JP2001322271A

JP2001322271A - インクジェット記録ヘッド

Info

Publication number: JP2001322271A
Application number: JP2000141746A
Authority: JP
Inventors: Etsuko Fujisawa; 悦子藤沢
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2000-05-15
Filing date: 2000-05-15
Publication date: 2001-11-20

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は静電引力で変位される振動板の振動の
隣接する液室への伝搬を防止して高精度にインク滴を吐
出するインクジェット記録ヘッドを提供する。【解決手段】インクジェット記録ヘッド１は、支持体
２、下基板３、上基板４及びノズルプレート５が順次積
層されており、下基板３には凹状の対向壁３１が形成さ
れている。下基板３の各対向壁３１の間は隔壁３２で分
離され、対向壁３１内には、個別電極層３３と絶縁層３
４が積層されている。上基板４には、液室柱４１で分割
される状態で複数の液室４２が形成されており、各液室
４２には、その底面に振動板４５が形成されている。各
液室柱４１の下の振動板４５には、Ｖ字形状の防振溝４
６が形成されており、上基板４の上に、ノズル５１の形
成されたノズルプレート５が接合されている。従って、
多チャンネル駆動時の振動板４５の振動の隣接する液室
４２への伝搬を防振溝４６で抑制して相互干渉を抑制
し、安定したインク滴吐出性能を実現して記録画像の画
像品質を向上させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット記
録ヘッドに関し、詳細には、静電引力を利用して振動板
を変位させて、当該振動板上の液室を圧縮してインク滴
を吐出するインクジェット記録ヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】静電引力を利用してインク滴を吐出する
インクジェット記録ヘッドは、インク流路あるいはイン
ク室（以下、簡単化するために、インク室とする。）の
底面に振動板が配設されており、振動板との間に絶縁板
を挟んで電極板が配設されている。インク室の振動板と
対向する面にノズルが形成されており、振動板と電極と
の間に電圧が印加されることで、振動板が変形して、イ
ンクをノズルから吐出させる。

【０００３】このようなインクジェット記録ヘッドは、
多チャンネル化される場合、液室柱で多数のインク室を
画成し、各インク室に上記振動板を配設して、当該振動
板と絶縁板を挟んで電極板が設けられている。そして、
各インク室の振動板を個別に振動させて、各インク室の
インクを吐出させる。

【０００４】ところが、このような多チャンネルのイン
クジェット記録ヘッドは、振動板の変位を利用してイン
クを吐出させているため、他のインク室の振動板、特
に、隣接するインク室の振動板の駆動状況が相互に影響
するという相互干渉が発生し易いという問題があった。
例えば、駆動チャンネルの振動板の振動が、本来非駆動
のチャンネルの振動板やインク室に伝搬すると、当該非
駆動のチャンネルのノズルからインクが吐出されたり、
隣接する駆動チャネルの振動板が同時に振動してそれら
のインク室に加圧されるか圧力が不均一あるいは不安定
となってインク滴噴出特性（インク滴吐出特性）が、チ
ャンネルによって異なる等の問題があった。

【０００５】そして、上記相互干渉は、例えば、単チャ
ンネル駆動時のインク滴飛翔体積と多チャンネル駆動時
のインク滴飛翔体積の比、すなわち、（単チャンネル駆
動時のインク滴飛翔体積）／（多チャンネル駆動時のイ
ンク滴飛翔体積）×１００（％）で表すことができる。

【０００６】したがって、多チャンネルのインクジェッ
ト記録ヘッドにおいて、全てのチャンネルで同じインク
滴噴射特性を実現するには、上記相互干渉を抑制する必
要がある。

【０００７】そして、従来、複数のノズル孔と、該ノズ
ル孔の各々に連通する複数の独立の吐出室と、該吐出室
の少なくとも一方の壁の一部が機械的変形を起こすよう
になっている振動板と、該振動板を駆動する駆動手段
と、前記複数の吐出室にインクを供給する共通のインク
キャビティとを有するインクジェットヘッドを備え、前
記駆動手段に電気パルスを印加することにより、該駆動
手段に対応する前記振動板を前記吐出室の圧力が上昇す
る方向に変形させ、前記ノズル孔よりインク液滴を記録
紙に向け吐出するものにおいて、前記駆動手段が前記振
動板を静電気力により変形させる電極から成り、該電極
を基板上に形成したことを特徴とするインクジェット記
録装置が提案されている（特開平５−５０６０１号公報
参照）。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな公報記載のインクジェット記録ヘッドにあっては、
インクヘッドを多チャンネルのインクヘッドとした場
合、隣接するインク室の振動板の振動がインク室の壁や
振動板を介して隣接するインク室に伝搬し、インク滴噴
射特性の不均一等が発生して、画像品質が悪化するとい
う問題があった。

【０００９】そこで、請求項１記載の発明は、液室柱で
区切られインクの充填されている複数の液室の一部に設
けられた振動板と、当該振動板に所定のギャップをおい
て対向するとともに、隔壁で区切られて各液室に対向す
る位置に複数形成された対向壁と、を備え、振動板の振
動で液室に圧力を発生させて当該液室内のインクをノズ
ルから吐出させるインクジェット記録装置の各液室柱の
下の振動板と液室柱のうち少なくともいずれか一方に所
定形状の防振溝を形成することにより、多チャンネル駆
動時の振動板の変位を防振溝で吸収緩和して、隣接する
液室への振動の伝搬を抑制し、相互干渉を抑制して、安
定したインク滴吐出性能（インク滴噴出特性）を実現し
て、記録画像の画像品質を向上させることのできるイン
クジェット記録ヘッドを提供することを目的としてい
る。

【００１０】請求項２記載の発明は、各液室柱の下の振
動板に形成される防振溝を、その断面がＶ字型に形成す
ることにより、Ｖ字型の防振溝でより効果的に振動板の
変位を吸収緩和して、隣接する液室への振動の伝搬をよ
り一層抑制し、相互干渉をより一層抑制して、より一層
安定したインク滴吐出性能を実現して、記録画像の画像
品質をより一層向上させることのできるインクジェット
記録ヘッドを提供することを目的としている。

【００１１】請求項３記載の発明は、各液室柱の下の振
動板の防振溝及び液室柱の防振溝の溝幅を、液室間の液
室柱の幅よりも狭く、かつ、対向壁間の隔壁の幅よりも
狭く形成することにより、ノズルの形成されている部材
と液室の形成されている部材との接合及び液室の形成さ
れている部材と対向壁の形成されている部材との接合に
充分な強度を持たせ、記録画像の画像品質が良好で、か
つ、信頼性の良好なインクジェット記録ヘッドを提供す
ることを目的としている。

【００１２】請求項４記載の発明は、液室柱に形成され
る防振溝を、液室の高さの１／２以上の溝深さに形成す
ることにより、振動板の変位をより一層吸収緩和して、
隣接する液室への振動の伝搬をより一層抑制し、相互干
渉をより一層抑制して、より一層安定したインク滴吐出
性能を実現して、記録画像の画像品質をより一層向上さ
せることのできるインクジェット記録ヘッドを提供する
ことを目的としている。

【００１３】請求項５記載の発明は、液室柱に形成され
る防振溝を、ドライエッチングで形成することにより、
液室柱という狭い領域に深い防振溝を高精度に形成し
て、ノズルピッチが高密度な場合にも、防振溝で隣接す
る液室への振動の伝搬を抑制し、相互干渉を抑制して、
安定したインク滴吐出性能を実現して、記録画像の画像
品質を向上させることのできるインクジェット記録ヘッ
ドを提供することを目的としている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明のイ
ンクジェット記録ヘッドは、液室柱で区切られインクの
充填されている複数の液室と、前記液室内の前記インク
を吐出するノズルと、前記液室にインク流路で連通され
前記液室に前記インクを供給する共通液室と、前記各液
室の一部に設けられた振動板と、前記振動板に所定のギ
ャップをおいて対向するとともに、隔壁で区切られて前
記各液室に対向する位置に複数形成された対向壁と、を
備え、前記振動板の振動で前記液室に圧力を発生させて
当該液室内の前記インクを前記ノズルから吐出させるイ
ンクジェット記録装置において、前記各液室柱の下の前
記振動板と前記液室柱のうち少なくともいずれか一方に
所定形状の防振溝が形成されていることにより、上記目
的を達成している。

【００１５】上記構成によれば、液室柱で区切られイン
クの充填されている複数の液室の一部に設けられた振動
板と、当該振動板に所定のギャップをおいて対向すると
ともに、隔壁で区切られて各液室に対向する位置に複数
形成された対向壁と、を備え、振動板の振動で液室に圧
力を発生させて当該液室内のインクをノズルから吐出さ
せるインクジェット記録装置の各液室柱の下の振動板と
液室柱のうち少なくともいずれか一方に所定形状の防振
溝を形成しているので、多チャンネル駆動時の振動板の
変位を防振溝で吸収緩和して、隣接する液室への振動の
伝搬を抑制することができ、相互干渉を抑制して、安定
したインク滴吐出性能（インク滴噴出特性）を実現し
て、記録画像の画像品質を向上させることができる。

【００１６】この場合、例えば、請求項２に記載するよ
うに、前記各液室柱の下の前記振動板に形成された前記
防振溝は、その断面がＶ字型であってもよい。

【００１７】上記構成によれば、各液室柱の下の振動板
に形成される防振溝を、その断面がＶ字型に形成してい
るので、Ｖ字型の防振溝でより効果的に振動板の変位を
吸収緩和して、隣接する液室への振動の伝搬をより一層
抑制することができ、相互干渉をより一層抑制して、よ
り一層安定したインク滴吐出性能を実現して、記録画像
の画像品質をより一層向上させることができる。

【００１８】また、例えば、請求項３に記載するよう
に、前記各液室柱の下の前記振動板に形成された前記防
振溝及び前記液室柱に形成された前記防振溝は、その溝
幅が、前記液室間の前記液室柱の幅よりも狭く、かつ、
前記対向壁間の前記隔壁の幅よりも狭いものであっても
よい。

【００１９】上記構成によれば、各液室柱の下の振動板
の防振溝及び液室柱の防振溝の溝幅を、液室間の液室柱
の幅よりも狭く、かつ、対向壁間の隔壁の幅よりも狭く
形成しているので、ノズルの形成されている部材と液室
の形成されている部材との接合及び液室の形成されてい
る部材と対向壁の形成されている部材との接合に充分な
強度を持たせることができ、記録画像の画像品質が良好
で、かつ、信頼性の良好なものとすることができる。

【００２０】さらに、例えば、請求項４に記載するよう
に、前記液室柱に形成された前記防振溝は、その溝深さ
が、前記液室の高さの１／２以上であってもよい。

【００２１】上記構成によれば、液室柱に形成される防
振溝を、液室の高さの１／２以上の溝深さに形成してい
るので、振動板の変位をより一層吸収緩和して、隣接す
る液室への振動の伝搬をより一層抑制することができ、
相互干渉をより一層抑制して、より一層安定したインク
滴吐出性能を実現して、記録画像の画像品質をより一層
向上させることができる。

【００２２】また、例えば、請求項５に記載するよう
に、前記液室柱に形成された前記防振溝は、ドライエッ
チングで形成されていてもよい。

【００２３】上記構成によれば、液室柱に形成される防
振溝を、ドライエッチングで形成しているので、液室柱
という狭い領域に深い防振溝を高精度に形成して、ノズ
ルピッチが高密度な場合にも、防振溝で隣接する液室へ
の振動の伝搬を抑制することができ、相互干渉を抑制し
て、安定したインク滴吐出性能を実現して、記録画像の
画像品質を向上させることができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述
べる実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であるか
ら、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本
発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定す
る旨の記載がない限り、これらの態様に限られるもので
はない。

【００２５】図１〜図１５は、本発明のインクジェット
記録ヘッドの第１の実施の形態を示す図であり、図１
は、本発明のインクジェット記録ヘッドの第１の実施の
形態を適用したインクジェット記録ヘッド１の長辺方向
断面図、図２は、当該インクジェット記録ヘッド１の短
辺方向断面図である。

【００２６】図１及び図２において、インクジェット記
録ヘッド１は、支持体２、下基板３、上基板４及びノズ
ルプレート５が順次積層された積層構造に形成されてお
り、支持体２は、ガラスあるいはシリコン基板で形成さ
れている。

【００２７】下基板３は、支持体２上にシリコン基板を
用いて形成されており、その上面に凹状の対向壁３１が
インクジェット記録ヘッド１のチャンネル数だけ形成さ
れている。各対向壁３１と対向壁３１との間は、隔壁３
２で分離され、この隔壁３２の上面により、上基板４と
接合されている。下基板３の対向壁３１内には、個別電
極層３３と絶縁層３４が積層されて形成されており、対
向壁３１は、下基板３のシリコン基板をドライエッチン
グあるいはウェットエッチングすることにより形成され
ている。

【００２８】すなわち、下基板３として、（１００）結
晶面を表面に有するシリコン基板上に熱酸化によりＳｉ
Ｏ₂ 膜を形成した後、対向壁３１のフォトレジストパタ
ーンを形成し、フッ素系エッチング液でＳｉＯ₂ 膜の露
出部分をエッチング除去した後、フォトレジストパター
ンを除去して、対向壁３１を形成する。この対向壁３１
上に、リン、ボロンを多量に含む多結晶シリコン、Ｔｉ
Ｎ等の高融点金属、あるいは、Ａｌ、Ａｕ等を成膜し
て、個別電極層３３を形成する。この個別電極層３３上
に、酸化シリコン膜、あるいは、窒化シリコン膜等を成
膜して、絶縁層３４を形成する。この絶縁層３４は、静
電アクチュエータを駆動するための駆動電圧が駆動電極
３２に印加された際に絶縁破壊が発生しない膜厚に形成
されている。

【００２９】上基板４は、下基板３上にシリコン基板を
用いて形成されており、上基板４には、液室柱４１で分
割区画される状態で多チャンネルのインクジェット記録
ヘッド１のチャンネル数だけの液室４２、液室４２に連
通する共通液室４３及び共通液室４３と各液室４２を連
通するインク流路４４が形成されている。上基板４の各
液室４２には、その底面に振動板４５が形成されてお
り、上記下基板３の個別電極層３３及び絶縁層３４は、
この各液室４２の振動板４５に対応する位置に、それぞ
れ形成されている。そして、上基板４の振動板４５に
は、図３に示すように、防振溝４６が形成されており、
防振溝４６は、図３及び図４に示すように、Ｖ字形状に
形成されている。この防振溝４６は、Ｖ字形状に限るも
のではなく、例えば、図５に示すように、その断面の側
面がテーパー面となっている台形形状の防振溝４６ａで
あってもよいし、図６に示すように、その断面の側面が
垂直面となっている角形状の防振溝４６ｂであってもよ
い。防振溝４６は、液室柱４１の真下の振動板４５であ
って、上基板４と下基板３の接合位置、すなわち、下基
板３の隔壁３２と対向する位置に形成されている。

【００３０】この上基板４は、図７から図１４に示すよ
うにして、製造される。すなわち、まず、図７に示すよ
うに、ｐ型のシリコン基板６１を鏡面研磨して、厚さ２
００μｍのシリコン基板６１を作成し、シリコン基板６
１を酸素雰囲気中１０００℃で、１時間の熱処理を施し
て、シリコン基板６１の両面に厚さ約１μｍのＳｉＯ ₂
膜６２を形成する。

【００３１】次に、振動板４５となる側のＳｉＯ₂ 膜６
２に、図８に示すように、振動板４５に対応する部分を
残して、フォトレジストパターン６３を形成し、ＳｉＯ
₂ 膜６２の露出部分をフッ素系エッチング液でエッチン
グ除去した後、フォトレジストパターン６３を除去す
る。このシリコン基板６１の露出した部分に、図９に示
すように、振動板４５となるボロン６４をドープする。
ボロン６４は、固体拡散により、振動板４５の厚さ、例
えば、３μｍの厚さの深さまで拡散させる。

【００３２】振動板４５上に、図１０に示すように、防
振溝４６の形成部分を残して、フォトレジストパターン
６５を形成し、ＳｉＯ₂ 膜６２の露出部分をエッチング
して、防振溝４６を形成する。防振溝４６を形成する
と、図１１に示すように、フォトレジストパターン６５
を除去する。

【００３３】その後、図１２に示すように、防振溝４６
を形成したシリコン基板６１の下に、上記対向壁３１内
に駆動電極と絶縁層３４の形成された下基板３を、８０
０℃以上の温度で減圧または常圧の酸素、あるいは、窒
素雰囲気中で、直接接合で接合する。

【００３４】下基板３とシリコン基板６１を接合する
と、図１３に示すように、接合した下基板３とシリコン
基板６１の周囲を、ＳｉＯ₂ 膜６６で被覆し、シリコン
基板６１に液室４２、インク流路４４、共通液室４３を
形成するために、下基板３と反対側のシリコン基板６１
の表面のＳｉＯ₂ 膜６６上にフォトレジストパターン６
７を形成する。

【００３５】このＳｉＯ₂ 膜６６のフォトレジストパタ
ーン６７で被覆されていない露出部分をフッ素系エッチ
ング液で除去する。このエッチングは、振動板４５とな
るボロン６４の拡散されている層で自発的に止まり、図
１４に示すように、３μｍ厚の振動板４５及び液室４
２、インク流路４４、共通液室４３、液室柱４１に相当
する部分が形成される。最後に、フォトレジストパター
ン６６を除去して、上基板４が形成される。

【００３６】再び、図１〜図３において、ノズルプレー
ト５は、シリコン基板等で形成され、上基板４の各液室
４２に対応する位置に、ノズル５１が形成されている。
ノズルプレート５は、直接接合法で、上基板４上に接合
される。

【００３７】なお、インクジェット記録ヘッド１は、図
示しいないが、下基板３の各個別電極３３と振動板４５
に電圧印加部が接続されており、電圧印加部から駆動電
圧が振動板４５と個別電極３３との間に印加されると、
振動板４５と対向壁３１との間に静電引力が発生して、
振動板４５が対向壁３１側に撓んで液室４２が拡大す
る。液室４２が拡大すると、共通液室４３からインク流
路４４を経由してインクが液室４２に供給される。

【００３８】次に、電圧印加部から振動板４５と個別電
極３３との間に印加されていた駆動電圧が解除される
と、振動板４５がその弾性復帰力によって復帰し、液室
４２の容積が加圧収縮されて、液室４２内のインクの一
部がノズルプレート５のノズル５１からインク滴として
吐出される。

【００３９】次に、本実施の形態の作用を説明する。本
実施の形態のインクジェット記録ヘッド１は、多チャン
ネル駆動の際に他の液室４２の振動板４５の振動が他の
液室に伝搬することを防振溝４６で防止して、インク滴
噴射特性を均一にし、画像品質を向上させる。

【００４０】すなわち、インクジェット記録ヘッド１
は、支持体２、下基板３、上基板４及びノズルプレート
５が順次積層された積層構造に形成されており、下基板
３には、凹状の対向壁３１が形成されている。下基板３
の各対向壁３１と対向壁３１との間は、隔壁３２で分離
され、この隔壁３２により、上基板４と接合されてい
る。下基板３の対向壁３１内には、個別電極層３３と絶
縁層３４が積層されて形成されており、絶縁層３４の膜
厚は、駆動電圧が個別電極層３３に印加された際に絶縁
破壊が発生しない膜厚に形成されている。

【００４１】上基板４は、下基板３上にシリコン基板を
用いて形成されており、上基板４には、液室柱４１で分
割区画される状態で多チャンネルのインクジェット記録
ヘッド１のチャンネル数だけの液室４２、共通液室４３
及び共通液室４３と各液室４２を連通するインク流路４
４が形成されている。上基板４の各液室４２には、その
底面に振動板４５が形成されており、下基板３の個別電
極層３３及び絶縁層３４は、この各液室４２の振動板４
５に対応する位置に、それぞれ形成されている。

【００４２】そして、上基板４の液室柱４１の真下の振
動板４５には、図３に示したように、防振溝４６が形成
されており、防振溝４６は、図４に示すように、Ｖ字形
状に形成されているが、Ｖ字形状に限るものではなく、
図５に示したように、その断面の側面がテーパー面とな
っている台形形状の防振溝４６ａであってもよいし、図
６に示したように、その断面の側面が垂直面となってい
る角形状の防振溝４６ｂであってもよい。防振溝４６
は、液室柱４１の真下の振動板４５であって、上基板４
と下基板３の接合位置、すなわち、下基板３の隔壁３２
と対向する位置に形成されている。

【００４３】上基板４の上に、直接接合法で、ノズルプ
レート５が接合されており、ノズルプレート５には、上
基板４の各液室４２に対応する位置に、ノズル５１が形
成されている。

【００４４】そして、インクジェット記録ヘッド１は、
例えば、そのノズル５１の密度（ノズル密度）が１５０
ｄｐｉのヘッドの場合、約１７０μｍのピッチで、液室
４２が形成されており、液室４２の幅を１２０μｍ、液
室４２と液室４２の間の液室柱４１が、５０μｍの幅で
形成されている。

【００４５】この振動板４５に形成する防振溝４６の幅
（溝幅）Ｌｍは、液室柱４１の幅Ｌ１及び下基板３の隔
壁３２の幅Ｌ２よりも狭く、すなわち、Ｌｍ＜Ｌ１、Ｌ
ｍ＜Ｌ２、望ましくは、これらの接合部の幅Ｌ１、Ｌ２
の１／２以下、すなわち、Ｌｍ≦Ｌ１／２、Ｌｍ≦Ｌ２
／２の幅に形成されている。

【００４６】このようにすることにより、上基板４の振
動板４５と下基板３の隔壁３２との接合部の接着強度の
不足による相互干渉や液室４２に十分な加圧がされない
という現象を防止することができ、また、防振溝４６の
溝幅Ｌｍの肥大化により上基板４のハンドリングが悪化
して、インクジェット記録ヘッド１の製造上の歩留まり
が低下することを防止することができる。

【００４７】本出願人は、防振溝４６の防振性能による
相互干渉を、振動板４５の膜厚が３μｍであるとき、振
動板４５に形成した防振溝４６による隣接する液室４２
との相互干渉の緩和を実験で検証したところ、図１５に
示すような結果を得た。

【００４８】図１５に示す形状Ａは、図４に示したＶ字
形状の防振溝４６を、形状Ｂは、図５に示した断面の側
面がテーパー面となっている台形形状の防振溝４６ａ
を、形状Ｃは、図６に示した断面の側面が垂直面となっ
ている角形状の防振溝４６ｂを、それぞれ示しており、
実験では、相互干渉は、形状Ａ（図４のＶ字形状の防振
溝４６）で、１０５％、形状Ｂ（図５の台形形状の防振
溝４６ａ）で、１３３％、形状Ｃ（図６の角形状の防振
溝４６ｂ）で、１４０％であった。

【００４９】なお、形状Ａの防振溝４６及び形状Ｂの防
振溝４６ａは、ウェットエッチングにより、形状Ｃの防
振溝４６ｂは、ドライエッチングにより形成した。ま
た、相互干渉は、単チャンネル駆動時のインク滴飛翔体
積と多チャネンル駆動時のインク滴飛翔体積の比、すな
わち、（単チャンネル駆動時のインク滴飛翔体積）／
（多チャンネル駆動時のインク滴飛翔体積）×１００
（％）で計算した。

【００５０】このように、本実施の形態のインクジェッ
ト記録ヘッド１は、各液室柱４１の下の振動板４５にＶ
字形状の防振溝４６を形成している。

【００５１】したがって、多チャンネル駆動時の振動板
４５の変位を防振溝４６で吸収緩和して、隣接する液室
４２への振動の伝搬を抑制することができ、相互干渉を
抑制して、安定したインク滴吐出性能を実現して、記録
画像の画像品質を向上させることができる。

【００５２】また、本実施の形態のインクジェット記録
ヘッド１は、防振溝４６を、その断面がＶ字型に形成し
ている。

【００５３】したがって、Ｖ字型の防振溝４６でより効
果的に振動板４５の変位を吸収緩和して、隣接する液室
４２への振動の伝搬をより一層抑制することができ、相
互干渉をより一層抑制して、より一層安定したインク滴
吐出性能を実現して、記録画像の画像品質をより一層向
上させることができる。

【００５４】さらに、防振溝４６の溝幅を、液室４２間
の液室柱４１の幅よりも狭く、かつ、対向壁３１間の隔
壁３２の幅よりも狭く形成している。

【００５５】したがって、液室４２の形成されている部
材である上基板４と対向壁３１の形成されている部材で
ある下基板３との接合に充分な強度を持たせることがで
き、記録画像の画像品質が良好で、かつ、信頼性の良好
なものとすることができる。

【００５６】図１６〜図１８は、本発明のインクジェッ
ト記録ヘッドの第２の実施の形態を示す図であり、図１
６は、本発明のインクジェット記録ヘッドの第２の実施
の形態を適用したインクジェット記録ヘッド７０の長辺
方向断面図である。

【００５７】なお、本実施の形態は、上記第１の実施の
形態のインクジェット記録ヘッド１と同様のインクジェ
ット記録ヘッドに適用したものであり、本実施の形態の
説明においては、上記第１の実施の形態のインクジェッ
ト記録ヘッド１と同様の構成部分には、同一の符号を付
して、その詳細な説明を省略する。

【００５８】図１６において、インクジェット記録ヘッ
ド７０は、支持体２、下基板３、上基板４及びノズルプ
レート５が順次積層された積層構造に形成されており、
下基板３には、凹状の対向壁３１が形成されている。下
基板３の各対向壁３１と対向壁３１との間は、隔壁３２
で分離され、この隔壁３２により、上基板４と接合され
ている。下基板３の対向壁３１内には、個別電極層３３
と絶縁層３４が積層されて形成されており、絶縁層３４
の膜厚は、駆動電圧が駆動電極３２に印加された際に絶
縁破壊が発生しない膜厚に形成されている。

【００５９】上基板４は、下基板３上にシリコン基板を
用いて形成されており、上基板４には、液室柱４１で分
割区画される状態で多チャンネルのインクジェット記録
ヘッド１のチャンネル数だけの液室４２、共通液室４３
及び共通液室４３と各液室４２を連通するインク流路４
４が形成されている。上基板４の各液室４２には、その
底面に振動板４５が形成されており、下基板３の個別電
極層３３及び絶縁層３４は、この各液室４２の振動板４
５に対応する位置に、それぞれ形成されている。

【００６０】そして、上基板４の各液室柱４１には、所
定深さの防振溝７１が形成されており、液室柱４１に形
成されている防振溝７１の形成位置は、ノズルプレート
５との接合面である。

【００６１】防振溝７１の溝幅Ｌｍは、液室柱４１とノ
ズルプレート５との接合部の接着強度の不足によるイン
ク漏れや相互干渉が生じたり、液室４２に十分な加圧が
されない現象が発生したり、また、防振溝７１の溝幅Ｌ
ｍの肥大化による上基板４のハンドリングが悪して、イ
ンクジェット記録ヘッド７０の製造上の歩留まりが低下
するのを防止するために、対応する液室柱４１とノズル
プレート５との接合部の幅Ｌ１及び下基板３の隔壁３２
の幅Ｌ２よりも狭く、すなわち、Ｌｍ＜Ｌ１、Ｌｍ＜Ｌ
２、望ましくは、これらの接合部の幅Ｌ１、Ｌ２の１／
２以下、すなわち、Ｌｍ≦Ｌ１／２、Ｌｍ≦Ｌ２／２の
幅に形成されていることが望ましい。

【００６２】また、防振溝７１は、図１７に示すよう
に、その溝深さＨｍが、液室４２の高さＨの１／２以上
に形成されている。このように、防振溝７１の溝深さＨ
ｍを、液室４２の高さＨの１／２以上に形成すると、相
互干渉をより一層低減させることができる。

【００６３】本出願人は、防振溝７１の防振性能による
相互干渉を、ノズル５１の密度（ノズル密度）が１５０
ｄｐｉで、約１７０μｍのピッチで液室４２を形成し、
液室４２の幅が、１２０μｍ、液室４２の高さＨが、２
００μｍ、液室４２と液室４２の間の液室柱４１の幅
が、５０μｍとしてた場合、防振溝７１の幅Ｌｍが２０
μｍであるとき、当該防振溝７１の深さＨｍを、３０μ
ｍから１６０μｍまで、適宜変化させて相互干渉を測定
したところ、図１８に示すような結果を得た。

【００６４】この実験結果から分かるように、防振溝７
１の溝深さＨｍを、液室４２の高さＨの１／２以上に形
成すると、相互干渉をより一層低減させることができ
る。

【００６５】なお、防振溝７１を、ウェットエッチング
で形成すると、アンダーカットを生じるため、深くエッ
チングした際に、防振溝７１の開口部が広がってしま
う。

【００６６】したがって、液室４２の高さＨの１／２以
上の深さの防振溝７１を狭い領域で形成するには、ドラ
イエッチングを用いて行う必要がある。

【００６７】このように、本実施の形態のインクジェッ
ト記録ヘッド７０は、液室柱４１に防振溝７１を形成し
ている。

【００６８】したがって、多チャンネル駆動時の振動板
４５の変位を防振溝７１で吸収緩和して、隣接する液室
４２への振動の伝搬を抑制することができ、相互干渉を
抑制して、安定したインク滴吐出性能を実現して、記録
画像の画像品質を向上させることができる。

【００６９】また、本実施の形態のインクジェット記録
ヘッド７０は、防振溝７１の溝幅を、液室４２間の液室
柱４１の幅よりも狭く、かつ、対向壁３１間の隔壁３２
の幅よりも狭く形成している。

【００７０】したがって、ノズル５１の形成されている
部材であるノズルプレート５と液室４２の形成されてい
る部材である上基板４との接合に充分な強度を持たせる
ことができ、記録画像の画像品質が良好で、かつ、信頼
性の良好なものとすることができる。

【００７１】さらに、本実施の形態のインクジェット記
録ヘッド７０は、防振溝７１を、液室４２の高さの１／
２以上の溝深さに形成している。

【００７２】したがって、振動板４５の変位をより一層
吸収緩和して、隣接する液室４２への振動の伝搬をより
一層抑制することができ、相互干渉をより一層抑制し
て、より一層安定したインク滴吐出性能を実現して、記
録画像の画像品質をより一層向上させることができる。

【００７３】また、本実施の形態のインクジェット記録
ヘッド７０は、液室柱４１に形成される防振溝７１を、
ドライエッチングで形成している。

【００７４】したがって、液室柱４１という狭い領域に
深い防振溝７１を高精度に形成して、ノズルピッチが高
密度な場合にも、防振溝７１で隣接する液室４２への振
動の伝搬を抑制することができ、相互干渉を抑制して、
安定したインク滴吐出性能を実現して、記録画像の画像
品質を向上させることができる。

【００７５】以上、本発明者によってなされた発明を好
適な実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は
上記のものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱
しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもな
い。

【００７６】

【発明の効果】請求項１記載の発明のインクジェット記
録ヘッドによれば、液室柱で区切られインクの充填され
ている複数の液室の一部に設けられた振動板と、当該振
動板に所定のギャップをおいて対向するとともに、隔壁
で区切られて各液室に対向する位置に複数形成された対
向壁と、を備え、振動板の振動で液室に圧力を発生させ
て当該液室内のインクをノズルから吐出させるインクジ
ェット記録装置の各液室柱の下の振動板と液室柱のうち
少なくともいずれか一方に所定形状の防振溝を形成して
いるので、多チャンネル駆動時の振動板の変位を防振溝
で吸収緩和して、隣接する液室への振動の伝搬を抑制す
ることができ、相互干渉を抑制して、安定したインク滴
吐出性能（インク滴噴出特性）を実現して、記録画像の
画像品質を向上させることができる。

【００７７】請求項２記載の発明のインクジェット記録
ヘッドによれば、各液室柱の下の振動板に形成される防
振溝を、その断面がＶ字型に形成しているので、Ｖ字型
の防振溝でより効果的に振動板の変位を吸収緩和して、
隣接する液室への振動の伝搬をより一層抑制することが
でき、相互干渉をより一層抑制して、より一層安定した
インク滴吐出性能を実現して、記録画像の画像品質をよ
り一層向上させることができる。

【００７８】請求項３記載の発明のインクジェット記録
ヘッドによれば、各液室柱の下の振動板の防振溝及び液
室柱の防振溝の溝幅を、液室間の液室柱の幅よりも狭
く、かつ、対向壁間の隔壁の幅よりも狭く形成している
ので、ノズルの形成されている部材と液室の形成されて
いる部材との接合及び液室の形成されている部材と対向
壁の形成されている部材との接合に充分な強度を持たせ
ることができ、記録画像の画像品質が良好で、かつ、信
頼性の良好なものとすることができる。

【００７９】請求項４記載の発明のインクジェット記録
ヘッドによれば、液室柱に形成される防振溝を、液室の
高さの１／２以上の溝深さに形成しているので、振動板
の変位をより一層吸収緩和して、隣接する液室への振動
の伝搬をより一層抑制することができ、相互干渉をより
一層抑制して、より一層安定したインク滴吐出性能を実
現して、記録画像の画像品質をより一層向上させること
ができる。

【００８０】請求項５記載の発明のインクジェット記録
ヘッドによれば、液室柱に形成される防振溝を、ドライ
エッチングで形成しているので、液室柱という狭い領域
に深い防振溝を高精度に形成して、ノズルピッチが高密
度な場合にも、防振溝で隣接する液室への振動の伝搬を
抑制することができ、相互干渉を抑制して、安定したイ
ンク滴吐出性能を実現して、記録画像の画像品質を向上
させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のインクジェット記録ヘッドの第１の実
施の形態を適用したインクジェット記録ヘッドの長辺方
向断面図。

【図２】図１のインクジェット記録ヘッドの短辺方向断
面図。

【図３】図１のインクジェット記録ヘッドの防塵溝を明
示した短辺方向断面図。

【図４】図３のインクジェット記録ヘッドの防振溝部分
の拡大正面断面図。

【図５】防振溝の他の例を示す当該防振溝部分の拡大正
面断面図。

【図６】防振溝のさらに他の例を示す当該防振溝部分の
拡大正面断面図。

【図７】図１のインクジェット記録ヘッドの上基板のシ
リコン基板にＳｉＯ₂ 膜を形成した状態の製造工程の正
面断面図。

【図８】図７のシリコン基板のＳｉＯ₂ 膜にフォトレジ
ストパターンを形成して露出部分をエッチング除去した
正面断面図。

【図９】図８のエッチング部分に振動板となるボロンを
ドープした状態のシリコン基板の正面断面図。

【図１０】図９のボロンをドープした部分にフォトレジ
ストパターンを形成して露出部分をエッチングして防振
溝を形成した状態のシリコン基板の正面断面図。

【図１１】図１０のフォトレジストパターンを除去した
状態のシリコン基板の正面断面図。

【図１２】図１１のシリコン基板に下基板を接合した状
態の正面断面図。

【図１３】図１２のシリコン基板と下基板にＳｉＯ₂ 膜
を形成した後、液室柱となる部分の上部にフォトレジス
トパターンを形成した状態の正面断面図。

【図１４】図１３のシリコン基板をエッチングして液室
を形成した後、フォトレジストパターンを除去した状態
の正面断面図。

【図１５】防振溝が図４から図６の場合の相互干渉の実
験結果を示す図。

【図１６】本発明のインクジェット記録ヘッドの第２の
実施の形態を適用したインクジェット記録ヘッドの短辺
方向断面図。

【図１７】図１６の防振溝部分の拡大正面断面図。

【図１８】図１８の防振溝の深さを変化させた場合の相
互干渉の実験結果を示す図。

【符号の説明】

１インクジェット記録ヘッド２支持体３下基板４上基板５ノズルプレート３１対向壁３２隔壁３３個別電極層３４絶縁層４１液室柱４２液室４３共通液室４４インク流路４５振動板４６、４６ａ、４６ｂ防振溝５１ノズル６１シリコン基板６２ＳｉＯ₂ 膜６３フォトレジストパターン６４ボロン６５フォトレジストパターン６６ＳｉＯ₂ 膜６７フォトレジストパターン７０インクジェット記録ヘッド７１防振溝

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液室柱で区切られインクの充填されている
複数の液室と、前記液室内の前記インクを吐出するノズ
ルと、前記液室にインク流路で連通され前記液室に前記
インクを供給する共通液室と、前記各液室の一部に設け
られた振動板と、前記振動板に所定のギャップをおいて
対向するとともに、隔壁で区切られて前記各液室に対向
する位置に複数形成された対向壁と、を備え、前記振動
板の振動で前記液室に圧力を発生させて当該液室内の前
記インクを前記ノズルから吐出させるインクジェット記
録装置において、前記各液室柱の下の前記振動板と前記
液室柱のうち少なくともいずれか一方に所定形状の防振
溝が形成されていることを特徴とするインクジェット記
録ヘッド。
【請求項２】前記各液室柱の下の前記振動板に形成され
た前記防振溝は、その断面がＶ字型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記録ヘッド。
【請求項３】前記各液室柱の下の前記振動板に形成され
た前記防振溝及び前記液室柱に形成された前記防振溝
は、その溝幅が、前記液室間の前記液室柱の幅よりも狭
く、かつ、前記対向壁間の前記隔壁の幅よりも狭いこと
を特徴とする請求項１または請求項２記載のインクジェ
ット記録ヘッド。
【請求項４】前記液室柱に形成された前記防振溝は、そ
の溝深さが、前記液室の高さの１／２以上であることを
特徴とする請求項１記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項５】前記液室柱に形成された前記防振溝は、ド
ライエッチングで形成されていることを特徴とする請求
項１または請求項４記載のインクジェット記録ヘッド。