JP2002248757A

JP2002248757A - インクジェットヘッド

Info

Publication number: JP2002248757A
Application number: JP2001047476A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Kanehara; 滋金原
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2001-02-23
Filing date: 2001-02-23
Publication date: 2002-09-03
Anticipated expiration: 2021-02-23
Also published as: JP4001465B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】インク滴を吐出するノズルを有するノズル板
と、ノズルが連通する吐出室と、吐出室の壁面を形成す
る振動板と、この振動板に対向する電極とを備え、振動
板を静電力で変形させてノズルからインク滴を吐出させ
る静電型インクジェットヘッドにおいて、振動板と電極
間のギャップの開口の封止を経時的に安定させることの
できるインクジェットヘッドの提供。【解決手段】ギャップ１６の開口２５を無機膜２６で
封止し、ギャップ１６に連通する連通路２２の開口を有
機膜で封止した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はインクジェットヘッドに
関し、特に静電型インクジェットヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】プリンタ、ファクシミリ、複写装置等の
画像記録装置或いは画像形成装置として用いるインクジ
ェット記録装置において使用するインクジェットヘッド
として、インク滴を吐出するノズルと、このノズルが連
通する吐出室（インク流路、インク室、圧力室、液室、
加圧室、加圧液室等とも称される。）と、この吐出室の
壁面を形成する振動板と、この振動板に対向する電極と
を備え、振動板を静電力で変形させて、吐出室内の圧力
／体積を変化させることによりノズルからインク滴を吐
出させる静電型インクジェットヘッドが知られている。

【０００３】このようなインクジェットヘッドでは、可
動部分となる振動板とこれに対向する電極で静電型アク
チュエータを構成している。振動板を可動部分とする静
電型アクチュエータは、上述したインクジェットヘッド
以外にも、マイクロポンプ、マイクロスイッチ（マイク
ロリレー）、マルチ光学レンズのアクチュエータ（マイ
クロミラー）、マイクロ流量計、圧力センサなどにも用
いられているが、以下ではインクジェットヘッドを主に
して説明する。

【０００４】ところで、静電型インクジェットヘッドに
おいて、対向電極間（振動板と電極間）に繰り返し電圧
を印加してヘッドを駆動している間に、対向電極の表
面、即ち対向している振動板の電極側表面や電極の振動
板側表面に水分が付着すると、これらの極性分子の帯電
によって、静電吸引特性あるいは静電反発特性が低下す
るおそれがある。また、振動板表面や電極側表面に吸着
した極性分子が相互に水素結合して振動板が電極側に貼
り付いたままの状態となり、動作不能となるおそれがあ
る。

【０００５】そこで、従来の静電型インクジェットヘッ
ドにおいては、例えば、特開平６−７１８８２号公報に
示されるように熱硬化型あるいは光硬化型の樹脂（接着
剤）を用いて振動板と電極との間のギャップ（振動室）
の開口を封止するようにしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のインクジェットヘッドにあっては、接着剤が固
まるときに接着剤から気体が発生する、また接着剤が硬
化収縮することにより振動板が変形をおこし吐出が安定
しない等の課題がある。弾性接着剤を使用して上記のよ
うな硬化収縮あるいは封止剤からのガスによる振動板の
変形を回避する方法もあるが、樹脂での封止膜の場合、
使用環境および保管環境（圧力、温度）が変化した場合
にインク吐出特性、振動板駆動特性等が経時的に変化し
てしまう、つまり、封止剤を介して振動室内部と外部で
空気が通過するという課題がある。

【０００７】本発明は上記の課題に鑑みてなされたもの
であり、経時的に安定したインクジェットヘッドを提供
することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明に係るインクジェットヘッドは、振動板と電
極との間で形成されるギャップの開口を無機膜で封止
し、複数のギャップを外部に連通する連通路の開口を有
機膜で封止したものである。

【０００９】ここで、無機膜が酸化膜であることが好ま
しい。この場合、酸化膜はＣＶＤ法又は熱酸化法で形成
された膜であることが好ましい。また、有機膜が常温硬
化型樹脂であることが好ましい。さらに、ギャップの開
口がギャップよりも狭いことが好ましい。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面を参照して説明する。図１は本発明に係るインクジ
ェットヘッドの振動板長手方向に沿う断面説明図、図２
は同ヘッドの連通路口部分における振動板長手方向の断
面説明図、図３は同ヘッドの振動板短手方向に沿う要部
断面説明図である。

【００１１】このインクジェットヘッドは、結晶面方位
（１１０）の単結晶シリコン基板、ＳＯＩ基板などのシ
リコン基板等を用いた第１基板である流路基板１と、こ
の流路基板１の下側に設けた結晶面方位（１００）の単
結晶シリコン基板を用いた第２基板である電極基板２
と、流路基板１の上側に設けた第３基板であるノズル板
３とを備え、インク滴を吐出する複数のノズル４、各ノ
ズル４が連通するインク流路である吐出室６、各吐出室
６にインク供給路を兼ねた流体抵抗部７を介して連通す
る共通液室８などを形成している。

【００１２】流路基板１には吐出室６及びこの吐出室６
の壁面である底部をなす第１電極を兼ねた振動板１０を
形成する凹部及び共通液室８を形成する貫通部を形成し
ている。この流路基板１は、例えば単結晶シリコン基板
を用いた場合、予め振動板厚さにボロンを注入してエッ
チングストップ層となる高濃度ボロン層を形成し、電極
基板２と接合した後、吐出室６となる凹部をＫＯＨ水溶
液などのエッチング液を用いて異方性エッチングするこ
とにより、このとき高濃度ボロン層がエッチングストッ
プ層となって振動板１０が高精度に形成される。

【００１３】また、シリコンのベース基板に酸化層を介
してシリコンの活性層を接合したＳＯＩ基板を用いる場
合には、活性層で振動板１０を形成する。なお、このヘ
ッドでは、振動板１０は第１電極を兼ねているが、振動
板１０とは別に第１電極を振動板１０と一体に形成する
こともできる。

【００１４】また、電極基板２には例えば結晶面方位
（１００）に単結晶シリコン基板を用いて、このシリコ
ン基板に熱酸化法などで絶縁層であるシリコン酸化膜層
１２を形成し、この酸化膜層１２の部分に電極形成用溝
１４を形成して、この溝１４底面に振動板１０に対向す
る第２電極である電極１５を設け、振動板１０と対向電
極１５との間に所要の長さ（ここでは、０．１μｍ以下
としている。）のギャップ１６を形成し、これらの振動
板１０と電極１５とによって静電アクチュエータ部を構
成している。

【００１５】ここで、電極１５は電極形成用溝１４に沿
って外部に延設して駆動波形を印加するための外部駆動
回路（ドライバＩＣ）に接続したＦＰＣケーブルなどの
接続手段と接続するための電極パッド部１５ａを形成し
ている。さらに、この電極１５の表面にはＳiＯ_２膜な
どの酸化膜系絶縁膜、Ｓi₃Ｎ_４膜などの窒化膜系絶縁膜
からなる電極保護膜１７を成膜しているが、対向電極１
５の表面に電極保護膜１７を形成しないで、振動板１０
側に絶縁膜を形成することもできる。また、電極基板２
には、共通液室８に連通するインク供給口１８を形成し
ている。

【００１６】また、電極基板２の電極１５の材料として
は、ＴｉＮを用いているが、この他、通常半導体素子の
形成プロセスで一般的に用いられるＡｌ、Ｃｒ、Ｎｉ等
の金属材料や、Ｔｉ、Ｗ等の高融点金属、または不純物
により低抵抗化した多結晶シリコン材料などを用いるこ
とができる。また、電極基板２にシリコン基板を用いる
場合、電極１５としては、不純物拡散領域を用いること
ができる。この場合、拡散に用いる不純物は基板シリコ
ンの導電型と反対の導電型を示す不純物を用い、拡散領
域周辺にｐｎ接合を形成し、電極１５と電極基板２とを
電気的に絶縁する。

【００１７】さらに、電極基板２には振動板１０と電極
１５との間の各ギャップ１６内に連通する個別連通路２
１を形成するとともに各個別連通路２１に連通する共通
連通路２２を形成し、この各ノズル列に対応する２本の
共通連通路２２は、図２に示すようにノズル列方向端部
で一本にまとめて外部に連通する開口２３を形成し、こ
の電極基板２の連通路２２の開口２３に対応して流路基
板１には大気開放口２４を形成している。

【００１８】これらの流路基板１と電極基板２との接合
は、接着剤による接合も可能であるが、より信頼性の高
い物理的な接合、例えば電極基板２がシリコン基板で形
成される場合、酸化膜を介した直接接合法を用いること
ができる。この直接接合は１０００℃程度の高温化で実
施する。また、電極基板２をシリコン基板で形成して、
電極基板２と流路基板１との間にパイレックス（登録商
標）ガラスを成膜し、この膜を介して陽極接合を行うこ
ともできる。さらに、流路基板１と電極基板２にシリコ
ン基板を使用して金等のバインダーを接合面に介在させ
た共晶接合で接合することもできる。

【００１９】ノズル板３は多数のノズル４を二列配置し
て形成するとともに、共通液室８と吐出室６とを連通す
る流体抵抗部７となる溝を形成し、また、吐出面には撥
水処理を施している。このノズル板３としては、例え
ば、Ｎｉ電鋳工法で製作しためっき膜、シリコン基板、
ＳＵＳなどの金属、樹脂とジルコニアなどの金属層の複
層構造のものなども用いることができる。ここでは、ノ
ズル板３は流路基板４１に接着剤にて接合している。

【００２０】そして、このインクジェットヘッドにおい
ては、流路基板１と電極基板２の溝１４との間で形成さ
れるギャップ１６の開口２５を無機膜２６により封止
し、また、前述した共通連通路２２の開口２３に対応す
る流路基板１の大気開放口２４に有機膜２７を充填する
ことで開口２３を封止している。

【００２１】このように、ギャップ１６の開口２５を無
機膜２６で封止することにより、接着剤封止を行った場
合のような硬化時の気体の発生、硬化収縮による振動板
１０の変形がなく、また振動室（ギャップ１６内）への
接着剤の入り込み量のばらつきということがなくなり、
高温高湿下でも高い信頼性で安定した動作が得られると
ともに、連通路２１、２２を形成して開口２３を有機膜
２７で封止することによって、減圧下で無機膜２６によ
る封止を行った場合に生じる振動板１０の変形を防ぐこ
とができる。

【００２２】ここで、無機膜２６としては酸化膜を用い
ることができる。酸化膜を用いることで、ノズル板３を
接合する前に封止工程を行えば吐出室６や共通液室８な
どの流路壁面に同時に酸化膜を形成することができて接
液信頼性が向上する。このような酸化膜はＣＶＤ或いは
熱酸化法で形成することができる。

【００２３】また、有機膜２７としては常温硬化型の樹
脂を用いることができる。常温硬化型樹脂を用いること
で、熱によるアウトガスがなく、振動室内の空気が熱膨
張することによる振動板１０の変形を抑えることがで
き、変形量のばらつき（振動板厚さのばらつき）に起因
する振動板振動特性のばらつきやインク滴速度などのば
らつきのを低減することができる。

【００２４】上記のように構成したインクジェットヘッ
ドにおいては、個別の電極１５に対して、駆動回路によ
り０Ｖ〜３５Ｖのパルス電位を印加することにより、電
極１５の表面がプラスに帯電すると対応する振動板１０
の下面がマイナス電位に帯電するので、振動板１０は静
電引力により電極１５側に変形する。次に、電極１５へ
のパルス電位の印加をオフにすると、電極１５の表面に
蓄積された電荷の放電に伴い吐出室側へ振動板１０が復
元し、その際、吐出室６内に急激な体積変化／圧力変化
が生じ、充填されたインク滴がノズル５から吐出され
る。

【００２５】次に、本発明の係る他のインクジェットヘ
ッドの実施形態をその製造工程とともに図４及び図５を
参照して説明する。先ず、同図（ａ）に示すように、Ｐ
型の結晶面方位（１００）のシリコンウエハ３０を用意
し、このシリコンウエハ３０で電極基板３１を形成す
る。この電極基板３１には熱酸化法、ウエット酸化など
で酸化膜を形成して、この酸化膜に電極部３２（電極部
３２は上述した実施形態の電極形成用溝、電極及び電極
保護用絶縁膜を含む）を形成し、各電極部３２のギャッ
プ（この状態では電極形成用溝）を連通するように連通
路３３を形成し、各列の連通路３３をダイシング位置
（ヘッドチップの端部となる）でまとめて開口３４を形
成する。なお、この例では、各ギャップ間は連通路３５
で相互に連通させており、前記実施形態のように各ギャ
ップ毎に個々に連通する個別連通路２１は形成していな
い。

【００２６】一方、同図（ｂ）に示すように、高濃度ボ
ロン拡散層を形成した結晶面方位（１１０）のシリコン
ウエハ４０である流路基板となるシリコン基板４１を用
意し、同図（ｃ）に示すように、シリコン基板４１と電
極基板３１（シリコンウエハ３０とシリコンウエハ４
０）とを直接接合により接合し、その後シリコン基板４
１の厚さが１００μｍになるまで研磨して所定の液室高
さにする。

【００２７】次に、電極基板３１とシリコン基板４１と
を直接接合した積層基板にエッチングマスクとなる窒化
膜をデポし、同図（ｃ）に示すように、電極基板３１に
インク供給口を形成するとともに、シリコン基板４１に
振動板４５を含む吐出室４６、共通液室４８、仮接着領
域４９、連通路開口部（大気開放口）５０をウェットエ
ッチングにより形成して流路基板５１を得る。連通路開
口部５０は、この段階では高濃度ボロン拡散層が残って
おり開口はされていない。

【００２８】その後、同図（ｄ）に示すように、流路基
板５１のうちの電極部３２の電極パッド部３２ａに対応
する部分をドライエッチングにて除去して開口する。

【００２９】次いで、図５（ａ）に示すように流路基板
５１と電極基板３１との間（ギャップの開口）を無機膜
６１によって封止する。この無機膜６１による封止を減
圧下で行う場合は、振動板４５が下方に撓む形状とな
る。

【００３０】次に、同図（ｂ）に示すように電極パッド
部３２ａ上の無機膜６１をドライエッチングにて除去し
て開口する。その後、シリコンウエハから各ヘッドチッ
プ毎にダイシングにより切断する。次に、同図（ｂ）に
示すように、流路基板５１の大気開放口５０に残存して
いる高濃度ボロン拡散層をドライエッチングにて除去し
開口する。無機膜封止を減圧下で行い、振動板４５が撓
んでいる状態になっていても、この大気開放口５０を開
口することによって連通路３３の開口３４が大気開放さ
れて電極部３２のギャップ内に大気が流入するので、振
動板４５は平行の状態に回復する。

【００３１】そして、同図（ｃ）に示すように、電極部
３２の露出した個別電極とＦＰＣケーブル６２とを異方
性導電膜によって電気的な接続を行なう。ケーブルには
ドライバＩＣがワイヤーボンドによって搭載されてい
る。次に、大気開放口５０内に有機封止剤６３を充填し
て連通路３３の開口３４を封止する。この封止により、
ギャップは完全な密閉空間となる。その後、同図（ｄ）
に示すようなノズル５４を形成したノズル板５３を流路
基板５１（アクチュエータ部）上に接合するために、流
路基板５１上面に接着剤を塗布し、その後、仮接着塗布
領域４９に仮接着剤として光硬化型接着剤６４をディス
ペンサーにより塗布する。

【００３２】そして、同図（ｄ）に示すように、Ｎｉ電
鋳などで形成したノズル５４を有するノズル板５３と、
接着剤が塗布された静電アクチュエータ部を位置合わせ
し、仮加圧を行なう。ここで光硬化型接着剤に、紫外線
を照射して接着剤６４を硬化させ、本加圧を行い加熱硬
化させる。

【００３３】このように、各振動室（振動板と電極との
間のギャップ）と外部とを連通する電極形成用溝と流路
基板とで形成されるギャップ開口（第１連通路とい
う。）と、複数の振動室を連通し、かつ外部と連通する
連通路（第２連通路という。）３３とを有し、第１連通
路と外部側との開放端を無機膜６１により封止し、第２
連通路３３と外部側との開放端（開口３４）を有機膜６
３により封止することで、耐湿信頼性の高いヘッドが得
られる。

【００３４】また、第１連通路と外部側との開放端（ギ
ャップ開口）を減圧下で無機膜６１による封止を行って
も、その後第２連通路と外部側との開放端を開放するこ
とで振動板は平衡状態に復帰し、振動板の撓み量のばら
つき（振動板厚さのばらつき）に起因する振動板振動特
性のばらつきを低減することができる。

【００３５】なお、振動室から外部へと通ずる開放端部
での流路基板と電極基板との距離が振動板と該振動板と
対向配置された電極部との距離よりも狭くする、つま
り、ギャップ開口をギャップより狭くすることで、振動
室から外部へと通ずる開放端部を封止する際、より薄膜
の無機膜にて封止することが可能になり、スループット
が向上する。

【００３６】また、無機膜として酸化膜を用いて、酸化
膜による封止を流路部の接液性向上のための酸化膜を形
成するプロセスと同時に行うことも可能で、これによ
り、より信頼性の高いヘッドが得られる。さらに、有機
膜として常温硬化型樹脂を用いることで、封止の際に熱
によるアウトガスがなく、振動室内の空気が熱膨張する
ことによる振動板の変形を抑えることができ、変形量の
ばらつき（振動板厚さのばらつき)に起因するよる振動
板振動特性のばらつき、インク滴速度などのばらつきを
抑制することができる。

【００３７】次に、このインクジェットヘッドの製造工
程の具体例を図６乃至図９を参照して具体的に説明す
る。なお、図６及び図７はヘッドの振動室部分における
振動板長手方向に沿う断面説明図、図８及び図９はヘッ
ドの振動室間隔壁部分における振動板長手方向に沿う断
面説明図である。

【００３８】先ず、図６（ａ）及び図８（ａ）に示すよ
うに、Ｐ型で結晶面方位（１００）、厚さ６２５μｍの
電極基板３１となるシリコン基板を用意し、電極基板３
１に厚さ２μｍの酸化膜７２をウェット酸化により形成
した。酸化条件は１０５０℃、１８．５ｈである。

【００３９】次に、各図（ｂ）に示すように、グラデー
ションマスクを用いてレジストのパターニングを行い、
ドライエッチング及びウェットエッチングにより酸化膜
７２のパターニングを行って電極形成用溝７４を形成し
た。このとき、グラデーションマスクを使用して、電極
形成用溝７４を形成することにより、非平行のギャップ
（振動板と電極とが非平行状態では位置されるギャッ
プ）を形成することができ、低電圧化に有利なギャップ
形状を形成することが可能となる。

【００４０】また、図８（ｂ）、（ｃ）に示すように、
酸化膜７２で形成される各電極形成用溝７４間の振動板
短手方向の隔壁７３（ギャップスペーサとなる部分）に
は各ギャップを相互に連通する連通路３５を形成すると
ともに、酸化膜７２にはこの連通路３５に連続する連通
路３３及び開口３４を形成した。

【００４１】そして、図６（ｃ）に示すように、酸化膜
７２表面に電極となるＴｉＮ３０３を２００ｎｍの厚さ
にスパッタ法で形成し、このＴｉＮ膜を電極形状にエッ
チングにして個別電極７５を形成し、その後電極保護膜
としてシリコン酸化膜を厚さ２００ｎｍで形成し、電極
部３２以外のシリコン酸化膜及びＴｉＮ膜を各々ドライ
エッチング、ウェットエッチングにより除去して、電極
７５上に酸化膜７７を形成した。

【００４２】その後、各図（ｄ）に示すように、高濃度
ボロン拡散層４２を形成した厚さ４００μｍで結晶面方
位（１１０）のシリコン基板４１を電極基板３１上に接
合温度９００〜１００℃で直接接合で接合し、シリコン
基板４１を所定の液室高さである１００μｍ厚さなるま
で研磨した。

【００４３】次いで、図７（ａ）及び図９（ａ）に示す
ように、電極基板３１及びシリコン基板４１に図示しな
い窒化膜を積層、パターニングをして、電極基板３１に
インク供給口７８をウェットエッチングにより形成す
る。

【００４４】その後、各図（ｂ）に示すように振動板４
５を有する吐出室４６及び共通液室４８をウェットエッ
チングにより形成して流路基板５１を得た。このとき、
ノズル板接合用の仮接着剤領域４９及び連通路開口５
０、電極パッド開口領域も同時に形成した。

【００４５】なお、ボロンを注入した領域はボロン注入
していないシリコン領域と比較してエッチングレートが
低下するため、選択的にボロン注入領域のみ振動板４５
として残すことが可能である。このとき、減圧下で電極
基板３１とシリコン基板４１とを接合しているためエッ
チングされて薄膜になった領域（振動板４５）は下方に
撓んだ形状となる。

【００４６】さらに、電極基板３１及び酸化膜７２をエ
ッチングし、高濃度ボロン拡散層４２をエッチングして
インク供給口７８と共通液室４８とを連通させた。

【００４７】次いで、各図（ｃ）に示すように、電極パ
ッド部３２ａの流路基板５１をエッチングにて開口し
た。このとき、ギャップ７６は大気に開放されるため、
振動板４５は水平形状となる。そこで、各振動室から外
部に通ずる開放端（ギャップ７６の開口）をＣＶＤ法に
より形成した酸化膜６１で封止した。

【００４８】この場合、減圧ＣＶＤで行ったため、常圧
に戻した際に、振動板４５は下方に撓んだ形状となっ
た。その後、電極パッド部３２ａの上部にある酸化膜６
１をエッチングにて除去した。そして、ダイシングにて
ウエハからヘッドチップ毎に分離した。その後、各々の
振動室（ギャップ７６）に通じて外部につながる連通路
３３の開放端（大気開放口３４）を開放することで、連
通路３３を通じてギャップ７６内が大気開放されて一度
撓んだ振動板４５は水平状態に復帰した。そこで、連通
路３３の開放端は常温硬化型エポキシ接着剤（ウルタイ
ト1540；商品名)にて封止を行った。

【００４９】上記ようにして静電アクチュエータ部８１
を作成した。

【００５０】次に、上述したアクチュエータ部８１を含
むインクジェットヘッドの組み立て工程について図１０
を参照して説明する。なお、同図はヘッド全体の分解斜
視説明図である。まず、上述したようにして得られた静
電アクチュエータ部８１には、ドライバＩＣ８２が搭載
されたにＦＰＣケーブル８３を異方性導電膜により接続
する。

【００５１】その後、静電アクチュエータ部８１とノズ
ル板５３とを接合するために、流路基板５１の上面に接
着剤を塗布する。流路基板５１とノズル板５３とを接着
剤により接合する場合、接着剤のはみ出しが噴射特性に
影響を与えるので、塗布膜厚を１μｍ前後にする必要が
ある。そこで、流路基板５１上面への接着剤の塗布は転
写法により行った。具体的には、ローラにドクターブレ
ードで接着剤を薄膜化し、転写パッドによりローラから
接着剤を転写し、更に転写パッドから流路基板５１上面
に接着剤を転写する方法により行った。

【００５２】また、ノズル板５３と流路基板５１との位
置決め（ノズル５４と吐出室４６との位置決め）をする
ために、仮接合用の紫外線硬化型接着剤６４を流路基板
５１に形成した仮接着剤塗布領域４９にディスペンサー
により塗布した。そして、Ｎｉ電鋳などで形成したノズ
ル板５３と接着剤を塗布した静電アクチュエータ部８１
とを位置合わせし、仮加圧を行なった。その後、紫外線
硬化型接着剤に紫外線を照射して接着剤を硬化させ、本
加圧を行い加熱硬化させた。

【００５３】なお、加熱接合する際に、流路基板５１を
形成するシリコン基板とノズル板５３（例えばＮｉまた
はＳＵＳ）との間の線膨張係数の差により反りが発生す
ると、内部応力によりアクチュエータ部８１を破壊して
しまう可能性があるので、接着剤の硬化温度は低い方が
良いため、２液混合型（常温硬化型）のエポキシ系接着
剤を使用することが好ましい。硬化温度は、低いほど良
く、ここでは５０℃で硬化を行った。

【００５４】また、インク供給タンク又はインクカート
リッジからインクを供給するためのジョイント部８６
と、フィルター８７が熱溶着されたフレーム８８を接着
接合した。フレーム８８にアクチュエータ部８１を接着
接合するために接着剤を塗布し、アクチュエータ８１の
位置合わせをして接着接合を行った。

【００５５】このインクジェットヘッドについて、従来
の形成方法で作製したインクジェットヘッドとを高温環
境下（７０℃）で４８時間放置した後室温に戻した時の
振動板変形量および経時変化量の測定を行ったところ図
１１に示すようになった。なお、従来のインクジェット
ヘッドは、ギャップ大気に解放させるとギャップの開口
を、基板温度が常温に下がった時点で粘度の高いエポキ
シ等の接着剤で封止したものである。

【００５６】従来のインクジェットヘッドでは、室温に
戻した直後に振動板に０．１μｍ程度の変形が生じ、時
間の経過とともに変形量が変化していくのに対し、本発
明に係るインクジェットヘッドでは初期変形量は０．０
０５μｍ以下で、経時変化もほとんど見られていないこ
とが分かる。また、耐湿環境測定の結果も良好であっ
た。

【００５７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るイン
クジェットヘッドによれば、振動板と電極との間で形成
されるギャップの開口を無機膜で封止し、複数のギャッ
プを外部に連通する連通路の開口を有機膜で封止したの
で、接着剤封止のような硬化時の気体の発生、硬化収縮
による振動板の変形がなく、また振動室への接着剤の入
り込み量のばらつきがなくなり、高温高湿下での信頼性
が向上するとともに、減圧下で無機膜封止を行った場合
に生じる振動板の変形を防ぐことができる。

【００５８】ここで、無機膜が酸化膜であるので、流路
壁面内に同時に酸化膜を形成することができて接液信頼
性の向上を図れる。この場合、酸化膜はＣＶＤ法又は熱
酸化法で形成された膜であることで容易に酸化膜形成を
行うことができる。また、有機膜を常温硬化型樹脂とす
ることで、振動室内の空気が熱膨張することによる振動
板の変形を抑えることができ、振動板の振動特性のバラ
ツキを低減することができる。さらに、ギャップの開口
がギャップよりも狭い構成とすることで、封止工程のス
ループットを向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係るインクジェットヘッド
の振動室部分における振動板長手方向に沿う断面説明図

【図２】同ヘッドのノズル配列方向端部における振動板
長手方向に沿う断面説明図

【図３】同ヘッドの振動板短手方向に沿う断面説明図

【図４】本発明の他の実施形態に係るインクジェットヘ
ッドをその製造工程とともに説明する説明図

【図５】図４に続く工程を説明する説明図

【図６】同実施形態に係るインクジェットヘッドの製造
工程を具体的に説明する振動室部分における振動板長手
方向に沿う断面説明図

【図７】図６に続く工程を説明する断面説明図

【図８】振動室の隔壁部分における振動板長手方向に沿
う断面説明図

【図９】図８に続く工程を説明する断面説明図

【図１０】本発明に係るアクチュエータを含むインクジ
ェットヘッドの分解斜視説明図

【図１１】本発明に係るインクジェットヘッド及び従来
のインクジェットヘッドについての振動板初期変化量と
経時変化の測定結果の一例を説明する説明図

【符号の説明】

１、５１…流路基板、２、３１…電極基板、３、５…ノ
ズル板、４、５…ノズル、６、４６…吐出室、７…流体
抵抗部、８、４８…共通液室、１０、４５…振動板、１
５、７５…電極、１６、７６…ギャップ、２１…個別連
通路、２２…共通連通路、２５…ギャップ開口、２６、
６１…酸化膜、２７、６３…有機膜、３３、３５…連通
路。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】インク滴を吐出するノズルと、ノズルが
連通する吐出室と、この吐出室の少なくとも一部の壁面
を形成する振動板と、この振動板に対向する電極とを有
し、前記振動板を静電力で変形させることでインク滴を
吐出させるインクジェットヘッドにおいて、前記振動板
と電極との間で形成されるギャップの開口を無機膜で封
止し、複数の前記ギャップを外部に連通する連通路の開
口を有機膜で封止したことを特徴とするインクジェット
ヘッド。
【請求項２】請求項１に記載のインクジェットヘッド
において、前記無機膜が酸化膜であることを特徴とする
インクジェットヘッド。
【請求項３】請求項２に記載のインクジェットヘッド
において、前記酸化膜はＣＶＤ法で形成された膜である
ことを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項４】請求項２に記載のインクジェットヘッド
において、前記酸化膜は熱酸化法で形成された膜である
ことを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項５】請求項１乃至４のいずれかに記載のイン
クジェットヘッドにおいて、前記有機膜が常温硬化型樹
脂であることを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項６】請求項１乃至５のいずれかに記載のイン
クジェットヘッドにおいて、前記ギャップの開口が前記
ギャップよりも狭いことを特徴とするインクジェットヘ
ッド。