(57)【要約】【課題】  加圧液室形成部材を精度よく形成し、加圧液室形成部材で固定治具を擦って削れカス等の異物が発生することを抑止し、その後に加圧液室形成部材にノズル板や振動板を接合するとき異物が入り込むことを防止して接合不良の発生をなくし、また液体流動路への異物の混入による液滴吐出不良の発生をなくす。【解決手段】  インクジェットヘッド（液滴吐出ヘッド）は、加圧液室形成部材４５の一方の板面ｍに振動板を、他方の板面ｎにノズル板を接合する。加圧液室形成部材の振動板接合面には、エッチングによる凸凹パターン６２を有しない、直径６００μｍの円形のフラット領域６３を形成する。そして、搬送時、フラット領域の円形内に収めて固定治具６４を接触させて押さえ、加圧液室形成部材をしっかりと固定する。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加圧液室を形成するとともに、その加圧液室に通ずる複数の連通孔を有する加圧液室形成部材と、前記加圧液室形成部材の一方の板面に接合して複数のノズル孔を前記連通孔を介して前記加圧液室に連通するノズル板と、前記加圧液室形成部材の他方の板面に接合して前記加圧液室に振動を伝播して前記ノズル孔から液滴を吐出する振動板とを備える液滴吐出ヘッドにおいて、
前記加圧液室形成部材の一方または他方の板面に、エッチングによる凸凹パターンを有しない、少なくとも直径が６００μｍの円形内に収めて搬送時の押し当て固定治具を接触し得るフラット領域を形成することを特徴とする、液滴吐出ヘッド。
【請求項２】
前記フラット領域に、前記板面に対して垂直な壁面を設けることを特徴とする、請求項１に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項３】
前記加圧液室形成部材をシリコンでつくることを特徴とする、請求項１または２に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項４】
前記加圧液室形成部材の、少なくとも液体が流動する液体流動路の壁面に耐液体接液膜を形成することを特徴とする、請求項３に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１に記載の液滴吐出ヘッドと、その液滴吐出ヘッドに液体を供給するタンクとを一体化してなることを特徴とする、液体カートリッジ。
【請求項６】
請求項１ないし４のいずれか１に記載の液滴吐出ヘッドを備えることを特徴とする、液滴吐出装置。
【請求項７】
加圧液室およびその加圧液室に通ずる複数の連通孔を有し、その連通孔を介して前記加圧液室に連通するノズル板を一方の板面に接合し、前記加圧液室に振動を伝播して前記ノズル孔から液滴を吐出する振動板を他方の板面に接合する加圧液室形成部材の製造方法において、
ドライエッチングと異方性ウェットエッチングを併用し、板面に、エッチングによる凸凹パターンを有しない、少なくとも直径が６００μｍの円形内に収めて搬送時の押し当て固定治具を接触し得るフラット領域を形成することを特徴とする、加圧液室形成部材の製造方法。
【請求項８】
前記異方性ウェットエッチングを行うときのマスクとして、シリコン酸化膜を用いることを特徴とする、請求項７に記載の加圧液室形成部材の製造方法。
【請求項９】
前記異方性ウェットエッチングを行うときのマスクとして、前記シリコン酸化膜とシリコン窒化膜の積層幕を用いることを特徴とする、請求項８に記載の加圧液室形成部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、加圧液室形成部材の一方の板面にノズル板を、他方の板面に振動板を接合して構成し、振動板の振動を、加圧液室形成部材で形成する加圧液室に伝播してその加圧液室の液体を加圧液室形成部材の連通孔を通してノズル板のノズル孔から液滴として吐出する液滴吐出ヘッドに関する。また、その液滴吐出ヘッドにタンクを一体化して構成する液体カートリッジに関する。さらに、その液滴吐出ヘッドを備える液滴吐出装置に関する。またさらに、液滴吐出ヘッドを構成する加圧液室形成部材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液滴吐出ヘッドには、例えば、液体レジストを液滴として吐出するもの、ＤＮＡの試料を液滴として吐出するもの、インクを液滴として吐出するものなどがある。この中で、インクを液滴として吐出する液滴吐出ヘッドは、プリンタ、ファクシミリ、複写機、プロッタなどの画像記録装置のうち、インクジェット式のもので、インクジェットヘッドとして用いている。
【０００３】
インクジェットヘッドは、加圧液室（圧力室、液室、吐出室、インク流路、流路などとも称される）を形成するとともに、その加圧液室に通ずる複数の連通孔を有する加圧液室形成部材と、加圧液室形成部材の一方の板面に接合して複数のノズル孔を連通孔を介して加圧液室に連通するノズル板と、加圧液室形成部材の他方の板面に接合して加圧液室に振動を伝播してノズル孔からインク滴を吐出する振動板と、その振動板を振動する駆動手段（圧力発生手段）とを備える。駆動手段には、特公平２−５１７３４号公報に記載されるように圧電素子を利用するもの、特公昭６１−５９９１１号公報に記載されるようにインクを加熱して気泡を発生し、その圧力でインクを吐出するもの、特開平５−５０６０１号公報に記載されるように静電気力を利用するものなどがある。
【０００４】
この種のインクジェットヘッドでは、インク滴を吐出して記録媒体上にドットを形成し、そのドットの集合により記録媒体上に画像を記録する関係上、解像度を上げるためにはインク滴のサイズを小さくする必要があり、また効率よく記録するためにはノズル孔の数を多くし、加圧液室を大きくする必要がある。よって、大型化することを避けるため、通常隣り合う加圧液室を区画している隔壁を薄くするとともに、一方向に大きく形成して加圧液室の容積を稼いでいた。
【０００５】
このような複雑な形状とするには、加圧液室を形成する加圧液室形成部材を通常エッチング技術を用いて形成する必要があった。加圧液室形成部材の材料としては、これまで感光性樹脂膜を使用することが多い。しかし、感光性樹脂膜は、機械強度が低く、クロストークやたわみを生じ、高い解像度を得ようとすると、印字品質が低下する問題があった。
【０００６】
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できる、いわゆるマイクロマシニング技術を用い、シリコン単結晶基板に異方性エッチングを行うことにより加圧液室形成部材を製作してインクジェットヘッドを形成することが検討されている。例えば、加圧液室形成部材の材料として結晶方位（１１０）の単結晶シリコン基板を用い、それに異方性エッチングを行って加圧液室を形成することが提案されている。
【０００７】
このように、ノズル板と振動板間のスペーサである加圧液室形成部材に単結晶シリコンを使用すると、機械的剛性を高め、特に圧電素子を駆動手段として使用する場合、圧電素子の変形にともなうヘッド全体のたわ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ことから、加圧液室を均一につくることができるという大きな利点がある。
【０００８】
加圧液室形成部材は、高解像度化にともないチャンネル数を多くする必要があり、より微細加工を要することとなる。このため、特許文献１に記載のものでは、連通孔の周囲に余剰の接着剤を収容できる矩形状の凹部を配置している。また、特許文献２に記載のものでは、隔壁の幅の１／１２〜１／６の面取り部を備え、その面取り部とノズル板、および振動板との間にできる空間を接着剤収納空間として機能している。
【０００９】
【特許文献１】特開平７-１２５１９８号公報
【特許文献２】特開平７-９６６０５号公報
【特許文献３】特開平１０-２６４３８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、加圧液室形成部材の材料として結晶方位（１１０）の単結晶シリコン基板を用い、異方性エッチングにより加工を行った場合、エッチングを受けた外周角は鋭利な鑢状となる。他方、搬送時に加圧液室形成部材を搬送するとき、加圧液室形成部材は、固定治具で押さえるが、その固定治具が金属製であると、その金属製の固定治具で擦って加圧液室形成部材を傷めることとなるから、一般的には硬度の低い樹脂製としていることが多い。
【００１１】
このため、加圧液室形成部材を搬送するとき、パターニングにより鑢状となって鋭利に尖った角部で逆に樹脂製の固定治具を擦って削れカス等の異物を発生し、その後に加圧液室形成部材にノズル板や振動板を接合するときその異物が入り込んで接合不良を発生し、また液体流動路への異物の混入による液滴吐出不良を発生する問題があった。
【００１２】
そこで、この発明の目的は、加圧液室形成部材を精度よく形成し、加圧液室形成部材で固定治具を擦って削れカス等の異物が発生することを抑止し、その後に加圧液室形成部材にノズル板や振動板を接合するとき異物が入り込むことを防止して接合不良の発生をなくし、また液体流動路への異物の混入による液滴吐出不良の発生をなくし、安定した噴射性能を確保することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
かかる目的を達成すべく、第１の発明は、加圧液室を形成するとともに、その加圧液室に通ずる複数の連通孔を有する加圧液室形成部材と、前記加圧液室形成部材の一方の板面に接合して複数のノズル孔を前記連通孔を介して前記加圧液室に連通するノズル板と、前記加圧液室形成部材の他方の板面に接合して前記加圧液室に振動を伝播して前記ノズル孔から液滴を吐出する振動板とを備える液滴吐出ヘッドにおいて、
前記加圧液室形成部材の一方または他方の板面に、エッチングによる凸凹パターンを有しない、少なくとも直径が６００μｍの円形内に収めて搬送時の押し当て固定治具を接触し得るフラット領域を形成することを特徴とする、ことを特徴とする。
【００１４】
フラット領域には、前記板面に対して垂直な壁面を設けるとよい。また、加圧液室形成部材は、シリコンでつくるとよい。さらに、加圧液室形成部材の、少なくとも液体が流動する液体流動路の壁面には、酸化膜や窒化チタン膜等の耐液体接液膜を形成するとよい。
【００１５】
そして、例えば工場外で搬送して加圧液室形成部材を移動したり、工場内で搬送して板面にノズル板や振動板を接合したりするとき、その板面に形成するフラット領域に、エッチングによる凸凹パターンを有しない、少なくとも直径が６００μｍの円形内に収めて固定治具を接触し、その固定治具で加圧液室形成部材を押さえて、トレイやパンなどの搬送容器内から脱落したり、搬送容器内でずれたりしないように固定する。
【００１６】
第２の発明は、第１の発明の液滴吐出ヘッドと、その液滴吐出ヘッドに液体を供給するタンクとを一体化してなることを特徴とする、液体カートリッジである。
【００１７】
第３の発明は、第１の発明の液滴吐出ヘッドを備えることを特徴とする、液滴吐出装置である。
【００１８】
第４の発明は、加圧液室およびその加圧液室に通ずる複数の連通孔を有し、その連通孔を介して前記加圧液室に連通するノズル板を一方の板面に接合し、前記加圧液室に振動を伝播して前記ノズル孔から液滴を吐出する振動板を他方の板面に接合する加圧液室形成部材の製造方法において、
ドライエッチングと異方性ウェットエッチングを併用し、板面に、エッチングによる凸凹パターンを有しない、少なくとも直径が６００μｍの円形内に収めて搬送時の押し当て固定治具を接触し得るフラット領域を形成する、ことを特徴とする。
【００１９】
そして、異方性ウェットエッチングを行うときのマスクとして、シリコン酸化膜を用いたり、シリコン酸化膜とシリコン窒化膜の積層幕を用いたりするとよい。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１に記載の発明によれば、加圧液室形成部材の搬送時に、加圧液室形成部材の板面に形成するフラット領域に固定治具を接触して押さえ、加圧液室形成部材をしっかりと固定するので、加圧液室形成部材を精度よく形成し、加圧液室形成部材の、パターニングにより鋭利に尖った部分で固定治具を擦って異物が発生することを抑止し、その後に加圧液室形成部材にノズル板や振動板を接合するとき削れカス等の異物が入り込むことを防止して接合不良の発生をなくし、また液体流動路への異物の混入による液滴吐出不良の発生をなくし、安定した噴射性能を確保することができる。
【００２１】
請求項２に記載の発明によれば、加えて、フラット領域に、板面に垂直な壁面を設けるので、その壁面を伝って、加圧液室形成部材にノズル板や振動板を接合するときの余剰接着剤を落とし込み、また接合するときの仮止めに利用することができる。
【００２２】
請求項３に記載の発明によれば、加えて、加圧液室形成部材をシリコンでつくるので、精度良く、また樹脂成形等と比較して剛性が高く、クロストークやたわみに対して良好な効果を有し、安定した噴射性能を確保することができる。
【００２３】
請求項４に記載の発明によれば、加えて、加圧液室形成部材の、少なくとも液体が流動する液体流動路の壁面に耐液体接液膜を形成するので、液体が例えばアルカリ系のインクであるとき、シリコンが溶出して加圧液室形成部材が破損することを防止し、信頼性を向上することができる。
【００２４】
請求項５に記載の発明によれば、第１の発明の液滴吐出ヘッドに、その液滴吐出ヘッドに液体を供給するタンクを一体化するので、上記各効果を有する液滴吐出ヘッドを備えた、製造不良がなく、低コストな液体カートリッジを提供することができる。
【００２５】
請求項６に記載の発明によれば、第１の発明の液滴吐出ヘッドを備えるので、上記各効果を有する液滴吐出ヘッドを備えた、製造不良がなく、低コストな液体吐出装置を提供することができる。
【００２６】
請求項７に記載の発明によれば、加圧液室形成部材の搬送時に、加圧液室形成部材の板面に形成するフラット領域に固定治具を接触して押さえ、加圧液室形成部材をしっかりと固定するので、加圧液室形成部材を精度よく形成し、加圧液室形成部材の、パターニングにより鋭利に尖った部分で固定治具を擦って異物が発生することを抑止し、その後にノズル板や振動板を接合するとき削れカス等の異物が入り込むことを防止して接合不良の発生をなくし、また液体流動路への異物の混入による液滴吐出不良の発生をなくし、安定した噴射性能を確保することができる。
【００２７】
請求項８に記載の発明によれば、加えて、異方性ウェットエッチングを行うときのマスクとして、シリコン酸化膜を用いるので、マスク作成工程を簡単とし、低コストで、液体が例えばアルカリ系のインクであるとき、シリコンが溶出して加圧液室形成部材が破損することを防止し、信頼性を向上することができる。
【００２８】
請求項９に記載の発明によれば、加えて、異方性ウェットエッチングを行うときのマスクとして、シリコン酸化膜とシリコン窒化膜の積層幕を用いるので、液体が例えばアルカリ系のインクであるとき、シリコンが溶出して加圧液室形成部材が破損することを防止し、信頼性を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、図面を参照しつつ、この発明の実施の最良形態につき説明する。
図１には、インクジェット式画像記録装置の全体概略構成を、その正面側の斜め上から見て示す。
【００３０】
図中符号１０は、記録装置本体である。記録装置本体１０内には、図示省略するが、左右に対向して一対の対向側板を備える。そして、それらの対向側板間には、主ガイドロッド１１を後方に、従ガイドロッド１２を前方に互いに平行に掛け渡し、それらのガイドロッド１１・１２でキャリッジ１３を左右に往復動可能に支持する。
【００３１】
キャリッジ１３には、イエロ、シアン、マゼンタ、ブラックの各インクカートリッジ（液体カートリッジ）１４を交換可能に搭載する。各インクカートリッジ１４は、図示省略するが、上方に大気と連通する大気口、下方にインク供給口、内部にインクを充填した多孔質体を有する。そして、多孔質体の毛管力によりインク供給口内を常にわずかな負圧に維持している。
【００３２】
キャリッジ１３には、エンドレスのタイミングベルト１５を固着する。タイミングベルト１５は、左右の対向側板で支持する駆動プーリ１６と従動プーリ１７間に掛けまわす。駆動プーリ１６は、主走査モータ１８により回転自在とする。これにより、記録装置本体１０内に印字機構部２０を設け、駆動モータ１８の正逆駆動により駆動プーリ１６を回転し、従動プーリ１７を従動回転しながらタイミングベルト１５を走行し、キャリッジ１３を主走査方向に往復動して、インクカートリッジ１４内のインクを用いて記録媒体に記録を行う。
【００３３】
記録装置本体１０内には、キャリッジ１３の移動範囲右端で、記録媒体への記録領域を外れた位置に、インク吐出不良を回復するための回復装置２１を設置する。回復装置２１には、図示省略するが、キャッピング手段と吸引手段とクリーニング手段とを設ける。この他、記録装置本体１０内には、例えば副走査モータ２２などを配置する。
【００３４】
図２には、図１に示すインクジェット式画像記録装置の全体概略構成を側面側から見て示す。
【００３５】
記録装置本体１０内には、給紙トレイでもよいが、図示例では給紙カセット２４を着脱自在に装着する。給紙カセット２４内には、用紙ｐを積載して収納する。その積載用紙ｐの先端上には、給紙ローラ２５を押し当て可能とする。給紙ローラ２５は、また、フリクションパッド２６に押し当て、回転により給紙カセット２４内の用紙ｐを一枚ずつ分離してガイド板２７間に送り出す。
【００３６】
ガイド板２７間の用紙ｐは、副走査モータ２２で駆動する搬送ローラ２８と、搬送コロ２９間に導き、搬送ローラ２８と先端コロ３０間を通して所定向きとして、インクジェットヘッド３１と印字受け部材３２間に入れる。この例では、インクジェットヘッド３１は、上述した各色インクカートリッジ１４にそれぞれ対応してキャリッジ１３に設ける。しかし、各色インクカートリッジ１４共通で、１つのインクジェットヘッド３１を設けるようにしてもよい。
【００３７】
そして、印字受け部材３２で用紙ｐを案内して１行分ごと搬送するとともに、印字機構部２０で、キャリッジ１３を主走査方向に移動しながら、画像信号に応じてインクジェットヘッド３１を駆動し、インクカートリッジ１４の供給口からのインクをインクジェットヘッド３１の不図示のノズル孔から下向きに吐出し、用紙ｐに１行分ずつ記録を行う。記録後の用紙ｐは、ガイド板３３で案内して搬送コロ３４と拍車３５で搬送し、排紙ローラ３６と拍車３７により記録装置本体１０の背面側に備える排紙トレイ３８上に排出する。
【００３８】
記録装置本体１０には、また、手差しトレイ４０を開閉自在に備える。そして、手差しトレイ４０上にセットした用紙を手差し用給紙ローラ４１で記録装置本体１０内に送り込み、一対の手差し用搬送ローラ４２で搬送して搬送ローラ２８と搬送コロ２９間に導き、搬送ローラ２８と先端コロ３０間を通してインクジェットヘッド３１と印字受け部材３２間に入れ、同様に印字機構部２０で用紙に記録を行い、排紙トレイ３８上に排出する。
【００３９】
印字不良が発生したときには、キャリッジ１３を回復装置２１位置へと移動し、キャッピング手段でインクジェットヘッド３１にキャップを被せて吸引手段でインクとともに気泡を吸い出すとともに、クリーニング手段でクリーニングしてノズル孔面に付着したインクやゴミなどを除去する。吸引手段で吸引したインクは、記録装置本体１０下部の不図示の廃インク溜めに送り、内部のインク吸収体に吸収して廃棄まで保持する。
【００４０】
一方、印字待機中は、キャリッジ１３を回復装置２１位置へと移動し、キャッピング手段でインクジェットヘッド３１にキャップを被せてノズル孔面を湿潤状態に保つことによりインクの乾燥による吐出不良の発生を防止する。また、記録途中などでは、記録と関係のないインクを吐出することにより、すべてのノズル孔のインク粘度を一定とし、安定した吐出性能を維持する。
【００４１】
図３には、上述したインクジェットヘッド３１の１つを分解して示す。
【００４２】
図３に示すとおり、図示例のインクジェットヘッド３１は、ノズル板４４、加圧液室形成部材４５、振動板４６、駆動手段４７の各部品からなる。ノズル板４４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孔４８が２列に並んで形成されている。ノズル孔４８の径は、２０〜３５μｍである。このノズル板４４には、例えば電鋳工法によって製造したＮｉの金属プレートを用いている。しかし、その他の金属材料、シリコン、またはポリイミド等の樹脂フィルムを用いることもできる。そして、このノズル板４４の表面には、撥水性の表面処理膜を形成している。
【００４３】
加圧液室形成部材４５は、シリコンで形成されており、シリコン基板の面方位は（１１０）を使用している。該加圧液室形成部材には、各ノズル孔４８に連通するノズル連通孔５０と、リフィル連通孔５１と、液体供給孔と、加圧液室形成面に形成された加圧液室５２と、リフィル室が形成されている。ノズル連通孔５０やリフィル連通孔５１、液体供給孔は、例えばドライエッチング法と異方性エッチング法により形成されている。そして、加圧液室５２を形成するとともに、その加圧液室５２に通ずる複数のノズル連通孔５０を設けて液体流動路を形成し、一方の板面ｎにノズル板４４を接合したとき、複数のノズル孔４８をノズル連通孔５０を介して加圧液室５２に連通するようにしている。
【００４４】
液体流動路、リフィル室は、Ｓｉの異方性エッチング法により形成されている。また、該加圧液室形成部材４５の表面には、後述するようにシリコン酸化膜等の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。なお、（１１０）基板を使用することにより、ノズル孔４８のピッチ方向に対して垂直に加圧液室形成面に形成された加圧液室５２を含む液体流動路を形成することができ、微細化、狭ピッチ化に有利となる。
【００４５】
振動板４６は、Ｎｉ電鋳工法で形成した金属プレートからなる。加圧液室形成部材４５の他方の板面ｍに接合して加圧液室５２に振動を伝播する。この振動板４６の振動機能部は、駆動手段４７の非駆動部５３に接合する梁部５４と、駆動手段４７の駆動部５５に接合する島状凸部５６と、この島状凸部５６の周囲に形成した厚み２〜１０μｍ程度の最薄膜部分（ダイヤフラム領域）５７とからなる。
【００４６】
駆動手段４７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５８上に電気機械変換素子である複数の積層型圧電素子６０を列状に２列配列して接合し、これら２列の各圧電素子６０をダイシングにより切断を行っている。なお、各列の複数の圧電素子６０は、チャンネル方向で駆動波形を印加する駆動部５５と、駆動波形を印加しない非駆動部５３を交互に構成している。ここで、圧電素子６０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。圧電素子６０を厚さ１０〜５０μｍ／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。
【００４７】
なお、液体流動路のインクを加圧する圧力を発生する駆動手段４７として、電気機械変換素子である圧電素子を用いた場合について例に説明したが、それに限るものではない。それ以外に、静電気で振動板を変形させる静電型、または熱エネルギ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、音響波エネルギによってインクを吐出する音響型、放電のエネルギ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。
【００４８】
そして、この圧電素子６０の内部電極を交互に端面に取り出して端面電極として一方基板上に、共通電極パターンおよび個別電極パターンを、駆動部５５となる圧電素子６０の端面電極に導電性接着剤等を介して電気的に接続し、共通電極パターンおよ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５５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。
【００４９】
これにより、駆動手段４７で振動板４６を振動してその振動を加圧液室形成部材４５の加圧液室５２に伝播し、加圧液室５２やノズル連通孔５０などの液体流動路にあるインクを、ノズル板４４のノズル孔４８から吐出する。
【００５０】
図４には、加圧液室形成部材４５の一例を示す。
【００５１】
加圧液室形成部材４５には、ノズル板接合面ｎでもよいが、この例では、その振動板接合面ｍに、エッチングによる凸凹パターン６２を有しない、直径６００μｍの円形のフラット領域６３を形成する。そして、そのフラット領域６３の円形内に収めて固定治具６４を接触させて押さえ、加圧液室形成部材４５をしっかりと固定することにより、加圧液室形成部材４５を精度良く形成し、搬送時に加圧液室形成部材４５で固定治具６４を擦って異物が発生することを防止し、その後に加圧液室形成部材４５にノズル板４４や振動板４６を接合するとき削れカス等の異物が入り込んで接合不良を発生することを防ぎ、また液体流動路への異物混入による液滴吐出不良の発生を抑制することができ、安定した噴射性能を確保することができる。
【００５２】
図５には、加圧液室形成部材４５の他例を示す。
この加圧液室形成部材４５には、この例でも、その振動板接合面ｍに、板面に対して垂直となる壁面を有する、エッチングパターン６２を有しない、直径６００μｍの円形のフラット領域６３を形成する。そして、同様に、図６（Ａ）に示すように、そのフラット領域６３の円形内に収めて固定治具６４を接触させて押さえ、加圧液室形成部材４５をしっかりと固定することにより、加圧液室形成部材４５を精度良く形成し、搬送時に加圧液室形成部材４５で固定治具６４を擦って異物が発生することを防止し、接合不良を発生することを防ぎ、また液滴吐出不良の発生を抑制することができ、安定した噴射性能を確保することができる。
【００５３】
フラット領域６３に鈍角となるエッチングパターン６６があっても、固定治具６４が削れることによる異物の発生はない（図６（Ｂ））。フラット領域６３に垂直となる壁面を有するエッチングパターン６７があると、固定治具６４が削れることにより異物ａが発生する（図６（Ｃ））。図５に示すように、フラット領域６３に鈍角となるエッチングパターン６８を持つことで、そこのフラット領域６３に固定治具６４を接触させて加圧液室形成部材４５を固定することにより、接合時の余剰接着剤を吸収するとともに、振動板４６またはノズル板４４（この例では、振動板４６）の仮接合等に用いる領域を持ちながら搬送時の固定治具６４等からの異物発生の防止を図ることが可能となる。
【００５４】
図７には、加圧液室形成部材４５の製造方法の一例を示す。
【００５５】
まず図７（ａ）に示すように、厚さ４００μｍのシリコン基板（１１０）７０を用意し、表面に厚さ１μｍのシリコン酸化膜７１、厚さ０．１５μｍの厚さのシリコン窒化膜７２を形成した。使用するウェハの厚さ寸法は、そのままノズル連通孔５０の高さ寸法となるため、厚さ６００μｍ以下のウェハを使用している。また、ウェハ種類は、両面研磨ウェハ、両面未研磨ウェハ、片面未研磨ウェハのどのウェハを使用してもかまわない。また、比抵抗も揃っている必要は無く、例えばこの例では、比抵抗０．１〜１００Ωcmのウェハを使用している。
【００５６】
次に図７（ｂ）に示すように、ノズル板接合面ｎにノズル連通孔パターン７３と擬似加圧液室パターン７４と接合時の余剰接着剤を流れ込ませる肉抜きパターン７５の形状にレジストのパターニングを行い、シリコン窒化膜７２をドライエッチングにてパターニングする。次に図７（ｃ）に示すように、ノズル連通孔５０の形状にレジストのパターニング７６を行い、シリコン酸化膜７１をドライエッチングにてパターニングする。次に図７（ｄ）に示すように、振動板接合面ｍ側にも、加圧液室パターン７７と余剰接着剤を流れ込ませる肉抜きパターン７８の形状にレジストのパターニングを行い、シリコン窒化膜７２をドライエッチングにてパターニングする。
【００５７】
次に図７（ｅ）に示すように、振動板接合面ｍにも、図７（ｃ）と同様にノズル連通孔５０のためのレジストのパターニング７９を行い、シリコン酸化膜７１をドライエッチングにてパターニングする。次に図７（ｆ）に示すように、ＩＣＰドライエッチャ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８０は、膜厚を８μｍとした。この例では、ＩＰＣエッチングをノズル板接合面ｎ側より行っている。そして、ＩＣＰドライエッチャを使用してノズル連通孔５０の形状のパターニング８１を行った。
【００５８】
その後図７（ｇ）に示すように、レジスト８０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、ノズル連通孔５０の貫通を行った。次に図７（ｈ）に示すように、シリコン酸化膜７１をウェットエッチングすることにより除去し、振動板接合面ｍに形成される加圧液室パターン８２と、ノズル板接合面ｎの擬似液室パターン８３と各面の接合時の余剰接着剤を流れ込ませる肉抜きパターン８４を形成した。
【００５９】
その後図７（ｉ）に示すように、加圧液室形成面に加圧液室５２を、ノズル板接合面ｎに擬似液室８５および肉抜きパターン８６を形成した。加圧液室形成面に形成された加圧液室５２を含む液体流動路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３５％、処理温度８５℃で行った。最後に図７（ｊ）に示すように、シリコン窒化膜７２／シリコン酸化膜７１の除去を行い、その後耐液体接液膜としてシリコン酸化膜８７を１μｍの厚さで行う。これにより、インクジェット用加圧液室形成部材４５の形成を行った。
【００６０】
図８は、加圧液室形成部材の製造方法の他例を示す。
【００６１】
まず図８（ａ）に示すように、厚さ４００μｍのシリコン基板（１１０）９０を用意し、表面に厚さ１μｍのシリコン酸化膜９１を形成した。使用するウェハの厚さ寸法は、そのままノズル連通孔５０の高さ寸法となるため、厚さ６００μｍ以下のウェハを使用している。また、ウェハ種類は、両面研磨ウェハ、両面未研磨ウェハ、片面未研磨ウェハのどのウェハを使用してもかまわない。また、比抵抗も揃っている必要は無く、例えばこの例では、比抵抗０．１〜１００Ωcmのウェハを使用している。
【００６２】
次に図８（ｂ）に示すように、ノズル板接合面ｎにノズル連通孔パターン９２と擬似液室パターン９３と接合時の余剰接着剤を流れ込ませる肉抜きパターン９４の形状にレジストのパターニングを行い、次に図８（ｃ）に示すように、シリコン酸化膜９１をドライエッチングにてパターニングした。次に図８（ｄ）に示すように、振動板接合面ｍにも、加圧液室パターン９５と接合時の余剰接着剤を流れ込ませる肉抜きパターンの形状９６にレジストのパターニングを行い、次に図８（ｅ）に示すように、シリコン酸化膜９１をドライエッチングにてパターニングした。
【００６３】
次に図８（ｆ）に示すように、ＩＣＰドライエッチャ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９７は、膜厚を８μｍとした。この例では、ＩＣＰエッチングをノズル板接合面ｎ側より行っている。そして、ＩＣＰドライエッチャを使用してノズル連通孔５０のパターニング９８を行った。
【００６４】
その後図８（ｇ）に示すように、レジスト９７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、ノズル連通孔５０の貫通と、加圧液室形成面に形成された加圧液室５２およびノズル面に形成された擬似液室９９と、各面の接合時の余剰接着剤を流れ込ませる肉抜きパターン１００の形成を行った。液体流動路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３５％、処理温度８５℃で行った。最後に図８（ｈ）に示すように、シリコン酸化膜９１の除去を行い、その後耐液体接液膜としてシリコン酸化膜１０１を１μｍの厚さで行う。これにより、インクジェット用加圧液室形成部材４５の形成を行った。
【００６５】
図９は、上記製造方法により形成された加圧液室形成部材４５を用いる液滴吐出装置の液滴吐出評価を行った結果を示す。
【００６６】
加圧液室形成部材４５の振動板接合面ｍまたはノズル板接合面ｎに、エッチングによる凸凹パターン６２を有しないフラット領域６３を特定するために実施した調査結果を示す。フラット領域６３は、円を基本として考え、パラメータは直径とした。振動板接合面ｍまたはノズル板接合面ｎにエッチングによる凸凹パターン６２を有しないフラット領域６３が４００μｍ以下の場合には搬送時にチップを固定することが困難であり、３００μｍにおいては固定する為の固定治具６４の製作も容易ではない。５００μｍにおいては搬送時の振動による擦れにより、固定治具６４からの異物が発生した。６００μｍ以上ではそれそれの項目で不具合が見られなかった。
【００６７】
図１０は、加圧液室形成部材４５の振動板接合面ｍまたはノズル板接合面ｎにエッチングによる凸凹パターン６２を有しないフラット領域６３を変化させた時の液滴吐出良品率変化を示す。全ｃｈ噴射試験による良品率を調べたところ直径５００μｍ以下では、異物詰まりによる噴射曲がりや接合不良による噴射ダウンによって良品率が低下していたが、６００μｍ以上では良品率は９０％以上であった。
【００６８】
図１１には、インクカートリッジ１４の他例を示す。
この図１１に示す例では、インクカートリッジ１４は、上述したインクジェットヘッド３１と、このインクジェットヘッド３１に対してインクを供給するインクタンク１１０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１４の歩留まりが向上し、ヘッド一体型インクカートリッジの低コスト化を図れる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】インクジェット式画像記録装置をその正面側の斜め上から見て示す全体概略構成図である。
【図２】そのインクジェット式画像記録装置を側面側から見て示す全体概略構成図である。
【図３】インクジェットヘッドの分解図である。
【図４】インクジェットヘッドで用いる加圧液室形成部材の平面図とそのＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図５】他の加圧液室形成部材の平面図とそのＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図６】加圧液室形成部材への固定治具の接触状態を示す説明図で、（Ａ）はフラット領域にエッチングパターンがないとき、（Ｂ）は鈍角となるエッチングパターンがあるとき、（Ｃ）は直角となるエッチングパターンがあるときを示す。
【図７】加圧液室形成部材の一例の製造工程図である。
【図８】加圧液室形成部材の他例の製造工程図である。
【図９】各種の加圧液室形成部材を用いた液滴吐出装置の液滴吐出評価を行った結果を示す図である。
【図１０】振動板接合面またはノズル板接合面に、エッチングによる凸凹パターンを有しないフラット領域を形成する加圧液室形成部材において、フラット領域を変化させた時の液滴吐出良品率変化を示す図である。
【図１１】インクカートリッジの他例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００７０】
１４    インクカートリッジ（液体カートリッジ）
３１    インクジェットヘッド（液滴吐出ヘッド）
４４    ノズル板
４５    加圧液室形成部材
４６    振動板
４８    ノズル孔
５０    ノズル連通孔
５２    加圧液室
６２    凸凹パターン
６３    フラット領域
６４    固定治具
７１    シリコン酸化膜
７２    シリコン窒化膜
８７    シリコン酸化膜（耐液体接液膜）
９１    シリコン酸化膜
１０１    シリコン酸化膜（耐液体接液膜）
１１０    インクタンク
ｍ      振動板接合面
ｎ      ノズル板接合面
【図１】
2005238530.tif 000003
【図２】
2005238530.tif 000004
【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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