JPH1158747A - ノズル形成部材及びその製造方法並びにインクジェットヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低コスト化を図れない。 【解決手段】 ＳＵＳ基板６１にケミカルエッチングで
ノズル孔６２を形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はノズル形成部材及び
その製造方法並びに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
いては、インク滴を吐出する複数のノズルと、各ノズル
が連通するインク液室と、各インク液室内のインクを加
圧してノズルからインク滴を吐出させるためのエネルギ
ーを発生する電気機械変換素子或いは電気熱変換素子等
のエネルギー発生手段とを備えたインクジェットヘッド
を用いて、ヘッドのエネルギー発生手段を印字データに
応じて駆動することで所要のノズルからインク滴を吐出
させて画像を記録する。

【０００３】このようなインクジェットヘッドは、構造
上、ヘッド構成部材の積層の端面側よりインク滴を吐出
するエッジシュータ方式のものと、ノズル形成部材に略
円形のノズルを形成するサイドシュータ方式のものとに
大別することができる。このサイドシュータ方式のイン
クジェットヘッドとしては、従来、例えば特開平６−２
５５０９９号公報に記載されているように、圧電素子上
に、ダイアフラム部を有する振動板を積層し、この振動
板上に圧電素子でダイアフラム部を介して加圧されるイ
ンク液室及びこの液室にインクを供給するインク供給路
を形成する流路形成部材を積層し、更にこの流路形成部
材上にノズル孔を形成したノズル形成部材を積層したも
のが知られている。

【０００４】ここで、ノズル形成部材及びその製造方法
としては、特開平１−１０８０５６号公報、特開平２−
１２１８４２号公報等に記載されているように、有機樹
脂材料からなるプレートにエキシマレーザーによってノ
ズル孔を形成したもの、或いは、特開昭６３−３９６３
号公報、特開平１４２９３９号公報等に記載されている
ように、電鋳支持基板上にドライフィルムレジスト等の
感光性樹脂材料を用いてノズル孔径に応じたレジストパ
ターンを形成した後、このレジストパターンを用いてニ
ッケル等の金属材料を電鋳工法で析出してノズルプレー
トを形成するもの、その他プレスによってノズル孔を形
成する方法などがある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、インクジェ
ット記録装置等の各種記録装置においては、ますます高
解像度が要求されるようになっており、これに伴ってイ
ンクジェットヘッドにおいても、ノズル形成部材のノズ
ル孔の小径化（微細化）、高精度化が要求されている。

【０００６】上述した従来のノズル形成部材として、エ
キシマレーザー（或いは炭酸ガスレーザー）を用いて樹
脂プレートを加工するものにあっては、こうした吐出口
の微細化や高精度化の要求に応えられるものの、１ショ
ットエリアが狭いために連続生産ではノズル孔径のバラ
ツキが発生し、また、入力側と出力側では形状が異な
り、且つ、アブリューションによる再付着物が発生し、
更に樹脂材料からなるノズル形成部材では記録紙との接
触やノズル面のクリーニングによる損傷が発生し易く、
特に撥水性処理を施したとしてもその耐久性や信頼性が
充分でない。

【０００７】また、フォトリソ工程と電鋳工法とを組合
わせてノズル形成部材を製造する方法にあっては、フォ
トリソプロセスは周知のように多数の各工程から成り立
ち、全体を通しての工程時間が長いために、通常は１枚
の基板上に多数の部品を面付けする多数個取りを行な
い、部品１個単位のコストを下げるようにしているが、
マルチノズルヘッドのように多数チャンネルを一体的に
形成する部品では１個の部品サイズが大きくなって面付
け数が少なくなり、スケール効果が十分に得られずに低
コスト化を図ることができない。更に、電鋳法では、Ｎ
i粒子や形状不良、ダスト、電流密度分布、ｐＨ及びそ
の変動、添加剤等による結晶性や形状不良の発生など、
条件固定が困難であり、高品質のノズル形成部材を安定
して得ることが難しい。

【０００８】さらに、電鋳支持基板上にレジストパター
ンをパターニングした後メッキ膜を成膜するため、フォ
トリソプロセスでの汚れ、例えばレジスト残さ、プロセ
ス中の熱処理による基板露出表面の熱酸化膜などの形成
によって、メッキ膜成長の不均質層、ピンホールなどの
膜欠陥が発生し易く、歩留りが低下し、検査コストが増
加する。このように、フォトリソ工程でのコンタミと熱
酸化膜によるピンホール欠陥の多発という面でも低コス
ト化を図ることが困難である。

【０００９】また、プレスによる場合には、プレスピン
が１〜５本程度で、且つ、耐久性は２０〜５０ショット
で限界であるためコストが高くなると共に、マルチノズ
ル化を対応することができない。

【００１０】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、耐インク性が高く、高い部品精度を確保でき、量
産性、低コスト化に優れたノズル形成部材及びその製造
方法並びにインクジェットヘッドを提供することを目的
とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、請求項１のノズル形成部材は、インク滴を吐出する
ノズル孔を有するノズル形成部材において、前記ノズル
孔をケミカルエッチングで形成している構成とした。

【００１２】請求項２のノズル形成部材は、上記請求項
１のノズル形成部材において、前記ノズル孔を異方性エ
ッチングで形成している構成とした。

【００１３】請求項３のノズル形成部材は、上記請求項
１又は２のノズル形成部材において、前記ノズル孔内部
はインク液室側が大径で、インク噴射面側に所定径のノ
ズル開口を有している構成とした。

【００１４】請求項４のノズル形成部材は、上記請求項
１乃至３のいずれかのノズル形成部材において、前記ノ
ズル孔のインク噴射面側にプレス加工で所定径のノズル
開口を形成している構成とした。

【００１５】請求項５のノズル形成部材は、上記請求項
１乃至４のいずれかのノズル形成部材において、インク
噴射面側の表面性をＲmax＝０．０１〜１μｍの粗さに
している構成した。

【００１６】請求項６のノズル形成部材の製造方法は、
インク滴を吐出するノズル孔を有するノズル形成部材の
製造方法において、ケミカルエッチングと電場を併用し
て基板に異方性エッチングを施して前記ノズル孔を形成
する構成とした。

【００１７】請求項７のインクジェットヘッドは、イン
ク滴を吐出する複数のノズル孔と、各ノズル孔が連通す
るインク液室と、このインク液室内のインクを加圧する
エネルギー発生手段とを備えたインクジェットヘッドに
おいて、前記ノズル孔を形成するノズル形成部材が前記
請求項１乃至５のいずれかのノズル形成部材である構成
とした。

【００１８】

【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は本発明を適用したイン
クジェットヘッドの分解斜視図、図２は同ヘッドのチャ
ンネル方向（ノズル配列方向）と直交する方向の要部拡
大断面図、図３は同ヘッドのチャンネル方向の要部拡大
断面図である。

【００１９】このインクジェットヘッドは、駆動ユニッ
ト１と、液室ユニット２と、ヘッドカバー３とを備えて
いる。駆動ユニット１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１１上に、エネルギー発生素子である複数の
積層型圧電素子１２を列状に２列配置して接合し、これ
ら２列の各圧電素子１２の周囲を取り囲む樹脂、セラミ
ック等からなるフレーム部材（支持体）１３を接着剤１
４によって接合している。

【００２０】複数の圧電素子１２は、インクを液滴化し
て飛翔させるための駆動パルスが与えられる圧電素子
（これを「駆動部」という。）１７，１７…と、駆動部
１７，１７間に位置し、駆動パルスが与えられずに単に
液室ユニット２を基板１１に固定する液室支柱部材とな
る圧電素子（これを「非駆動部」という。）１８，１８
…とを交互に構成している。

【００２１】ここで、圧電素子１２としては１０層以上
の積層型圧電素子を用いている。この積層型圧電素子
は、例えば図２に示すように、厚さ１０〜５０μｍ／１
層のチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）２０と、厚さ数μ
ｍ／１層の銀・パラジューム（ＡgＰd）からなる内部電
極２１とを交互に積層したものであるが、圧電素子とし
て用いる材料は上記に限られるものでなく、その他の電
気機械変換素子を用いることもできる。

【００２２】各圧電素子１２の内部電極２１は１層おき
にＡgＰdからなる左右の端面電極２２，２３（２つの圧
電素子列の対向する面側を端面電極２２とし、対向しな
い面側を端面電極２３とする。）に接続している。一
方、基板１１上には、図１に示すようにＮi・Ａu蒸着、
Ａuメッキ、ＡgＰtペースト印刷、ＡgＰdペースト印刷
等によって共通電極２４及び個別電極２５の各パターン
を設けている。

【００２３】そして、各列の各圧電素子１２の対向する
端面電極２２を導電性接着剤２６を介して共通電極２４
に接続し、他方、各列の各圧電素子１２の対向しない端
面電極２３を同じく導電性接着剤２６を介してそれぞれ
個別電極２５に接続している。これにより、駆動部１７
に駆動電圧を与えることによって、積層方向に電界が発
生して、駆動部１７には積層方向の伸びの変位（ｄ３３
方向の変位）が生起される。なお、共通電極２４は、図
２にも示すように、フレーム部材１３に設けた穴１３ａ
内に導電性接着剤２６を充填することで各圧電素子に接
続されたパターンの導通を取っている。

【００２４】一方、液室ユニット２は、金属薄膜の積層
体からなる複層構造の振動板３１と、ドライフィルムレ
ジスト（ＤＦＲ）からなる感光性樹脂層で形成した２層
構造の液室隔壁部材３２と、ノズル形成部材であるノズ
ルプレート３３とを順次を積層し、熱融着して形成して
いる。これらの各部材によって、１つの圧電素子１２
（駆動部１７）と、この１つの圧電素子１２に対応する
ダイアフラム部３４と、各ダイアフラム部３４を介して
加圧される加圧液室３５と、この加圧液室３５の両側に
位置して加圧液室３５に供給するインクを導入する共通
液室３６，３６と、加圧液室３５と共通液室３６，３６
とを連通するインク供給路３７，３７と、加圧液室３５
に連通するノズル３８とによって１つのチャンネルを形
成し、このチャンネルを複数個２列設けている。

【００２５】振動板３１は、２層構造のニッケルめっき
膜からなり、駆動部１７に対応する前記ダイアフラム部
３４と、駆動部１７と接合するためにこのダイアフラム
部３４の中央部に一体的に形成した島状凸部４０と、非
駆動部１８に接合する梁となると共に各チャンネル（ノ
ズル）を独立させる隔壁部４１及びフレーム部材１３に
接合する周辺厚肉部４２と、共通液室３６に対応する圧
力を吸収する弾性体部（以下「ダンパー部」という。）
４３を形成している。ここで、ダイアフラム部３４及び
ダンパー部４３の厚みを第一層（第一層めっき膜）の厚
みとし、島状凸部４０、隔壁部４１及び周辺厚肉部４２
の厚みを第一層と第二層（第二層めっき膜）の厚みを加
えた厚みとしている。

【００２６】液室隔壁部材３２は、振動板３１側に予め
ドライフィルムレジストを塗布して所要のマスクを用い
て露光し、現像して所定の液室パターンを形成した第１
感光性樹脂層４５と、ノズルプレート３３側に予めドラ
イフィルムレジストを塗布して所要のマスクを用いて露
光し、現像して所定の液室パターンを形成した第２感光
性樹脂層４６とを熱圧着で接合してなる。

【００２７】ノズルプレート３３にはインク滴を飛翔さ
せるための微細な吐出口であるノズル孔３８を多数を形
成している。このノズル孔３８の内部形状（内側形状）
は、ホーン形状に形成している。また、このノズル孔３
８の径はインク滴出口側（インク噴射面）で約１０〜５
０μｍの範囲で設定している。

【００２８】このノズルプレート３３のインク噴射面
（ノズル表面側）は、図１に示すように撥水性の表面処
理膜４７を形成している。なお、ノズルプレート３３の
周縁部は撥水処理膜を形成しない非撥水処理面４８とし
ている。

【００２９】これらの駆動ユニット１と液室ユニット２
とはそれぞれ別個に加工、組立を行なった後、液室ユニ
ット２の振動板３１と駆動ユニット１の圧電素子１２及
びフレーム部材１３とを接着剤４９で接合している。

【００３０】そして、基板１１をヘッド支持部材である
スペーサ部材（ヘッドホルダ）５０上に支持して保持
し、このスペーサ部材５０内に配設したヘッド駆動用Ｉ
Ｃ等を有するＰＣＢ基板と駆動ユニット１の各圧電素子
１２（駆動部１７）に接続した各電極２４，２５とをＦ
ＰＣケーブル５１，５１を介して接続している。

【００３１】また、ノズルカバー（ヘッドカバー）３
は、ノズルプレート３３の周縁部及びヘッド側面を覆う
箱状に形成したものであり、ノズルプレート３３の撥水
処理面４７に対応して開口部を形成し、ノズルプレート
３３の周縁部に残した非撥水処理面４８に接着剤にて接
着接合している。さらに、このインクジェットヘッドに
は、図示しないインクカートリッジからのインクを液室
に供給するため、スペーサ部材５０、基板１１、フレー
ム部材１３及び振動板３１にそれぞれインク供給穴５２
〜５５を設けている。

【００３２】このように構成したインクジェットヘッド
においては、記録信号に応じて駆動部１７に駆動波形
（１０〜５０Ｖのパルス電圧）を印加することによっ
て、駆動部１７に積層方向の変位が生起し、振動板３１
のダイアフラム部３４を介して加圧液室３５が加圧され
て圧力が上昇し、ノズル孔３８からインク滴が吐出され
る。このとき、加圧液室３５から共通液室３６へ通じる
インク供給路３７，３７方向へもインクの流れが発生す
るが、インク供給路３７，３７の断面積を狭小にするこ
とで流体抵抗部として機能させて共通液室３６，３６側
へのインクの流れを低減し、インク吐出効率の低下を防
いでいる。

【００３３】そして、インク滴吐出の終了に伴い、加圧
液室３５内のインク圧力が低減し、インクの流れの慣性
と駆動パルスの放電過程によって加圧液室３４内に負圧
が発生してインク充填行程へ移行する。このとき、イン
クタンクから供給されたインクは共通液室３６，３６に
流入し、共通液室３６，３６からインク供給路３７，３
７を経て加圧液室３５内に充填される。そして、ノズル
孔３８の出口付近のインクメニスカス面の振動が減衰
し、表面張力によってノズル孔３８の出口付近に戻され
て（リフィル）安定状態に至れば、次のインク滴吐出動
作に移行する。

【００３４】次に、ノズル形成部材及びその製造方法に
ついて図４以降をも参照して説明する。図４は本発明に
係るノズル形成部材の第１実施例を示す断面図、図５は
同実施例のノズル形成部材の製造方法の説明に供する説
明図である。この実施例のノズル形成部材６０は、厚さ
８０〜１００μｍ程度のＳＵＳ３０４等のＳＵＳ基板６
１に等方性エッチングでノズル孔６２を形成している。

【００３５】このノズル形成部材６０は、図５（ａ）に
示すようにＳＵＳ基板６１の両面に同じ開口径（例えば
φ２０〜６０μｍ）の開口６３ａ，６４ａを有するレジ
ストパターン６３，６４を成膜し、同図（ｂ）に示すよ
うにＳＵＳ基板６１の両面からスプレー若しくはシャワ
ーエッチングなどによるケミカルエッチングを施して貫
通させてノズル孔６２を形成した後、同図（ｃ）に示す
ようにレジストパターンを剥離することによってノズル
形成部材６０が得られる。なお、エッチャントとして
は、ＦeＣL2などの塩酸酸性液を用いている。

【００３６】このようにノズル孔をケミカルエッチング
で形成することによって、大面積のノズル形成部材を高
い量産性で製造することが可能になり、コストも廉価に
なる。なお、ここでは、ＳＵＳ基板を用いているが、そ
の他のエッチング可能な金属基板を用いることもでき
る。

【００３７】次に、図６は本発明に係るノズル形成部材
の第２実施例を示す断面図、図７は同実施例のノズル形
成部材の製造方法の説明に供する説明図である。この実
施例のノズル形成部材６６は、厚さ８０〜１００μｍ程
度のＳＵＳ３０４等のＳＵＳ基板６１に異方性エッチン
グでノズル孔６２を形成している。

【００３８】このノズル形成部材６６は、図７（ａ）に
示すようにＳＵＳ基板６１の両面に同じ開口径（例えば
φ２０〜６０μｍ）の開口６３ａ，６４ａを有するレジ
ストパターン６３，６４を成膜し、同図（ｂ）に示すよ
うにＳＵＳ基板６１の両面からスプレー若しくはシャワ
ーエッチングなどによるケミカルエッチングを施して貫
通させてノズル孔６７を形成する。

【００３９】ここで、エッチャント内に陰極を接続して
０．５〜１Ａ／ｄｍ²程度の通電を行って電場を形成し
た状態で、スプレー若しくはシャワーエッチングなどに
よるケミカルエッチングを施すことによって、通常０．
５〜２μｍ／ｍｉｎのＳＵＳ３０４のエッチレイトが１
〜５μｍ／ｍｉｎとなり、異方性エッチングの強いパタ
ーンとなり、ノズル孔６７をストレート形状に形成する
ことができる。

【００４０】その後、同図（ｃ）に示すようにレジスト
パターンを剥離することによってノズル形成部材６６が
得られる。

【００４１】このように、等方性エッチングでは図４に
示すように横広がりがあるのでノズル孔をストレート形
状にすることが難しいのに対して、異方性エッチングを
行うことでノズル孔を略ストレート形状にすることがで
きる。

【００４２】次に、図８は本発明に係るノズル形成部材
の第３実施例を示す断面図、図９は同実施例のノズル形
成部材の製造方法の説明に供する説明図である。この実
施例のノズル形成部材７１は、厚さ８０〜１００μｍ程
度のＳＵＳ３０４等のＳＵＳ基板６１にケミカルエッチ
ングでインク液室側が大径で、インク噴射面側に所定径
の開口７２ａを有するノズル孔７２を形成している。

【００４３】このノズル形成部材７１は、図９（ａ）に
示すようにＳＵＳ基板６１のインク噴射面側に小径の開
口７３ａを有するレジストパターン７３を成膜し、イン
ク液室面側に大径の開口７４ａを有するレジストパター
ン７４を成膜し、同図（ｂ）に示すようにＳＵＳ基板６
１の両面からスプレー若しくはシャワーエッチングなど
によるケミカルエッチング（ここでは、等方性エッチン
グによっている。）を施して貫通させてノズル孔７２を
形成した後、同図（ｃ）に示すようにレジストパターン
を剥離することによってノズル形成部材７１が得られ
る。

【００４４】このノズル形成部材７１の図８における
の平面に焦点深度を合わせて写真撮影をしたときには図
１０に示すような形状になっていることを、また、図８
におけるの平面に焦点深度を合わせて写真撮影をした
ときには図１１に示すような形状になっていることをそ
れぞれ確認した。

【００４５】このようにインク液室側を大径で、インク
噴射面側に所定径の開口を有するノズル孔を形成するこ
とで、ノズル開口に圧力波を集中させることができて、
エネルギー効率の高いノズル形成部材を得ることができ
る。

【００４６】なお、ここでは、等方性エッチングによっ
ているが、上述したように電場と併用して異方性エッチ
ングを行うことで、大径の開口（インク液室側）から小
径の開口（インク噴射面側）に向かってストレートなテ
ーパをなすノズル孔を形成することができる。

【００４７】次に、図１２は本発明に係るノズル形成部
材の第４実施例を示す断面図、図１３は同実施例のノズ
ル形成部材の製造方法の説明に供する説明図である。こ
の実施例のノズル形成部材７５は、厚さ８０〜１００μ
ｍ程度のＳＵＳ３０４等のＳＵＳ基板６１のインク噴射
面側にプレス加工で所定径の開口７６ａを形成し、イン
ク液室側に等方性エッチングで大径に開口させたノズル
孔７６を形成している。

【００４８】このノズル形成部材７５は、図１２（ａ）
に示すように例えば１００μｍ厚みのＳＵＳ基板６１の
インク噴射面側をレジストパターン７７で被覆し、イン
ク液室側に大径（例えばφ１５０μｍ）の開口７８ａを
有するレジストパターン７８を成膜して、同図（ｂ）に
示すようにインク液室面側から等方性エッチングを行っ
て孔部７９を所要の深さ（例えば７０〜８０μｍ）まで
形成した後、同図（ｃ）に示すようにインク噴射面側に
所定径の孔を有するダイス８０を配設し、インク液室側
からプレスピン（ポンチ）８１によって孔部７９を介し
てエッチングで貫通していない部分を穿孔してノズル開
口７６ａを形成する。

【００４９】このようにノズル噴射面側のノズル開口を
プレス加工で形成することによって、高精度のノズル孔
を形成することができる。そして、プレス加工で形成す
る部分はエッチングによって薄くしているので、プレス
ピンの摩耗が低減し、高精度のノズル孔を量産性よく得
ることができる。

【００５０】次に、図１４は本発明に係るノズル形成部
材の第５実施例を示す断面図、図１５は同実施例のノズ
ル形成部材の製造方法の説明に供する説明図である。な
お、前記インクジェットヘッドのノズルプレート３３と
しては、この第５実施例に係るノズル形成部材に表面処
理膜を成膜したものを用いている。この実施例のノズル
形成部材８５は、厚さ８０〜１００μｍ程度のＳＵＳ３
０４等のＳＵＳ基板６１のインク噴射面側にプレス加工
で所定径の開口８６ａを形成し、インク液室側を異方性
エッチングで大径に開口させたノズル孔８６を形成して
いる。

【００５１】このノズル形成部材８５は、上記第４実施
例と同様に、図１５（ａ）に示すように例えば１００μ
ｍ厚みのＳＵＳ基板６１のインク噴射面側をレジストパ
ターン８７で被覆し、インク液室側に大径（例えばφ１
５０μｍ）の開口８８ａを有するレジストパターン８８
を成膜して、同図（ｂ）に示すようにインク液室面側か
ら異方性エッチングを行って孔部８９を所要の深さ（例
えば７０〜８０μｍ）まで形成した後、同図（ｃ）に示
すようにインク噴射面側に所定径の孔を有するダイス８
０を配設し、インク液室側からプレスピン（ポンチ）８
１によって孔部８９を介してエッチングで貫通していな
い部分を穿孔してノズル開口８６ａを形成する。

【００５２】ここで、上記各実施例におけるノズル形成
部材の表面性について説明すると、ＳＵＳ基板などの金
属基板を用いてケミカルエッチングでノズル孔を形成す
る場合、ホトリソパターンの形成時に表面平滑性が要求
され、また、ノズル径の変形やバラツキの範囲から考え
ると、表面粗さはＲmax＝１μｍ未満、好ましくはＲmax
＝０．６μｍ以下である。

【００５３】この場合、図１６に示すようにＳＵＳ基板
の表面性が粗いと、エッチングを行ってノズル孔を形成
したときに、同図に矢印を付して示すようにφ２〜３μ
ｍの粒子状凸部が複数箇所に発生してノズル孔のエッジ
不良が発生し易くなる。

【００５４】したがって、ＳＵＳ基板の表面性はＲmax
＝０．０１〜１μｍにすることが好ましい。Ｒmax＝１
μｍを越えると、レジストパターンを成膜する際の露光
時の乱反射が大きくなってパターン変形が発生し、ま
た、化学エッチング時には形状依存（エッチレイト、エ
ッチャント液の流れムラ）がありエッチングパターンの
変形が生じ易くなる。上記の表面粗さにすることで、ホ
トリソプロセス、エッチングプロセスで表面のプロセス
条件の変動が低減し、ノズルエッヂ不良が極めて少なく
なり、インク噴射特性が安定した高精度のノズル孔を有
するノズル形成部材を得ることができる。

【００５５】なお、上記実施例においては、本発明をエ
ネルギー発生手段として圧電素子を用いるピエゾアクチ
ュエータ方式のインクジェットヘッド及びそのノズル形
成部材に適用した例について説明したが、その他の電気
機械変換素子を用いるインクジェットヘッド及びそのノ
ズル形成部材、発熱抵抗体を用いるいわゆるバブルジェ
ット方式のインクジェットヘッド及びそのノズル形成部
材にも適用することができる。また、ノズルの開口方向
を圧電素子の変位方向と同じにしたサイドシュータ方式
のインクジェットヘッドで説明しているが、ノズルの開
口方向を圧電素子の変位方向と直交する方向にしたエッ
ジシュータ方式のインクジェットヘッド及びそのノズル
形成部材にも適用することができる。

【００５６】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１のノズル
形成部材によれば、ノズル孔をケミカルエッチングで形
成しているので、耐インク性が高く、高い部品精度を確
保でき、量産性、低コスト化を図れる。

【００５７】請求項２のノズル形成部材によれば、上記
請求項１のノズル形成部材において、ノズル孔を異方性
エッチングで形成しているので、ストレート形状のノズ
ル孔を形成することができ、インク噴射方向の精度が高
くなる。

【００５８】請求項３のノズル形成部材によれば、上記
請求項１又は２のノズル形成部材において、ノズル孔内
部はインク液室側が大径で、インク噴射面側に所定径の
ノズル開口を有しているので、インク液室に発生する圧
力をノズル開口に向けて集中することができ、エネルギ
ー効率を向上することができる。

【００５９】請求項４のノズル形成部材によれば、上記
請求項１乃至３のいずれかのノズル形成部材において、
ノズル孔のインク噴射面側にプレス加工で所定径のノズ
ル開口を形成しているので、高精度の孔径を有するノズ
ル孔を形成することができる。

【００６０】請求項５のノズル形成部材によれば、上記
請求項１乃至４のいずれかのノズル形成部材において、
インク噴射面側の表面性をＲmax＝０．０１〜１μｍの
粗さにしているので、エッチングプロセスにおける表面
のプロセス条件の変動を抑えることができ、インク噴射
特性の安定したノズル形成部材を得ることができる。

【００６１】請求項６のノズル形成部材の製造方法によ
れば、インク滴を吐出するノズル孔を有するノズル形成
部材の製造方法において、ケミカルエッチングと電場を
併用して基板に異方性エッチングを施してノズル孔を形
成する構成としたので、異方性エッチングによるストレ
ート形状のノズル孔を容易に形成することができる。

【００６２】請求項７のインクジェットヘッドによれ
ば、インク滴を吐出する複数のノズル孔と、各ノズル孔
が連通するインク液室と、このインク液室内のインクを
加圧するエネルギー発生手段とを備えたインクジェット
ヘッドにおいて、ノズル孔を形成するノズル形成部材が
上記請求項１乃至５のいずれかのノズル形成部材である
構成としたので、低コストで、高いノズル径精度、耐イ
ンク性を有するインクジェットヘッドを得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用したインクジェットヘッドの分解
斜視図

【図２】同ヘッドのチャンネル方向と直交する方向の要
部拡大断面図

【図３】同ヘッドのチャンネル方向の要部拡大断面図

【図４】本発明に係るノズル形成部材の第１実施例を示
す断面図

【図５】同実施例のノズル形成部材の製造方法の説明に
供する説明図

【図６】本発明に係るノズル形成部材の第２実施例を示
す断面図

【図７】同実施例のノズル形成部材の製造方法の説明に
供する説明図

【図８】本発明に係るノズル形成部材の第３実施例を示
す断面図

【図９】同実施例のノズル形成部材の製造方法の説明に
供する説明図

【図１０】図８のの平面に焦点深度を合わせて写真撮
影したときの状態を説明する説明図

【図１１】図８のの平面に焦点深度を合わせて写真撮
影したときの状態を説明する説明図

【図１２】本発明に係るノズル形成部材の第４実施例を
示す断面図

【図１３】同実施例のノズル形成部材の製造方法の説明
に供する説明図

【図１４】本発明に係るノズル形成部材の第４実施例を
示す断面図

【図１５】同実施例のノズル形成部材の製造方法の説明
に供する説明図

【図１６】基板の表面粗さとエッジだれの関係の説明に
供する説明図

【符号の説明】

１…駆動ユニット、２…液室ユニット、１２…圧電素
子、３３…ノズルプレート、３８…ノズル孔、３８ａ…
ノズル開口、６０，６６，７１，７５，８５…ノズル形
成部材、６１…ＳＵＳ基板、６２，６７，７２，７６，
８６…ノズル孔、７２ａ，７６ａ，８６ａ…ノズル開
口。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インク滴を吐出するノズル孔を有するノ
   ズル形成部材において、前記ノズル孔をケミカルエッチ
   ングで形成していることを特徴とするノズル形成部材。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のノズル形成部材におい
   て、前記ノズル孔を異方性エッチングで形成しているこ
   とを特徴とするノズル形成部材。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載のノズル形成部材
   において、前記ノズル孔内部はインク液室側が大径で、
   インク噴射面側に所定径のノズル開口を有していること
   を特徴とするノズル形成部材。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれかに記載のノズ
   ル形成部材において、前記ノズル孔のインク噴射面側に
   プレス加工で所定径のノズル開口を形成したことを特徴
   とするノズル形成部材。
5. 【請求項５】 請求項１乃至４のいずれかに記載のノズ
   ル形成部材において、インク噴射面側の表面性をＲmax
   ＝０．０１〜１μｍの粗さにしたことを特徴とするノズ
   ル形成部材。
6. 【請求項６】 インク滴を吐出するノズル孔を有するノ
   ズル形成部材の製造方法において、ケミカルエッチング
   と電場を併用して基板に異方性エッチングを施して前記
   ノズル孔を形成することを特徴とするノズル形成部材の
   製造方法。
7. 【請求項７】 インク滴を吐出する複数のノズル孔と、
   各ノズル孔が連通するインク液室と、このインク液室内
   のインクを加圧するエネルギー発生手段とを備えたイン
   クジェットヘッドにおいて、前記ノズル孔を形成するノ
   ズル形成部材が前記請求項１乃至５のいずれかのノズル
   形成部材であることを特徴とするインクジェットヘッ
   ド。