(57)【要約】【課題】インクに対して耐性のある保護膜を有する加圧液室形成部材の反りを減少させることができ、よってノズル形成部材や振動板との接合時の不良を抑制でき、良好な液滴吐出機能を長期に亘って維持できるようにする。【解決手段】加圧液室形成部材５１をシリコンで形成し、該加圧液室形成部材の５１ノズル形成部材５０に対する接合面の凹部と、該加圧液室形成部材５１の振動板５２に対する接合面の凹部の体積が略同じであるようにする。５１ノズル形成部材５０に対する接合面に、加圧液室５１ｂと同等の体積の擬似液室パターン５１ｃを形成する。【選択図】      図１
2004209922.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のノズルが形成されるノズル形成部材と、前記ノズルに連通する加圧液室が形成される加圧液室形成部材と、前記ノズルから液滴を吐出させるための圧力を前記加圧液室に伝搬させる振動板を備えた液滴吐出ヘッドにおいて、
前記加圧液室形成部材がシリコンで形成されており、該加圧液室形成部材の前記ノズル形成部材に対する接合面の凹部と、該加圧液室形成部材の前記振動板に対する接合面の凹部の体積が略同じであることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項２】
請求項１記載の液滴吐出ヘッドにおいて、
前記加圧液室形成部材の両面の凹部の体積の比が、０．２５〜４．０の範囲にあることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項３】
請求項１または２記載の液滴吐出ヘッドにおいて、
少なくとも前記加圧液室形成部材の液体接触部に耐液性薄膜が形成されていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項４】
請求項３記載の液滴吐出ヘッドにおいて、
前記加圧液室形成部材の前記ノズル形成部材に対する接合面側と、該加圧液室形成部材の前記振動板に対する接合面側の表面積が略同じであることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項５】
請求項４に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、
前記加圧液室形成部材の両面の表面積の差［ｍｍ２］が、１２０００００／（前記加圧液室形成部材の長辺の長さ［ｍｍ］の２乗）以下であることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項６】
請求項３記載の液滴吐出ヘッドにおいて、
前記耐液性薄膜が、酸化膜または窒化チタン膜であることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項７】
請求項３乃至６のうちの何れか１つに記載の液滴吐出ヘッドにおいて、
前記加圧液室形成部材の前記ノズル形成部材に対する接合面側と、該加圧液室形成部材の前記振動板に対する接合面側に形成されている前記耐液性薄膜の持つ内部応力の差［ＭＰａ．］が、６００００／（前記加圧液室形成部材の長辺の長さ［ｍｍ］の２乗）以下であることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項８】
請求項３乃至６のうちの何れか１つに記載の液滴吐出ヘッドにおいて、
該加圧液室形成部材の前記ノズル形成部材に対する接合面の凹部と、該加圧液室形成部材の前記振動板に対する接合面の凹部の周囲長の差［ｍｍ］が、３６００００００／（前記加圧液室形成部材の長辺の長さ［ｍｍ］の２乗）以下であることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項９】
請求項１乃至８のうちの何れか１つに記載の液滴吐出ヘッドにおいて、
前記加圧液室形成部材の前記ノズル形成部材に対する接合面と、該加圧液室形成部材の前記振動板に対する接合面のいずれか一方の面または両面に不純物が導入拡散され、応力が制御されていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項１０】
請求項９記載の液滴吐出ヘッドにおいて、
導入する不純物の種が、応力緩和または熱酸化膜応力を低減するＮ型（Ｐ、Ａｓなど）であることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項１１】
請求項９記載の液滴吐出ヘッドにおいて、
導入する不純物の種が、応力緩和または熱酸化膜応力を増加させるＰ型（Ｂなど）であることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項１２】
液滴を吐出する液滴吐出ヘッドと、該液滴吐出ヘッドに液体を供給するタンクを一体化した液体カートリッジにおいて、
前記液滴吐出ヘッドが、請求項１乃至１１のうちの何れか１つに記載の液滴吐出ヘッドであることを特徴とする液体カートリッジ。
【請求項１３】
液滴吐出ヘッドにより液滴を吐出させて画像を形成する画像形成装置において、
前記液滴吐出ヘッドが、請求項１乃至１１のうちの何れか１つに記載の液滴吐出ヘッドであることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インク等の液滴を吐出する液滴吐出ヘッド、該液滴吐出ヘッドを有する液体カートリッジ及び該液滴吐出ヘッドを有する複写機、プリンタ、ファクシミリ、プロッタ等の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ等の画像形成装置として用いられるインクジェット記録装置は、インク滴を吐出するノズルと、このノズルが連通する液室（インク流路、吐出室、圧力室、加圧液室、流路とも称される。）と、この液室内のインクを振動板を介して加圧するための駆動手段（圧力発生手段）とを備えた液滴吐出ヘッドとしてのインクジェットヘッドを搭載している。
液滴吐出ヘッドとしては、例えば液体レジストを液滴として吐出する液滴吐出ヘッド、ＤＮＡの試料を液滴として吐出する液滴吐出ヘッドなどもあるが、以下ではインクジェットヘッドを中心に説明をする。
【０００３】
インクジェット記録装置は記録時の騒音が極めて小さいこと、高速印字が可能なこと、インクの自由度が高く安価な普通紙を使用できることなど多くの利点を有する。この中でも記録の必要なときにのみインク液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不要なインク液滴の回収を必要としないため現在主流となっている。
インク・オン・デマンド方式のインクジェットヘッドとしては、駆動手段が圧電素子であるもの（特公平２−５１７３４号公報参照）や、インクを加熱して気泡を発生させ、その圧力でインクを吐出させる方式のもの（特公昭６１−５９９１１号公報参照）、駆動手段に静電気力を利用したもの（特開平５−５０６０１号公報参照）などがある。
【０００４】
インクジェットヘッドは記録媒体上のドットをインク滴により構成する関係上、インク滴のサイズを小さくすることにより、極めて高い解像度での記録、印刷が可能である。しかしながら、効率よく記録するためには、インク開口（ノズル）の数を多くする必要があり、また圧力室（加圧液室）を大きくする必要がある。
このことはヘッドの小型化要請とは相反することである。このような相反する問題を解消するため、通常隣り合う圧力室を区画している壁（隔壁）を薄くすると共に圧力室の形状を長手方向に大きくして容積を稼ぐことが行われている。
このような圧力室やリザーバ（液溜め室）は振動板とノズルプレートの間隔を所定の値に保持する部材である液室形成部材に形成されているが、上述したように極めて小さく、しかも複雑な形状を備えた加圧液室を形成する必要上、加圧液室形成部材の加工には通常エッチング技術が使用されている。
【０００５】
このような加圧液室形成部材を形成する材料としては感光性樹脂膜が使用されることが多いが、これは機械的強度が低いためクロストークや撓み等が生じやすく、高い解像度を得ようとすると印字品質が低下するという問題がある。
そこで比較的簡単な手法で微細な形状を高い精度で加工が可能なシリコン単結晶基板の異方性エッチングを用いた部品製作技術、いわゆるマイクロマシニング技術を適用してインクジェット式記録ヘッドを構成する部材を加工することが検討され、種々な技術や手法が提案されている。
特に結晶方位（１１０）の単結晶シリコン基板を加圧液室形成部材に用いて、異方性エッチングを行い、圧力室やリザーバを形成することが提案されている。単結晶シリコンを使用したスペーサは機械的剛性が高いため、特に圧電振動子を圧力発生手段として使用する場合に圧電振動子の変形に伴う記録ヘッド全体の撓みを小さくできるとともに、エッチングを受けた壁面が表面に対してほぼ垂直であるため圧力発生室を均一に構成することが可能であるという大きな利点を備えている。
上記方法によって形成された加圧液室形成部材は、アルカリ系のインクに溶出してしまうため、保護膜として酸化膜あるいは窒化チタン膜などが利用されている。
【０００６】
特開平１０−２６４３８３号公報には、シリコン基板に形成されたインクが収容されるインクキャビティと、インクキャビティ内の圧力を変化させ、インクキャビティ内に収容されたインクを外部に吐出させる圧電素子とを備え、インクキャビティの内壁表面に親水性及び耐アルカリ性を備えた膜、例えばニッケル酸化膜やシリコン酸化膜を形成した構成が開示されている。
特開平１１−３４８２８２号公報には、インク室、インク供給口、インクリザーバーが形成された基板の上側に接着剤を用いてノズル孔が形成された基板を接合した構成が開示されている。インク室等が形成された基板にはインク室、リザーバーの縁に沿って複数の凹部が千鳥状に配設されており、残余の接着剤をこの凹部内に収容して接着剤がインク流路内に流れ込むことを防止することを特徴としている。
【０００７】
シリコン単結晶基板を異方性エッチングして液室形成部材を形成する場合、シリコン単結晶基板に圧力室やインク流路となる空間がエッチングにより形成され、このシリコン単結晶基板（液室形成部材）は金属製のノズルプレートや振動版と接着剤等で貼り合わされて積層される。
しかしながら、シリコン単結晶と金属の線膨張率は一般に相違するため、流路ユニットではいわゆる「反り」が発生することがある。このことは、記録ヘッドの大型化を困難にする要因である。
特開２００１−２７０１１７号公報には、液室形成部材における「反り」の発生を抑制するために、電鋳により形成されたシリコン基板と電鋳部の２層構造とする構成が開示されている。また、ノズルプレートと液室形成部材を線膨張率が近い材料で形成することを特徴としている。
特開２００１−３０１１７６号公報には、異なる材料を接合するときの残留応力を緩和して歪や剥離等が生じることを防止するため、ノズル基板としてニッケルを使用し、液室基板としてシリコンを使用した場合、線膨張係数の大きいニッケルを使用したノズル基板の接合面に肉抜きを設け、加熱接合時の線膨張係数の差による残留応力を緩和する構成が開示されている。
【０００８】
【特許文献１】
特公平２−５１７３４号公報
【特許文献２】
特公昭６１−５９９１１号公報
【特許文献３】
特開平５−５０６０１号公報
【特許文献４】
特開平１０−２６４３８３号公報
【特許文献５】
特開平１１−３４８２８２号公報
【特許文献６】
特開２００１−２７０１１７号公報
【特許文献７】
特開２００１−３０１１７６号公報
【特許文献８】
特開２００２−２５４６３８号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような保護膜を形成することによりシリコンのインクへの溶出は防止することが可能になるが、該保護膜の膜応力により加圧液室形成部材に反りが生じてしまうという不具合があった。
反りを生じてしまうことで加圧液室形成部材とノズル板（ノズル形成部材）あるいは振動板との接合時に接合不良が生じてしまう可能性があった。このような問題は印刷の高速化に伴いヘッドの長尺化が進むにつれてより重要な問題となる。
【００１０】
本発明は、インクに対して耐性のある保護膜を有する加圧液室形成部材の反りを減少させることができ、よってノズル形成部材や振動板との接合時の不良を抑制でき、良好な液滴吐出機能を長期に亘って維持できる信頼性の高い液滴吐出ヘッド、該液滴吐出ヘッドを有する液体カートリッジ及び該液滴吐出ヘッドを有する画像形成装置の提供を、その目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明では、複数のノズルが形成されるノズル形成部材と、前記ノズルに連通する加圧液室が形成される加圧液室形成部材と、前記ノズルから液滴を吐出させるための圧力を前記加圧液室に伝搬させる振動板を備えた液滴吐出ヘッドにおいて、前記加圧液室形成部材がシリコンで形成されており、該加圧液室形成部材の前記ノズル形成部材に対する接合面の凹部と、該加圧液室形成部材の前記振動板に対する接合面の凹部の体積が略同じである、という構成を採っている。ここで、「凹部」とは、堀加工された部分をいう（以下、同じ）。
【００１２】
請求項２記載の発明では、請求項１記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記加圧液室形成部材の両面の凹部の体積の比が、０．２５〜４．０の範囲にある、という構成を採っている。
【００１３】
請求項３記載の発明では、請求項１または２記載の液滴吐出ヘッドにおいて、少なくとも前記加圧液室形成部材の液体接触部に耐液性薄膜が形成されている、という構成を採っている。
【００１４】
請求項４記載の発明では、請求項３記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記加圧液室形成部材の前記ノズル形成部材に対する接合面側と、該加圧液室形成部材の前記振動板に対する接合面側の表面積が略同じである、という構成を採っている。
【００１５】
請求項５記載の発明では、請求項４に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記加圧液室形成部材の両面の表面積の差［ｍｍ２］が、１２０００００／（前記加圧液室形成部材の長辺の長さ［ｍｍ］の２乗）以下である、という構成を採っている。
【００１６】
請求項６記載の発明では、請求項３記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記耐液性薄膜が、酸化膜または窒化チタン膜である、という構成を採っている。
【００１７】
請求項７記載の発明では、請求項３乃至６のうちの何れか１つに記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記加圧液室形成部材の前記ノズル形成部材に対する接合面側と、該加圧液室形成部材の前記振動板に対する接合面側に形成されている前記耐液性薄膜の持つ内部応力の差［ＭＰａ．］が、６００００／（前記加圧液室形成部材の長辺の長さ［ｍｍ］の２乗）以下である、という構成を採っている。
【００１８】
請求項８記載の発明では、請求項３乃至６のうちの何れか１つに記載の液滴吐出ヘッドにおいて、該加圧液室形成部材の前記ノズル形成部材に対する接合面の凹部と、該加圧液室形成部材の前記振動板に対する接合面の凹部の周囲長の差［ｍｍ］が、３６００００００／（前記加圧液室形成部材の長辺の長さ［ｍｍ］の２乗）以下である、という構成を採っている。
【００１９】
請求項９記載の発明では、請求項１乃至８のうちの何れか１つに記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記加圧液室形成部材の前記ノズル形成部材に対する接合面と、該加圧液室形成部材の前記振動板に対する接合面のいずれか一方の面または両面に不純物が導入拡散され、応力が制御されている、という構成を採っている。
【００２０】
請求項１０記載の発明では、請求項９記載の液滴吐出ヘッドにおいて、導入する不純物の種が、応力緩和又は熱酸化膜応力を低減するＮ型（Ｐ、Ａｓなど）である、という構成を採っている。
【００２１】
請求項１１記載の発明では、請求項９記載の液滴吐出ヘッドにおいて、導入する不純物の種が、応力緩和または熱酸化膜応力を増加させるＰ型（Ｂなど）である、という構成を採っている。
【００２２】
請求項１２記載の発明では、液滴を吐出する液滴吐出ヘッドと、該液滴吐出ヘッドに液体を供給するタンクを一体化した液体カートリッジにおいて、前記液滴吐出ヘッドが、請求項１乃至１１のうちの何れか１つに記載の液滴吐出ヘッドである、という構成を採っている。
【００２３】
請求項１３記載の発明では、液滴吐出ヘッドにより液滴を吐出させて画像を形成する画像形成装置において、前記液滴吐出ヘッドが、請求項１乃至１１のうちの何れか１つに記載の液滴吐出ヘッドである、という構成を採っている。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施形態を図１乃至図１３に基づいて説明する。
まず、図１２及び図１３に基づいて、本実施形態における画像形成装置としてのインクジェット記録装置の構成の概要を説明する。
記録装置本体１の内部には、主走査方向に移動可能なキャリッジ、キャリッジに搭載したインクジェットヘッドからなる記録ヘッド、記録ヘッドヘのインクを供給するインクカートリッジ等で構成される印宇機構部２等が収納されている。
給紙カセット４或いは手差しトレイ５から給送される用紙３を取り込み、印字機構部２によって所要の画像を記録した後、後面側に装着された排紙トレイ６に排紙するようになっている。
【００２５】
印宇機構部２では、図示しない左右の側板に横架したガイド部材である主ガイドロッド１１と従ガイドロッド１２によりキャリッジ１３が主走査方向（図１２で紙面垂直方向）に摺動自在に保持されている。キャリッジ１３には、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のインク滴を吐出する液滴吐出ヘッドとしての記録ヘッド１４がインク滴吐出方向を下方に向けて装着され、キャリッジ１３の上側には記録ヘッド１４に各色のインクを供給するための各インクタンク（インクカートリッジ）１５が交換可能に装着されている。
インクカートリッジ１５は上方に大気と連通する大気口、下方にはインクジェットヘッドへインクを供給する供給口を、内部にはインクが充填された多孔質体を有しており、多孔質体の毛管力によりインクジェットヘッドへ供給されるインクを僅かな負圧に維持している。このインクカートリッジ１５からインクを記録ヘッド１４の各インクジェットヘッド内に供給する。
【００２６】
本実施形態では記録ヘッド１４として、各色のヘッドを用いているが、各色のインク滴を吐出するノズルを有する１個のヘッドでもよい。記録ヘッド１４を構成する個々のインクジェットヘッドとしては、圧電素子を用いてインク流路の壁面を形成する振動板を変形させてインク流路内容積を変化させてインク滴を吐出させるいわゆるピエゾ型のもの、或いは、発熱抵抗体を用いてインク流路内でインクを加熱して気泡を発生させることによる圧力でインク滴を吐出させるいわゆるバブル型のもの、インク流路の壁面の少なくとも一部を形成する振動板とこれに対向する電極とを備え、静電力で振動板を変形変位させてインクを加圧する静電型のものなどを用いることができるが、本実施形態では、後述するように、静電型インクジェットヘッドを用いている。
【００２７】
キャリッジ１３は後方側（用紙搬送方向下流側）を主ガイドロッド１１に摺動自在に嵌装され、前方側（用紙搬送方向上流側）を従ガイドロッド１２に摺動自在に載置されている。キャリッジ１３を主走査方向に移動走査するため、主走査モータ１７で回転駆動される駆動プーリ１８と従動プーリ１９との間にタイミングベルレト２０が掛け回されている。このタイミングベルト２０にキャリッジ１３が固定されており、主走査モータ１７の正逆回転によりキャリッジ１３が往復駆動される。
給紙カセット４にセットされた用紙３を記録ヘッド１４の下方側に搬送するために、給紙カセット４から用紙３を分離給送する給紙ローラ２１及びフリクションパッド２２と、用紙３を案内するガイド部材２３と、給紙された用紙３を反転させて搬送する搬送ローラ２４と、この搬送ローラ２４の周面に押し付けられる搬送コロ２５と、搬送ローラ２４からの用紙３の送り出し角度を規定する先端コロ２６が設けられている。搬送ローラ２４は主走査モータ２７によってギヤ列を介して回転駆動される。
【００２８】
キャリッジ１３の主走査方向の移動範囲に対応して、搬送回一ラ２４から送り出された用紙３を記録記録ヘッド１４の下方側で案内する用紙ガイド部材である印写受け部材２９が設けられている。印写受け部材２９の用紙搬送方向下流側には、用紙３を排紙方向へ送り出すために回転駆動される搬送コロ３１、拍車３２が設けられ、さらに用紙３を排紙トレイ６に送り出す排紙ロ一ラ３３及び抽車３４と、排紙経路を形成するガイド部材３５、３６が配設されている。
記録時には、キャリッジ１３を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド１４を駆動することにより、停止している用紙３にインクを吐出して１行分を記録し、用紙３を所定量搬送後次の行の記録を行う。記録終了信号、または用紙３の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了させ用紙３を排紙する。
【００２９】
キャリッジ１３の移動方向右端側の記録領域を外れた位置には、記録ヘッド１４の吐出不良を回復するための回復装置３７が配置されている。回復装置３７は、図示しないキャッピング手段、吸引手段、クリーニング手段等を有している。
キャリッジ１３は印字待機中には回復装置３７側に移動され、上記キャッピング手段により記録ヘッド１４をキャッピングされる。これにより、吐出口部（ノズル孔）が湿潤状態に保たれ、インク乾燥による吐出不良が防止される。また、記録途中などに記録と関係しないインクを吐出することにより、全ての吐出口のインク粘度を一定にし、安定した吐出性能を維持するように制御される。
【００３０】
吐出不良が発生した場合等には、キャッピング手段により記緑ヘッド１４の吐出口（ノズルまたはノズル孔）が密封され、チューブを通して上記吸引手段で吐出口からインクとともに気泡等が吸い出される。このように、吐出口面に付着したインクやゴミ等はクリーニング手段により除去され、吐出不良が回復される。
吸引されたインクは、装置本体下部に設置された図示しない廃インク溜に排出され、廃インク溜内部のインク吸収体に吸収保持される。
【００３１】
次に、図１に基づいて記録ヘッド１４の要部の構成を説明する。
記録ヘッド１４は、ノズル形成部材５０と、加圧液室形成部材５１と、振動板５２と、圧力発生手段（アクチュエータ）５３を有している。
ノズル形成部材５０には、インク滴を飛翔させるための微細孔である多数のノズル（ノズル孔）５０ａが各加圧液室の先端部分（後述する連通管５１ａ）に対応して形成されており、各ノズル５０ａの径は２０〜３５μｍに設定されている。
ノズル形成部材５０は、本実施形態では電鋳工法によって製造したＮｉの金属プレートを用いて形成されている。Ｎｉの金属プレートに限定される趣旨ではなく、シリコンやその他金属材料、あるいはポリイミド等の樹脂フィルムを用いることができる。なお、ノズル形成部材５０の表面には撥水性の表面処理膜を成膜している。
【００３２】
加圧液室形成部材（流路板）５１には、各ノズル５０ａに連通する連通管５１ａがノズル５０ａに対応して形成されているとともに、振動板５２に対する接合面側には、連通管５１ａに連通する加圧液室５１ｂが複数形成されている。また、加圧液室形成部材５１のノズル形成部材５０に対する接合面側には、振動板５２に対する接合面との凹部体積比が０．２５〜４．０となるように擬似液室パターン５１ｃが複数形成されている。
連通管５１ａは、例えばドライエッチングによる深堀と異方性エッチングにより形成されている。異方性エッチングを行うエッチング液としては、ＫＯＨ水溶液、ＴＭＡＨ液等が使用できる。加圧液室５１ｂは、シリコンの異方性エッチング法により形成されている。
また、加圧液室形成部材５１の表面には酸化膜が形成されている。酸化膜が形成されていることで、インクに対して溶出しにくく、また濡れ性も向上するため気泡の滞留が生じにくい構造となる。これは酸化膜に限らず窒化チタン（ＴｉＮ）膜、またはポリイミド膜でもかまわない。
【００３３】
振動板５２は、Ｎｉ電鋳工法で形成した金属プレートからなり、該振動板５２の振動機能部は、圧電素子５３内の非駆動部に接合する梁部５２ａと、圧電素子５３内の駆動部に接合する島状凸部５１ｂと、該島状凸部５１ｂの周囲に形成された厚み２〜１０μｍ程度の最薄膜部分（ダイヤフラム領域）５２ｃを有している。
圧力発生手段５３は、セラミックス基板、例えばチタン酸バリウム、アルミナ、フォルステライトなどの絶縁性の基板５４上に、電気機械変換素子である複数の積層型圧電素子５５を列状に２列配列して接合し、これら２列の各圧電素子５５をダイシングにより切断を行って形成されている。
各列の複数の圧電素子５５はチャンネル方向で駆動波形を印加する駆動部５５ａと、駆動波形を印加しない非駆動部５５ｂを交互に構成している。圧電素子５５は、厚さ１０〜５０μｍ／層のチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）と、厚さ数μｍ／層の銀パラジューム（ＡｇＰｄ）からなる内部電極とを交互に積層したものである。
【００３４】
圧電素子５５を厚さ１０〜５５μｍ／層の積層型とすることによって低電圧駆動を可能としている。なお、電気機械変換素子としてはＰＺＴに限られるものではない。
また、加圧液室５１ｂ内の液体を加圧する圧力を発生する圧力発生手段５３としては、電気機械変換素子として圧電素子５５を有する例を説明したが、これに限るものではない。例えば、静電気で振動板を変形させる静電型、あるいは熱エネルギーによってインクにバブルを発生させるサーマルインクジェット型、音響波エネルギーによってインクを吐出する音響型、放電のエネルギーによってインクを吐出するスパークジェット型なども適用可能である。
圧力発生手段５３における圧力発生は次のようになされる。例えば、特開２００２−２５４６３８号公報に開示されているように、圧電素子５５の内部電極を交互に端面に取り出して端面電極とし、一方、基板上に共通電極パターン及び個別電極パターンを駆動部となる圧電素子５５の端面電極に導電性接着剤等を介して電気的に接続し、共通電極パターン及び共通電極パターンに接続したＦＰＣケーブルを介してＰＣＢ基板と接続して駆動部に駆動波形を印加することによって積層方向の伸びの変位を発生させる。
【００３５】
図２、図３は、加圧液室形成部材のノズル接合面と振動板接合面の形状を示す概要平面図である。図２は従来例における加圧液室形成部材２００の形状で、図３が本実施形態における加圧液室形成部材５１の形状である。また、各図において、（ａ）はノズル接合面側の形状、（ｂ）は振動板接合面側の形状を示している。
従来においては、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、ノズル形成部材に対する接合、及び振動板に対する接合時に生じる余剰接着剤を吸収するための肉抜き部２００ａが形成されている。図２において、符号２００ｂは連通管を、２００ｃは加圧液室をそれぞれ示している。図３において、符号５１ｄはノズル形成部材５０に対する接合、及び振動板５２に対する接合時に生じる余剰接着剤を吸収するための肉抜き部を示している。
【００３６】
従来の形状では、ノズル接合面側と振動板接合面側でその形状や接合面積が大きく異なるため、耐インク性の保護膜を形成した場合に膜応力による反りが発生する。例えば、酸化膜で０．７０μｍの厚みの保護膜を形成した場合は６μｍ以上の反りが発生する。
このような加圧液室形成部材の反りが発生する場合、接合時に接合不良箇所が発生してしまう不具合が生じてしまう。
上記反りの発生を低減すべく、本実施形態では、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、ノズル接合面側における余剰接着剤を吸収するための肉抜き部パターンの一部を擬似液室パターン５１ｃにして、振動板接合面側、ノズル接合面側の肉抜き部の体積（凹部体積）、形状をほぼ同等とするようにしている。
このような形状にすることにより、シリコン母材の持つ内部応力が、ノズル接合面側、振動板接合面側において同様に低減（歪開放）され、形状の差に起因する加圧液室形成部材５１の反りを低減することができる。
【００３７】
図４及び図５に、本実施形態における加圧液室形成部材５１の一部（１ビット分）のノズル接合面側（ａ）、振動板接合面側（ｂ）における（１）、（２）、（３）部位での断面図を示す。
図４のハッチング領域が凹部を示しており、このように略同体積の肉抜きとすることでシリコン母材の歪を小さく抑えることができる。図５の斜線領域及び太線部分が肉抜きによる表面積に差異が生じる部分を示している。この表面積の差により、保護膜形成面積差により生ずる両面の膜応力の差により加圧液室形成部材５１に反りが発生する。この表面積差を少なくすることにより、保護膜形成による反りは非常に小さく抑えることができる。
加圧液室形成部材５１を上記形状にすることにより、接合不良のない高信頼性の液滴吐出ヘッド１４を形成することが可能となる。以下にその根拠を実験データに基づいて説明する。
【００３８】
図６は、加圧液室形成部材５１のノズル接合面と振動板接合面の排除体積の比における強度減少による反り量の実験結果のグラフを示す。図６に示す結果から、反り量を３μｍ以下に抑えるためには、両面の体積比を０．２５から４．０の範囲にすることが必要であることが判る。
次に、図７に、ノズル接合面と振動板接合面の表面積の差と酸化膜を膜厚１．００μｍで形成した場合の加圧液室形成部材５１の反り量の実験結果のグラフを示す。反り量を３μｍ以下に抑えるためには、両面の表面積の差［単位：ｍｍ２］を、１２０００００／（チップ長さＬ［ｍｍ］の２乗）以下にすることが必要である。ここで、チップ長さＬは、前記加圧液室形成部材の長辺の長さを意味する（以下、同じ）。
反り量を３μｍ以下に抑えることで加圧液室形成部材５１の反りに起因する接合不良をほぼなくすことが可能であることが本発明者らの実験により確認された。
【００３９】
図８に、ヤング率が約１７０ＭＰａ．のシリコンを使用した場合の膜応力の差による反り量の実験結果のグラフを示す。反り量を３μｍ以下に抑えるためにはチップ長さＬ＝２０ｍｍで１００ＭＰａ．以下にすることが必要であることが判る。６００００／（チップ長さＬ［ｍｍ］の２乗）以下の応力とすることにより、反り量を３μｍ以下に抑えることができ、加圧液室形成部材５１の反りに起因する接合不良をほぼなくすことが可能であることが本発明者らの実験により確認された。
この応力差（表面積差による応力）を簡便に計算するには、各接合面の凹部の周囲長により形成される側面の面積に相当する膜応力差を上記とすることになる。また、酸化膜自身の持つ内部応力は成膜条件（酸化温度）、あるいは不純物を導入することにより制御する（ＶＬＳＩ  ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ  ｅｄｉｔｅｄ  ｂｙ  Ｓｚｅ）。
【００４０】
成膜条件による応力制御は全応力の制御であり、両面の面積差による応力差を補うにはあまり効果がないが、不純物による応力制御は、ノズル接合面側、振動板接合面側を独立に制御できるため、表面積差を補うには効果的である。
図９に、加圧液室形成部材５１の全体に不純物を導入することによる応力変化に対する反りの影響についての実験結果のグラフを示す。
ある濃度域で極値をもつ傾向となり、濃度、不純物導入領域を制御することにより反りを制御することが可能となる。応力を低減する場合には、例えば、導入する不純物の種類はＮ型［Ｐ（リン）、Ａｓ（ヒ素）など］とし、応力を増加させる場合には、導入する不純物の種類はＰ型［Ｂ（ホウ素）など］とする。
【００４１】
次に、図１０及び図１１に基づいて、本実施形態における加圧液室形成部材５１の製造工程（製造方法）を説明する。
まず、図１０（ａ）に示すように、厚さが４００μｍでＳｉ（１１０）のシリコン基板５６を用意し、その両表面に厚さ１．００μｍのシリコン酸化膜５７及び０．２０μｍのＬＰ−ＣＶＤ窒化膜５８を形成した。次に、図１０（ｂ）に示すように、ノズル接合面側に連通管形成パターン５９と、接合時の余剰接着剤を流れ込ませる肉抜きパターン６０、６１の形状にレジストのパターニング６２を行い、その後窒化膜５８をドライエッチングにてパターニングを行った。この工程では肉抜きパターン（擬似液室パターン５１ｃの基礎）６１を加圧液室５１ｂとほぼ同じ形状にて形成した。また該肉抜きパターンを各々連通させてさらに外部に連通させる連通口のパターンに窒化膜５８のパターニングを行った。
【００４２】
次に、図１０（ｃ）に示すように、レジストのパターニング６４を行い、その後シリコン酸化膜５７を連通管形成パターン６５の形状にドライエッチングにてパターニングを行った。その後、図１０（ｄ）に示すように、レジストのパターニング６４を除去するとともに、加圧液室のパターン６６及び振動板５２との接合時の余剰接着剤を流れ込ませる肉抜きパターン６７の形状にレジストのパターニング６８を行い、その後窒化膜５８のパターニングをノズル接合面側と同様にドライエッチングにて行った。
次に、図１０（ｅ）に示すように、連通管形成パターン６９の形状にシリコン酸化膜５７のパターニングを行った。シリコン酸化膜５７のエッチング時のレジストパターンは７０である。その後図１０（ｆ）に示すように、ＩＣＰドライエッチャーを使用して連通管形状７１のパターニングを行った。この際のレジスト７２の膜厚は８μｍにて行った。ＩＣＰエッチャーを使用してのドライエッチングは３００μｍの深さまで行った。
【００４３】
その後図１０（ｇ）に示すように、レジスト７２を除去すべく水酸化カリウム水溶液によりシリコンの異方性エッチングを行い、連通管５１ａを貫通させた。水酸化カリウム水溶液による連通管５１ａの貫通工程ではノズル接合面側、振動板接合面側両面よりエッチングを行った。連通管５１ａの貫通直後は異方性エッチングによる傾斜部が発生するが、本実施形態では該傾斜部をこの連通管貫通工程にて後退させて傾斜部全てのエッチングを行った。
その後図１１（ｈ）に示すように、窒化膜５８をマスクとして希ふっ酸によりシリコン酸化膜５７のウェットエッチング７３を行った。その後図１１（ｉ）に示すように、再度水酸化カリウム水溶液によりシリコンの異方性エッチングを行い、加圧液室５１ｂ及び擬似液室５１ｃの形成を行った。加圧液室５１ｂ形成時のシリコンの異方性エッチングは、水酸化カリウム水溶液濃度３０％、処理温度８５℃で行った。最後に図１１（ｊ）に示すように、窒化膜５８及びシリコン酸化膜５７の除去を行い、その後耐インク接液膜としてシリコン酸化膜を１．００μｍの厚さで形成してインクジェット用の加圧液室形成部材５１の形成（加工）を行った。
【００４４】
上述のように、本実施形態では、加圧液室形成部材５１におけるノズル接合面側と振動板接合面側との排除体積がほぼ同じになるように、またノズル接合面側には疑似加圧液室５１ｃを形成し、表面積もほぼ同じになるようにパターニングを行った。
上記方法にて作成した加圧液室形成部材５１を用いた記録ヘッド１４の組み立て（接合）を行ったところ、接液保護膜形成時でも反り量は２μｍ以下に抑えることができ、さらに加熱接合時に疑似加圧液室（擬似液室パターン）５１ｃ中の気体が膨張することによる接合不良も防ぐことができることが確認された。
【００４５】
以下に他の実施形態を説明する。なお、上記実施形態と同一部分は同一符号で示し、特に必要がない限り既にした構成上及び機能上の説明は省略し、要部のみ説明する。
図１４及び図１５に基づいて、第２の実施形態（加圧液室形成部材の製造方法）を説明する。
まず、図１４（ａ）に示すように、厚さが４００μｍでＳｉ（１１０）のシリコン基板５６を用意し、その両表面に０．１５μｍのＬＰ−ＣＶＤ窒化膜７５を形成した。次に、図１４（ｂ）に示すように、ノズル接合面側にノズル接合面側連通管パターン７６と、接合時の余剰接着剤を流れ込ませる肉抜きパターン７７、７８の形状にレジストのパターニング７９を行い、その後窒化膜７５をドライエッチングにてパターニングを行った。この工程では肉抜きパターン（擬似液室パターン５１ｃの基礎）７８を加圧液室５１ｂとほぼ同じ形状にて形成した。
また、該肉抜きパターンを各々連通させてさらに外部に連通させる連通口のパターンに窒化膜７５のパターニングを行った。
【００４６】
次に、図１４（ｃ）に示すように、レジスト７９を除去するとともに、加圧液室のパターン８０及び振動板５２との接合時の余剰接着剤を流れ込ませる肉抜きパターン８１の形状にレジストのパターニング８２及び窒化膜７５のパターニングを行った。次に、図１４（ｄ）に示すように、レジスト８２を除去するとともに、高温酸化膜８３を０．２５０μｍの厚さで窒化膜７５及びシリコン基板５６を覆うように形成を行った。
次に、図１４（ｅ）に示すように、前記高温酸化膜８３の上に０．１５μｍのＬＰ−ＣＶＤ窒化膜８４を形成し、ノズル接合面側及び振動板接合面側の窒化膜７５及び高温酸化膜８３を連通管の形状にドライエッチングにより形成した。その後図１４（ｆ）に示すように、ＩＣＰドライエッチャーを使用して連通管形状８５のパターニングを行った。この際のレジスト８６の膜厚は８μｍにて行った。
その後図１４（ｇ）に示すように、レジスト８６を除去して水酸化カリウム水溶液によりシリコンの異方性エッチングを行い、連通管５１ａを貫通させた。
【００４７】
その後図１５（ｈ）に示すように、上層の窒化膜８４を熱燐酸により除去した。高温酸化膜８３は、上層の窒化膜８４を除去する際のストップ層として使用している。続いて、高温酸化膜８３を希ふっ酸により除去した。その後図１５（ｉ）に示すように、再度水酸化カリウム水溶液によりシリコンの異方性エッチングを行い、加圧液室５１ｂ及び擬似液室５１を形成した。加圧液室５１ｂ形成時のシリコンの異方性エッチングは水酸化カリウム水溶液濃度３０％、処理温度８５℃で行った。
最後に図１５（ｊ）に示すように、窒化膜７５の除去を行い、その後耐インク接液膜としてシリコン酸化膜を１．００μｍの厚さで形成してインクジェット用の加圧液室形成部材５１の形成を行った。
【００４８】
本実施形態では、上述のように、加圧液室形成部材５１におけるノズル接合面側と振動板接合面側との排除体積がほぼ同じになるように、またノズル接合面側に疑似加圧液室５１ｃを形成し、表面積もほぼ同じになるようにパターニングを行った。さらに各々の疑似加圧液室５１ｃを連通させ、さらに外部に連通させるように連通口を形成した。
上記方法にて作成した加圧液室形成部材５１を用いて記録ヘッド１４の組み立て（接合）を行ったところ、接液保護膜形成時でも反り量は２μｍ以下に抑えることができた。また、窒化膜７５のみを加圧液室５１ｂ形成時のマスクとしているため、より高精度の寸法制御が可能となった。
【００４９】
次に、図１６に基づいて、第３の実施形態（加圧液室形成部材の製造方法）を説明する。
まず、図１６（ａ）に示すように、厚さが４００μｍでＳｉ（１１０）のシリコン基板５６を用意し、その両表面に０．１５μｍのＬＰ−ＣＶＤ窒化膜７５を形成した。次に、図１６（ｂ）に示すように、ノズル接合面側にノズル接合面側連通管パターン７６と、接合時の余剰接着剤を流れ込ませる肉抜きパターン７７、７８の形状にレジストのパターニング７９を行い、その後窒化膜７５をドライエッチングにてパターニングを行った。この工程では肉抜きパターン（擬似液室パターン５１ｃの基礎）７８を加圧液室５１ｂとほぼ同じ形状にて形成した。
また、該肉抜きパターンを各々連通させてさらに外部に連通させる連通口のパターンに窒化膜７５のパターニングを行った。
【００５０】
次に、図１６（ｃ）に示すように、レジスト７９を除去するとともに、加圧液室のパターン８０及び振動板５２との接合時の余剰接着剤を流れ込ませる肉抜きパターン８１の形状にレジストのパターニング８２及び窒化膜７５のパターニングを行った。次に、図１６（ｄ）に示すように、ＩＣＰドライエッチャーによるシリコンエッチングのためのマスク形成を行った。
この際のレジスト８７の膜厚は８μｍにて行った。本実施形態ではＩＣＰエッチングを振動板接合面側より行っているが、ノズル接合面側より行ってもかまわない。
次に、図１６（ｅ）に示すように、ＩＣＰドライエッチャーを使用して連通管形状８８のパターニングを行った。その後図１６（ｆ）に示すように、レジスト８７を除去して水酸化カリウム水溶液によりシリコンの異方性エッチングを行い、連通管５１ａの貫通、加圧液室部５１ｂ及び擬似液室５１ｃを形成した。加圧液室部形成時のシリコンの異方性エッチングは水酸化カリウム水溶液濃度３０％、処理温度８５℃で行った。
最後に図１６（ｇ）に示すように、窒化膜７５の除去を行い、その後耐インク接液膜としてシリコン酸化膜を１．００μｍの厚さで形成してインクジェット用の加圧液室形成部材５１の形成を行った。
【００５１】
上記方法にて作成した加圧液室形成部材５１を用いて記録ヘッド１４の組み立て（接合）を行ったところ、接液保護膜形成時でも反り量は１μｍ以下に抑えることができた。また、窒化膜７５のみを加圧液室５１ｂ形成時のマスクとしているため、より高精度の寸法制御が可能となった。
さらに、本実施形態ではプロセスが短工程となるため、加圧液室形成部材５１の低コスト化、ひいては記録ヘッド１４の低コスト化を実現できる。
【００５２】
上記各実施形態における加圧液室形成部材５１製造工程では、いずれの場合にも応力制御のための不純物導入が可能である。
不純物導入工程の挿入例としては、▲１▼シリコン基板準備段階で全面に不純物の注入を行う方式、▲２▼加圧液室形成部材作成後、接液保護膜形成前で全面に不純物の注入を行う方式等がある。
また、不純物の導入の方法としては、熱拡散法、イオン注入法が挙げられるが、以下の制御を行うためには、イオン注入法の方が適しており、いずれの組み合わせも可能である。
（ａ）両面共に同種の不純物導入を行い、反りに対して各面の注入量を変える。
（ｂ）各面に異種不純物導入を行い、反りに対して各面の注入量を制御する。
【００５３】
さらに、接液保護膜形成直前に不純物活性のための熱処理（不活性ガス雰囲気での６００〜８００℃のアニール）を行うことにより制御性がさらに向上する。
具体的な不純物導入例としては、第１の実施形態における図１１（ｊ）後に、ＰＳＧを９００℃、Ｏ２：１００ｓｃｃｍ、Ｎ２：１８０００ｓｃｃｍ、ＰＨ３：１８００ｓｃｃｍ雰囲気により形成し、８００℃１時間のアニールを行う。その後、ふっ酸による酸化膜除去を行い、接液保護膜形成を行う。
この処理を行わない場合、１０μｍ程度の反りのあるものが不純物導入を行うと４μｍ程度となる。これと同程度の濃度の不純物導入をイオン注入で行うには、ＰＨ３、６０ＫｅＶ、１Ｅ１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ２程度の注入で実現できる。
以上、反りを無くすことを目的として説明してきたが、本発明による、排除体積、表面積、不純物導入による反りの制御を行うことにより、ノズル形成部材５０、振動板５２と加圧液室形成部材５１の熱膨張率の違いによる接合時の反り、剥がれを考慮して、いずれかの面側へ反りを生じさせる場合もある。
【００５４】
図１７に、液体カートリッジとしてのインクカートリッジ（第４の実施形態）を示す。
インクカートリッジ１００は、ノズル５０ａ等を有する上記各実施形態のいずれかのインクジェットヘッド（記録ヘッド）１０１と、このインクジェットヘッド１０１に対してインクを供給するインクタンク１０２とを一体化したものである。
このようにインクタンク一体型のヘッドの場合、ヘッドの歩留まり不良は直ちにインクカートリッジ１００全体の不良につながるので、上述したようにパーティクルなどによる製造不良を低減することで、インクカートリッジ１００の歩留まりが向上し、ヘッド一体型のインクカートリッジ１００の低コスト化を図れる。
【００５５】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、複数のノズルが形成されるノズル形成部材と、前記ノズルに連通する加圧液室が形成される加圧液室形成部材と、前記ノズルから液滴を吐出させるための圧力を前記加圧液室に伝搬させる振動板を備えた液滴吐出ヘッドにおいて、前記加圧液室形成部材がシリコンで形成されており、該加圧液室形成部材の前記ノズル形成部材に対する接合面の凹部と、該加圧液室形成部材の前記振動板に対する接合面の凹部の体積が略同じである構成としたので、シリコンの部材の持つ内部応力開放による反りを低減することができるとともに、シリコンのアルカリ系インクへの溶出を防止するための保護膜を形成する場合に該保護膜の膜応力によるシリコン部材の反りを低減することができ、ノズル形成部材あるいは振動板との接合時の接合不良を無くすことができる。このため高信頼性の液滴吐出ヘッドを実現できる。
【００５６】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記加圧液室形成部材の両面の凹部の体積の比が、０．２５〜４．０の範囲にある構成としたので、シリコンの部材の持つ内部応力開放による反りを低減することができるとともに、シリコンのアルカリ系インクへの溶出を防止するための保護膜を形成する場合に該保護膜の膜応力によるシリコン部材の反りを低減することができ、ノズル形成部材あるいは振動板との接合時の接合不良を無くすことができる。このため高信頼性の液滴吐出ヘッドを実現できる。
【００５７】
請求項３記載の発明によれば、請求項１または２記載の液滴吐出ヘッドにおいて、少なくとも前記加圧液室形成部材の液体接触部に耐液性薄膜が形成されている構成としたので、アルカリ系のインクを使用する場合にシリコンがインクに溶出してしまうことを防止でき、高信頼性の液滴吐出ヘッドを実現できる。
【００５８】
請求項４記載の発明によれば、請求項３記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記加圧液室形成部材の前記ノズル形成部材に対する接合面側と、該加圧液室形成部材の前記振動板に対する接合面側の表面積が略同じである構成としたので、シリコンのアルカリ系インクへの溶出を防止するための保護膜を形成する場合に該保護膜の膜応力によるシリコン部材の反りを低減することができ、ノズル形成部材あるいは振動板との接合時の接合不良を無くすことができる。このため高信頼性の液滴吐出ヘッドを実現できる。
【００５９】
請求項５記載の発明によれば、請求項４に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記加圧液室形成部材の両面の表面積の差［ｍｍ２］が、１２０００００／（前記加圧液室形成部材の長辺の長さ［ｍｍ］の２乗）以下である構成としたので、シリコンのアルカリ系インクへの溶出を防止するための保護膜を形成する場合に該保護膜の膜応力によるシリコン部材の反りを低減することができ、ノズル形成部材あるいは振動板との接合時の接合不良を無くすことができる。このため高信頼性の液滴吐出ヘッドを実現できる。
【００６０】
請求項６記載の発明によれば、請求項３記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記耐液性薄膜が、酸化膜または窒化チタン膜である構成としたので、アルカリ系のインクを使用する場合にシリコンがインクに溶出してしまうことを防止でき、高信頼性の液滴吐出ヘッドを実現できる。
【００６１】
請求項７記載の発明によれば、請求項３乃至６のうちの何れか１つに記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記加圧液室形成部材の前記ノズル形成部材に対する接合面側と、該加圧液室形成部材の前記振動板に対する接合面側に形成されている前記耐液性薄膜の持つ内部応力の差［ＭＰａ．］が、６００００／（前記加圧液室形成部材の長辺の長さ［ｍｍ］の２乗）以下である構成としたので、シリコン部材の反りを低減することができ、ノズル形成部材あるいは振動板との接合時の接合不良を無くすことができる。このため高信頼性の液滴吐出ヘッドを実現できる。
【００６２】
請求項８記載の発明によれば、請求項３乃至６のうちの何れか１つに記載の液滴吐出ヘッドにおいて、該加圧液室形成部材の前記ノズル形成部材に対する接合面の凹部と、該加圧液室形成部材の前記振動板に対する接合面の凹部の周囲長の差［ｍｍ］が、３６００００００／（前記加圧液室形成部材の長辺の長さ［ｍｍ］の２乗）以下である構成としたので、シリコン部材の反りを低減することができ、ノズル形成部材あるいは振動板との接合時の接合不良を無くすことができる。このため高信頼性の液滴吐出ヘッドを実現できる。
【００６３】
請求項９記載の発明によれば、請求項１乃至８のうちの何れか１つに記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記加圧液室形成部材の前記ノズル形成部材に対する接合面と、該加圧液室形成部材の前記振動板に対する接合面のいずれか一方の面または両面に不純物が導入拡散され、応力が制御されている構成としたので、ノズル形成部材あるいは振動板との接合時の接合不良を無くすことができ、高信頼性の液滴吐出ヘッドを実現できる。
【００６４】
請求項１０記載の発明によれば、請求項９記載の液滴吐出ヘッドにおいて、導入する不純物の種が、応力緩和または熱酸化膜応力を低減するＮ型（Ｐ、Ａｓなど）である構成としたので、応力低減により耐液性薄膜の持つ内部応力を変化させ、ノズル接合面側または振動板接合面側へのソリを制御することにより、ノズル形成部材あるいは振動板との接合時の接合不良を無くすことができる。このため高信頼性の液滴吐出ヘッドを実現できる。また、片面ずつの応力制御を行い、ノズル接合面側または振動板接合面側へのソリを制御することにより、ノズル形成部材あるいは振動板との接合時の接合不良を無くすことができる。このため高信頼性の液滴吐出ヘッドを実現できる。
【００６５】
請求項１１記載の発明によれば、請求項９記載の液滴吐出ヘッドにおいて、導入する不純物の種が、応力緩和または熱酸化膜応力を増加させるＰ型（Ｂなど）である構成としたので、応力増加により耐液性薄膜の持つ内部応力を変化させ、ノズル接合面側または振動板接合面側へのソリを制御することにより、ノズル形成部材あるいは振動板との接合時の接合不良を無くすことができる。このため高信頼性の液滴吐出ヘッドを実現できる。また、片面ずつの応力制御を行い、ノズル接合面側または振動板接合面側へのソリを制御することにより、ノズル形成部材あるいは振動板との接合時の接合不良を無くすことができる。このため高信頼性の液滴吐出ヘッドを実現できる。
【００６６】
請求項１２記載の発明によれば、液滴を吐出する液滴吐出ヘッドと、該液滴吐出ヘッドに液体を供給するタンクを一体化した液体カートリッジにおいて、前記液滴吐出ヘッドが、請求項１乃至１１のうちの何れか１つに記載の液滴吐出ヘッドである構成としたので、何れかの液滴吐出ヘッドであるインクジェットヘッドとこのインクジェットヘッドにインクを供給するインクタンクを一体化したので、製造不良が減少し、低コスト化を図ることができる。
【００６７】
請求項１３記載の発明によれば、液滴吐出ヘッドにより液滴を吐出させて画像を形成する画像形成装置において、前記液滴吐出ヘッドが、請求項１乃至１１のうちの何れか１つに記載の液滴吐出ヘッドである構成としたので、気泡の溜まりがなく機械強度に優れた液滴吐出ヘッドの使用により高信頼性の画像形成装置を実現できる。また、上述した各効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態における液滴吐出ヘッドの要部分解斜視図である。
【図２】従来における加圧液室形成部材のノズル接合面側と振動板接合面側の形状を示す概要平面図である。
【図３】第１の実施形態における加圧液室形成部材のノズル接合面側と振動板接合面側の形状を示す概要平面図である。
【図４】加圧液室形成部材の要部断面図である。
【図５】加圧液室形成部材の要部断面図である。
【図６】加圧液室形成部材のノズル接合面側と振動板接合面側の排除体積比と反り量との関係を示す実験結果のグラフである。
【図７】加圧液室形成部材のノズル接合面側と振動板接合面側の表面積の差と反り量との関係を示す実験結果のグラフである。
【図８】加圧液室形成部材に被覆される膜の応力の差と反り量との関係を示す実験結果のグラフである。
【図９】不純物濃度と反り量との関係を示す実験結果のグラフである。
【図１０】加圧液室形成部材の製造工程を示す図である。
【図１１】加圧液室形成部材の製造工程を示す図である。
【図１２】画像形成装置としてのインクジェット記録装置の概要正面図である。
【図１３】インクジェット記録装置の要部斜視図である。
【図１４】第２の実施形態における加圧液室形成部材の製造工程を示す図である。
【図１５】第２の実施形態における加圧液室形成部材の製造工程を示す図である。
【図１６】第３の実施形態における加圧液室形成部材の製造工程を示す図である。
【図１７】第４の実施形態における液体カートリッジとしてのインクカートリッジの斜視図である。
【符号の説明】
１４  液滴吐出ヘッドとしての記録ヘッド
５０  ノズル形成部材
５０ａ  ノズル
５１  加圧液室形成部材
５１ｂ  加圧液室
１００  液体カートリッジとしてのインクカートリッジ
【図１】
2004209922.tif 000003
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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