル部から遠い位置にあるノズル部ほど直径が大きいことを特徴とする請求項１に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項３】
隣り合うノズル部の径差が、前記第１ノズル部から遠いほど大きいことを特徴とする請求項２に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項４】
結晶性基材から成り、液体を噴射するノズルが開設されたノズル基板を有する液体噴射ヘッドの製造方法であって、
結晶性基材に対し、板厚方向に同軸上で連続し直径の異なる複数のノズル部をエッチング加工により形成するノズル形成工程を含み、
前記ノズル形成工程において、前記各ノズル部のうち最も噴射側に位置する第１の直径の第１ノズル部と、当該第１ノズル部に連続し前記第１の直径よりも大きい第２の直径の第２ノズル部との径差が、前記第１の直径に対して０．１以上０．４以下に設定されることを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項１】
結晶性基材から成り、液体を噴射するノズルがエッチング加工により開設されたノズル基板を有し、
前記ノズルは、結晶性基材の板厚方向に同軸上で連続し直径の異なる複数のノズル部から成り、
前記各ノズル部のうち最も噴射側に位置する第１の直径の第１ノズル部と、当該第１ノズル部に連続し前記第１の直径よりも大きい第２の直径の第２ノズル部との径差が、前記第１の直径に対して０．１以上０．４以下であることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項２】
前記第１ノズル部から遠い位置にあるノズル部ほど直径が大きいことを特徴とする請求項１に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項３】
隣り合うノズル部の径差が、前記第１ノズル部から遠いほど大きいことを特徴とする請求項２に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項４】
結晶性基材から成り、液体を噴射するノズルが開設されたノズル基板を有する液体噴射ヘッドの製造方法であって、
結晶性基材に対し、板厚方向に同軸上で連続し直径の異なる複数のノズル部をエッチング加工により形成するノズル形成工程を含み、
前記ノズル形成工程において、前記各ノズル部のうち最も噴射側に位置する第１の直径の第１ノズル部と、当該第１ノズル部に連続し前記第１の直径よりも大きい第２の直径の第２ノズル部との径差が、前記第１の直径に対して０．１以上０．４以下に設定されることを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−５１２７４（Ｐ２０１１−５１２７４Ａ）
【公開日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２０３４３６（Ｐ２００９−２０３４３６）
【出願日】平成２１年９月３日（２００９．９．３）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月３日（２００９．９．３）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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