JP3235311B2

JP3235311B2 - インクジェット式記録ヘッド

Info

Publication number: JP3235311B2
Application number: JP32858293A
Authority: JP
Inventors: 孝浩片倉; 薫百瀬
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1993-12-24
Filing date: 1993-12-24
Publication date: 2001-12-04
Anticipated expiration: 2016-12-04
Also published as: JPH07178909A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インクジェットプリン
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。

【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して形成されている
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
常感光性樹脂のエッチングにより形成されている。

【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。

【０００４】このような問題を解消するために、結晶方
位（１１０）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。

【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。

【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。

【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
トと蓋板によりスペーサの通孔を封鎖して形成されたノ
ズル開口に対応した圧力発生室と、この圧力発生室にイ
ンクを供給するためのインク供給口と、このインク供給
口に連通するリザーバとを備えたインクジェット式記録
ヘッドにおいて、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、
前記圧力発生室の前記ノズル開口近傍の端部が互いに鈍
角で接する４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、
圧力発生室の壁面はスペーサ表裏面と実質的に垂直な面
であり、先端の壁面同士が接する角度が１００度以上で
あ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、圧力室の幅方向において略中心線上に
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。

【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。

【０００９】

【実施例】以下に本発明の詳細を図示した実施例に基づ
いて説明する。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【００１７】図７は、前述したスペーサ４の一実施例を
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。

【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。

【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。

【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５ｇの７つの壁面からなってい
て、ノズル開口２が対向する面５ｂ、５ｆ、５ｇ、５ａ
はそれぞれθ３、θ４、θ５で接しており、これらの角
度θ３、θ４、θ５はそれぞれ約１５２度、１００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形成されている。

【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体抵抗と
なる程度の間隔を空けて壁面５ａ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
５ａ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。

【００２２】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４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。

【００２３】図９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９（ａ））。

【００２４】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を備えた耐フッ化
水素保護膜６２をフォトリソグラフィにより形成する
（図９（ｂ））。

【００２５】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９（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。

【００２６】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
たエッチング液、例えば濃度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６１ａ、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。

【００２７】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９（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。

【００２８】すなわち、図１０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にい外側に位置するパ
ターン７０ａ、７１ａの境界に一致して壁面７２ａ、７
２ｂ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。

【００２９】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９（ｅ））。

【００３０】ところで、このような結晶方位（１１０）
の単結晶シリコン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１１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）の面に一致してエッチングが
進行し、その後（１１１）が交差したエッジ部から、ス
ペーサの表面及び裏面と概ね垂直にエッチングが進行す
る。

【００３１】このような性質を積極的に利用するため、
図１２（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となる側に変位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。

【００３２】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８０ｂを備えてい
るため、このエッジ部８０ｂのエッチングが壁面５ｂに
対して所定の角度θ、約３０度で進行する。一方壁面５
ｇは、壁面５ａに対してθ５＝約１１０度、正確には、 θ５＝１８０−２×ｔａｎ^-1（１／√２）の角度を持った結晶方位（１１１）の面で形成される。
このためノズル開口に対向する領域までエッチングが進
行すると、先端の壁面５ｇに対してθ４＝約１００度の
鈍角で接する壁面５ｆが形成されることになる。壁面５
ｆが壁面５ｇに到達した段階でエッチングを停止させる
ことで、ノズル開口２とこれに対向する壁面５ａ、５
ｂ、５ｆ、５ｇとの距離が可及的に均等になる。またイ
ンク供給口と圧力発生室、及びインク供給口とリザーバ
との接続点におけるエッチングの進行を、インクの流れ
に対して隘路となるインク供給口の流入口、流出口での
インクの流れの停滞を防止できる程度に拡開させる程度
で停止させ、インク供給口として適正な流体抵抗を確保
することができる。

【００３３】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１２（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。

【００３４】図１３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ある。リザーバ
はインクの供給に対して必要な寸法を確保しなければい
けないが、リザーバの幅を広くするとノズル列の間隔が
広くなってしまい、結果的に装置の価格が高くなってし
まう、印字ズレが大きくなってしまい印字品質が低下す
る、等の問題がある。そのため、必要最低限のリザーバ
の幅とした場合、各列の圧力発生室のインク供給口とな
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・・・・、８
３、８３、８３・・・・、及び８２’、８２’、８２’・・・
・、８３’、８３’、８３’・・・・がラップしてしまう。

【００３５】図１４（ａ）は、このような不具合を改善
するための異方性エッチングのパターンの実施例を示す
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。

【００３６】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、図１４（ｂ）に示
すように１本の剣状部８６が連続部８５に到達し、２本
に分離されるまで無用なエッチングの進行を阻止するこ
とが可能となる。

【００３７】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１５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、このためリザーバ
の幅を必要最低限の寸法としても、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。

【００３８】図１６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。

【００３９】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９０ａとおよそ１
５０度の角度で接し、スペーサ表面及び裏面に対してほ
ぼ垂直な面である壁面９０ｃ、及び９０ｄ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。なお、インク供給口をなす通口９２の位置は、圧
力発生室の中心線上に限らず、必要に応じて任意の位置
に配置させることができる。

【００４０】図１７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
５５度、正確には、 θ６＝９０−ｔａｎ^-1（１／√２）傾いて接続されている。また表面に対して図１８に示す
ように２つの、角度θ７＝約３５度の傾斜面、正確に
は、 θ７＝ｔａｎ^-1（１／√２）である結晶方位（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
持ち梁状態となることを防ぐことができ、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。

【００４１】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インクジ
ェット式記録ヘッド等においてもなんら問題なく適用す
ることができる。

【００４２】

【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蓋板によ
りスペーサの通孔を封鎖して形成されたノズル開口に対
応した圧力発生室と、この圧力発生室にインクを供給す
るためのインク供給口と、このインク供給口に連通する
リザーバとを備えたインクジェット式記録ヘッドにおい
て、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
室の前記ノズル開口近傍の端部が互いに鈍角で接する４
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、圧力発生室の壁面はス
ペーサ表裏面と実質的に垂直な面であり、先端の壁面同
士が接する角度が１００度以上であることにより、圧力
室の形状を均一に、且つノズル開口近傍の壁面を滑らか
な形状とし、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、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し
たことにより、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。

【図面の簡単な説明】

【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。

【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。

【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。

【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。

【図５】同上圧電振動子の電極構造を示す図である。

【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。

【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。

【図８】通孔を形成する各壁面のなす角度を示す図であ
る。

【図９】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。

【図１０】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。

【図１１】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。

【図１２】（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。

【図１３】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
のラップした状態を示す図である。

【図１４】（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。

【図１５】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
の他の実施例を拡大して示す図である。

【図１６】本発明の他の実施例の通孔の形状を示す図で
ある。

【図１７】本発明の第３の実施例の圧力発生室、インク
供給口、リザーバの形状を示す図である。

【図１８】第３の実施例のインク供給口の断面形状を示
す図である。

【符号の説明】

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〜５ｇ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

───────────────────────────────────────────────────── 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

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ノズル開口が穿設されたノズルプレート
と蓋板によりスペーサの通孔を封鎖して形成された前記
ノズル開口に対応した圧力発生室と、前記圧力発生室に
インクを供給するためのインク供給口と、前記インク供
給口に連通するリザーバとを備えたインクジェット式記
録ヘッドにおいて、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、前記圧力発生室の
前記ノズル開口近傍の端部が互いに鈍角で接する４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
式記録ヘッド。
【請求項２】前記圧力発生室の壁面は前記スペーサ表
裏面と実質的に垂直な面であり、先端の壁面同士が接す
る角度が１００度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式記録ヘッド。
【請求項３】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または請求項２記載のインクジェット式記録
ヘッド。
【請求項４】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または請求項２記載のインクジェット式記録ヘッ
ド。
【請求項５】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または請求項２記載のインク
ジェット式記録ヘッド。
【請求項６】前記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
ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記
載のインクジェット式記録ヘッド。