JP2000168076A - インクジェットヘッド及びその液室基板 - Google Patents
インクジェットヘッド及びその液室基板Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 共通液室と加圧液室を同一の材料から形成
し、かつ、２層構造とすることにより、液室を形成する
材料を少なくし、かつ、小型の液室を形成できるように
する。 【解決手段】 液室基板２１は、単結晶Ｓｉの第１の面
にエッチングで形成された第１の液室２２（共通液室）
と、該第１の面に対向する第２の面にエッチングで形成
された第２の液室２５とを有し、該第２の液室２５（加
圧液室）と前記第１の液室２２とは第１の貫通孔２３に
より連通されている。又、前記第２の液室２５と前記単
結晶Ｓｉの前記第１の面とは第２の貫通孔２４とによっ
て連通されている。第１の貫通孔１３は共通液室２２か
ら加圧液室２５へインク供給し、第２の貫通孔は、加圧
液室２５で加圧されたインクをノズルを通して吐出させ
る。
し、かつ、２層構造とすることにより、液室を形成する
材料を少なくし、かつ、小型の液室を形成できるように
する。 【解決手段】 液室基板２１は、単結晶Ｓｉの第１の面
にエッチングで形成された第１の液室２２（共通液室）
と、該第１の面に対向する第２の面にエッチングで形成
された第２の液室２５とを有し、該第２の液室２５（加
圧液室）と前記第１の液室２２とは第１の貫通孔２３に
より連通されている。又、前記第２の液室２５と前記単
結晶Ｓｉの前記第１の面とは第２の貫通孔２４とによっ
て連通されている。第１の貫通孔１３は共通液室２２か
ら加圧液室２５へインク供給し、第２の貫通孔は、加圧
液室２５で加圧されたインクをノズルを通して吐出させ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェットヘ
ッドに用いる液室基板及び該液室基板を用いたインクジ
ェットヘッドに関する。
ッドに用いる液室基板及び該液室基板を用いたインクジ
ェットヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】インク液滴をノズルから直接記録媒体上
に噴射し記録するインクジェットプリンタにおいて、必
要な時のみインクを吐出するオンデマンド方式は、イン
クを回収するための機構が不要なため低価格化、小型化
が可能であり、カラー化にも容易に対応できる特徴を有
する。この中でも、パーソナルプリンタとしての主流
は、ピエゾ素子の変位によりインク室に圧力波を発生さ
せ、ノズルよりインクを吐出させる電気機械変換方式
と、短時間で高温まで加熱されるヒータによりインク室
に気泡を発生させ、その気泡の体積膨張によりインクを
吐出させる電気熱変換式の２種である。
に噴射し記録するインクジェットプリンタにおいて、必
要な時のみインクを吐出するオンデマンド方式は、イン
クを回収するための機構が不要なため低価格化、小型化
が可能であり、カラー化にも容易に対応できる特徴を有
する。この中でも、パーソナルプリンタとしての主流
は、ピエゾ素子の変位によりインク室に圧力波を発生さ
せ、ノズルよりインクを吐出させる電気機械変換方式
と、短時間で高温まで加熱されるヒータによりインク室
に気泡を発生させ、その気泡の体積膨張によりインクを
吐出させる電気熱変換式の２種である。
【０００３】一方、静電方式のインクジェットヘッドに
ついては、ウエハプロセスでの作製が可能であることか
ら、高密度化が容易で、かつ、特性の安定した素子を大
量に作製でき、又、平面構造を基本とすることから小型
化が容易である長所をもち、特開平２−２８９３５１号
公報、特開平５−５０６０１号公報、特開平６−７１８
８２号公報等多くの構造が開示されている。これら静電
方式のインクジェットヘッドでは、液室の底面を構成す
る振動板の対向する位置に平行平板電極が形成され、静
電引力と振動板の剛性による振動でインクを吸引、吐出
する。
ついては、ウエハプロセスでの作製が可能であることか
ら、高密度化が容易で、かつ、特性の安定した素子を大
量に作製でき、又、平面構造を基本とすることから小型
化が容易である長所をもち、特開平２−２８９３５１号
公報、特開平５−５０６０１号公報、特開平６−７１８
８２号公報等多くの構造が開示されている。これら静電
方式のインクジェットヘッドでは、液室の底面を構成す
る振動板の対向する位置に平行平板電極が形成され、静
電引力と振動板の剛性による振動でインクを吸引、吐出
する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来のシリコンウエハ
ーを用いたインクジェットヘッドの液室は加圧液室と共
通液室が同一面に形成されているので、ヘッドの小型化
に限界があった。又、従来の液室形成法では液室の高さ
が用いるシリコンウエハーの厚みに規定されてしまうの
で、液室設計の自由度が乏しかった。本発明は、それら
従来技術のもつ欠点を解決することを目的としてなされ
たものである。
ーを用いたインクジェットヘッドの液室は加圧液室と共
通液室が同一面に形成されているので、ヘッドの小型化
に限界があった。又、従来の液室形成法では液室の高さ
が用いるシリコンウエハーの厚みに規定されてしまうの
で、液室設計の自由度が乏しかった。本発明は、それら
従来技術のもつ欠点を解決することを目的としてなされ
たものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、単結
晶Ｓｉから形成される液室基板であって、該液室基板
は、単結晶Ｓｉの第１の面にエッチングで形成された第
１の液室と、前記第１の面に対向する第２の面にエッチ
ングで形成された第２の液室と、該第２の液室と前記第
１の液室とを連通する第１の貫通孔と、前記第２の液室
と前記単結晶Ｓｉの前記第１の面とを連通する第２の貫
通孔とを有することを特徴としたものである。
晶Ｓｉから形成される液室基板であって、該液室基板
は、単結晶Ｓｉの第１の面にエッチングで形成された第
１の液室と、前記第１の面に対向する第２の面にエッチ
ングで形成された第２の液室と、該第２の液室と前記第
１の液室とを連通する第１の貫通孔と、前記第２の液室
と前記単結晶Ｓｉの前記第１の面とを連通する第２の貫
通孔とを有することを特徴としたものである。
【０００６】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、前記第２の液室はアレー状に複数個あり、それぞれ
の液室に第１の貫通孔と第２の貫通孔を有し、複数の第
２の液室が前記第１の貫通孔により前記第１の液室と連
通されていることを特徴としたものである。
て、前記第２の液室はアレー状に複数個あり、それぞれ
の液室に第１の貫通孔と第２の貫通孔を有し、複数の第
２の液室が前記第１の貫通孔により前記第１の液室と連
通されていることを特徴としたものである。
【０００７】請求項３の発明は、請求項２の発明におい
て、前記第２の貫通孔は前記単結晶Ｓｉの前記第１面上
で等しいピッチでアレー上に形成されていることを特徴
としたものである。
て、前記第２の貫通孔は前記単結晶Ｓｉの前記第１面上
で等しいピッチでアレー上に形成されていることを特徴
としたものである。
【０００８】請求項４の発明は、請求項１又は２の発明
において、前記単結晶Ｓｉの（１００）配向ウエハーを
用いて形成されていることを特徴としたものである。
において、前記単結晶Ｓｉの（１００）配向ウエハーを
用いて形成されていることを特徴としたものである。
【０００９】請求項５の発明は、請求項１又は２の発明
において、前記単結晶Ｓｉの（１１０）配向ウエハーを
用いて形成されていることを特徴としたものである。
において、前記単結晶Ｓｉの（１１０）配向ウエハーを
用いて形成されていることを特徴としたものである。
【００１０】請求項６の発明は、請求項１乃至５の発明
において、インクジェットヘッド液室基板を用いて形成
されたインクジェットヘッドであって、該インクジェッ
トヘッドは、前記第２の液室の開口部分に振動板を接合
し、前記第１の液室を共通液室として外部より導入され
たインクを前記第１の貫通孔を通じて前記第２の液室に
導き、該第２の液室における前記振動板の振動変位によ
り前記第２の貫通孔よりインクを吐出することを特徴と
したものである。
において、インクジェットヘッド液室基板を用いて形成
されたインクジェットヘッドであって、該インクジェッ
トヘッドは、前記第２の液室の開口部分に振動板を接合
し、前記第１の液室を共通液室として外部より導入され
たインクを前記第１の貫通孔を通じて前記第２の液室に
導き、該第２の液室における前記振動板の振動変位によ
り前記第２の貫通孔よりインクを吐出することを特徴と
したものである。
【００１１】請求項７の発明は、請求項６の発明におい
て、第２の液室の開口部分に接合される振動板は静電力
で振動することを特徴としたものである。
て、第２の液室の開口部分に接合される振動板は静電力
で振動することを特徴としたものである。
【００１２】請求項８の発明は、請求項６の発明におい
て、第２の液室の開口部に接合される振動板はピエゾア
クチュエータにより振動することを特徴としたものであ
る。
て、第２の液室の開口部に接合される振動板はピエゾア
クチュエータにより振動することを特徴としたものであ
る。
【００１３】
【発明の実施の形態】図１は、本発明による液室基板の
一例を説明するための要部断面図で、図中、１１は単結
晶シリコン基板で、具体的には、シリコンウエハーを用
いる。ウエハーのサイズとしてはＬＳＩ産業で一般的に
使用されている直径６インチ、厚さ５００ミクロン程度
ものがあるが、ウエハーサイズ時の直径については、本
発明のインクヘッド液室を構成する上で制限はない。
又、厚さは後述する第１の液室、第２の液室及び第１の
連通孔の寸法により適時選択する。１２は第１の液室で
単結晶シリコン１１の第１の面に開口されている。その
深さは５０〜５００ミクロンの範囲で本液室を共通液室
として使用するインクジェットヘッドのその他の寸法に
合わせて好適に設定される。１５は第２の液室で、単結
晶シリコン１１の第２の面に開口されているものであ
る。第２の液室の深さは５０〜５００ミクロンの範囲で
本液室を加圧液室として使用するインクジェットヘッド
のその他の寸法に合わせて好適に設定される。
一例を説明するための要部断面図で、図中、１１は単結
晶シリコン基板で、具体的には、シリコンウエハーを用
いる。ウエハーのサイズとしてはＬＳＩ産業で一般的に
使用されている直径６インチ、厚さ５００ミクロン程度
ものがあるが、ウエハーサイズ時の直径については、本
発明のインクヘッド液室を構成する上で制限はない。
又、厚さは後述する第１の液室、第２の液室及び第１の
連通孔の寸法により適時選択する。１２は第１の液室で
単結晶シリコン１１の第１の面に開口されている。その
深さは５０〜５００ミクロンの範囲で本液室を共通液室
として使用するインクジェットヘッドのその他の寸法に
合わせて好適に設定される。１５は第２の液室で、単結
晶シリコン１１の第２の面に開口されているものであ
る。第２の液室の深さは５０〜５００ミクロンの範囲で
本液室を加圧液室として使用するインクジェットヘッド
のその他の寸法に合わせて好適に設定される。
【００１４】第１の液室１２及び第２の液室１５ともに
シリコンのエッチングにより形成するが、具体的なエッ
チング手法としては、フッ酸と硝酸を主体とするエッチ
ング液でエッチングを行うウエットエッチング法、ＳＦ
6及びＯ2ガスをエッチングガスとして用いるドライエッ
チング、あるいはＫＯＨ溶液を用いてシリコンの結晶方
位面でのエッチング速度の差を利用して行う異方性エッ
チングの手法等を用いることができる。１３は第１の貫
通孔で第１の液室１２と第２の液室１５を連通する。１
４は第２の貫通孔で第２の液室１５とシリコン基板１１
の第１の表面とを連通する。
シリコンのエッチングにより形成するが、具体的なエッ
チング手法としては、フッ酸と硝酸を主体とするエッチ
ング液でエッチングを行うウエットエッチング法、ＳＦ
6及びＯ2ガスをエッチングガスとして用いるドライエッ
チング、あるいはＫＯＨ溶液を用いてシリコンの結晶方
位面でのエッチング速度の差を利用して行う異方性エッ
チングの手法等を用いることができる。１３は第１の貫
通孔で第１の液室１２と第２の液室１５を連通する。１
４は第２の貫通孔で第２の液室１５とシリコン基板１１
の第１の表面とを連通する。
【００１５】インクジェットヘッドにおいては第１の貫
通孔１３は共通液室１２と加圧液室１５間のインク流路
として用いられ、第２の貫通孔１４は加圧液室１５より
インクを吐出するノズル流路として用いられる。第１の
貫通孔１３、及び第２の貫通孔１４の寸法としては直径
２〜１００ミクロン、長さ１０〜２００ミクロンの範囲
で、本液室を用いるインクジェットヘッドのその他の寸
法に合わせて好適に設定される。第１の貫通孔１３、及
び第２の貫通孔１４の形成方法としてはウエットエッチ
ング法、ドライエッチング法の他にレーザー光を用いた
加工法も用いることができる。
通孔１３は共通液室１２と加圧液室１５間のインク流路
として用いられ、第２の貫通孔１４は加圧液室１５より
インクを吐出するノズル流路として用いられる。第１の
貫通孔１３、及び第２の貫通孔１４の寸法としては直径
２〜１００ミクロン、長さ１０〜２００ミクロンの範囲
で、本液室を用いるインクジェットヘッドのその他の寸
法に合わせて好適に設定される。第１の貫通孔１３、及
び第２の貫通孔１４の形成方法としてはウエットエッチ
ング法、ドライエッチング法の他にレーザー光を用いた
加工法も用いることができる。
【００１６】図２は、本発明による液室基板の他の実施
例を説明するための図で、図２（Ａ）は要部断面図、図
２（Ｂ）は図２（Ａ）に示した液室基板を第１の液室の
開口がある面から見た図で、図２（Ｃ）は第２の液室の
開口がある面から見た図で、図中、２１は単結晶シリコ
ン基板で厚さ４００ミクロンの単結晶シリコン（１０
０）ウエハーより形成されている。２２は第１の液室で
深さは２００ミクロン、幅は１５００ミクロンで形成さ
れている。この第１の液室２２は水酸化カリウム溶液
（ＫＯＨ）によるシリコンの異方性エッチングの手法に
より形成されている。そのため液室２２の底部を除く４
辺の壁はシリコンの（１１１）面で形成されていてその
各（１１１）面とシリコン基板の表面とのなす角度は５
４.７度となっている。又、２５は第２の液室で深さは
１５０ミクロン、幅（図２（Ｃ）のＷ 1）１３０ミクロ
ン、長さ（図２（Ｃ）のＷ2）２０００ミクロンに形成
されている。この第２の液室２５も第１の液室２２と同
様に水酸化カリウム溶液（ＫＯＨ）によるシリコンの異
方性エッチングの手法により形成されている。そのた
め、液室２５の底部を除く４辺の壁はシリコンの（１１
１）面で形成されていてその各（１１１）面とシリコン
基板２１の表面とのなす角度は５４.７度となってい
る。２３は第１の連通孔で直径２０ミクロンに形成され
ている。又２４は第２の連通孔でこちらの直径は３０ミ
クロンである。
例を説明するための図で、図２（Ａ）は要部断面図、図
２（Ｂ）は図２（Ａ）に示した液室基板を第１の液室の
開口がある面から見た図で、図２（Ｃ）は第２の液室の
開口がある面から見た図で、図中、２１は単結晶シリコ
ン基板で厚さ４００ミクロンの単結晶シリコン（１０
０）ウエハーより形成されている。２２は第１の液室で
深さは２００ミクロン、幅は１５００ミクロンで形成さ
れている。この第１の液室２２は水酸化カリウム溶液
（ＫＯＨ）によるシリコンの異方性エッチングの手法に
より形成されている。そのため液室２２の底部を除く４
辺の壁はシリコンの（１１１）面で形成されていてその
各（１１１）面とシリコン基板の表面とのなす角度は５
４.７度となっている。又、２５は第２の液室で深さは
１５０ミクロン、幅（図２（Ｃ）のＷ 1）１３０ミクロ
ン、長さ（図２（Ｃ）のＷ2）２０００ミクロンに形成
されている。この第２の液室２５も第１の液室２２と同
様に水酸化カリウム溶液（ＫＯＨ）によるシリコンの異
方性エッチングの手法により形成されている。そのた
め、液室２５の底部を除く４辺の壁はシリコンの（１１
１）面で形成されていてその各（１１１）面とシリコン
基板２１の表面とのなす角度は５４.７度となってい
る。２３は第１の連通孔で直径２０ミクロンに形成され
ている。又２４は第２の連通孔でこちらの直径は３０ミ
クロンである。
【００１７】なお、図２においては説明のために第２の
液室を３列示したが、この液室は３列に留まらず、一定
の間隔を隔ててアレー状に形成することができる。１つ
の第１の液室２２から複数の第２の液室２５へ連通され
ていてもよく、インクジェットヘッドにおいて本発明の
第１の液室２２を共通液室、第２の液室２５を加圧液室
として使用する場合には１つの共有液室から複数の加圧
液室へそれぞれの連通孔を経てインクが供給される構成
が一般的である。
液室を３列示したが、この液室は３列に留まらず、一定
の間隔を隔ててアレー状に形成することができる。１つ
の第１の液室２２から複数の第２の液室２５へ連通され
ていてもよく、インクジェットヘッドにおいて本発明の
第１の液室２２を共通液室、第２の液室２５を加圧液室
として使用する場合には１つの共有液室から複数の加圧
液室へそれぞれの連通孔を経てインクが供給される構成
が一般的である。
【００１８】図３は、図２に示した実施例の液室の製法
を具体的に説明するための工程図で、まず、単結晶シリ
コンウエハー（（１００）面、厚さ４００ミクロン）を
準備する（図３（Ａ））。第２の連通孔２４を形成する
ためにエッチングマスク２６を形成する。マスク材とし
ては感光性のレジスト（ＯＦＰＲ８００）を用い、フォ
トリソグラフィーの手法により、エッチングのためのマ
スクとした（図３（Ｂ））。この他にエッチングマスク
材としてはシリコンウエハーを熱酸化して形成するＳｉ
Ｏ2膜、ＣＶＤ法で形成するＳｉＮ膜等も用いることが
できる。次に、ＳＦ6とＯ2ガスの混合ガスをエッチング
ガスとしたドライエッチングの手法により第２の連通孔
２４を形成した（図３（Ｃ））。次に、この第２の連通
孔２４をレジスト等溶解除去できる材料２４ａで一旦充
填し、その上で第１の液室２２を形成するためのエッチ
ングマスク２７を形成した（図３（Ｄ））。
を具体的に説明するための工程図で、まず、単結晶シリ
コンウエハー（（１００）面、厚さ４００ミクロン）を
準備する（図３（Ａ））。第２の連通孔２４を形成する
ためにエッチングマスク２６を形成する。マスク材とし
ては感光性のレジスト（ＯＦＰＲ８００）を用い、フォ
トリソグラフィーの手法により、エッチングのためのマ
スクとした（図３（Ｂ））。この他にエッチングマスク
材としてはシリコンウエハーを熱酸化して形成するＳｉ
Ｏ2膜、ＣＶＤ法で形成するＳｉＮ膜等も用いることが
できる。次に、ＳＦ6とＯ2ガスの混合ガスをエッチング
ガスとしたドライエッチングの手法により第２の連通孔
２４を形成した（図３（Ｃ））。次に、この第２の連通
孔２４をレジスト等溶解除去できる材料２４ａで一旦充
填し、その上で第１の液室２２を形成するためのエッチ
ングマスク２７を形成した（図３（Ｄ））。
【００１９】続いて濃度４０ｗｔ％のＫＯＨ溶液（８０
度に加熱）を用いて、第１の液室２２を異方性エッチン
グにより形成した（図３（Ｅ））。エッチングマスク２
７、及び、第２の連通孔２４の充填材２４ａを除去して
本発明の第１の液室２２及び第２の連通孔２４の一部２
４′が形成された（図３（Ｆ））。次いで、シリコン基
板２１の反対側の面に対して第２の連通孔２４を形成す
るためにエッチングマスク２８を形成した（図３
（Ｇ））。ＳＦ6とＯ2ガスの混合ガスをエッチングガス
としたドライエッチングの手法により第２の連通孔２４
の残りの部分を形成した（図３（Ｈ））。エッチングマ
スク２８を除去し、第２の連通孔を充填材２４ａにて充
填し、第２の液室２５を形成するエッチングマスク２９
を２６と同じ条件で形成した（図３（Ｉ））。第２の液
室２５を形成する異方性エッチングは第１の液室２２を
形成する場合と同様である（図３（Ｊ））。第２の液室
２５を形成後エッチングマスク２９と充填材２４ａを除
去し（図３（Ｋ））、エキシマレーザー加工により第１
の連通孔２３を形成し本発明の液室が完成した（図３
（Ｌ））。
度に加熱）を用いて、第１の液室２２を異方性エッチン
グにより形成した（図３（Ｅ））。エッチングマスク２
７、及び、第２の連通孔２４の充填材２４ａを除去して
本発明の第１の液室２２及び第２の連通孔２４の一部２
４′が形成された（図３（Ｆ））。次いで、シリコン基
板２１の反対側の面に対して第２の連通孔２４を形成す
るためにエッチングマスク２８を形成した（図３
（Ｇ））。ＳＦ6とＯ2ガスの混合ガスをエッチングガス
としたドライエッチングの手法により第２の連通孔２４
の残りの部分を形成した（図３（Ｈ））。エッチングマ
スク２８を除去し、第２の連通孔を充填材２４ａにて充
填し、第２の液室２５を形成するエッチングマスク２９
を２６と同じ条件で形成した（図３（Ｉ））。第２の液
室２５を形成する異方性エッチングは第１の液室２２を
形成する場合と同様である（図３（Ｊ））。第２の液室
２５を形成後エッチングマスク２９と充填材２４ａを除
去し（図３（Ｋ））、エキシマレーザー加工により第１
の連通孔２３を形成し本発明の液室が完成した（図３
（Ｌ））。
【００２０】図４は、本発明による液室基板の他の実施
例を説明するための図で、図４（Ａ）は本発明による液
室基板の要部断面図、図４（Ｂ）は図４（Ａ）の液室基
板を第１の液室２２の開口がある面から見た図、図４
（Ｃ）は第２の液室の開口がある面から見た図で、図
中、２１は単結晶シリコン基板で厚さ４００ミクロンの
単結晶シリコン（１１０）ウエハーより形成されてい
る。２２は第１の液室で深さは２００ミクロン、幅（Ｗ
3）は１５００ミクロンで形成されている。この第１の
液室は水酸化カリウム溶液（ＫＯＨ）によるシリコンの
異方性エッチングの手法により形成されている。そのた
め液室の底部を除く４辺の壁はシリコンの（１１１）面
で形成されており、その各（１１１）面とシリコン基板
の表面とのなす角度は９０度と７０.５度となってい
る。又、２５は第２の液室で深さは１５０ミクロン、幅
（Ｗ1）１３０ミクロン、長さ（Ｗ2）２０００ミクロン
に形成されている。この第２の液室２５も第１の液室２
２と同様に水酸化カリウム溶液（ＫＯＨ）によるシリコ
ンの異方性エッチングの手法により形成されている。そ
のため液室の底部を除く４辺の壁はシリコンの（１１
１）面で形成されていてその各（１１１）面とシリコン
基板の表面とのなす角度は９０度と７０.５度となって
いる。２３は第１の連通孔で直径２０ミクロンに形成さ
れている。又、２４は第２の連通孔でこちらの直径は３
０ミクロンである。
例を説明するための図で、図４（Ａ）は本発明による液
室基板の要部断面図、図４（Ｂ）は図４（Ａ）の液室基
板を第１の液室２２の開口がある面から見た図、図４
（Ｃ）は第２の液室の開口がある面から見た図で、図
中、２１は単結晶シリコン基板で厚さ４００ミクロンの
単結晶シリコン（１１０）ウエハーより形成されてい
る。２２は第１の液室で深さは２００ミクロン、幅（Ｗ
3）は１５００ミクロンで形成されている。この第１の
液室は水酸化カリウム溶液（ＫＯＨ）によるシリコンの
異方性エッチングの手法により形成されている。そのた
め液室の底部を除く４辺の壁はシリコンの（１１１）面
で形成されており、その各（１１１）面とシリコン基板
の表面とのなす角度は９０度と７０.５度となってい
る。又、２５は第２の液室で深さは１５０ミクロン、幅
（Ｗ1）１３０ミクロン、長さ（Ｗ2）２０００ミクロン
に形成されている。この第２の液室２５も第１の液室２
２と同様に水酸化カリウム溶液（ＫＯＨ）によるシリコ
ンの異方性エッチングの手法により形成されている。そ
のため液室の底部を除く４辺の壁はシリコンの（１１
１）面で形成されていてその各（１１１）面とシリコン
基板の表面とのなす角度は９０度と７０.５度となって
いる。２３は第１の連通孔で直径２０ミクロンに形成さ
れている。又、２４は第２の連通孔でこちらの直径は３
０ミクロンである。
【００２１】図４においても図２と同様に第２の液室２
５は一定の間隔を隔ててアレー状に形成することができ
る。１つの第１の液室から複数の第２の液室へ連通され
ていてもよく、インクジェットヘッドにおいて本発明の
第１の液室２２を共通液室、第２の液室２５を加圧液室
として使用する場合には１つの共通液室から複数の加圧
液室へそれぞれの連通孔２３を経てインクが供給される
構成が一般的である。
５は一定の間隔を隔ててアレー状に形成することができ
る。１つの第１の液室から複数の第２の液室へ連通され
ていてもよく、インクジェットヘッドにおいて本発明の
第１の液室２２を共通液室、第２の液室２５を加圧液室
として使用する場合には１つの共通液室から複数の加圧
液室へそれぞれの連通孔２３を経てインクが供給される
構成が一般的である。
【００２２】図５は、上述のごとき本発明の液室基板を
用いて形成した静電型インクジェットヘッドの例を説明
するための図で、図中、２１は液室を形成するシリコン
基板、２２は第１の液室、２３は第１の連通孔、２４は
第２の連通孔、２５は第２の液室である。３１はインク
ジェットヘッドを構成するためのノズルプレートであ
り、吐出インク滴量を最適なものにするノズル３２を有
し、必要に応じて疎水処理が施されている場合もある。
４１，４２，４３は静電アクチュエータを構成する部材
で、それぞれ４１は電極基板、４２は振動制御用電極、
４３は振動板４４と電極４２との間に静電力を形成する
ためのギャップ４５を有する振動板基板である。図５に
おいては、説明を簡明にするために、インクジェットヘ
ッドは第１及び第２の液室がそれぞれ１つだけ示してあ
るが、第２の液室２５が複数個アレー状に配置され、そ
れに対応してノズル（番号省略）、第１及び第２の連通
孔が複数個形成されていてもよい。
用いて形成した静電型インクジェットヘッドの例を説明
するための図で、図中、２１は液室を形成するシリコン
基板、２２は第１の液室、２３は第１の連通孔、２４は
第２の連通孔、２５は第２の液室である。３１はインク
ジェットヘッドを構成するためのノズルプレートであ
り、吐出インク滴量を最適なものにするノズル３２を有
し、必要に応じて疎水処理が施されている場合もある。
４１，４２，４３は静電アクチュエータを構成する部材
で、それぞれ４１は電極基板、４２は振動制御用電極、
４３は振動板４４と電極４２との間に静電力を形成する
ためのギャップ４５を有する振動板基板である。図５に
おいては、説明を簡明にするために、インクジェットヘ
ッドは第１及び第２の液室がそれぞれ１つだけ示してあ
るが、第２の液室２５が複数個アレー状に配置され、そ
れに対応してノズル（番号省略）、第１及び第２の連通
孔が複数個形成されていてもよい。
【００２３】図６は、上述のごとき本発明の液室基板を
用いて形成したピエゾアクチュエータ型インクジェット
ヘッドの例を説明するための図で、図中、２１は液室を
形成するシリコン基板で、２２は第１の液室、２３は第
１の連通孔、２４は第２の連通孔、２５は第２の液室で
ある。インクジェットヘッドを構成するために３１はイ
ンク滴量に最適なノズル３２を有するノズルプレートで
あり、必要に応じて疎水処理が施されている場合もあ
る。５１，５２，５３はピエゾアクチュエータを構成す
る部材で、それぞれ５１はアクチュエータ基板、５２は
ピエゾアクチュエータ、５３は振動板５４とピエゾアク
チュエータ５２を収容する凹部５５を有する振動板支持
部材である。図６においては、説明を簡明にするため
に、インクジェットヘッドは第１及び第２の液室がそれ
ぞれ１つだけ示してあるが、第２の液室２５が複数個ア
レー状に配置され、それに対応してノズル（番号省
略）、第１及び第２の連通孔が複数個形成されていても
よい。
用いて形成したピエゾアクチュエータ型インクジェット
ヘッドの例を説明するための図で、図中、２１は液室を
形成するシリコン基板で、２２は第１の液室、２３は第
１の連通孔、２４は第２の連通孔、２５は第２の液室で
ある。インクジェットヘッドを構成するために３１はイ
ンク滴量に最適なノズル３２を有するノズルプレートで
あり、必要に応じて疎水処理が施されている場合もあ
る。５１，５２，５３はピエゾアクチュエータを構成す
る部材で、それぞれ５１はアクチュエータ基板、５２は
ピエゾアクチュエータ、５３は振動板５４とピエゾアク
チュエータ５２を収容する凹部５５を有する振動板支持
部材である。図６においては、説明を簡明にするため
に、インクジェットヘッドは第１及び第２の液室がそれ
ぞれ１つだけ示してあるが、第２の液室２５が複数個ア
レー状に配置され、それに対応してノズル（番号省
略）、第１及び第２の連通孔が複数個形成されていても
よい。
【００２４】
【発明の効果】請求項１の発明は、単結晶Ｓｉから形成
される液室基板であって、該液室基板は、単結晶Ｓｉの
第１の面にエッチングで形成された第１の液室と、前記
第１の面に対向する第２の面にエッチングで形成された
第２の液室と、該第２の液室と前記第１の液室とを連通
する第１の貫通孔と、前記第２の液室と前記単結晶Ｓｉ
の前記第１の面とを連通して第２の貫通孔とを有し、も
って、共通液室と加圧液室が同一の材料から形成されか
つ、２層構造となっているので、液室を形成する材料が
少なくて済み、かつ小型な液室が形成できる。
される液室基板であって、該液室基板は、単結晶Ｓｉの
第１の面にエッチングで形成された第１の液室と、前記
第１の面に対向する第２の面にエッチングで形成された
第２の液室と、該第２の液室と前記第１の液室とを連通
する第１の貫通孔と、前記第２の液室と前記単結晶Ｓｉ
の前記第１の面とを連通して第２の貫通孔とを有し、も
って、共通液室と加圧液室が同一の材料から形成されか
つ、２層構造となっているので、液室を形成する材料が
少なくて済み、かつ小型な液室が形成できる。
【００２５】請求項２のインクジェットヘッド用液室
は、加圧液室がアレー状に構成されているので、ノズル
の多いインクジェットヘッドが形成できる。
は、加圧液室がアレー状に構成されているので、ノズル
の多いインクジェットヘッドが形成できる。
【００２６】請求項３のインクジェットヘッド用液室
は、第２の貫通孔は単結晶Ｓｉの第１面上で等しいピッ
チでアレー状に形成されているので、第２の貫通孔をイ
ンク吐出のためのノズルとして使用可能である。
は、第２の貫通孔は単結晶Ｓｉの第１面上で等しいピッ
チでアレー状に形成されているので、第２の貫通孔をイ
ンク吐出のためのノズルとして使用可能である。
【００２７】請求項４のインクジェット液室は、単結晶
Ｓｉの（１００）ウエハーを用いて形成されているの
で、異方性エッチングプロセスを用いることができ、寸
法精度の高い液室が形成できる。
Ｓｉの（１００）ウエハーを用いて形成されているの
で、異方性エッチングプロセスを用いることができ、寸
法精度の高い液室が形成できる。
【００２８】請求項５のインクジェット液室は単結晶Ｓ
ｉの（１１０）ウエハーを用いて形成されているので、
液室の壁が垂直となり高密度な液室が形成できる。
ｉの（１１０）ウエハーを用いて形成されているので、
液室の壁が垂直となり高密度な液室が形成できる。
【００２９】請求項６のインクジェットヘッドはシリコ
ン加圧液室の一部を振動板としているので、小型なイン
クジェットヘッドが形成できる。
ン加圧液室の一部を振動板としているので、小型なイン
クジェットヘッドが形成できる。
【００３０】請求項７のインクジェットヘッドは静電力
を用いて振動板を振動させるので、消費電力の小さいイ
ンクジェットヘッドが形成できる。
を用いて振動板を振動させるので、消費電力の小さいイ
ンクジェットヘッドが形成できる。
【００３１】請求項８のインクジェットヘッドは振動板
をピエゾアクチュエータにより振動させるので、インク
吐出力の大きいインクジェットヘッドが形成できる。
をピエゾアクチュエータにより振動させるので、インク
吐出力の大きいインクジェットヘッドが形成できる。
【図１】本発明による液室基板の一例を説明するための
要部断面図である。
要部断面図である。
【図２】本発明による液室基板の他の実施例を説明する
ための図である。
ための図である。
【図３】図２に示した実施例の液室の製法を具体的に説
明するための工程図である。
明するための工程図である。
【図４】本発明による液室基板の他の実施例を説明する
ための図である。
ための図である。
【図５】本発明による液室基板を用いて形成した静電型
インクジェットヘッドの例を説明するための図である。
インクジェットヘッドの例を説明するための図である。
【図６】本発明による液室基板を用いて形成したピエゾ
アクチュエータ型インクジェットヘッドの例を説明する
ための図である。
アクチュエータ型インクジェットヘッドの例を説明する
ための図である。
１１，２１…シリコン基板、１２，２２…第１の液室、
１３，２３…第１の貫通孔、１４，２４…第２の貫通
孔、１５，２５…第２の液室、３１…ノズルプレート、
４１…電極基板、４２…振動制御用電極、４３…振動板
基板、５１…アクチュエータ基板、５２…ピエゾアクチ
ュエータ、５３…振動板支持基板。
１３，２３…第１の貫通孔、１４，２４…第２の貫通
孔、１５，２５…第２の液室、３１…ノズルプレート、
４１…電極基板、４２…振動制御用電極、４３…振動板
基板、５１…アクチュエータ基板、５２…ピエゾアクチ
ュエータ、５３…振動板支持基板。
Claims (8)
- 【請求項１】 単結晶Ｓｉから形成される液室基板であ
って、該液室基板は、単結晶Ｓｉの第１の面にエッチン
グで形成された第１の液室と、前記第１の面に対向する
第２の面にエッチングで形成された第２の液室と、該第
２の液室と前記第１の液室とを連通する第１の貫通孔
と、前記第２の液室と前記単結晶Ｓｉの前記第１の面と
を連通する第２の貫通孔とを有することを特徴とするイ
ンクジェットヘッドの液室基板。 - 【請求項２】 請求項１の液室基板において、前記第２
の液室はアレー状に複数個あり、それぞれの液室に第１
の貫通孔と第２の貫通孔を有し、複数の第２の液室が前
記第１の貫通孔により前記第１の液室と連通されている
ことを特徴とするインクジェットヘッドの液室基板。 - 【請求項３】 請求項２の液室において、前記第２の貫
通孔は前記単結晶Ｓｉの前記第１面上で等しいピッチで
アレー上に形成されていることを特徴とするインクジェ
ットヘッドの液室基板。 - 【請求項４】 上記請求項１又は２の液室は、前記単結
晶Ｓｉの（１００）配向ウエハーを用いて形成されてい
ることを特徴とするインクジェットヘッドの液室基板。 - 【請求項５】 上記請求項１又は２の液室は、前記単結
晶Ｓｉの（１１０）配向ウエハーを用いて形成されてい
ることを特徴とするインクジェットヘッドの液室基板。 - 【請求項６】 請求項１乃至５のいずれかに記載のイン
クジェットヘッドの液室基板を用いて形成されたインク
ジェットヘッドであって、該インクジェットヘッドは、
前記第２の液室の開口部分に振動板を接合し、前記第１
の液室を共通液室として外部より導入されたインクを前
記第１の貫通孔を通じて前記第２の液室に導き、該第２
の液室における前記振動板の振動変位により前記第２の
貫通孔よりインクを吐出することを特徴としたインクジ
ェットヘッド。 - 【請求項７】 請求項６のインクジェットヘッドにおい
て、前記第２の液室の開口部分に接合される振動板は静
電力により振動することを特徴としたインクジェットヘ
ッド。 - 【請求項８】 請求項６のインクジェットヘッドにおい
て、前記第２の液室の開口部に接合される振動板はピエ
ゾアクチュエータにより振動することを特徴としたイン
クジェットヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34638798A JP2000168076A (ja) | 1998-12-07 | 1998-12-07 | インクジェットヘッド及びその液室基板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34638798A JP2000168076A (ja) | 1998-12-07 | 1998-12-07 | インクジェットヘッド及びその液室基板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000168076A true JP2000168076A (ja) | 2000-06-20 |
Family
ID=18383086
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34638798A Pending JP2000168076A (ja) | 1998-12-07 | 1998-12-07 | インクジェットヘッド及びその液室基板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000168076A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002225273A (ja) * | 2000-11-29 | 2002-08-14 | Kyocera Corp | インクジェットヘッド |
| JP2002301818A (ja) * | 2001-04-05 | 2002-10-15 | Seiko Epson Corp | インクジェットヘッド |
| JP2013059861A (ja) * | 2011-09-10 | 2013-04-04 | Ricoh Co Ltd | 液体吐出ヘッド及び画像形成装置 |
-
1998
- 1998-12-07 JP JP34638798A patent/JP2000168076A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002225273A (ja) * | 2000-11-29 | 2002-08-14 | Kyocera Corp | インクジェットヘッド |
| JP4703016B2 (ja) * | 2000-11-29 | 2011-06-15 | 京セラ株式会社 | インクジェットヘッド |
| JP2002301818A (ja) * | 2001-04-05 | 2002-10-15 | Seiko Epson Corp | インクジェットヘッド |
| JP4649762B2 (ja) * | 2001-04-05 | 2011-03-16 | セイコーエプソン株式会社 | インクジェットヘッド |
| JP2013059861A (ja) * | 2011-09-10 | 2013-04-04 | Ricoh Co Ltd | 液体吐出ヘッド及び画像形成装置 |
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