(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクが供給されるインク室を構成する周囲壁に、インクを吐出するノズルが形成された第１の壁部と、インクが通過可能に構成された第２の壁部と、が含まれているインク吐出ヘッドであって、
前記第２の壁部は、前記第１の壁部に対して相対的に遠い位置から近い側に向かって延びる複数の柱状体で構成されており、前記複数の柱状体は、前記第１の壁部に対して相対的に近い側の方が遠い側よりもインクの流抵抗が低くなるように前記第１の壁部に向かって延びる長さが異なっていることを特徴とするインク吐出ヘッド。
【請求項２】
前記複数の柱状体は、前記第１の壁部まで延びている柱状体と、前記第１の壁部に向かう途中まで延びている柱状体とを含むことを特徴とする請求項１に記載のインク吐出ヘッド。
【請求項３】
インクが供給されるインク室を構成する周囲壁に、インクを吐出するノズルが形成された第１の壁部と、インクが通過可能に構成された第２の壁部と、が含まれているインク吐出ヘッドであって、
前記第２の壁部は、前記第１の壁部に対して相対的に遠い位置から近い側に向かって延びる複数の柱状体で構成されており、前記複数の柱状体は、前記第１の壁部に対して相対的に遠い側に各前記柱状体の間に間隙が無い領域を有することを特徴とするインク吐出ヘッド。
【請求項４】
前記柱状体が前記第１の壁部に対して相対的に遠い側から近い側に向けて細くなるように延びている、請求項１または３に記載のインク吐出ヘッド。
【請求項５】
前記複数の柱状体は前記第１の壁部に向かって延びる長さが異なっている、請求項３または４に記載のインク吐出ヘッド。
【請求項６】
前記インク室は、隣り合う前記流路の間に、該流路に沿って配列されている、請求項１から５のいずれか１項に記載のインク吐出ヘッド。
【請求項７】
前記インク室の配列方向にて隣り合う前記インク室の間に、前記隣り合う流路を連通させる連通路が設けられている、請求項６に記載のインク吐出ヘッド。
【請求項８】
前記配列方向に沿って複数の領域に区分され、該複数の領域の間には、インクを通過させない仕切り壁が設けられている、請求項６または７に記載のインク吐出ヘッド。
【請求項９】
インクが供給されるインク室を構成する周囲壁に、インクを吐出するノズルが形成された第１の壁部と、インクが通過可能に構成された第２の壁部と、が含まれているインク吐出ヘッドであって、
前記第２の壁部は、前記第１の壁部に対して相対的に遠い位置から近い側に向かって延びる複数の柱状体で構成されており、前記複数の柱状体は、前記第１の壁部に向かって延びる長さが異なっており、各前記柱状体の間に形成される間隙が前記第１の壁部に対して相対的に近い側の方が遠い側よりも広いことを特徴とするインク吐出ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット記録装置に使用可能なインク吐出ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、インクジェット記録装置として、柔軟性の高いデータ処理が可能なオンディマンド型のものが広く用いられるようになってきている。このようなインクジェット記録装置では、記録の高精細化や高速化が求められる。
【０００３】
インクジェット記録装置は、インクの吐出動作を行うインク吐出ヘッドを用いて記録を行う。インク吐出ヘッドによるインク吐出動作では、まず、インクタンクから供給されたインクが、流路を通ってインク室に流入する。インク室内にはエネルギ発生素子が設けられており、エネルギ発生素子はエネルギを発生させて瞬間的にインク室内の圧力を高める。これにより、インク室内のインクが、インク室に設けられたインク吐出口（以下、「ノズル」という。）から吐出される。
【０００４】
インクジェット記録装置による記録の高精細化の為には、インク吐出ヘッドによる吐出動作が精確に行われることが求められる。精確なインク吐出動作は、吐出されるインク滴の微細化により達成可能である。微細なインク滴を形成するために、溶剤の含有量が少ない高粘度のインクを用いることが有効である。インクに用いられる溶剤としては、たとえば水や有機液体が挙げられる。
【０００５】
一方、高粘度のインクは流動しにくい性質を有する。そのため、高粘度のインクは、インク吐出動作後にインクの量が減少したインク室内へのインクの補充（以下、「リフィル」という。）が遅滞する場合がある。リフィルの遅滞が続くと、やがてインク室内のインクの量が不十分となり、インク吐出ヘッドはインク吐出動作を正常に行えなくなる。
【０００６】
特許文献１には、リフィルの遅滞が生じにくい構成を備えたインク吐出ヘッドが開示されている。一般的なインク吐出ヘッドでは、インク室と流路とを隔てる隔壁は樹脂などの材料で形成され、流路から、隔壁の一部に設けられた開口部を通じてリフィルが行われる。一方、特許文献１に記載のインク吐出ヘッドの隔壁は、スポンジやセラミックスなどの多孔質材料で形成されている。多孔質材料は無数の細孔を有する組織からなり、インクは多孔質材料内の細孔を通過可能である。したがって、このインク吐出ヘッドでは、流路から隔壁全体を通じて迅速なリフィルを行うことが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平５−１８５５９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に記載のインク吐出ヘッドでは、迅速なリフィルが可能であるものの、不使用時にインクがノズル付近に滞留した状態が続くと、インクに含まれる溶剤がノズルから蒸発し、ノズル付近におけるインクの粘度が高くなる。このように粘度が高くなったインクは、ノズル付近に滞留する場合がある。この状態で、インク吐出ヘッドが再びインク吐出動作を行おうとしても、ノズル付近に滞留したインクは、吐出されずにノズルの目詰まりを引き起こす。ノズルの目詰まりは、高粘度のインクを用いる場合に顕著に生じる。
【０００９】
ノズルの目詰まりを防止するため、不使用時にノズル付近のインクを流動させるインク吐出ヘッドがある。このようなインク吐出ヘッドでは、インクがノズル付近に滞留しにくく、ノズルの目詰まりが生じにくい。しかし、このようなインク吐出ヘッドでも、不使用時にノズル付近のインクから溶剤が蒸発して増粘し、ノズル付近のインクが流動せずに徐々に蓄積してしまう場合がある。このような場合には、上述と同様に、ノズル付近に滞留したインクがノズルの目詰まりを引き起こす。
【００１０】
そこで本発明は、ノズルの目詰まりを防止可能なインク吐出ヘッド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】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明のインク吐出ヘッドは、インクが供給されるインク室を構成する周囲壁に、インクを吐出するノズルが形成された第１の壁部と、インクが通過可能に構成された第２の壁部と、が含まれているインク吐出ヘッドであって、第２の壁部は、第１の壁部に対して相対的に遠い位置から近い側に向かって延びる複数の柱状体で構成されており、複数の柱状体は、第１の壁部に対して相対的に近い側の方が遠い側よりもインクの流抵抗が低くなるように第１の壁部に向かって延びる長さが異なっていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ノズルの目詰まりを防止可能なインク吐出ヘッドを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るインク吐出ヘッドの概略構成図である。
【図２】図１に示したインク吐出ヘッドの平面図である。
【図３】図１に示したインク吐出ヘッドの製造過程を示した部分断面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係るインク吐出ヘッドの隔壁の斜視図である。
【図５】図４に示した隔壁を備えたインク吐出ヘッドの製造過程を示した部分断面図である。
【図６】本発明の第３の実施形態に係るインク吐出ヘッドの隔壁の部分断面図である。
【図７】図６に示したインク吐出ヘッドの製造過程を示した部分断面図である。
【図８】本発明の第４の実施形態に係るインク吐出ヘッドの平面図である。
【図９】本発明の第５の実施形態に係るインク吐出ヘッドの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
（第１の実施形態）
図１（Ａ）は本発明の第１の実施形態に係るインク吐出ヘッドの部分断面図である。このインク吐出ヘッドには、２つの板状部材であるノズルプレート３０と底部基板７０とが対向配置されている。ノズルプレート３０と底部基板７０との間には、隔壁２０が挟持されている。ノズルプレート３０と底部基板７０との間の空間は、隔壁２０によって、流路４１と、インク室１０と、流路４２と、に分けられている。隔壁２０は、ノズルプレート３０と底部基板７０とに挟持されている。すなわち、インク室１０は、隔壁２０と、ノズルプレート３０と、底部基板７０と、によって構成される周囲壁によって構成されている。
【００１５】
第１の壁部であるノズルプレート３０のインク室１０に対応する位置には、インク室１０を外部空間に連通させるノズル３５が開口されている。インク室１０内には、底部基板７０上に設けられた吐出エネルギ発生素子６０がノズル３５に対向する位置に設けられている。
【００１６】
このインク吐出ヘッドのインク吐出動作では、インク室１０内に供給されたインクが、吐出エネルギ発生素子６０が発生させるエネルギによって、ノズル３５から外部空間へ向けて吐出可能である。ここで、ノズル３５から外部空間に向けてインクを吐出する方向を吐出方向ということとする。吐出方向は、ノズルプレート３０に垂直な方向であり、図１（Ａ）に示す上方向である。このインク吐出ヘッドがインクジェット記録装置に用いられる場合には、このインク吐出動作により用紙などの記録媒体に記録が行われる。インク吐出動作の際に、インク室１０内のインクがノズル３５から吐出されると、インク室１０内へのインクの補充（リフィル）が、流路４１，４２から隔壁２０を介して行われる。
【００１７】
第２の壁部である隔壁２０の詳細について図１（Ｂ）および図１（Ｃ）を参照して説明する。図１（Ｂ）は、隔壁２０を拡大して示した斜視図であり、図１（Ｃ）は、隔壁２０を拡大して示した平面図である。図１（Ｂ），図１（Ｃ）ではノズルプレート３０および底部基板７０が省略して示されている。
【００１８】
隔壁２０は、図１（Ａ）に示す底部基板７０から直立した複数の柱状体５０が等間隔にマトリックス状に並べられた構造体からなる。各柱状体５０は、底部基板７０に平行な横断面が円形であり、底部基板７０からノズルプレート３０に向けて連続的に細くなる形状である。換言すると、各柱状体５０は、円錐の頂部を底面に平行に切除した形状である。
【００１９】
隔壁２０を構成する構造体における各柱状体５０間には間隙が形成されている。インクはこの間隙に通って隔壁２０内を流動可能である。このインク吐出ヘッドでは、流路４１、インク室１０、および流路４２間をインクが流動できればよい。そのため、隔壁２０は、吐出方向と交差する方向にインクが通過可能な構成であればよい。当該構成により、このインク吐出ヘッドでは、リフィルの際に、流路４１，４２内のインクが隔壁２０の全体を通過してインク室１０内に流入する。
【００２０】
ここで、インク吐出ヘッドの隔壁をスポンジやセラミックスなどの多孔質材料で形成する場合を仮定する。これらの多孔質材料は、一般的に、大きさの異なる細孔が不均一に分散した組織からなる。多孔質材料内をインクが通過する速度は、細孔の大きさが大きいほど、また、細孔の量が多いほど速くなる。そのため、インクが隔壁を通過する速度は隔壁を構成する組織に依存する。したがって、このようなインク吐出ヘッドでは、リフィルの際に隔壁を通過するインクの速度はインク室によって異なるため、インク室によってリフィルの速度が異なる。
【００２１】
一方、本実施形態に係るインク吐出ヘッドの隔壁２０は、柱状体５０が等間隔にマトリックス状に並べられた構造を有している。すなわち、インク室１０を囲む隔壁２０を構成する柱状体５０の間隙は、全てのインク室１０において等しい。そのため、リフィルの際に隔壁２０を通過するインクの速度はインク室によらず等しい。すなわち、各インク室１０におけるリフィルの速度が一定である。したがって、このインク吐出ヘッドでは、リフィル時に、全てのインク室１０に正確な量のインクを補充することが可能である。
【００２２】
図２は図１に示したインク吐出ヘッドの平面図である。図２には、ノズルプレート３０および吐出エネルギ発生素子６０が省略して示されており、ノズル３５の位置が破線で示されている。インク室１０は、ノズルプレート３０に平行な方向から隔壁２０に囲まれており、流路４１，４２は隔壁２０に隣接している。各ノズル３５は各インク室１０に対応して設けられており、複数のインク室１０と複数のノズル３５とが、流路４１，４２に沿って一方向に配列されている。
【００２３】
このインク吐出ヘッドは、不使用時にインク室１０内のインクを流動させて、ノズル付近のインクを常に置換し続けるインク置換動作が可能な構成である。このインク置換動作では、インクは、流路４１、インク室１０、流路４２の順に流れる。インク置換動作におけるインクの流動経路の詳細を考慮すると、インクは、微視的には、絶えず方向を変えながら流動する。しかし、ここでは、インクは、その微視的な流動経路を問わず、吐出方向と、インク室１０の配列方向とに交差する方向（たとえば図２に示す矢印方向である。）に、流路４１、インク室１０、流路４２を流動すればよいものとする。したがって、隔壁２０は、インク室１０の配列方向（図２に示す左右方向である。）にインクが流動できない構成であってもよい。
【００２４】
インク置換動作の際、隔壁２０の柱状体５０が図１（Ｂ）に示した底部基板７０からノズルプレート３０に向けて連続的に細くなる形状であるため、インクが通過可能な隔壁２０の間隙は、ノズルプレート３０に近いほど広くなる。したがって、インクは、ノズルプレート３０に近いほど流抵抗が低く、ノズルプレート３０から遠い、すなわち、底部基板７０に近いほど流抵抗が高い。そのため、インク置換動作の際に隔壁２０を通過するインクの流速は、ノズルプレート３０に近いほど相対的に速く、底部基板７０に近いほど相対的に遅くなる。
【００２５】
以上に述べた隔壁２０の構成により、このインク吐出ヘッドでは、インク置換動作時のインク室１０内でのインクの流速がノズル３５付近で最も速くなる。そのため、インクはノズル３５付近に留まる時間が短いため溶媒成分が蒸発しにくい。また、ノズル付近に溜まったインクがあっても、本構成により有効に置換できる。したがって、本実施形態に係るインク吐出ヘッドでは、高粘度のインクを用いた場合にも、ノズル３５付近に滞留しにくく、ノズル３５の目詰まりが生じにくい。
【００２６】
隔壁２０は、ノズルプレート３０に近い方の端部が底部基板７０に近い方の端部よりも相対的にインクの通過速度を速められる構造であればよい。たとえば、図１に示す柱状体５０の太さは、底部基板７０からノズルプレート３０に向けて連続的に細くなるように形成されているが、段階的に細くなるように形成されていてもよい。
【００２７】
また、隔壁２０の「ノズルプレート３０に近い方の端部」とは、隔壁２０の、ノズルプレート３０から一定の距離内にある部分を示す。この一定の距離としては、隔壁２０の吐出方向の長さの５０％以内で任意に決定可能である。
【００２８】
同様に、隔壁２０の「底部基板７０に近い方の端部」とは、隔壁２０の、底部基板７０から一定の距離内にある部分を示す。この一定の距離としては、隔壁２０の吐出方向の長さの５０％以内で任意に決定可能である。
【００２９】
次に、図３を参照して、本実施形態に係るインク吐出ヘッドの製造方法について説明する。図３は、本実施形態に係るインク吐出ヘッドの製造過程を示した部分断面図である。本実施形態に係るインク吐出ヘッドの、図３に示した部分以外の部分については、一般的なインク吐出ヘッドと同様の技術で製造することが可能である。
【００３０】
インク吐出ヘッドの製造技術には、一般的なＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）技術を用いることができる。ＭＥＭＳ技術としては、たとえば、エッチング技術、メッキ技術、レーザアブレーション技術、ダイシング技術などが挙げられる。本実施形態で用いた技術はその一例にすぎず、インク吐出ヘッドの製造には適当な技術を適宜選択することができる。
【００３１】
本実施形態では、まず、図３（Ａ）に示すようにＳｉ基板１００の表面にＣｒ薄膜１１０を形成した。Ｃｒ薄膜１１０の膜厚を２００ｎｍとし、成膜方法には電子ビーム蒸着法を用いた。Ｃｒ薄膜１１０の膜厚は数百ｎｍ程度であることが望ましく、Ｃｒ薄膜１１０に代えてＳｉ酸化膜を形成してもよい。また、Ｓｉ基板１００に代えてＮｉやＳＵＳで形成された基板を用いることもできる。
【００３２】
次に、図３（Ｂ）に示すように、フォトリソグラフィ技術とエッチング技術とを用いてＣｒ薄膜１１０の一部を除去してパターン１１１を形成した。パターン１１１の寸法は、数μｍから数ｍｍまでの範囲で適宜選択可能である。また、パターン１１１の間隔も、数μｍから数ｍｍまでの範囲で適宜選択可能である。
【００３３】
次に、図３（Ｃ）に示すように、パターン１１１をマスクとしてＳｉ基板１００の表面をエッチングした。エッチング技術としてはボッシュプロセス（Ｂｏｓｃｈ  Ｐｒｏｃｅｓｓ）を用いた。本実施形態では、ガス流量や処理時間などのエッチング条件を順次変更しながら処理することにより、底面と側面とのなす角度が鈍角となる溝を形成した。この溝がインク室１０や、柱状体５０の間の間隙となっている。本工程は、エッチングと表面保護とを交互に行うことによっても行うことができる。
【００３４】
エッチングにより形成する溝の深さは、インク室１０の大きさや柱状体５０の長さによって適宜決定され、１０μｍから数ｍｍまでの範囲内であることが望ましく、本実施形態では２０μｍとした。
【００３５】
次に、図３（Ｄ）に示すように、Ｃｒエッチング液によって、パターン１１１を除去した。以上に示した工程により、底部基板７０と隔壁２０とが一体となって形成される。なお、底部基板７０と隔壁２０とを一体に形成せずに、底部基板７０と隔壁２０とを個別に用意して、両者を接合する方法を用いてもよい。接合の方法として、基板間の直接接合や、基板の接合面に接合材料を付与した間接接合がある。間接接合の例として、金属膜（例えば、Ａｕ）を介した接合や、バンプ接合や、接着剤を利用した接合がある。両者を接合する場合、吐出エネルギ発生素子６０を底部基板７０上に形成してから接合することによって、製法や電極の引出を簡単化できることがある。
【００３６】
柱状体５０は、Ｓｉなどの半導体材料以外にも、たとえば、ＮｉやＳＵＳなどの金属材料、ＳＵ−８やポリイミドなどの樹脂材料、ＰＺＴなどのセラミックス材料で形成することもできる。柱状体５０の横断面の直径は、数μｍから数ｍｍの範囲内であることが望ましく、本実施形態では、ノズルプレート３０の側の上端が３μｍで、底部基板７０の側の下端が６μｍとなるようにした。柱状体５０の横断面の形状は、円形以外にも、たとえば、四角形などの多角形や、楕円形でもよい。柱状体５０の、底部基板７０上での配列は、規則性をもつものであれば、本実施形態のようなマトリックス状以外でもよい。各柱状体５０間の間隔は、数μｍから数ｍｍの範囲内であることが望ましく、本実施形態では８μｍとした。
【００３７】
隔壁２０の柱状体５０の表面には、適当な単層膜や多層膜を形成することにより表面改質処理を行うことが望ましい。たとえば、インク耐性や電気特性や濡れ性などを考慮して、底部基板７０や隔壁２０の表面に耐食性膜や絶縁膜や金属膜を形成してもよい。本実施形態では、柱状体５０の表面には、０．５μｍ程度の厚さのパリレン薄膜をＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｕｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により形成した。パリレン薄膜に代えて、柱状体５０の表面に、酸素中での熱処理を施し、Ｓｉの酸化膜を形成してもよい。
【００３８】
最後に、図１（Ａ）に示すように、底部基板７０に吐出エネルギ発生素子６０を設け、隔壁２０上にノズルプレート３０を設ける。ノズルプレート３０のノズル３５を形成するタイミングは、ノズルプレート３０を隔壁２０上に設ける前であっても、ノズルプレート３０を隔壁２０上に設けた後であってもよい。
【００３９】
吐出エネルギ発生素子としてはサーマル方式のインク吐出ヘッドに一般的に用いられるヒータを設けているが、吐出エネルギを発生させることが可能な別の素子を設けてもよい。他の吐出エネルギ発生素子としては、たとえば圧電素子が挙げられる。吐出エネルギ発生素子は、不図示の回路基板に接続され、当該回路基板によって駆動される。
【００４０】
本実施形態では、ノズルプレート３０はＮｉで形成されているが、ＳＵＳなどの他の金属材料や、Ｓｉなどの半導体材料や、ポリイミドなどの樹脂材料で形成してもよい。ノズルプレート３０の厚さは５μｍから１００μｍまでの範囲内であることが望ましく、本実施形態では１５μｍとした。ノズル３５の内径は数ｎｍから数μｍまでの範囲内であることが望ましく、本実施形態では８μｍとした。
【００４１】
本実施形態では、ノズル３５をノズルプレート３０に形成したが、ノズル３５はプレート状の部材に形成されていることは必須ではない。たとえば、ノズル３５は、隔壁２０と一体に形成された部材に形成されていてもよい。
（第２の実施形態）
図４は本発明の第２の実施形態に係るインク吐出ヘッドの隔壁２０ａの斜視図である。本実施形態に係るインク吐出ヘッドの構成は、隔壁２０ａ以外は第１の実施形態に係るインク吐出ヘッドと同様である。
【００４２】
本実施形態に係る隔壁２０ａは、底部基板７０（図１参照）から延び、マトリックス状に交互に並べられた円柱状の複数の柱状体５１，５２によって構成されている。柱状体５１と柱状体５２とでは長さが異なり、柱状体５１はノズルプレート３０（図１参照）まで延びているのに対し、柱状体５２はノズルプレート３０に向かう途中まで延びている。
【００４３】
隔壁２０ａを構成する構造体は、底部基板７０に近い方の端部には柱状体５１および柱状体５２の両方があるのに対し、ノズルプレート３０に近い方の端部には柱状体５１しかない。したがって、インクが通過可能な隔壁２０ａの間隙は、ノズルプレート３０に近い方の端部では広く、底部基板７０に近い方の端部では狭い。そのため、インク置換動作の際に隔壁２０ａを通過するインクの流速は、ノズルプレート３０に近い方の端部の方が底部基板７０に近い方の端部より速い。
【００４４】
以上に述べた隔壁２０ａの構成により、このインク吐出ヘッドでは、インク置換動作時のインク室１０内でのインクの流速がノズル３５付近で速くなる（図１参照）。そのため、インクはノズル３５付近に留まる時間が短いため溶媒成分が蒸発しにくい。また、ノズル付近に溜まったインクがあっても、本構成により有効に置換できる。したがって、このインク吐出ヘッドでは、高粘度のインクを用いた場合にも、ノズル３５付近に滞留しにくく、ノズル３５の目詰まりが生じにくい。
【００４５】
次に、図５を参照して、本実施形態に係るインク吐出ヘッドの製造方法について説明する。図５は、本実施形態に係るインク吐出ヘッドの製造過程を示した部分断面図である。図５では隔壁２０ａおよび底部基板７０に対応する部分のみを示している。また、本実施形態に係るインク吐出ヘッドの、図５に示した部分以外の部分については、一般的なインク吐出ヘッドと同様の技術で製造することが可能である。また、第１の実施形態と共通する内容についての説明は省略する。
【００４６】
まず、第１の実施形態と同様に、図５（Ａ）に示すようにＳｉ基板１００の表面にＣｒ薄膜１１０を形成し、図５（Ｂ）に示すようにパターン１１１を形成した。
【００４７】
次に、図５（Ｃ）に示すように、パターン１１１をマスクとしてＳｉ基板１００の表面を垂直方向にエッチングして溝１０２を形成した。本実施形態ではエッチングプロセスとしてボッシュプロセスを用いたが、深掘りＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ）などの他のプロセスを用いてもよい。
【００４８】
次に、図５（Ｄ）に示すように、集束イオンビーム（ＦＩＢ：Ｆｏｃｕｓｅｄ  Ｉｏｎ  Ｂｅａｍ）技術を用いて、溝１０２の表面にＧａイオンを打ち込み、薄膜パターン１１２を形成した。ＦＩＢの条件は、加速電圧を３０ｋＶとし、電流を５ｎＡとした。薄膜パターン１１２は、Ｇａ濃度のピーク値が約５×１０20ｃｍ-3となるようにした。薄膜パターン１１１は、溝１０２の表面をマスクできるものであれば他の材料や形成方法でもよい。
【００４９】
次に、図５（Ｅ）に示すように、パターン１１１，１１２をマスクとしてＳｉ基板１００の表面を垂直方向にエッチングした。エッチングは、ボッシュプロセスにより行った。エッチング深さは２２μｍとした。しかし、エッチングプロセスやエッチング深さは適宜決定することができる。
【００５０】
次に、図５（Ｆ）に示すように、Ｃｒエッチング液によってパターン１１１を除去した。このとき、薄膜パターン１１２は、アルゴンイオンのスパッタなどで除去することもできるが、除去しなくても差し支えないため、本実施形態では除去せずに残した。以上に示した工程により、底部基板７０と隔壁２０ａとが一体となって形成される。柱状体５１，５２の表面には５００ｎｍ程度の膜厚のパリレン薄膜を形成した。
【００５１】
本実施形態では、柱状体５１、５２の横断面の直径は４μｍとし、各柱状体５１、５２の間隔は７．５μｍとした。
（第３の実施形態）
図６は本発明の第３の実施形態に係るインク吐出ヘッドの隔壁２０ｂおよび底部基板７０の断面図である。本実施形態に係るインク吐出ヘッドの構成は、隔壁２０ｂ以外は第１の実施形態に係るインク吐出ヘッドと同様である。
【００５２】
本実施形態に係る隔壁２０ｂの構造体は、第１の実施形態と同様にマトリックス状に並べられた円柱状の複数の柱状体５３を含む。また、柱状体５３は、円柱状であり、第１の実施形態とは異なり横断面の直径が長手方向に均一である。隔壁２０ｂには、第１の実施形態とは異なり、柱状体５３と底部基板７０との間の、隔壁２０ｂの底部基板７０の側の端部には間隙がない部分が存在する。
【００５３】
したがって、隔壁２０ｂでは、柱状体５３間の間隙があるノズルプレート３０（図１参照）の側の先端部はインクが通過できるものの、底部基板７０の側の後端部は間隙が無いためインクが通過できない。そのため、隔壁２０ｂを通過するインクは、必然的にノズルプレート３０の側を通る。
【００５４】
以上に述べた隔壁２０ｂの構成により、このインク吐出ヘッドでは、インク置換動作時のインク室１０内でのインクの流速がノズル３５（図１参照）付近で速くなる。そのため、インクはノズル３５付近に留まる時間が短いため溶媒成分が蒸発しにくい。また、ノズル付近に溜まったインクがあっても、本構成により有効に置換できる。したがって、このインク吐出ヘッドでは、高粘度のインクを用いた場合にも、ノズル３５付近に滞留しにくく、ノズル３５の目詰まりが生じにくい。
【００５５】
次に、図７を参照して、本実施形態に係るインク吐出ヘッドの製造方法について説明する。図７は、本実施形態に係るインク吐出ヘッドの製造過程を示した部分断面図である。本実施形態に係るインク吐出ヘッドの、図７に示した部分以外の部分については、一般的なインク吐出ヘッドと同様の技術で製造することが可能である。また、第１の実施形態と共通する内容についての説明は省略する。
【００５６】
まず、第１の実施形態と同様に、図７（Ａ）に示すようにＳｉ基板１００の表面にパターン１１１を形成した。
【００５７】
次に、図７（Ｂ）に示すように、隔壁２０ｂを形成する部分に、パターン１１１を覆うようにフォトレジストのパターン１１３を形成した。
【００５８】
次に、図７（Ｃ）に示すように、パターン１１３をマスクとして、Ｓｉ基板１００をエッチングして溝１０２ａを形成した。エッチングは、ボッシュプロセスにより行った。エッチング深さは１０μｍとした。エッチングプロセスやエッチング深さは適宜決定することができる。
【００５９】
次に、図７（Ｄ）に示すように、パターン１１３を有機溶剤で除去し、パターン１１１をマスクとして、Ｓｉ基板１００をエッチングした。エッチングは、ボッシュプロセスにより行った。エッチング深さは１５μｍとした。エッチングプロセスやエッチング深さは適宜決定することができる。これにより、パターン１１１にマスクされた柱状体５３が残り、インク室１０と、各柱状体５３間の間隙と、が形成される。
【００６０】
次に、図７（Ｅ）に示すように、Ｃｒエッチング液によって、パターン１１１を除去した。これにより、底部基板７０と隔壁２０ｂとが一体となって形成される。
【００６１】
本実施形態では、柱状体５３の横断面の直径は３μｍとし、各柱状体５３の間隔は５μｍとした。
（第４の実施形態）
図８は、本発明の第４の実施形態に係るインク吐出ヘッドの平面図である。本実施形態に係るインク吐出ヘッドの構成は、以下に述べる構成以外、第１の実施形態に係るインク吐出ヘッドと同様である。
【００６２】
このインク吐出ヘッドでは、インク室１０ごとに第２の実施形態に係る隔壁２０ａが各インク室１０を囲み、各隔壁２０ａの間に連通路４５が形成されている。連通路４５は、流路４１と流路４２とを接続する空間である。連通路４５の幅は数μから数十μｍまでの範囲内にあることが望ましく、本実施形態では４μｍとした。
【００６３】
本実施形態に係るインク吐出ヘッドでは、インク置換動作で、流路４１から流路４２にインクが通過する際の経路として、隔壁２０ａがある部分と、隔壁２０ａのない連通路４５と、がある。インク置換動作で、インクの流速を高くする必要がある場合には隔壁２０ａにかかる負荷が大きくなるが、本実施形態では、連通路４５が設けられていることにより、インクから加わる隔壁２０ａへの負荷が軽減される。以上に示した工程により、隔壁２０ａに損傷が加わることが防止されるため、インク吐出ヘッドの信頼性が向上する。
（第５の実施形態）
図９は、本発明の第５の実施形態に係るインク吐出ヘッドの平面図である。本実施形態に係るインク吐出ヘッドの構成は、以下に述べる構成以外、第１の実施形態に係るインク吐出ヘッドと同様である。
【００６４】
このインク吐出ヘッドは、底部基板７０とノズルプレート３０（図１参照）とに挟持された仕切り壁１５が設けられている。仕切り壁１５は図９に示したＡ領域とＢ領域との間を隔離している。そのため、このインク吐出ヘッドでは、Ａ領域とＢ領域との間でインクなどの液体が流れない。すなわち、Ａ領域とＢ領域とで同時に異なる動作を行うことが可能である。
【００６５】
たとえば、Ａ領域でインク吐出動作をしつつ、Ｂ領域で内部にインクの溶剤成分のみを流して洗浄動作を行うことができる。同様に、Ｂ領域でインク吐出動作をしつつ、Ａ領域で内部にインクの溶剤成分のみを流して洗浄動作を行うことができる。
【００６６】
このように、本実施形態に係るインク吐出ヘッドでは、内部の洗浄動作をインク吐出動作中に行う、いわゆるオンライン回復が可能である。
【００６７】
本実施形態のインク吐出ヘッドでは、その間をインクが流れないＡ領域とＢ領域との２つの領域に区分したが、３つ以上の領域に区分してもよい。
【符号の説明】
【００６８】
１０    インク室
２０    隔壁
３０    ノズルプレート
３５    ノズル
４１，４２      流路
５０    柱状体
６０    吐出エネルギ発生素子
７０    底部基板
【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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【図９】
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