(57)【要約】【課題】  インクジェットヘッドの微細化、高集積化に伴うこのような問題を回避し、流路形成基板とノズルプレートの貼り合わせ工程における許容度を拡げて歩留まりを向上させる。【解決手段】  ノズル連通孔を圧力室の長さ方向にずらして配置することにより、圧力室配列方向での幅をひろげ、圧力室やノズル連通孔を形成した流路形成基板とノズルプレートとの接合における貼り合わせ位置精度の許容度を大きくする。【選択図】  図１
2008142965.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを吐出するための複数のノズル孔と、該ノズル孔の各々に連通しインクを飛翔させるための圧力をインクに作用させるための複数の圧力室を有するインクジェットヘッドであって、該複数の圧力室の配列方向をＸとすると、該ノズル孔と該圧力室を連通するノズル連通孔のＸ方向の最大幅が、該圧力室のＸ方向の幅よりも大きいことを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項２】
少なくとも隣接する前記ノズル孔が、前記圧力室の配列方向（Ｘ方向）に対して垂直な方向（Ｙ方向）にず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】
インクを吐出するための複数のノズル孔が形成されたノズルプレートを別部材に接合することによって形成され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４】
インクを吐出するための圧力を発生する手段が圧電素子によるもの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】
インクを吐出するための圧力を発生する圧電素子を形成するための圧電体の厚さが５μm以下であることを特徴とする請求項４記載のインクジェットヘッド。
【請求項６】
前記圧力室にインクを供給するための共通インク室から前記ノズル孔までの長さが一定である請求項１記載のインクジェットヘッド。
【請求項７】
前記ノズル連通孔のＸ方向の最大幅が、前記圧力室のＸ方向の配列ピッチよりも大きい請求項１記載のインクジェットヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はインクジェット式記録ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット式記録ヘッドは、プリンター等に用いられて広く普及しているが、近年高精細化、高速化への要求が高まるにつれ一層の微細化、高集積化が求められている。インクジェットヘッドの主な製法の1つとして、インクに吐出のための圧力を作用させるための複数の圧力室や、その圧力室とインクが吐出される部分であるノズルを連通させるノズル連通孔を形成した部材（流路形成基板）に、複数の微細なノズル孔が形成されたノズルプレートと称する部材を貼り合わせることによってインクジェットヘッドの形成を行う方法を挙げる事ができる。この方法は、圧力室やノズル連通孔の加工と、ノズルの加工をそれぞれ別に行った後に貼り合わせるため、各部材の加工に対する自由度の大きな製法であるということができる。
【０００３】
従来例としては、例えば特許文献１と特許文献２と特許文献３と特許文献４をあげることが出来る。
【特許文献１】特開2000-190498号公報
【特許文献２】特開2005-238720号公報
【特許文献３】特開2006-044196号公報
【特許文献４】特開2006-198903号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来技術では図４に示すように、複数の圧力室の配列（配列方向をＸ）に対してノズル連通孔のＸ方向の幅Ｗ３は、圧力室のＸ方向の幅Ｗ２以下
Ｗ３＜Ｗ２
であり、ノズルプレートの流路形成基板との接合面でのノズル孔開口部を上記圧力室の配列密度からきまる幅の中に収める必要があった。インクジェットヘッドの微細化、高集積化が進むにつれ、流路形成基板に形成される圧力室やノズル連通孔、さらにノズルプレートに形成されるノズル孔のピッチは小さくなり、一方でそれぞれの全体数は増加する傾向にある。このことは流路形成基板とノズルプレートの貼り合わせに対して、より高い貼り合わせ位置精度が求められることを意味し、この貼り合わせ工程がヘッド作製の歩留まりに大きく影響するようになる。このことは、特に流路形成基板とオリフィスプレートの材質が異なり、熱膨張係数が異なる場合などに一層厳しいものになる。
【０００５】
本発明の目的は、インクジェットヘッドの微細化、高集積化に伴うこのような問題を回避し、流路形成基板とノズルプレートの貼り合わせ工程における許容度を拡げて歩留まりを向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記本発明の目的は、以下のようにして達成される。本発明においては、ノズル連通孔の位置を圧力室の配列方向Ｘとは垂直なＹ方向にずらすことにより、ノズルプレートととの接合面におけるノズル連通孔のＸ方向での幅（Ｗ３ａ）を圧力室の幅（Ｗ２）や配列密度から決まるピッチ（Ｐ２）よりも大きくすることができる。
【０００７】
Ｗ３ａ＞Ｗ２またはＷ３ａ＞Ｐ２
そのため流路形成基板とノズルプレートの接合工程の位置合わせ精度に対する許容度が大きく、製造が容易なインクジェットヘッドを提供することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明においては、ノズル連通孔およびノズル孔の位置を圧力室の配列方向に垂直な方向（Ｙ方向）にずらすことによりノズル連通孔の圧力室の配列方向の幅を大きくすることができ、その結果として、インクジェットヘッドの作製において、圧力室やノズル連通孔が形成された流路形成基板とノズルプレートとの接合における位置合わせ精度の許容度が大きくなり、高精細で高集積化されたインクジェットヘッドの作製歩留まりを向上させることが可能となる。
【０００９】
特に図示はしなかったが、本発明においては、ノズル連通孔やノズル孔のＹ方向のずらし幅を大きくすることにより、ノズル連通孔のＹ方向の幅も大きくすることが可能であり、そうすることにより、流路形成基板とノズルプレートとの接合における位置合わせ精度の許容度はさらに大きくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に実施例を示し、本発明をより具体的に説明する。
【実施例１】
【００１１】
図２ａ〜ｅは本発明における流路形成基板およびインクジェットヘッドの形成プロセスを示す図である。この場合には半導体素子などの作製に一般に用いられるシリコンウェハを流路形成基板１の材質として用いる場合を例として挙げた。シリコンウェハの片側にフォトリソグラフィーやエッチングなど既知の方法にてパターニングを行い後に圧力室２となる部分を形成する。図２ａ。図２の左側はウェハ上のパターンの一部の拡大図、右側はそのＡＡ’切断面の断面図である。例えば３００ｄｐｉ（ドット／インチ）の密度を有するヘッドを作製する場合、圧力室２の配列ピッチ（Ｐ２）は約８５μｍ、深さ数十〜数百μm程度の深さに加工する必要があるが、フォトリソグラフィーによりエッチングマスクを形成し、例えばＩＣＰエッチング装置を用いたいわゆるＢｏｓｃｈプロセスなどのエッチング手法を用いることにより、このような微細かつ深い形状の加工が可能である。
【００１２】
次いでウェハの逆の面にやはりフォトリソグラフィーやＢｏｓｃｈプロセスなどを用いてノズル連通孔部分のうち圧力室との接続部のパターン３ｂ’や、各圧力室にインクを供給するための共通インク室の一部４’を、ウェハの厚さの途中まで形成する。図２ｂ。ノズル連通孔部分のうち圧力室との接続部は、Ｘ方向の幅（Ｗ３ｂ）を最大でも圧力室のピッチ（Ｐ２）と圧力室の隔壁厚さ（Ｔ２）を加えたものよりも小さくする必要がある。
【００１３】
次にもう一度フォトリソグラフィーやＢｏｓｃｈプロセスなどのエッチングを行って、今度はノズル連通孔のうちノズルプレートととの接合部分３ａのパターンを形成するとともに、ノズル連通孔の圧力室との接続部３ｂおよび共通インク室４を掘り進んで、圧力室２と連結させる。図２ｃ。ノズル連通孔のうちノズルプレートととの接合部分３ａのＸ方向の幅（Ｗ３ａ）は、圧力室の幅（Ｗ２）、配列ピッチ（Ｐ２）や隔壁の厚さ（Ｔ２）に規制されず、次のノズルプレート接合の工程を考慮して十分余裕を持った寸法に設定することができる。
【００１４】
Ｗ３ａ＞Ｗ２  （Ｗ３ａ＞Ｐ２）
このようにして得られた流路形成基板に対し、ノズル連通孔３に対応した位置にノズル孔５が形成されたノズルプレート６を接合する。図２ｄ。本発明においては、ノズル孔５がノズル連通孔３ａの中に納まればよいため、ノズルプレート６と流路形成基板１との接合に対する位置合わせ精度に対する許容度が大きく、特に高精細で高密度な圧力室２を形成した流路形成基板１とノズルプレート６の接合に適している。特にノズル孔５の断面にテーパがあって、ノズル連通孔３との接合面でその径が大きくなっている場合など、従来のインクジェットヘッドでは、ノズル径の大きさに対してノズル連通孔の大きさの余裕を取ることが難しいが、本発明においてはノズル径に対してノズル連通孔３ａを十分大きくすることが可能なため、ノズルプレート６と流路形成基板１の接合工程の歩留まりを向上させることが可能である。
【００１５】
上記のようにして得られた流路形成基板とノズルプレートの接合体に、次いで圧力室においてインクに圧力を作用させるためのアクチュエーターである圧電素子部７を接合し、さらに電気的な実装（不図示）を行ってインクジェットヘッド８を得ることができる。図２ｅ。
【実施例２】
【００１６】
図３ａ〜ｅは本発明の別の例の流路形成基板およびインクジェットヘッドの形成プロセスを示す図である。この場合にはノズル連通孔とともに圧力室もＹ方向に位置をずらしている。インク圧力室とノズル連通孔さらにノズル孔の相対位置がどのセグメントでも同一となり、セグメント間での吐出バラツキが少なくなると共に、流路途中に泡が溜まりにくい構造になっている。それ以外の長所は実施例１同様。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明におけるインクジェットヘッドの流路形成基板とノズルプレートとの接合面におけるノズル連通孔とノズル孔、圧力室の位置関係を示す図
【図２】本発明における流路形成基板およびインクジェットヘッドの形成プロセスの例を示す図
【図３】本発明における流路形成基板およびインクジェットヘッドの形成プロセスの別の例を示す図
【図４】従来技術におけるインクジェットヘッドの流路形成基板とノズルプレートとの接合面におけるノズル連通孔とノズル孔、圧力室の位置関係を示す図
【符号の説明】
【００１８】
１  流路形成基板
２  圧力室
３  ノズル連通孔
３ａ  ノズル連通孔のノズルプレートとの接合部
３ｂ  ノズル連通孔の圧力室との接続部
４  共通インク室
５  ノズル孔
６  ノズルプレート
７  圧電アクチュエーター部
８  インクジェットヘッド
９  インク滴
【図１】
2008142965.tif 000003
【図２】
2008142965.tif 000004
【図３】
2008142965.tif 000005
【図４】
2008142965.tif 000006