(57)【要約】【課題】  吐出室等の液滴の流路部分のイナータンスを低減し、周波数応答性の高い液滴吐出ヘッド及びその製造方法並びにこの液滴吐出ヘッドを搭載した吐出性能の高い液滴吐出装置を提供する。【解決手段】  液滴を吐出させるために該液滴に圧力を加える吐出室１５となる溝部１５ａが形成された第１の基板１１と、該第１の基板１１と接合される第２の基板１２を備え、第２の基板１２には、吐出室１５を拡張するための溝部１５ｂが形成されており、第１の基板１１に設けられた溝部１５ａと、第２の基板１２に設けられた溝部１５ｂが対向するように接合されることにより吐出室１５が形成され、第１の基板１１に設けられた溝部１５ａの幅は、第２の基板１２に設けられた溝部１５ｂの幅よりも大きいものである。【選択図】        図１
2006056177.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を吐出させるために該液滴に圧力を加える吐出室となる溝部が形成された第１の基
板と、該第１の基板と接合される第２の基板を備え、
前記第２の基板には、前記吐出室を拡張するための溝部が形成されており、前記第１の
基板に設けられた溝部と、前記第２の基板に設けられた溝部が対向するように接合される
ことにより前記吐出室が形成され、前記第１の基板に設けられた溝部の幅は、前記第２の
基板に設けられた溝部の幅よりも大きいことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項２】
前記第２の基板に、液滴を吐出するノズル孔が形成されていることを特徴とする請求項
１記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項３】
前記第１の基板又は前記第２の基板に、前記吐出室の長手方向に液滴を吐出するための
ノズルとなる凹部が形成されていることを特徴とする請求項１記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項４】
前記第１の基板及び前記第２の基板のいずれかに、前記吐出室に液滴を供給する共通液
滴室となる凹部及び前記共通液滴室と前記吐出室を連通する液滴供給路となる凹部を備え
、前記液滴供給路となる凹部は、前記第２の基板に設けられた溝部と別個に形成されてい
ることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項５】
前記液滴供給路となる凹部の断面積は、前記第２の基板に設けられた溝部の断面積より
も小さいことを特徴とする請求項４記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項６】
前記吐出室に液滴を供給する共通液滴室となる凹部が、前記第２の基板に形成されてい
ることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項７】
前記第１の基板に設けられた溝部の底壁が、静電気力によって駆動される振動板となっ
ていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項８】
前記第１の基板及び前記第２の基板がシリコンからなることを特徴とする請求項１〜７
のいずれかに記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項９】
第１の基板に液滴を吐出させるために該液滴に圧力を加える吐出室となる溝部を形成し
、第２の基板にその幅が第１の基板に形成された溝部よりも幅が狭い溝部を形成した後に
、前記第１の基板に設けられた溝部と、前記第２の基板に設けられた溝部が対向するよう
に前記第１の基板と前記第２の基板を接合することにより、前記吐出室を形成することを
特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１０】
前記第１の基板及び前記第２の基板のいずれかに、前記吐出室に液滴を供給する共通液
滴室となる凹部、及びその断面積が第２の基板に設けられた溝部の断面積よりも小さく、
前記共通液滴室と前記吐出室を連通する液滴供給路となる凹部を形成し、前記液滴供給路
となる凹部は、前記第２の基板に設けられた溝部と別個に形成することを特徴とする請求
項９記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１１】
請求項１〜８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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴吐出ヘッド及びその製造方法並びに液滴吐出装置に関し、特に流路断面
積が小さくなることに伴う残留振動の減衰の遅れを解消することのできる液滴吐出ヘッド
及びその製造方法並びにこの液滴吐出ヘッドを搭載した応答性の高い液滴吐出装置に関す
る。
【背景技術】
【０００２】
近年、インクジェットプリンタ等に搭載される液滴吐出ヘッド（インクジェットヘッド
）は、高解像度画像の高速印字、プリンタ等の液滴吐出装置の省スペース化のために、小
型化、ノズルの高密度化が進んでいる。ノズルを高密度化しようとすると、インク等の液
滴に圧力をかける吐出室（圧力室ともいう）も高密度に形成する必要があるが、このとき
以下のような課題がある。
【０００３】
即ち、複数の吐出室を区切る隔壁の剛性をある程度高く保たなければ、吐出室同士で圧
力の干渉（いわゆるクロストーク）が発生し、液滴吐出ヘッドの吐出性能が低下してしま
う。
この問題を解決するには、複数の吐出室を区切る隔壁の厚さを厚くし、高さを低くする
ようにすればよいが、このようにすると吐出室の断面積が小さくなって、液滴の流路断面
積の減少によるイナータンス（音響慣性、電気回路のインダクタンスに相当）の増加が起
こり、吐出室の残留振動の減衰が遅くなる。このため、残留振動が安定するまでの待ち時
間が長くなってしまい、液滴吐出ヘッドの周波数応答性が低下してしまうという問題点が
あった。
【０００４】
このため、従来のインクジェットヘッドでは、共通インク室と個別インク室を連通して
いるインク供給部に、深さ、幅が異なる単一流路部分と断面積が小さい複数本の分流路部
分を形成して、イナータンス等を適切な値に設定しているものがあった（例えば、特許文
献１参照）。
【０００５】
また従来の他のインクジェットヘッドでは、共通液室と圧力室を連通する流体抵抗部位
を形成する凹部の上壁に金属膜を設け、ノズル形成部材の残留応力を緩和するようにして
いた（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００２−２８３５６２号公報（図３〜図５）
【特許文献２】特開２００２−２４０２７７号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし従来のインクジェットヘッドでは（例えば、特許文献１参照）、インク供給部の
イナータンスをある程度の大きさに保つようにしているが、液滴吐出ヘッドの吐出室の更
なる高密度化を実現するためには、吐出室の残留振動が安定する時間を短くするため、吐
出室のイナータンスを更に小さくする必要があるという問題点があった。
【０００７】
また従来の他のインクジェットヘッドでは（例えば、特許文献２参照）、流体抵抗部位
（本発明の液滴供給路に相当）が圧力室の内部まで伸びる構造となっている。このため、
流体抵抗部位が圧力室を若干拡張しているが、流体抵抗部位は異物等が通過するのを防止
するためなるべく断面積を小さく形成する必要があり、またイナータンスを小さくするた
めには圧力室はなるべく大きく形成する必要がある。このため、上記のような流体抵抗部
位が圧力室の内部まで伸びる構造では、このような２つの要請を満たすことはできないと
いう問題点があった。
【０００８】
本発明は、吐出室等の液滴の流路部分のイナータンスを低減し、周波数応答性の高い液
滴吐出ヘッド及びその製造方法並びにこの液滴吐出ヘッドを搭載した吐出性能の高い液滴
吐出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る液滴吐出ヘッドは、液滴を吐出させるために該液滴に圧力を加える吐出室
となる溝部が形成された第１の基板と、該第１の基板と接合される第２の基板を備え、第
２の基板には、吐出室を拡張するための溝部が形成されており、第１の基板に設けられた
溝部と、第２の基板に設けられた溝部が対向するように接合されることにより吐出室が形
成され、第１の基板に設けられた溝部の幅は、第２の基板に設けられた溝部の幅よりも大
きいものである。
第２の基板に吐出室を拡張するための溝部が形成されており、第１の基板に設けられた
溝部と、第２の基板に設けられた溝部が対向するように接合されることにより吐出室が形
成されるため、吐出室の断面積が拡張されイナータンスを低減することができる。
また、第１の基板に設けられた溝部の幅は、第２の基板に設けられた溝部の幅よりも大
きいため、例えば吐出室が複数ある場合、第２の基板に設けられた溝部の間の隔壁は、第
１の基板に設けられた溝部の間の隔壁よりも厚くなり、この部分のクロストークを低減す
ることができる。
【００１０】
また本発明に係る液滴吐出ヘッドは、第２の基板に、液滴を吐出するノズル孔が形成さ
れているものである。
第２の基板に、液滴を吐出するノズル孔が形成されているため、第２の基板の表面側か
ら液滴を吐出するフェイスイジェクトタイプの液滴吐出ヘッドを得ることができる。
【００１１】
また本発明に係る液滴吐出ヘッドは、第１の基板又は第２の基板に、吐出室の長手方向
に液滴を吐出するためのノズルとなる凹部が形成されているものである。
第１の基板又は第２の基板に、吐出室の長手方向に液滴を吐出するためのノズルとなる
凹部が形成されているため、第１の基板及び第２の基板の側面側から液滴を吐出するサイ
ドイジェクトタイプの液滴吐出ヘッドを得ることができる。
【００１２】
また本発明に係る液滴吐出ヘッドは、第１の基板及び第２の基板のいずれかに、吐出室
に液滴を供給する共通液滴室となる凹部及び共通液滴室と吐出室を連通する液滴供給路と
なる凹部を備え、液滴供給路となる凹部は、第２の基板に設けられた溝部と別個に形成さ
れているものである。
このような構成により、液滴供給路の断面積を小さくして、液滴供給路を異物等が通過
するのを防止することができ、また第２の基板に設けられた溝部の断面積を大きくして、
イナータンスを効果的に低減することができる。
【００１３】
また本発明に係る液滴吐出ヘッドは、液滴供給路となる凹部の断面積が、第２の基板に
設けられた溝部の断面積よりも小さいものである。
上記のようにこのような構成により、液滴供給路を異物等が通過するのを防止すること
ができ、またイナータンスを効果的に低減することができる。
【００１４】
また本発明に係る液滴吐出ヘッドは、吐出室に液滴を供給する共通液滴室となる凹部が
、第２の基板に形成されているものである。
共通液滴室となる凹部が第２の基板に形成されているため、吐出室に積層する形で共通
液滴室を形成することができ、液滴吐出ヘッドを小型化することができる。
【００１５】
また本発明に係る液滴吐出ヘッドは、第１の基板に設けられた溝部の底壁が、静電気力
によって駆動される振動板となっているものである。
第１の基板に設けられた溝部の底壁が、静電気力によって駆動される振動板となってい
る、いわゆる静電駆動方式の液滴吐出ヘッドである。このため、例えば上記のように第１
の基板に設けられた溝部の幅を、第２の基板に設けられた溝部の幅よりも大きくする構成
を採用すれば、液滴の吐出力を高めることができる。
【００１６】
また本発明に係る液滴吐出ヘッドは、第１の基板及び第２の基板がシリコンからなるも
のである。
第１の基板及び第２の基板をシリコンから構成すれば、第１の基板に設けられた溝部や
第２の基板に設けられた溝部を、エッチング等により容易に構成することができる。
【００１７】
本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、第１の基板に液滴を吐出させるために該液
滴に圧力を加える吐出室となる溝部を形成し、第２の基板にその幅が第１の基板に形成さ
れた溝部よりも幅が狭い溝部を形成した後に、第１の基板に設けられた溝部と、第２の基
板に設けられた溝部が対向するように第１の基板と第２の基板を接合することにより、吐
出室を形成するものである。
このような製造方法により、吐出室の断面積が拡張されイナータンスを低減することが
でき、またクロストークを低減することができる。
【００１８】
また本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、第１の基板及び第２の基板のいずれか
に、吐出室に液滴を供給する共通液滴室となる凹部、及びその断面積が第２の基板に設け
られた溝部の断面積よりも小さく、共通液滴室と吐出室を連通する液滴供給路となる凹部
を形成し、液滴供給路となる凹部は、第２の基板に設けられた溝部と別個に形成するもの
である。
このような製造方法により、液滴供給路の断面積を小さくして、液滴供給路を異物等が
通過するのを防止することができ、また第２の基板に設けられた溝部の断面積を大きくし
て、イナータンスを効果的に低減することができる。
【００１９】
本発明に係る液滴吐出装置は、上記のいずれかの液滴吐出ヘッドを搭載したものである
。
上記のイナータンスが小さく周波数応答性の高い液滴吐出ヘッドを搭載しているため、
吐出性能が高い液滴吐出装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
実施形態１．
図１は、本発明の実施形態１に係る液滴吐出ヘッドを示す縦断面図である。また図２は
、図１の液滴吐出ヘッドのＡ−Ａ断面を示す図である。なお図１及び図２に示す液滴吐出
ヘッドは、第２の基板の表面側に設けられたノズル孔から液滴を吐出するフェイスイジェ
クトタイプのものであり、また静電気力により駆動される静電駆動方式のものである。
図１に示すように本実施形態１に係る液滴吐出ヘッド１０は、主に第１の基板１１、第
２の基板１２及び第３の基板１３から構成されている。第１の基板１１の一方の面には第
２の基板１２が接合されており、第１の基板１１の他方の面には第３の基板１３が接合さ
れている。
【００２１】
第１の基板１１は、一般的にキャビティ基板などと呼ばれるもので、例えば単結晶シリ
コンからなり、底壁を振動板１４とする吐出室１５となる溝部１５ａと吐出室１５にイン
ク等の液滴を供給するための共通液滴室１７となる凹部１７ａが形成されている。また図
１に示す液滴吐出ヘッド１０では、第１の基板１１に、共通液滴室１７と吐出室１５を連
通する液滴供給路１６となる凹部１６ａが形成されている。
なお図１及び図２では図示していないが、吐出室１５及び液滴供給路１６は、図１の紙
面手前から紙面奥側（図２の紙面左右方向）にかけて複数形成されているものとし、図１
の紙面手前から紙面奥側に広がっている共通液滴室１７から液滴供給路１６を介して各々
の吐出室１５に液滴が供給される。
本実施形態１では、第１の基板１１は単結晶シリコンからなり、その全面にプラズマＣ
ＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃｈａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）によって、ＴＥＯＳ（
ＴｅｔｒａＥｔｈｙｌＯｒｔｈｏＳｉｌｉｃａｔｅ）膜が形成されているものとする。こ
れは振動板１４の駆動時における絶縁破壊及びショートを防止するためと、インク等の液
滴による第１の基板１１のエッチングを防止するためのものである。
【００２２】
第１の基板１１に接合される第２の基板１２は、一般的にノズル基板などと呼ばれるも
ので、例えば単結晶シリコンからなり、第２の基板１２の表面に個々の吐出室１５と連通
するノズル孔２２が設けられ、さらに吐出室１５を拡張するための溝部１５ｂが、図１の
紙面手前から紙面奥側（図２の紙面左右方向）にかけて複数設けられている。第１の基板
１１と第２の基板１２は、各々の溝部１５ａと溝部１５ｂが対向するように接合されてお
り、溝部１５ａと溝部１５ｂが組み合わされることにより吐出室１５が形成されている。
なお第１の基板１１に設けられた溝部１５ａのＡ−Ａ断面の幅は、第２の基板１２に設
けられた溝部１５ｂの幅よりも大きくなっている（図２参照）。また液滴供給路１６とな
る凹部１６ａのＡ−Ａ断面方向の断面積は、第２の基板１２に設けられた溝部１５ｂの断
面積よりも小さくなっている。さらに図１に示す液滴吐出ヘッド１０では、特許文献２の
ように液滴供給路となる凹部と第２の基板に設けられた溝部が連続した構造ではなく、凹
部１６ａと溝部１５ｂが別個に形成されている。
【００２３】
また第１の基板１１に接合される第３の基板１３は、一般的に電極基板などと呼ばれる
もので、例えばホウ珪酸ガラスや単結晶シリコンを使用する。第３の基板１３がホウ珪酸
ガラスからなる場合には、一般的に第１の基板１１と第３の基板１３の接合は陽極接合に
より行う。また第３の基板１３が単結晶シリコンからなる場合には、第１の基板１１と第
３の基板１３の接合は直接接合により行う。
第３の基板１３には、図２に示すような個別電極１８を装着するための凹部１９を例え
ば０．３μｍエッチングすることにより、振動板１４と個別電極１８を対向配置させるた
めのギャップＧ（図２参照）を形成している。この凹部１９は、その内部に個別電極１８
を装着できるように、個別電極１８の形状に類似したやや大きめの形状にパターン形成さ
れている。個別電極１８は、凹部１９の内部に例えばＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏ
ｘｉｄｅ）を０．１μｍの厚さでスパッタし、電極パターンを形成することで作成される
。上記の例では、第１の基板１１と第３の基板１３を接合した後のギャップＧは０．２μ
ｍとなる。なお上記のギャップＧの部分は封止材３３によって密封されている（図１参照
）。
【００２４】
なお図１及び図２に示す液滴吐出ヘッド１０の振動板１４を、高濃度のボロンドープ層
（図示せず）から形成するようにしてもよい。水酸化カリウム水溶液等のアルカリ溶液に
よる単結晶シリコンのエッチングにおけるエッチングレートは、ドーパントがボロンの場
合、約５．０×１０19ａｔｏｍｓ／ｃｍ3以上の高濃度の領域において、非常に小さくな
る。このため、振動板１４の部分を高濃度のボロンドープ層とすれば、アルカリ溶液によ
る異方性エッチングによって吐出室１５となる凹部１５ａを形成する際に、ボロンドープ
層が露出してエッチングレートが極端に小さくなる、いわゆるエッチングストップ技術を
用いて、振動板１４を所望の厚さに形成することができる。
【００２５】
ここで図１及び図２に示す液滴吐出ヘッド１０の動作について説明する。個別電極１８
に発信回路（図示せず）によって、０Ｖから３０Ｖ程度のパルス電圧を印加し個別電極１
８がプラスに帯電すると、対応する振動板１４はマイナスに帯電し、振動板１４は静電気
力によって個別電極１８側に吸引されて撓む。次にパルス電圧をオフにすると、振動板１
４にかけられた静電気力がなくなり振動板１４は復元する。このとき、吐出室１５の内部
の圧力が急激に上昇し、ノズル孔２２からインク等の液滴が吐出されることとなる。そし
て再びパルス電圧が印加され、振動板１４が個別電極１８側に撓むことにより、液滴が共
通液滴室１７より液滴供給路１６を通じて吐出室１５内に補給される。
なお第１の基板１１と発信回路との接続は、第１の基板１１に設けられた共通電極３４
（図１参照）で行われる。また液滴吐出ヘッド１０の共通液滴室１７への液滴の供給は、
例えば第３の基板１３及び第２の基板１２に形成された液滴供給口（図示せず）から行わ
れる。
【００２６】
図３は、本発明の実施形態１に係る液滴吐出ヘッドの吐出室等の寸法比を説明するため
の図である。
図３（ａ）は、図１及び図２に示す液滴吐出ヘッド１０ａの縦断面図である。第２の基
板１２に設けられた溝部１５ｂの深さｂは、液滴供給路１６となる凹部１６ａの深さｅよ
りも深いのが望ましい。これは上記のように、液滴供給路１６の断面積を小さくして、液
滴供給路１６を異物等が通過するのを防止し、また第２の基板１２に設けられた溝部１５
ｂの断面積を大きくして、イナータンスを効果的に低減するためである。
また振動板１４の長さｇは、第２の基板１２に設けられた溝部１５ｂの長さｆよりも長
くするのが望ましい。これは第２の基板１２に、ノズル孔２２や液滴供給路１６を設ける
ためである。なお液滴吐出ヘッドにもよるが、振動板１４の長さｇは１ｍｍ以上であるの
が望ましい。
【００２７】
図３（ｂ）は、図３（ａ）のＢ−Ｂ断面を示した図である。第１の基板１１に設けられ
た溝部１５ａの深さａと、第２の基板１２に設けられた溝部１５ｂの深さｂの比は、２：
１程度であるのが望ましい。また第１の基板１１に設けられた溝部１５ａの幅ｃと、第２
の基板１２に設けられた溝部１５ｂの幅ｄの比は３：２程度であるのが望ましい。なお、
液滴吐出ヘッドにもよるが、第１の基板１１に設けられた溝部１５ａの深さａは、一般的
に１００〜２００μｍである。
上記のような寸法比を採用するのは、以下の理由による。即ち、液滴にかける圧力を高
くするために、第１の基板１１に設けられた溝部１５ａの幅ｃは、第２の基板１２に設け
られた溝部１５ｂの幅ｄよりも大きくする。しかし、このようにすると第１の基板１１の
吐出室１５の間の隔壁の幅が薄くなるため、クロストーク等を防止するには第１の基板１
１に設けられた溝部１５ａの深さａを低くする必要がある。また第２の基板１２の溝部１
５ｂの幅ｄは、第２の基板１２の溝部１５ｂの断面積を大きくするためには大きい方がよ
いが、第２の基板１２の溝部１５ｂの幅ｄが大き過ぎると、第２の基板１２の溝部１５ｂ
の間の隔壁の幅が薄くなってクロストークが発生してしまう。
このように、吐出室１５の間の隔壁の剛性と、吐出室１５の断面積の増加によるイナー
タンスの低減（周波数応答性の向上）とのバランスから上記の寸法比が望ましいと考えら
れる。
【００２８】
本実施形態１では、第２の基板１２に吐出室１５を拡張するための溝部１５ｂが形成さ
れており、第１の基板１１に設けられた溝部１５ａと、第２の基板１２に設けられた溝部
１５ｂが対向するように接合されることにより吐出室１５が形成されるため、吐出室１５
の断面積が拡張されイナータンスを低減することができる。
また液滴供給路１６となる凹部１６ａは、第２の基板１２に設けられた溝部１５ｂと別
個に形成されているため、液滴供給路１６の断面積を小さくして、液滴供給路１６を異物
等が通過するのを防止することができ、また第２の基板１２に設けられた溝部１５ｂの断
面積を大きくして、イナータンスを効果的に低減することができる。
【００２９】
実施形態２．
図４は、本発明の実施形態２に係る液滴吐出ヘッドを示す縦断面図である。
図４に示す液滴吐出ヘッド１０ａでは、実施形態１の図１及び図２に示す液滴吐出ヘッ
ド１０と同様に、第１の基板１１に底壁を振動板１４とする吐出室１５となる溝部１５ａ
と吐出室１５に液滴を供給するための共通液滴室１７となる凹部１７ａが形成されている
。しかし図４に示す実施形態２に係る液滴吐出ヘッド１０ａでは、実施形態１の図１及び
図２に示す液滴吐出ヘッド１０と違い、第２の基板１２に共通液滴室１７と吐出室１５を
連通する液滴供給路１６となる凹部１６ａが形成されている。
【００３０】
また図４に示す実施形態２に係る液滴吐出ヘッド１０ａでは、実施形態１の図１及び図
２に示す液滴吐出ヘッド１０と同様に、第２の基板１２の表面に個々の吐出室１５と連通
するノズル孔２２が設けられ、さらに吐出室１５を拡張するための溝部１５ｂが、図４の
紙面手前から紙面奥側にかけて複数設けられている。そして、第１の基板１１と第２の基
板１２は、各々の溝部１５ａと溝部１５ｂが対向するように接合されており、溝部１５ａ
と溝部１５ｂが組み合わされることにより吐出室１５が形成されている。
なお図４に示す実施形態２に係る液滴吐出ヘッド１０ａでは、凹部１６ａと溝部１５ｂ
が共に第２の基板１２に設けられているが、凹部１６ａと溝部１５ｂは別の位置に別個に
形成されている。
その他の構造については、図１に示す実施形態１に係る液滴吐出ヘッド１０と同様であ
る。
【００３１】
実施形態３．
図５は、本発明の実施形態３に係る液滴吐出ヘッドを示す縦断面図である。
図５に示す実施形態３に係る液滴吐出ヘッド１０ｂでは、第２の基板１２に共通液滴室
１７となる凹部１７ａが形成されている。そして、蓋基板３５が凹部１７ａを覆う形で第
２の基板１２に接合されることにより共通液滴室１７が形成され、共通液滴室１７から吐
出室１５への液滴の供給は、凹部１７ａの底壁に形成された液滴供給孔１６ｂを介して行
われる。
また図５に示す実施形態３に係る液滴吐出ヘッドでは、第２の基板１２にノズル孔２２
が設けられておらず、代わりに第１の基板１１にノズル２３となる凹部２３ａが設けられ
ている。このノズル２３は、吐出室１５の長手方向に液滴を吐出するためのものであり、
図４に示す液滴吐出ヘッド１０ｂは、第１の基板１１及び第２の基板１２の側面側から液
滴を吐出するサイドイジェクトタイプのものである。なおこのノズル２３となる凹部２３
ａは、第２の基板１２に設けるようにしてもよい。
図５に示す実施形態３に係る液滴吐出ヘッド１０ｂでは、共通液滴室１７への液滴の供
給は蓋基板３５に開口した穴３６から行われるものとし、また図１に示す実施形態１に係
る液滴吐出ヘッド１０及び図４に示す実施形態２に係る液滴吐出ヘッド１０ａの液滴供給
路１６はないものとする。
その他の構造については、図１に示す実施形態１に係る液滴吐出ヘッド１０及び図４に
示す実施形態２に係る液滴吐出ヘッド１０ａと同様である。
【００３２】
実施形態４．
図６及び図７は、本発明の実施形態４に係る液滴吐出ヘッドの製造工程を示す縦断面図
である。なお本実施形態４では、実施形態２の図４に示す液滴吐出ヘッド１０ａの第２の
基板１２の製造方法について説明する。また本実施形態４では、実施形態１及び実施形態
２で説明した構造で第２の基板１２を製造するものとし、それらの説明は省略する。
まず、単結晶シリコンからなるシリコン基板１２ａを準備する（図６（ａ））。そして
、熱酸化炉等を用いてシリコン基板１２ａを熱酸化し、シリコン基板１２ａの全面にシリ
コン酸化膜４０を形成する（図６（ｂ））。
【００３３】
それから、シリコン酸化膜４０の一方の面にレジストをパターニングして、溝部１５ｂ
の部分１５ｃ、液滴供給路１６となる凹部１６ａの部分１６ｃ及びノズル孔２２の部分２
２ａをフッ酸等によりエッチングする（図６（ｃ））。なおこのとき、溝部１５ｂの部分
１５ｃ、液滴供給路１６となる凹部１６ａの部分１６ｃは、ハーフエッチングしてシリコ
ン酸化膜４０を残す。またノズル孔２２の部分２２ａは、細孔部分はシリコン酸化膜４０
をすべて除去し、太孔部分はハーフエッチングする。
【００３４】
その後、例えばＩＣＰ（誘導結合プラズマ）放電によるドライエッチングを行って、ノ
ズル孔２２の部分２２ａの細孔部分をエッチングする。なおこのＩＣＰ放電によるドライ
エッチングには、エッチングガスとして例えばＣＦ4とＳＦ6を交互に使用し、異方性エッ
チングとなるようにする。そして溝部１５ｂの部分１５ｃのシリコン酸化膜４０と、ノズ
ル孔２２の部分２２ａの太孔部分のシリコン酸化膜４０をフッ酸等によりエッチングして
除去する（図６（ｄ））。なおこのとき、液滴供給路１６となる凹部１６ａの部分１６ｃ
は、再びハーフエッチングしてシリコン酸化膜４０を残す。
【００３５】
次に再びＩＣＰ放電によるドライエッチングを行って、溝部１５ｂ及びノズル孔２２の
太孔部分を形成していく。そして液滴供給路１６となる凹部１６ａの部分１６ｃを、再び
フッ酸等でエッチングしてシリコン酸化膜４０を除去する（図７（ｅ））。なお図７（ｅ
）では、ノズル孔２２及び溝部１５ｂが形成されている途中の状態を示している。
さらにＩＣＰ放電によるドライエッチングを行い、溝部１５ｂ、液滴供給路１６となる
凹部１６ａ及びノズル孔２２を形成する（図７（ｆ））。
それからフッ酸等でシリコン基板１２ａをエッチングしてシリコン酸化膜４０をすべて
除去する（図７（ｇ））。
【００３６】
そして、溝部１５ｂ等が形成された面にＴＥＯＳ膜等のエッチングマスクを形成した後
に、水酸化カリウム水溶液等でシリコン基板１２ａをエッチングして、溝部１５ｂ等が形
成された面の反対面をエッチングする。これによりノズル孔２２がシリコン基板１２ａを
貫通する。最後に、ＴＥＯＳ膜等のエッチングマスクをフッ酸等で除去して第２の基板１
２が完成する（図７（ｈ））。
【００３７】
なお図６及び図７では、シリコン基板１２ａの、１個の第２の基板１２に対応する部分
のみを示しているが、実際の製造工程では、一般的にシリコン基板１２ａとして大型で円
形のシリコンウェハを用いて第２の基板１２をまとめて製造し、図７（ｈ）の工程の後に
ダイシング（切断）により個々の第２の基板１２を切り出す。
また図７（ｈ）の工程の後に、熱酸化等により第２の基板１２の表面に液滴保護膜を形
成するようにしてもよい。
【００３８】
本実施形態４では、第２の基板１２に吐出室１５を拡張するための溝部１５ｂを形成す
るため、実施形態１で説明したように吐出室１５の断面積が拡張されイナータンスを低減
することができる。また本実施形態２の製造方法により、２段のノズル孔２２を形成する
ことができ、インク等の液滴の直進性が向上する。
【００３９】
実施形態５．
図８は、実施形態１、２及び３のいずれかの液滴吐出ヘッドを搭載した液滴吐出装置の
１例を示した斜視図である。図８に示す液滴吐出装置１００は、一般的なインクジェット
プリンタである。
実施形態１、２及び３に示す液滴吐出ヘッド１０、１０ａ、１０ｂは、上記のように吐
出室１５のイナータンスが低く周波数応答性が高いため、液滴吐出装置１００は吐出性能
の高いものである。
なお実施形態１、２及び３に示す液滴吐出ヘッド１０、１０ａ、１０ｂは、図８に示す
インジェットプリンタの他に、液滴を種々変更することで、液晶ディスプレイのカラーフ
ィルタの製造、有機ＥＬ表示装置の発光部分の形成、生体液体の吐出等にも適用すること
ができる。
【００４０】
なお、本発明の液滴吐出ヘッド及びその製造方法並びに液滴吐出装置は、本発明の実施
形態に限定されるものではなく、本発明の思想の範囲内において変形することができる。
例えば、圧電駆動方式の液滴吐出ヘッドに吐出室を拡張するための補助的な凹部を設ける
ようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施形態１に係る液滴吐出ヘッドを示す縦断面図。
【図２】図１の液滴吐出ヘッドのＡ−Ａ断面を示す図。
【図３】実施形態１の液滴吐出ヘッドの吐出室等の寸法比を説明するための図。
【図４】本発明の実施形態２に係る液滴吐出ヘッドを示す縦断面図。
【図５】本発明の実施形態３に係る液滴吐出ヘッドを示す縦断面図。
【図６】本発明の実施形態４に係る液滴吐出ヘッドの製造工程を示す縦断面図。
【図７】図６の続きの製造工程を示す縦断面図。
【図８】本発明の液滴吐出ヘッドを搭載した液滴吐出装置の１例を示す斜視図。
【符号の説明】
【００４２】
１０、１０ａ、１０ｂ  液滴吐出ヘッド、１１  第１の基板、１２  第２の基板、１３
第３の基板、１４  振動板、１５  吐出室、１５ａ  溝部、１５ｂ  溝部、１６  液滴
供給路、１６ａ  凹部、１６ｂ  液滴供給孔、１７  共通液滴室、１７ａ  凹部、１８  
個別電極、１９  凹部、２２  ノズル孔、２３  ノズル、２３ａ  凹部、３３  封止材、
３４  共通電極、３５  蓋基板、３６  穴、１００  液滴吐出装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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