JP3235310B2 - Ink jet recording head - Google Patents

Ink jet recording head

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JP3235310B2
JP3235310B2 JP32858193A JP32858193A JP3235310B2 JP 3235310 B2 JP3235310 B2 JP 3235310B2 JP 32858193 A JP32858193 A JP 32858193A JP 32858193 A JP32858193 A JP 32858193A JP 3235310 B2 JP3235310 B2 JP 3235310B2
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pressure generating
ink
generating chamber
recording head
hole
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薫 百瀬
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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、インクジェットプリン
タ等の記録装置に用いるインクジェット式記録ヘッドに
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink jet recording head used in a recording apparatus such as an ink jet printer.

【0002】[0002]

【従来の技術】インクジェット式記録ヘッドは、記録媒
体上のドットをインク滴により構成する関係上、インク
滴のサイズを小さくすることにより極めて高い解像度で
の印刷が可能であるものの、効率よく印刷するためには
ノズル開口の数を多くする必要があり、特に圧電振動子
をインク滴噴射源に使用するものにあっては、圧電振動
子のエネルギーを効率よく使用するために圧力発生室を
可及的に大きくする必要があり、小型化の要請と相反す
ることになる。このような相反する問題を解消するた
め、通常、隣り合う圧力発生室を区画している壁を可及
的に薄くするとともに、圧力発生室の形状を長手方向に
大きくして容積を稼ぐことが行われている。圧力発生室
やリザーバは、蓋板とノズルプレートとの間隔を所定の
値に保持する部材であるスペーサに穿設することにより
形成されているが、上述したように極めて小さく、しか
も複雑な形状を備えた圧力発生室に一致する通孔を形成
する必要上、通常感光性樹脂膜をエッチングする事によ
り形成されている。
2. Description of the Related Art An ink jet recording head is capable of printing at an extremely high resolution by reducing the size of an ink droplet because dots on a recording medium are constituted by ink droplets, but prints efficiently. Therefore, it is necessary to increase the number of nozzle openings, especially in the case where a piezoelectric vibrator is used as an ink droplet ejection source, in order to efficiently use the energy of the piezoelectric vibrator, as much as possible in the pressure generating chamber. It is necessary to increase the size, which conflicts with the demand for miniaturization. In order to solve such conflicting problems, it is usually necessary to make the walls defining adjacent pressure generating chambers as thin as possible and increase the shape of the pressure generating chambers in the longitudinal direction to increase the volume. Is being done. The pressure generating chamber and the reservoir are formed by piercing the spacer, which is a member for maintaining the distance between the lid plate and the nozzle plate at a predetermined value, but have an extremely small and complicated shape as described above. Since it is necessary to form a through-hole corresponding to the provided pressure generating chamber, it is usually formed by etching a photosensitive resin film.

【0003】しかし、感光性樹脂膜は機械的強度が低い
ため、クロストークやたわみ等が生じ、高い解像度を実
現しようとすると印字品質が低下するという問題があ
る。
However, since the photosensitive resin film has low mechanical strength, there is a problem in that crosstalk, bending, and the like occur, and when high resolution is to be realized, print quality is deteriorated.

【0004】この問題を解消するために、結晶方位(1
10)のシリコン単結晶基板をスペーサに適した厚さに
切り出し、これを圧力発生室やリザーバを構成するのに
必要な形状に異方性エッチングを行うことが、米国特許
第4312008号明細書に提案されている。この単結
晶シリコンを使用したスペーサは、機械的剛性が高いた
め、圧電振動子の変形に伴う記録ヘッド全体のたわみを
可及的に小さくすることができるとともに、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ため、圧力
発生室を均一に構成することが可能であるという大きな
利点を備えている。
In order to solve this problem, the crystal orientation (1)
U.S. Pat. No. 4,311,2008 discloses that a silicon single crystal substrate of 10) is cut into a thickness suitable for a spacer and is subjected to anisotropic etching into a shape necessary for forming a pressure generating chamber and a reservoir. Proposed. Since the spacer made of single-crystal silicon has high mechanical rigidity, the deflection of the entire recording head due to the deformation of the piezoelectric vibrator can be minimized, and the etched wall surface is Since the pressure generating chamber is substantially vertical, it has a great advantage that the pressure generating chamber can be formed uniformly.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、エッチ
ングが結晶方位に依存するため、インクジェット式記録
ヘッドの圧力発生室として理想的な形状に加工すること
が困難で、圧力発生室内にインクのよどみや気泡の停滞
を招きやすいという不都合を抱えている。
However, since the etching depends on the crystal orientation, it is difficult to process the ink jet type recording head into an ideal shape as a pressure generating chamber, and stagnation of ink and air bubbles may occur in the pressure generating chamber. Has the disadvantage that it is prone to stagnation.

【0006】本発明はこのような問題に鑑みてなされた
ものであって、その目的とするところは、インクの流れ
が滑らかなシリコン単結晶基板の異方性エッチングによ
り加工した圧力発生室を備えたインクジェット式記録ヘ
ッドを提供することである。
The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide a pressure generating chamber which is processed by anisotropic etching of a silicon single crystal substrate having a smooth ink flow. To provide an ink jet recording head.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明のインクジェット
式記録ヘッドは、ノズル開口が穿設されたノズルプレー
トと、圧力発生室、インク供給口及びリザーバを形成す
る通孔を有するスペーサと、スペーサの開口面を封止す
る蓋部材とを備え、スペーサは、結晶方位(110)の
シリコン単結晶を異方性エッチングにより形成され、圧
力発生室を形成する通孔のノズル開口近傍の端部が、相
互に平行な2つの壁面と、平行な壁を閉じるように互い
に鈍角で接する2つの壁面で形成されていることを特徴
とする。また、係るインクジェット式記録ヘッドにおい
て、相互に平行な2つの壁面と、平行な壁を閉じるよう
に互いに鈍角で接する2つの壁面は、シリコン単結晶基
板の面に対して垂直に形成されていることを特徴とす
る。また、係るインクジェット式記録ヘッドにおいて、
平行な壁を閉じるように互いに鈍角で接する2つの壁面
うち、1つの壁面にはシリコン単結晶基板の表面に対し
て斜めの壁が形成されていることを特徴とする。また、
係るインクジェット式記録ヘッドにおいて、圧力発生室
を形成する通孔を区画する壁面の1つと、インク供給口
を形成する通孔を区画する壁面が同一壁面として形成さ
れていることを特徴とする。また、係るインクジェット
式記録ヘッドにおいて、インク供給口が、圧力室の幅方
向の略中心線上に形成されていることを特徴とする。ま
た、係るインクジェット式記録ヘッドにおいて、インク
供給口は、スペーサの厚み方向と平行な方向において、
V字状の非貫通孔で形成したことを特徴とする。また、
係るインクジェット式記録ヘッドにおいて、通孔の周囲
には余剰の接着剤を収容できる容積を備えた矩形状の凹
部が複数配置されていることを特徴とする。
According to the present invention, there is provided an ink jet recording head comprising: a nozzle plate having nozzle openings; a spacer having a pressure generating chamber, an ink supply port, and a through hole forming a reservoir; A lid member for sealing the opening surface, the spacer is formed by anisotropic etching of a silicon single crystal having a crystal orientation of (110), and an end of the through hole forming the pressure generating chamber near the nozzle opening is It is characterized by being formed of two mutually parallel wall surfaces and two wall surfaces which contact each other at an obtuse angle so as to close the parallel walls. In the ink jet recording head, two parallel wall surfaces and two wall surfaces which are in contact with each other at an obtuse angle so as to close the parallel walls are formed perpendicular to the surface of the silicon single crystal substrate. It is characterized by. Further, in such an ink jet recording head,
Of the two wall surfaces which are in contact with each other at an obtuse angle so as to close the parallel walls, one wall surface is characterized by forming a wall oblique to the surface of the silicon single crystal substrate. Also,
Such an ink jet recording head is characterized in that one of the walls defining the through hole forming the pressure generating chamber and the wall defining the through hole forming the ink supply port are formed as the same wall. Further, in such an ink jet recording head, the ink supply port is formed substantially on the center line in the width direction of the pressure chamber. In the ink jet recording head, the ink supply port is provided in a direction parallel to a thickness direction of the spacer.
It is characterized by being formed with a V-shaped non-through hole. Also,
Such an ink jet recording head is characterized in that a plurality of rectangular recesses having a volume capable of accommodating excess adhesive are arranged around the through holes.

【0008】[0008]

【作用】インクが停滞しやすいノズル開口近傍が鈍角で
接する6つの壁面で形成されているため、滑らかな形状
となり、インクの流れをスムースにできてノズル開口近
傍の気泡の停滞を防止することができる。
Since the vicinity of the nozzle opening where the ink is likely to stagnate is formed by six wall surfaces which contact at an obtuse angle, the shape becomes smooth, the ink flow can be made smooth, and the stagnation of bubbles near the nozzle opening can be prevented. it can.

【0009】[0009]

【実施例】以下に本発明の詳細を実施例に基づいて説明
する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The details of the present invention will be described below based on embodiments.

【0010】図1は本発明の一実施例を示すもので、図
中符号1はノズルプレートで、所定のピッチ、例えば1
80DPIとなるようにノズル開口2、2、2…が穿設
された開口列3、3…が形成されている。
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. In the drawing, reference numeral 1 denotes a nozzle plate having a predetermined pitch, for example, 1 nozzle.
An opening row 3, 3,... Formed with nozzle openings 2, 2, 2,.

【0011】4は、後述する蓋板となる振動板10とノ
ズルプレート1との間にはさまれて配置されるスペーサ
で、図2に示したようにノズル列に対応するように圧力
発生室、リザーバ、これらを接続するインク供給口、イ
ンクタンクからのインクを各リザーバに分配する流路等
を形成する通孔5、5、5、…6、6、6、…、7、
7、7、…、8、8、8、…が形成されている。
Reference numeral 4 denotes a spacer which is interposed between a nozzle plate 1 and a vibration plate 10 serving as a cover plate which will be described later. As shown in FIG. 2, the pressure generating chambers correspond to the nozzle rows. , Reservoirs, ink supply ports connecting these, through holes 5, 5, 5,... 6, 6, 6,..., 7, which form flow paths for distributing ink from the ink tanks to the respective reservoirs.
, 7, 8, ..., 8, 8, 8, ... are formed.

【0012】10は蓋板となる振動板で、スペーサ4を
介してノズルプレート1と対向して圧力発生室を形成す
るもので、図3に示したように後述する圧電振動子ユニ
ットの21、21、21、…の圧電振動子30、30の
先端に当接してこれの変位を可及的に広い面積に伝達す
るように剛性を備えたアイランド部11と、これのその
周縁領域に薄肉部12とを形成して構成されている。こ
のような構成により圧電振動子30、30、30、…の
伸縮に応動して、圧力発生室を効率的に収縮、膨張させ
ることが可能となる。
Numeral 10 denotes a vibration plate serving as a cover plate, which forms a pressure generating chamber facing the nozzle plate 1 via the spacer 4, and as shown in FIG. An island portion 11 having rigidity so as to abut against the tip of the piezoelectric vibrator 30, 21, and transmit its displacement to as large an area as possible, and a thin portion in a peripheral region thereof. 12 are formed. With such a configuration, the pressure generating chamber can be efficiently contracted and expanded in response to the expansion and contraction of the piezoelectric vibrators 30, 30, 30,.

【0013】これら圧電振動子ユニット21、21、2
1、…は、図4に示したように圧電振動子30、30、
30、…の一半を固定基板31に一定ピッチで固定し
て、他半が縦振動モードでの振動が可能にまとめられて
いる。各振動子30は、図5に示したように圧電振動材
料32と駆動電極33と共通電極34とを交互にサンド
イッチ状に積層して構成されている。そして駆動電極3
3、33、33、…は、圧電振動子30の後端列で端面
から露出していて、スパッタや蒸着などで形成された駆
動外部電極35により並列に接続され、また共通電極3
4、34、34、…は圧電振動子30の自由端側に露出
し、かつ側方にまで延長されていて共通外部電極36に
より並列に接続されている。
The piezoelectric vibrator units 21, 21, 2
1, ... are the piezoelectric vibrators 30, 30, as shown in FIG.
30 are fixed to the fixed substrate 31 at a fixed pitch, and the other half is assembled so as to be able to vibrate in the longitudinal vibration mode. As shown in FIG. 5, each vibrator 30 is configured by alternately stacking a piezoelectric vibration material 32, a drive electrode 33, and a common electrode 34 in a sandwich shape. And drive electrode 3
Are exposed from the end face in the rear end row of the piezoelectric vibrator 30 and are connected in parallel by a driving external electrode 35 formed by sputtering or vapor deposition.
Are exposed on the free end side of the piezoelectric vibrator 30 and extended to the sides, and are connected in parallel by a common external electrode 36.

【0014】各圧電振動子30の駆動外部電極35は、
端面が固定基板31とほぼ同一面となるように位置決め
されており、また圧電振動子30、30、30・・・・の両
側に位置するダミー振動子39の後端面の電極40に導
通関係を持つように接続されている。ダミー振動子39
の後端面には、駆動外部電極35と同様に電極40が構
成されていて、接続回路基板との接続が可能となってい
る。
The driving external electrode 35 of each piezoelectric vibrator 30 is
The end face is positioned so as to be substantially flush with the fixed substrate 31, and the conductive relationship is established with the electrodes 40 on the rear end face of the dummy vibrator 39 located on both sides of the piezoelectric vibrators 30, 30, 30,... Connected to have. Dummy vibrator 39
An electrode 40 is formed on the rear end surface in the same manner as the drive external electrode 35, and can be connected to the connection circuit board.

【0015】再び図1に戻って、図中符号42は基台
で、圧電振動子30、30、30・・・・の自由端側が露出
するように振動子ユニット21、21、21・・・・を収容
するユニット収容穴43、43、43・・・・と、インクタ
ンクからインクをリザーバに供給するためのインク供給
口44が設けられており、表面に振動板10、スペーサ
4、ノズルプレート1を位置決めして静電シールドを兼
ねる枠体45により固定して記録ヘッド本体としてまと
め上げている。なお、図中符号46はインクタンクから
のインクの流入口を示す。
Returning to FIG. 1, reference numeral 42 in the figure is a base, and the vibrator units 21, 21, 21,... Are arranged such that the free ends of the piezoelectric vibrators 30, 30, 30,. , And ink supply ports 44 for supplying ink from an ink tank to a reservoir are provided, and the vibration plate 10, the spacer 4, the nozzle plate 1 are positioned and fixed by a frame body 45 also serving as an electrostatic shield to collectively form a recording head body. Reference numeral 46 in the drawing indicates an inlet for ink from the ink tank.

【0016】これにより図6に示したようにスペーサの
通孔5、5は、その開口がノズルプレート1と振動板1
0により封鎖されて圧力発生室48を構成することにな
る。圧力発生室48は、圧電振動子30の伸縮をアイラ
ンド部11により受ける振動板10の薄肉部12の変形
により収縮したときに、ここに存在するインクを圧縮し
て、ノズル開口2からインク滴として飛翔させることに
なる。
As a result, as shown in FIG. 6, the through holes 5 and 5 of the spacer have the opening formed in the nozzle plate 1 and the vibration plate 1.
Thus, the pressure generating chamber 48 is closed off by the zero. The pressure generating chamber 48 compresses the ink existing here when the piezoelectric vibrator 30 contracts due to the deformation of the thin portion 12 of the vibration plate 10 which receives the expansion and contraction of the piezoelectric vibrator 30 by the island portion 11, and forms the ink droplet from the nozzle opening 2 as an ink droplet. I will fly.

【0017】図7は、前述したスペーサ4の一実施例の
圧力発生室を構成する通孔5、5、5・・・・の近傍を拡大
して示すものであって、スペーサとして必要な厚み、例
えば220μmを備えた結晶方位(110)のシリコン
単結晶基板に圧力発生室48となる通孔5、リサーバと
なる通孔6、及びこれらを連通するインク供給口となる
通孔7が形成されている。
FIG. 7 is an enlarged view showing the vicinity of the through holes 5, 5, 5,... Constituting the pressure generating chamber of one embodiment of the above-mentioned spacer 4, and shows the thickness required for the spacer. For example, a through hole 5 serving as a pressure generating chamber 48, a through hole 6 serving as a reservoir, and a through hole 7 serving as an ink supply port connecting these are formed in a silicon single crystal substrate having a crystal orientation (110) having 220 μm, for example. ing.

【0018】インク供給口となる通孔7は、これを区画
する両側の壁面7a、7bの一方が圧力発生室を形成す
る通孔5の一方の壁5aと一致するように、また他方の
壁面7bがインク供給口に適した流路抵抗を実現できる
程度に間隔をおいて形成されている。
The through hole 7 serving as an ink supply port is formed such that one of the side walls 7a and 7b defining the ink supply port coincides with one wall 5a of the through hole 5 forming the pressure generating chamber, and the other wall surface. 7b are formed at intervals so that a flow path resistance suitable for the ink supply port can be realized.

【0019】これらの通孔の周囲には、振動板10、及
びノズルプレート1との接着を接着剤によりおこなう場
合には、一辺が100μm程度の接着剤吸収用の凹部5
0、50、50・・・・がやはり異方性エッチングにより形
成されている。これら凹部50、50、50・・・・は、余
分な接着剤を収容できる程度の容積を備える最小限の深
さとなるようにそのサイズが設定されている。なお、共
晶接合等のように接着剤を必要としない場合にはこれら
接着剤吸収用の孔は不要となる。
When bonding the diaphragm 10 and the nozzle plate 1 to each other with an adhesive around the through holes, a concave portion 5 having a side of about 100 μm for absorbing the adhesive is used.
.. Are also formed by anisotropic etching. The size of each of the recesses 50, 50, 50,... Is set so as to have a minimum depth with a volume large enough to accommodate excess adhesive. When an adhesive is not required, such as in eutectic bonding, these holes for absorbing the adhesive are not required.

【0020】図8は、圧力発生室を形成する通孔、イン
ク供給口を形成する通孔を形成する壁面のなす角度を示
すものであって、圧力発生室を形成している通孔5は、
詳細には壁面5a乃至5hの9つの壁面からなってい
て、ノズル開口2が対向する面5b、5g、5h、5a
はそれぞれθ4、θ5、θ6で接しており、これらの角
度θ4、θ5、θ6はそれぞれ約116度、125度、
110度、となる鈍角となっている。またインク供給口
となる通孔7に連通する側においては壁面5c、5d、
5eが形成されていて、インク供給口と圧力発生室とを
圧力発生室側に広がるように接続されている。
FIG. 8 shows the angle between the through hole forming the pressure generating chamber and the wall forming the through hole forming the ink supply port. The through hole 5 forming the pressure generating chamber is shown in FIG. ,
In detail, it is composed of nine wall surfaces 5a to 5h, and the surfaces 5b, 5g, 5h, 5a facing the nozzle openings 2
Are in contact at θ4, θ5, and θ6, respectively, and these angles θ4, θ5, and θ6 are approximately 116 degrees, 125 degrees, respectively.
The obtuse angle is 110 degrees. On the side communicating with the through hole 7 serving as an ink supply port, the wall surfaces 5c, 5d,
5e is formed, and the ink supply port and the pressure generating chamber are connected so as to expand toward the pressure generating chamber.

【0021】さらにインク供給口を形成する通孔7の一
方の壁面7aは、圧力発生室を形成する通孔5の一方の
壁面5aと同一壁面と成るように形成され、また他方の
壁面7bは、インク供給口として必要十分な流路抵抗と
なる程度の間隔を空けて壁面7aに平行に形成されてい
る。圧力発生室からインク供給口に一直線で延びる壁面
7aは、リザーバを形成する通孔6の壁面6aと2つの
面6b、6cにより形成された拡開部を経て接続されて
いる。なお図中θ1で示す角度は、30度前後であり、
またθ2で示す角度は、約70度前後の値である。
Further, one wall surface 7a of the through hole 7 forming the ink supply port is formed to be the same wall surface as the one wall surface 5a of the through hole 5 forming the pressure generating chamber, and the other wall surface 7b is formed. The ink supply port is formed in parallel with the wall surface 7a with an interval enough to provide a necessary and sufficient flow path resistance. The wall surface 7a extending straight from the pressure generating chamber to the ink supply port is connected to the wall surface 6a of the through hole 6 forming the reservoir via an enlarged portion formed by the two surfaces 6b and 6c. The angle indicated by θ1 in the drawing is around 30 degrees,
The angle indicated by θ2 is a value around 70 degrees.

【0022】図9は、ノズル開口2に対向する壁面5g
の断面構造を示すものであって、それぞれ表面と角度θ
7=約35度をなす斜面5g1、5g2が形成されてお
り、壁面5gとはともに約145度となる鈍角で接して
いる。この斜面5g1、5g2は、異方性エッチングに
随伴して生じる非対称形状に起因する圧力発生室におけ
るノズル開口2近傍の流れを可及的に均一にして、気泡
等の停滞を防止するのに寄与している。
FIG. 9 shows a wall surface 5g facing the nozzle opening 2.
Shows the cross-sectional structure of the surface and the angle θ
7 = slopes 5g1 and 5g2 of about 35 degrees are formed, and both are in contact with the wall surface 5g at an obtuse angle of about 145 degrees. The slopes 5g1 and 5g2 contribute to making the flow near the nozzle opening 2 in the pressure generating chamber as uniform as possible due to the asymmetrical shape accompanying the anisotropic etching to prevent stagnation of bubbles and the like. are doing.

【0023】このように構成されたスペーサ4に接着剤
を塗布し、ノズルプレート1及び振動板10を位置合わ
せして圧着する。この圧着により余剰となった接着剤
は、圧力発生室、インク供給口、及びリザーバとなる通
孔5、7、6を取り囲むように形成されている微細な凹
部50、50、50・・・・に流れ込む。このため、圧力発
生室、インク供給口、及びリザーバの容積が接着剤の流
れ込みにより変化するのを防止される。接合が完了する
と、図7(b)に示したように圧力発生室を形成する通
孔5の中心線の先端近傍にノズルプレートのノズル開口
2が、またほぼ全域に及ぶように振動板10のアイラン
ド部11が位置することになる。この状態で圧電振動子
30を駆動すると、その変位がアイランド部11を介し
て圧力発生室全体に及ぶため、圧電振動子30の変位を
高い効率で圧力発生室の容積変化に変換することができ
る。
An adhesive is applied to the spacer 4 configured as described above, and the nozzle plate 1 and the vibration plate 10 are aligned and pressed. The surplus adhesive due to the pressure bonding is filled with fine concave portions 50, 50, 50,... Which surround the pressure generating chamber, the ink supply port, and the through holes 5, 7, 6, which serve as reservoirs. Flow into Therefore, the volumes of the pressure generating chamber, the ink supply port, and the reservoir are prevented from changing due to the flow of the adhesive. When the joining is completed, as shown in FIG. 7 (b), the nozzle opening 2 of the nozzle plate is formed near the front end of the center line of the through hole 5 forming the pressure generating chamber, and the diaphragm 10 is formed so as to cover almost the entire area. The island part 11 will be located. When the piezoelectric vibrator 30 is driven in this state, the displacement extends to the entire pressure generating chamber via the island portion 11, so that the displacement of the piezoelectric vibrator 30 can be converted into the volume change of the pressure generating chamber with high efficiency. .

【0024】図10は上述したスペーサの製造工程を示
すものであって、図中符号60は、スペーサとして機能
するに必要な厚み、例えば220μmを有する結晶方位
(110)のシリコン単結晶基板で、これの表面には熱
酸化法により、異方性エッチングの保護膜として機能で
きる程度の厚み、例えば1μm程度の二酸化珪素膜61
が形成されている(図10(a))。
FIG. 10 shows a process of manufacturing the above-described spacer. In the figure, reference numeral 60 denotes a silicon single crystal substrate having a crystal orientation (110) having a thickness required to function as a spacer, for example, 220 μm. A silicon dioxide film 61 having a thickness enough to function as a protective film for anisotropic etching, for example, about 1 μm, is formed on the surface thereof by a thermal oxidation method.
Are formed (FIG. 10A).

【0025】二酸化珪素膜61が形成された基板60の
表面及び裏面に前述した通孔5、6、7、及び必要に応
じて凹部50に一致した窓63、64を備えたフッ化水
素保護膜62をフォトリソグラフィにより形成する(図
10(b))。
On the front and back surfaces of the substrate 60 on which the silicon dioxide film 61 is formed, the above-mentioned through holes 5, 6, 7 and, if necessary, the hydrogen fluoride protective film provided with windows 63, 64 corresponding to the concave portions 50. 62 are formed by photolithography (FIG. 10B).

【0026】この状態でフッ化水素によりエッチングを
実行すると、通孔5、6、7、及び凹部50を形成すべ
き領域の窓63、64に一致して二酸化珪素膜61が除
去される(図10(c))。なお、表面、及び裏面に形
成される二酸化珪素膜パターン61a、及び61bは、
一方の面のパターン61a、及び61bは、一方のパタ
ーン61aが他方の面のパターン61bを取り囲むよう
に、サイズを若干異ならせて形成されている。
When etching is performed with hydrogen fluoride in this state, the silicon dioxide film 61 is removed in conformity with the windows 63, 64 in the regions where the through holes 5, 6, 7 and the concave portion 50 are to be formed (FIG. 10 (c)). The silicon dioxide film patterns 61a and 61b formed on the front surface and the rear surface are:
The patterns 61a and 61b on one surface are formed to have slightly different sizes so that one pattern 61a surrounds the pattern 61b on the other surface.

【0027】このようにして二酸化珪素のパターン形成
が終了した段階で、一定温度、例えば80℃に保温され
た濃度17%程度の水酸化カリウムの水溶液を用いてエ
ッチングを実行すると、二酸化珪素膜のパターン61
a、61bを保護膜として窓63、64の部分だけが、
毎分2μm程度の速度で両面から表面に対して約35度
の面、つまり結晶方位(111)の面に垂直にエッチン
グが進行する。
At the stage where the silicon dioxide pattern formation is completed, etching is performed using an aqueous solution of potassium hydroxide having a concentration of about 17% kept at a constant temperature, for example, 80 ° C., to form a silicon dioxide film. Pattern 61
a, 61b as a protective film, only the windows 63, 64
Etching proceeds at a rate of about 2 μm per minute, from both sides to a plane of about 35 degrees with respect to the surface, that is, perpendicular to the plane of the crystal orientation (111).

【0028】ところで、前述したように基板60に表
面、及び裏面に形成されているパターン61a、61b
は、その一方が他方を取り囲むように大き目に設定され
ているため、エッチングが終了した段階では、窓のサイ
ズが大きなパターン61bに一致するサイズの通孔65
が形成される(図10(d))。この結果。表裏のパタ
ーンの若干のずれが生じたとしても、少なくとも外側に
位置するパターンのエッジがエッチング面となるので、
エッチング位置の管理を行うことが可能となる。
By the way, as described above, the patterns 61a and 61b formed on the front and back surfaces of the substrate 60 are provided.
Are set to be large so that one of them surrounds the other, so that when the etching is completed, the size of the through-hole 65 matches the size of the large pattern 61b.
Is formed (FIG. 10D). As a result. Even if there is a slight shift of the pattern on the front and back, at least the edge of the pattern located on the outside becomes the etched surface,
It is possible to manage the etching position.

【0029】すなわち、図11に示したようにサイズが
等しいパターン70、71を基板72の表裏に形成した
場合、これらパターンがずれていると、表裏で対向する
パターン内の形成すべき通孔73の外側に位置するパタ
ーン70a、71aの境界に一致して壁面72a、72
bが形成されるため、パターン70、71により規定さ
れるサイズとは異なるサイズの通孔73が形成されるこ
とになり、通孔のサイズや、エッチング面の位置を管理
することが不可能となる。
That is, as shown in FIG. 11, when patterns 70 and 71 having the same size are formed on the front and back of the substrate 72, if these patterns are misaligned, the through holes 73 to be formed in the opposing patterns on the front and back. The wall surfaces 72a, 72a coincide with the boundaries of the patterns 70a, 71a located outside the
Since b is formed, the through hole 73 having a size different from the size defined by the patterns 70 and 71 is formed, and it is impossible to control the size of the through hole and the position of the etched surface. Become.

【0030】このようにして通孔65が形成された段階
で、マスクとして使用した二酸化珪素膜61a、61b
をフッ化水素により除去した後、再び熱酸化を行って露
出面、全面に保護膜として十分な厚み、例えば1μm程
度の二酸化珪素66を形成して、インクに対する保護膜
とする(図10(e))。
At the stage when the through holes 65 are formed in this manner, the silicon dioxide films 61a and 61b used as masks are used.
Is removed by hydrogen fluoride, and thermal oxidation is performed again to form a silicon dioxide 66 having a sufficient thickness as a protective film, for example, about 1 μm, on the exposed surface and the entire surface to form a protective film for ink (FIG. 10E )).

【0031】ところで、このような結晶方位(110)
のシリコン単結晶基板に対して異方性エッチングを実行
すると、目的のパターンに至る過程では、図12に示し
たように結晶方位(110)に対して約35度の角度、
つまり結晶方位(111)に面に一致してエッチングが
進行する。
Incidentally, such a crystal orientation (110)
When the anisotropic etching is performed on the silicon single crystal substrate, in the process of reaching the target pattern, an angle of about 35 degrees with respect to the crystal orientation (110) is obtained as shown in FIG.
That is, the etching proceeds in conformity with the crystal orientation (111).

【0032】このような性質を積極的に利用するため、
図13(a)に示したように圧力発生室となる通孔5の
ノズル開口が対向する側の約1/2の領域は、その壁面
を規定するエッチングパターン80の境界線80aを他
方の壁面5aとなる側に変移させて形成させておく。ま
たインク供給口となる通孔7を形成する壁面の内、圧力
発生室となる通孔5の壁面5aと一直線上に位置する壁
面7aに対向する側の壁面7bには、これから通孔5側
に延長された剣状のエッチング保護パターン81を、さ
らにリザーバとなる通孔6には、やはりインク供給口7
を形成している各壁面7a、7bに一致する剣状のエッ
チング保護パターン82、83を形成しておく。
In order to actively utilize such properties,
As shown in FIG. 13A, a half of the area of the through-hole 5 serving as the pressure generating chamber on the side facing the nozzle opening is defined by the boundary 80a of the etching pattern 80 defining the wall. 5a. Among the wall surfaces forming the through holes 7 serving as the ink supply ports, a wall surface 7b on the side opposite to the wall surface 7a located in a straight line with the wall surface 5a of the through hole 5 serving as the pressure generating chamber is provided with the through hole 5 side. The sword-shaped etching protection pattern 81 extended to the ink supply port 7 is also provided in the through hole 6 serving as a reservoir.
Sword-shaped etching protection patterns 82 and 83 corresponding to the respective wall surfaces 7a and 7b forming the above.

【0033】上述のように形成したエッチングパターン
を用いて異方性エッチングを実行すると、通孔5の形成
にあたってはパターン80がエッジ部80aを備えてい
るため、このエッジ部80aのエッチングが壁面5bに
対して所定の角度θ1=30度前後の角度をもつ壁面5
fを形成しながら進行する。そしてノズル開口に対向す
る領域までエッチングが進行し、壁面5hと壁面5fが
接した段階で、壁面5hと壁面5fとの間に壁面5hに
対して角度θ5=約125角で接する新たな壁面5gが
形成される。それに伴って壁面5fは漸次消失し、壁面
5fが完全に消失した段階でエッチングが終了するよう
にパターン80の壁面5hからの長さが調整してある。
また壁面5gはエッチングの進行とともに図9で説明し
た2つの新たな壁面5g1、5g2をシリコン単結晶基
板表面である(110)面との間に形成する。この結
果、ノズル開口2の近傍の壁面はシリコン単結晶基板の
表面に垂直で互いに鈍角で接する4つの壁面5a、5
h、5g、5bと壁面5gにシリコン単結晶基板の断面
方向で鈍角に接する2つの壁面5g1、5g2の計6つ
の壁面が形成されることになり、ノズル開口2の近傍の
インクの流れを可及的に均一にして気泡等の停滞を防止
することができる。
When anisotropic etching is performed using the etching pattern formed as described above, the pattern 80 has an edge portion 80a when forming the through hole 5, and the etching of the edge portion 80a is performed by the wall surface 5b. 5 having a predetermined angle θ1 = about 30 degrees with respect to
It proceeds while forming f. Then, the etching proceeds to a region opposed to the nozzle opening, and when the wall surface 5h and the wall surface 5f are in contact with each other, a new wall surface 5g that is in contact with the wall surface 5h at an angle θ5 = about 125 angle between the wall surfaces 5h and 5f. Is formed. With this, the wall surface 5f gradually disappears, and the length of the pattern 80 from the wall surface 5h is adjusted so that the etching is completed when the wall surface 5f completely disappears.
As the wall surface 5g progresses, two new wall surfaces 5g1 and 5g2 described in FIG. 9 are formed between the wall surface 5g and the (110) plane which is the surface of the silicon single crystal substrate. As a result, the wall surfaces near the nozzle opening 2 are perpendicular to the surface of the silicon single crystal substrate and are in contact with each other at obtuse angles.
h, 5g, 5b and the wall surface 5g, two wall surfaces 5g1 and 5g2 in contact with each other at an obtuse angle in the cross-sectional direction of the silicon single crystal substrate are formed, so that the ink flow near the nozzle opening 2 is allowed. It can be made as uniform as possible to prevent stagnation of bubbles and the like.

【0034】一方、インク供給口となる通孔7のエッチ
ング時には、その端部が壁面から延長して形成された剣
状エッチング保護パターン81、82、83の領域がエ
ッチングを受けるため(図13(b))、最終段階、つ
まり両面からのエッチングにより貫通孔が形成され、さ
らに目的の形状までエッチングが進んだ段階では、図8
に示したようにインク供給口となる通孔7の圧力発生室
側には、壁面5c、及び壁面7bに対して角度θ1=3
0度前後の角度を持つ壁面5d、5eが形成され、ま
た、リザーバ側には壁面6a、7aに対して角度θ1=
30度前後の角度を持つ壁面6b、6cが形成されるこ
とになる。この結果、インク流入口と排出口には拡開し
た開口が形成されることになり、リザーバから圧力発生
室へのインクの流入がスムーズに行われ、気泡の停滞が
防止される。
On the other hand, at the time of etching the through hole 7 serving as the ink supply port, the sword-like etching protection patterns 81, 82 and 83 formed with their ends extending from the wall face are subjected to etching (FIG. 13 ( b)), at the final stage, that is, at the stage where a through hole is formed by etching from both surfaces and the etching proceeds to a target shape, FIG.
As shown in the figure, the angle θ1 = 3 with respect to the wall surface 5c and the wall surface 7b on the pressure generating chamber side of the through hole 7 serving as the ink supply port.
Walls 5d and 5e having an angle of about 0 degree are formed, and an angle θ1 = 5 ° on the reservoir side with respect to the walls 6a and 7a.
The wall surfaces 6b and 6c having an angle of about 30 degrees are formed. As a result, an expanded opening is formed at the ink inflow port and the discharge port, so that the ink flows smoothly from the reservoir to the pressure generating chamber, and stagnation of bubbles is prevented.

【0035】図14は、1つのリザーバにより2列の圧
力発生室にインクを供給する場合の、リザーバとなる通
孔6側のパターンを拡大して示すもので、各列に配列さ
れているのノズルがそれぞれ若干位置をずらして構成さ
れている関係上、各列の圧力発生室の間隔が狭い場合に
は図14に示すようにインク供給口となる通孔7、7、
7・・・・、及び7’、7’、7’・・・・から延長された剣状
のパターン82、82、82・・・・、83、83、83・・
・・、及び82’、82’、82’・・・・、83’、8
3’、83’・・・・の一部がオーバーラップしてしまう場
合が生ずる。このようなオーバーラップが生ずると剣状
パターンが完全にエッチングされず、リザーバとなる通
孔6を形成できなくなってしまう。ただし、2列の圧力
発生室が剣状パターンの長さに対して十分長い場合や、
各列に配置されているノズルの位置関係がオーバーラッ
プを生じない場合はこのようなエッチングパターンを使
用することは可能である。
FIG. 14 is an enlarged view showing a pattern on the side of the through hole 6 serving as a reservoir when ink is supplied to two rows of pressure generating chambers by one reservoir, and is arranged in each row. Due to the fact that the nozzles are slightly displaced from each other, when the spacing between the pressure generating chambers in each row is small, as shown in FIG.
... and sword-shaped patterns 82, 82, 82 ..., 83, 83, 83 ... extended from 7 ', 7', 7 '...
.. and 82 ', 82', 82 '..., 83', 8
.. May be partially overlapped. When such overlap occurs, the sword pattern is not completely etched, and it becomes impossible to form the through hole 6 serving as a reservoir. However, if the two rows of pressure generating chambers are long enough for the length of the sword pattern,
When the positional relationship of the nozzles arranged in each row does not cause overlap, it is possible to use such an etching pattern.

【0036】図15(a)は、前述のようなオーバーラ
ップを回避する為の異方性エッチングのパターンの一実
施例を示すものであって、この実施例においては、イン
ク供給口となる通孔7とリザーバとなる通孔6との接続
点を、細いパターンからなる連続部85として形成し、
ここから1本の剣状のエッチング保護パターン86をイ
ンク供給口となる通孔7の軸線方向に延長して形成した
ものである。
FIG. 15 (a) shows an embodiment of an anisotropic etching pattern for avoiding the above-mentioned overlap. In this embodiment, a pattern serving as an ink supply port is provided. A connection point between the hole 7 and the through hole 6 serving as a reservoir is formed as a continuous portion 85 having a thin pattern,
From this, one sword-shaped etching protection pattern 86 is formed extending in the axial direction of the through hole 7 serving as an ink supply port.

【0037】この実施例のエッチングパターンによれ
ば、インク供給口7とリザーバとなる通孔6との接続点
が連続部85により阻止されるから、1本の剣状部86
により無用なエッチングの進行を阻止することが可能と
なる。
According to the etching pattern of this embodiment, the connection point between the ink supply port 7 and the through hole 6 serving as a reservoir is blocked by the continuous portion 85, so that one sword portion 86 is formed.
This makes it possible to prevent unnecessary progress of etching.

【0038】この実施例によれば、前述したような1つ
のリザーバにより2列の圧力発生室にインクを供給する
場合、図16に示したようにリザーバとなる通孔6側に
形成するインク供給口を形成する通孔7、7、7・・・・、
及び7’、7’、7’・・・・の先端にそれぞれ連続部とな
るエッチング保護パターン85、85、85・・・・、及び
85’、85’、85’・・・・を形成し、ここから各イン
ク供給口をなる通孔7、7、7・・・・及び7’、7’、
7’・・・・に一致するようにそれぞれ1本の剣状のエッチ
ング保護パターン86、86、86・・・・、86’、8
6’、86’・・・・を形成すればよく、このため各ノズル
列のノズルがずれている場合には、剣状のエッチング保
護パターン86、86、86・・・・、および86’、8
6’、86’・・・・をオーバーラップさせることなく、平
面に展開して配置することができる。
According to this embodiment, when ink is supplied to the two rows of pressure generating chambers by one reservoir as described above, the ink supply formed on the side of the through hole 6 serving as a reservoir as shown in FIG. Through holes 7, 7, 7,... Forming the mouth
, And 7 ′, 7 ′, 7 ′,... Are formed as continuous portions, and etching protection patterns 85, 85, 85,. , And 7 ', 7', through holes 7, 7, 7,...
One sword-shaped etching protection pattern 86, 86, 86,..., 86 ′, 8 respectively so as to match 7 ′.
6 ′, 86 ′,... Are formed. Therefore, when the nozzles of each nozzle row are shifted, the sword-shaped etching protection patterns 86, 86, 86,. 8
6 ′, 86 ′... Can be developed and arranged on a plane without overlapping.

【0039】図17は、本発明のインクジェット式記録
ヘッドの第2の実施例のスペーサに形成する圧力発生室
とインク供給口の接続領域近傍の形状を示すものであっ
て、図中符号90は、圧力発生室を形成する通孔で、こ
の実施例においては、リザーバを形成する通孔91と接
続するインク供給口をなす通孔92を、圧力発生室を区
画する長手方向の壁面90a、90bから斜めに延びる
壁面90c、90dを形成し、圧力発生室のほぼ中心線
上で接続するように構成されている。
FIG. 17 shows the shape near the connection area between the pressure generating chamber and the ink supply port formed in the spacer of the second embodiment of the ink jet recording head of the present invention. In this embodiment, a through-hole 92 forming an ink supply port connected to a through-hole 91 forming a reservoir is provided with a through-hole 92 forming a pressure generating chamber, and longitudinal wall surfaces 90a, 90b defining the pressure generating chamber. Wall surfaces 90c and 90d extending obliquely from the pressure generating chamber are formed so as to be connected substantially on the center line of the pressure generating chamber.

【0040】この実施例によればリザーバからインクを
圧力発生室の端部中央で拡開する壁面90c、及び90
dとエッチングの過程で形成される結晶軸に沿って自然
発生的に生じる壁面90e、90fから供給することが
できるため、インク流れをより一層円滑して、淀みを無
くすることができる。
According to this embodiment, the ink is supplied from the reservoir to the wall surfaces 90c and 90c at the center of the end of the pressure generating chamber.
Since the ink can be supplied from the walls 90e and 90f which naturally occur along the d and the crystal axis formed in the etching process, the ink flow can be further smoothed and the stagnation can be eliminated.

【0041】図18は、本発明のインクジェット式記録
ヘッドの第3の実施例のスペーサに形成する圧力発生室
とインク供給口の接続領域近傍の形状を示すものであっ
て、図中符号100は、圧力発生室を形成する通孔で、
この実施例においては、リザーバを形成する通孔101
と接続するインク供給口102がV字状の非貫通口とし
て形成されている。インク供給口102は圧力発生室を
区画する長手方向の壁面100aに対して角度θ6=約
54度傾いて接続されている。また表面に対して図19
に示すように2つの角度θ7=約35の傾斜面、すなわ
ち(111)面で形成されている。このような形状とす
ることで、圧力発生室を区画する領域が片持ち梁状態に
なるのを防ぐことができ、インク供給口102の寸法を
高精度に管理することができる。
FIG. 18 shows the shape near the connection area between the pressure generating chamber and the ink supply port formed in the spacer of the third embodiment of the ink jet recording head of the present invention. , Through holes that form a pressure generating chamber,
In this embodiment, a through hole 101 forming a reservoir is provided.
Is formed as a V-shaped non-through port. The ink supply port 102 is connected to the longitudinal wall surface 100a defining the pressure generating chamber at an angle θ6 of about 54 degrees. In addition, FIG.
As shown in (2), it is formed of two inclined surfaces having an angle θ7 of about 35, that is, a (111) plane. By adopting such a shape, it is possible to prevent a region that partitions the pressure generating chamber from being in a cantilever state, and it is possible to control the size of the ink supply port 102 with high accuracy.

【0042】以上、実施例として圧電振動子を圧力発生
源とした構成を述べてきたが、本発明はこれに限定され
るものではなく、例えば電気−熱変換素子を配し、熱エ
ネルギーにより発生した気泡を圧力発生源にしたもの等
においても、なんら問題なく適用することができる。
Although the configuration in which the piezoelectric vibrator is used as the pressure generating source has been described as an embodiment, the present invention is not limited to this. The present invention can be applied to a device in which the generated bubbles are used as a pressure generating source without any problem.

【0043】[0043]

【発明の効果】本発明のインクジェット式記録ヘッド
は、ノズル開口が穿設されたノズルプレートと、圧力発
生室、インク供給口及びリザーバを形成する通孔を有す
るスペーサと、スペーサの開口面を封止する蓋部材とを
備え、スペーサは、結晶方位(110)のシリコン単結
晶を異方性エッチングにより形成され、圧力発生室を形
成する通孔のノズル開口近傍の端部が、相互に平行な2
つの壁面と、平行な壁を閉じるように互いに鈍角で接す
る2つの壁面で形成されていることにより、インクが停
滞しやすいノズル開口近傍が鈍角で接する4つの壁面で
形成されているため、滑らかな形状となり、インクの流
れをスムーズにできてノズル開口近傍の気胞の停滞を防
止することができるという効果を有する。また、係るイ
ンクジェット式記録ヘッドにおいて、平行な壁を閉じる
ように互いに鈍角で接する2つの壁面うち、1つの壁面
にはシリコン単結晶基板の表面に対して斜めの壁が形成
されていることにより、異方性エッチングに随伴して生
じる非対称形状に起因する圧力発生室におけるノズル開
口近傍の流れを可及的に均一にして、気胞等の停滞を防
止することができるという効果を有する。また、係るイ
ンクジェット式記録ヘッドにおいて、圧力発生室を形成
する通孔を区画する壁面の1つと、インク供給口を形成
する通孔を区画する壁面が同一壁面として形成されてい
ることにより、リザーバから圧力室へのインク流入をス
ムーズにできてノズル開口近傍の気胞の停滞を防止する
ことができるという効果を有する。また、係るインクジ
ェット式記録ヘッドにおいて、インク供給口が、圧力室
の幅方向の略中心線上に形成されていることにより、リ
ザーバから圧力室へのインク流れをより一層円滑にし
て、淀みを無くすことができるという効果を有する。ま
た、係るインクジェット式記録ヘッドにおいて、インク
供給口は、スペーサの厚み方向と平行な方向において、
V字状の非貫通孔で形成したことにより、圧力発生室を
区画する領域が片持ち梁状態となることを防ぐことがで
き、インク供給口の寸法を高精度に管理することができ
るという効果を有する。また、係るインクジェット式記
録ヘッドにおいて、通孔の周囲には余剰の接着剤を収容
できる容積を備えた矩形状の凹部が複数配置されている
ことにより、スペーサに接着剤を塗布し、ノズルプレー
ト及び振動板を圧着した際、余剰となった接着剤は、圧
力発生室、インク供給口、及びリザーバを取り囲む様に
形成された凹部に流れ込むことで、圧力発生室、インク
供給口、及びリザーバの接着剤の流れ込みによる容積変
化を防止することができるという効果を有する。
According to the ink jet recording head of the present invention, a nozzle plate having a nozzle opening, a spacer having a pressure generating chamber, an ink supply port, and a through hole forming a reservoir, and an opening surface of the spacer are sealed. The spacer is formed by anisotropically etching a silicon single crystal having a crystal orientation of (110), and the end of the through hole forming the pressure generating chamber near the nozzle opening is parallel to each other. 2
Since two wall surfaces and two wall surfaces that are in contact with each other at an obtuse angle so as to close the parallel wall are formed, the vicinity of the nozzle opening where ink is likely to stagnate is formed by four wall surfaces that are in contact with each other at an obtuse angle. This has the effect that the ink flow can be made smooth and the stagnation of air bubbles near the nozzle opening can be prevented. Further, in such an ink jet type recording head, of the two wall surfaces which contact each other at an obtuse angle so as to close the parallel walls, one wall is formed with a wall oblique to the surface of the silicon single crystal substrate, This has the effect of making the flow near the nozzle opening in the pressure generating chamber due to the asymmetrical shape accompanying the anisotropic etching as uniform as possible and preventing stagnation of air bubbles and the like. Further, in such an ink jet recording head, one of the wall surfaces defining the through hole forming the pressure generating chamber and the wall surface defining the through hole forming the ink supply port are formed as the same wall surface. This has the effect that the ink can smoothly flow into the pressure chamber and stagnation of air bubbles near the nozzle opening can be prevented. Further, in the ink jet type recording head, since the ink supply port is formed substantially on the center line in the width direction of the pressure chamber, the flow of ink from the reservoir to the pressure chamber is further smoothed and stagnation is eliminated. It has the effect that can be done. In the ink jet recording head, the ink supply port is provided in a direction parallel to a thickness direction of the spacer.
By forming the V-shaped non-through hole, the area that divides the pressure generating chamber can be prevented from being in a cantilever state, and the size of the ink supply port can be controlled with high precision. Having. Further, in such an ink jet recording head, a plurality of rectangular recesses having a volume capable of accommodating excess adhesive are arranged around the through holes, so that the spacer is coated with the adhesive, and the nozzle plate and the nozzle plate are coated. When pressure is applied to the diaphragm, the excess adhesive flows into a recess formed to surround the pressure generation chamber, the ink supply port, and the reservoir, thereby bonding the pressure generation chamber, the ink supply port, and the reservoir. This has the effect of preventing a volume change due to the inflow of the agent.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のインクジェット式記録ヘッドの一実施
例を示す組み立て図である。
FIG. 1 is an assembly view showing one embodiment of an ink jet recording head of the present invention.

【図2】同装置に使用するスペーサの一実施例を示す平
面図である。
FIG. 2 is a plan view showing an embodiment of a spacer used in the apparatus.

【図3】同装置に使用する振動板の一実施例を示す図で
ある。
FIG. 3 is a view showing one embodiment of a diaphragm used in the apparatus.

【図4】同装置に使用する圧電振動子ユニットの一実施
例を示す斜視図である。
FIG. 4 is a perspective view showing one embodiment of a piezoelectric vibrator unit used in the device.

【図5】同上圧電振動子の電極構造を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an electrode structure of the piezoelectric vibrator.

【図6】本発明の記録ヘッドの一実施例の圧力発生室を
拡大して示す断面図である。
FIG. 6 is an enlarged sectional view showing a pressure generating chamber of an embodiment of the recording head of the present invention.

【図7】(a)、(b)は、それぞれ同上スペーサの圧
力発生室近傍を拡大して示す図、及びノズルプレート、
振動板、振動子を固定した場合におけるノズル開口、ア
イランド部、及び圧電振動子の位置関係を示す図であ
る。
FIGS. 7A and 7B are enlarged views showing the vicinity of a pressure generating chamber of the spacer, and FIGS.
FIG. 5 is a diagram illustrating a positional relationship among a nozzle opening, an island portion, and a piezoelectric vibrator when the vibrating plate and the vibrator are fixed.

【図8】通孔を形成する各壁面のなす角度を示す図であ
る。
FIG. 8 is a diagram showing angles formed by respective wall surfaces forming through holes.

【図9】圧力発生室を構成する通孔のノズル開口近傍の
断面形状を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a cross-sectional shape near a nozzle opening of a through hole constituting a pressure generating chamber.

【図10】結晶方位(110)を持つシリコン単結晶基
板を異方性エッチングしてスペーサを製造する工程を示
す説明図である。
FIG. 10 is an explanatory view showing a step of producing a spacer by anisotropically etching a silicon single crystal substrate having a crystal orientation (110).

【図11】結晶方位(110)を異方性エッチングする
場合に使用する表裏両面に形成されたエッチングパター
ンの位置ずれによるエッチング状況の説明図である。
FIG. 11 is an explanatory diagram of an etching situation due to a positional shift of an etching pattern formed on both front and back surfaces used for anisotropic etching of a crystal orientation (110).

【図12】結晶方位(110)をもつシリコン単結晶基
板の異方性エッチングの進行過程を示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing the progress of anisotropic etching of a silicon single crystal substrate having a crystal orientation (110).

【図13】(a)、(b)は、それぞれシリコン単結晶
基板を異方性エッチングによりスペーサを形成する場合
のパターンの一実施例、及びエッチング終了間際の状態
を示す図である。
FIGS. 13A and 13B are diagrams showing an example of a pattern when a spacer is formed on a silicon single crystal substrate by anisotropic etching, and a state immediately before the end of etching.

【図14】1つのリザーバにより2列の圧力発生室にイ
ンクを供給する場合のリザーバ側のエッチングパターン
のオーバーラップの説明図である。
FIG. 14 is an explanatory diagram of the overlapping of the etching patterns on the reservoir side when ink is supplied to two rows of pressure generating chambers by one reservoir.

【図15】(a)、(b)は、それぞれシリコン単結晶
基板を異方性エッチングによりスペーサを形成する場合
のパターンの他の実施例、及びエッチング終了間際の状
態を示す図である。
FIGS. 15A and 15B are diagrams showing another example of a pattern when a spacer is formed on a silicon single crystal substrate by anisotropic etching, and a state immediately before the end of etching.

【図16】1つのリザーバにより2列の圧力発生室にイ
ンクを供給する場合のリザーバ側のエッチングパターン
の一実施例を拡大して示す図である。
FIG. 16 is an enlarged view showing an example of an etching pattern on the reservoir side when one reservoir supplies ink to two rows of pressure generating chambers.

【図17】本発明の他の実施例の通孔の形状を示す図で
ある。
FIG. 17 is a view showing the shape of a through hole according to another embodiment of the present invention.

【図18】本発明の第3の実施例のスペーサに形成する
圧力発生室とインク供給口の形状を示す図である。
FIG. 18 is a diagram illustrating shapes of a pressure generating chamber and an ink supply port formed in a spacer according to a third embodiment of the present invention.

【図19】同スペーサに形成する供給口の断面図であ
る。
FIG. 19 is a sectional view of a supply port formed in the spacer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ノズルプレート 2 ノズル開口 3 ノズル開口列 4 スペーサ 5 圧力発生室形成用通孔 5a〜5h 圧力発生室を形成する通孔を区画する壁面 6 リザーバ形成用通孔 6a〜6c リザーバを形成する通孔を区画する壁面 7 インク供給口形成用通孔 7a、7b 壁面 10 振動板 11 アイランド部 21 圧電振動子ユニット 30 圧電振動子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Nozzle plate 2 Nozzle opening 3 Nozzle opening row 4 Spacer 5 Pressure generating chamber forming through-hole 5a-5h Wall surface which divides through-hole forming pressure generating chamber 6 Reservoir forming through-hole 6a-6c Through-hole forming reservoir 7 Ink supply port forming through holes 7a, 7b Wall surface 10 Vibration plate 11 Island portion 21 Piezoelectric vibrator unit 30 Piezoelectric vibrator

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B41J 2/045 B41J 2/055 B41J 2/16 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) B41J 2/045 B41J 2/055 B41J 2/16

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ノズル開口が穿設されたノズルプレート
と、前記ノズル開口と連通する圧力発生室、圧力発生室
へインクを供給するリザーバ及び、圧力発生室とリザー
バを接続するインク供給口とを形成するスペーサと、前
記スペーサの開口面を封止する蓋部材とを備え、 前記スペーサは、結晶方位(110)のシリコン単結晶
を異方性エッチングにより形成され、 前記圧力発生室を形成する通孔のノズル開口近傍の端部
が、相互の平行な2つの壁面と、前記平行な壁を閉じる
ように互いに鈍角で接する2つの壁面で形成されている
ことを特徴とするインクジェットプリンタ式記録ヘッ
ド。
1. A nozzle plate having a nozzle opening, a pressure generating chamber communicating with the nozzle opening, a reservoir for supplying ink to the pressure generating chamber, and an ink supply port connecting the pressure generating chamber and the reservoir. A spacer to be formed, and a lid member for sealing an opening surface of the spacer, wherein the spacer is formed by anisotropically etching a silicon single crystal having a crystal orientation of (110) to form the pressure generating chamber. An ink-jet printer type recording head, wherein an end of the hole near the nozzle opening is formed by two mutually parallel wall surfaces and two wall surfaces which contact each other at an obtuse angle so as to close the parallel wall.
【請求項2】 前記相互に平行な2つの壁面と、前記平
行な壁を閉じるように互いに鈍角で接する2つの壁面
は、前記シリコン単結晶基板の面に対して垂直に形成さ
れていることを特徴とする請求項1記載のインクジェッ
ト式記録ヘッド。
2. The method according to claim 1, wherein the two parallel wall surfaces and two wall surfaces which are in contact with each other at an obtuse angle so as to close the parallel walls are formed perpendicular to a surface of the silicon single crystal substrate. 2. The ink jet recording head according to claim 1, wherein:
【請求項3】 前記平行な壁を閉じるように互いに鈍角
で接する2つの壁面うち、1つの壁面には前記シリコン
単結晶基板の表面に対して斜めの壁が形成されているこ
とを特徴とする請求項1記載のインクジェット式記録ヘ
ッド。
3. A method according to claim 1, wherein one of the two wall surfaces which are in contact with each other at an obtuse angle so as to close the parallel walls is formed with an oblique wall with respect to the surface of the silicon single crystal substrate. The ink jet recording head according to claim 1.
【請求項4】 前記圧力発生室を形成する通孔を区画す
る壁面の1つと、インク供給口を形成する通孔を区画す
る壁面が同一壁面として形成されていることを特徴とす
る請求項1乃至請求項3のいずれかに記載のインクジェ
ット式記録ヘッド。
4. The apparatus according to claim 1, wherein one of the walls defining the through hole forming the pressure generating chamber and the wall defining the through hole defining the ink supply port are formed as the same wall. The ink jet recording head according to claim 3.
【請求項5】 前記インク供給口が、前記圧力室の幅方
向の略中心線上に形成されていることを特徴とする請求
項1乃至請求項3のいずれかに記載のインクジェット式
記録ヘッド。
5. The ink jet recording head according to claim 1, wherein the ink supply port is formed substantially on a center line in a width direction of the pressure chamber.
【請求項6】 前記インク供給口は、スペーサの厚み方
向と平行な方向において、V字状の非貫通孔で形成した
ことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記
載のインクジェット式記録ヘッド。
6. The ink jet printer according to claim 1, wherein the ink supply port is formed as a V-shaped non-through hole in a direction parallel to a thickness direction of the spacer. Type recording head.
【請求項7】 前記通孔の周囲には余剰の接着剤を収容7. An excess adhesive is accommodated around the through hole.
できる容積を備えた矩形状の凹部が複数配置されているMultiple rectangular recesses with a possible volume are arranged
ことを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれかに記The method according to any one of claims 1 to 6, wherein
載のインクジェット式記録ヘッド。On-board ink jet recording head.
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