JP3419420B2 - インクジェット式記録ヘッド - Google Patents
インクジェット式記録ヘッドInfo
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- JP3419420B2 JP3419420B2 JP10063694A JP10063694A JP3419420B2 JP 3419420 B2 JP3419420 B2 JP 3419420B2 JP 10063694 A JP10063694 A JP 10063694A JP 10063694 A JP10063694 A JP 10063694A JP 3419420 B2 JP3419420 B2 JP 3419420B2
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- Japan
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- generating chamber
- plate
- recording head
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- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、圧力発生室のインクに
圧力を印加してインク滴を発生させるインクジェット式
記録ヘッドに関する。
圧力を印加してインク滴を発生させるインクジェット式
記録ヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】周知のように、１枚の基板に複数のノズ
ル開口を配置したいわゆるマルチノズル型インクジェッ
ト式記録ヘッドは、複数のノズル開口が穿設されたノズ
ルプレートと、圧力発生室やインク供給流路を区画する
スペーサ、及び他方の面を封止する第２プレートを積
層、固定し、圧電振動子や発熱素子により圧力発生室に
圧力を発生させ、この圧力を第２プレート等の弾性に基
づくコンプライアンスにより蓄圧して、エネルギの有効
利用を図りながらインク滴を飛翔させるように構成され
ている。
ル開口を配置したいわゆるマルチノズル型インクジェッ
ト式記録ヘッドは、複数のノズル開口が穿設されたノズ
ルプレートと、圧力発生室やインク供給流路を区画する
スペーサ、及び他方の面を封止する第２プレートを積
層、固定し、圧電振動子や発熱素子により圧力発生室に
圧力を発生させ、この圧力を第２プレート等の弾性に基
づくコンプライアンスにより蓄圧して、エネルギの有効
利用を図りながらインク滴を飛翔させるように構成され
ている。
【０００３】そして、記録ヘッドの記録密度の向上を図
るためにノズル開口列のピッチが小さくなる傾向にあ
り、これに伴って圧力発生室のサイズも小さくならざる
を得ない。このような圧力発生室の微小化にともなっ
て、圧力発生源を圧電振動子に頼るインクジェット式記
録ヘッドにあっては、圧電振動子の変位量を大きくでき
ることから長手方向に伸縮する、いわゆる縦振動モード
の圧電振動子が好都合である。
るためにノズル開口列のピッチが小さくなる傾向にあ
り、これに伴って圧力発生室のサイズも小さくならざる
を得ない。このような圧力発生室の微小化にともなっ
て、圧力発生源を圧電振動子に頼るインクジェット式記
録ヘッドにあっては、圧電振動子の変位量を大きくでき
ることから長手方向に伸縮する、いわゆる縦振動モード
の圧電振動子が好都合である。
【０００４】縦振動モードの圧電振動子では、上述の如
く大きな変位量を得ることができるので、圧力発生室と
の当接面積を極めて小さくでき、したがって配列ピッチ
を小さくできる。しかしその反面、インク吐出に必要な
大きさのコンプライアンスを確保することができないと
いう問題がある。すなわち、インク吐出に必要な圧力発
生室のコンプライアンスを第２振動プレートの弾性に求
めている関係上、圧力発生室の幅が小さくなるだけでな
く、さらに縦振動モードの圧電振動子が第２プレートに
固着されるため、第２プレートの圧力発生室領域での弾
性変形量が小さくなってインク滴吐出に必要な大きさの
コンプライアンスを確保することができないという問題
がある。
く大きな変位量を得ることができるので、圧力発生室と
の当接面積を極めて小さくでき、したがって配列ピッチ
を小さくできる。しかしその反面、インク吐出に必要な
大きさのコンプライアンスを確保することができないと
いう問題がある。すなわち、インク吐出に必要な圧力発
生室のコンプライアンスを第２振動プレートの弾性に求
めている関係上、圧力発生室の幅が小さくなるだけでな
く、さらに縦振動モードの圧電振動子が第２プレートに
固着されるため、第２プレートの圧力発生室領域での弾
性変形量が小さくなってインク滴吐出に必要な大きさの
コンプライアンスを確保することができないという問題
がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】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
ろは圧力発生室の微小化に関りなく、インク吐出に必要
な大きさのコンプライアンスを圧力発生室に備えさせる
ことができる新規なインクジェット式記録ヘッドを提供
することにある。
題に鑑みてなされたものであって、その目的とするとこ
ろは圧力発生室の微小化に関りなく、インク吐出に必要
な大きさのコンプライアンスを圧力発生室に備えさせる
ことができる新規なインクジェット式記録ヘッドを提供
することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】このような問題を解消す
るために本発明においては、圧力発生室を区画する壁
と、インクタンクからインクの供給を受け、また前記圧
力発生室にインクを供給するリザーバを区画する壁面と
を備えたスペーサ部材と、前記圧力発生室に連通するよ
うに穿設されたノズル開口を備え、前記スペーサ部材の
一方の面に固定された第１プレートと、前記スペーサ部
材の他方の面に固定された第２プレートと、一端が基台
に固定され、他端が前記第２プレートの前記圧力発生室
に対向する領域に固定されて前記第２プレートを弾性変
形させる縦振動モードの圧電振動子とを備え、前記圧力
発生室を区画する前記壁は、それぞれスリットにより形
成された空間を有するとともに、前記圧力発生室で加圧
されたインクの圧力により変形可能な厚みに設定され、
前記スリットが前記第１プレート及び第２プレートによ
り覆われている。
るために本発明においては、圧力発生室を区画する壁
と、インクタンクからインクの供給を受け、また前記圧
力発生室にインクを供給するリザーバを区画する壁面と
を備えたスペーサ部材と、前記圧力発生室に連通するよ
うに穿設されたノズル開口を備え、前記スペーサ部材の
一方の面に固定された第１プレートと、前記スペーサ部
材の他方の面に固定された第２プレートと、一端が基台
に固定され、他端が前記第２プレートの前記圧力発生室
に対向する領域に固定されて前記第２プレートを弾性変
形させる縦振動モードの圧電振動子とを備え、前記圧力
発生室を区画する前記壁は、それぞれスリットにより形
成された空間を有するとともに、前記圧力発生室で加圧
されたインクの圧力により変形可能な厚みに設定され、
前記スリットが前記第１プレート及び第２プレートによ
り覆われている。
【０００７】
【作用】圧力発生室を形成する壁の間にスリットが存在
するため、圧力発生室にインク滴吐出のために圧力が印
加されると、圧力発生室を区画する壁が弾性変形し、か
つスリットで隣接する圧力発生室の壁に影響を及ぼすこ
となくコンプライアンスが確保でき、壁を隔てるスリッ
トが第１プレートと第２プレートとにより覆わているた
め、縦振動モードの振動子からスペーサ部材が強い力を
受けても十分な強度を維持する。
するため、圧力発生室にインク滴吐出のために圧力が印
加されると、圧力発生室を区画する壁が弾性変形し、か
つスリットで隣接する圧力発生室の壁に影響を及ぼすこ
となくコンプライアンスが確保でき、壁を隔てるスリッ
トが第１プレートと第２プレートとにより覆わているた
め、縦振動モードの振動子からスペーサ部材が強い力を
受けても十分な強度を維持する。
【０００８】
【実施例】そこで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。図１、及び図２は本発明の一実施
例を示すものであって、図中符号１は、ノズル開口２、
２、２‥‥が穿設されたノズルプレート、３は、圧力発
生室４、４、４、インク供給口５、５、５‥‥、及びリ
ザーバ６を区画するスペーサ、７は、第２プレートで、
スペーサ部材３の両面をノズルプレート１と第２プレー
ト７により封止してインクジェット記録ヘッドに纏めら
れている。
に基づいて説明する。図１、及び図２は本発明の一実施
例を示すものであって、図中符号１は、ノズル開口２、
２、２‥‥が穿設されたノズルプレート、３は、圧力発
生室４、４、４、インク供給口５、５、５‥‥、及びリ
ザーバ６を区画するスペーサ、７は、第２プレートで、
スペーサ部材３の両面をノズルプレート１と第２プレー
ト７により封止してインクジェット記録ヘッドに纏めら
れている。
【０００９】圧力発生室４、４‥‥は、それぞれ壁１
０、１１により区画され、隣接する圧力発生室とは空間
１２を介して隔離されている。
０、１１により区画され、隣接する圧力発生室とは空間
１２を介して隔離されている。
【００１０】図３は、前述のスペーサ部材３の一実施例
を示すものであって、図中符号２２は、隣接する圧力発
生室４、４‥‥を隔離している空間１２を形成するスリ
ットで、インク供給口５を区画する壁面２５、２６から
ノズル開口２、２、２‥‥の先端まで延びている。ま
た、圧力発生室４、４、４‥‥を区画し、圧力発生室
４、４、４‥‥を挟んで対向する壁１０、１１は、イン
ク滴吐出のためにインクに圧力が印加された場合には、
弾性変形が可能な厚み,この実施例では１５μｍに選定
されており、また圧力発生室４、４、４‥‥の長手方向
のほぼ中央部においてブリッジ２８により接続されてい
る。
を示すものであって、図中符号２２は、隣接する圧力発
生室４、４‥‥を隔離している空間１２を形成するスリ
ットで、インク供給口５を区画する壁面２５、２６から
ノズル開口２、２、２‥‥の先端まで延びている。ま
た、圧力発生室４、４、４‥‥を区画し、圧力発生室
４、４、４‥‥を挟んで対向する壁１０、１１は、イン
ク滴吐出のためにインクに圧力が印加された場合には、
弾性変形が可能な厚み,この実施例では１５μｍに選定
されており、また圧力発生室４、４、４‥‥の長手方向
のほぼ中央部においてブリッジ２８により接続されてい
る。
【００１１】ブリッジ部２８、２８、２８は、ノズルプ
レート１側に位置していて、第２プレート７と一定の間
隙を形成していて、圧力発生室４内でのインクの流動に
支障を来さず、かつ壁１０、１１が空間１２側、または
圧力発生室４側に倒れ込むのを防止できる程度の厚み、
この実施例では７０μｍ程度に設定されている。
レート１側に位置していて、第２プレート７と一定の間
隙を形成していて、圧力発生室４内でのインクの流動に
支障を来さず、かつ壁１０、１１が空間１２側、または
圧力発生室４側に倒れ込むのを防止できる程度の厚み、
この実施例では７０μｍ程度に設定されている。
【００１２】このように構成されたスペーサ部材３は、
その一方の面にノズルプレート１が、また他方の面に第
２プレート７が固定されてインクジェット式記録ヘッド
に纏められる。
その一方の面にノズルプレート１が、また他方の面に第
２プレート７が固定されてインクジェット式記録ヘッド
に纏められる。
【００１３】ところで、これらスペーサ部材３と各プレ
ート１、７との固定には、接着剤を使用したり、接着剤
を使用しない合金的な手法、たとえば共晶接合等が適用
できる。
ート１、７との固定には、接着剤を使用したり、接着剤
を使用しない合金的な手法、たとえば共晶接合等が適用
できる。
【００１４】圧力発生室を区画する壁１０、１１は、ノ
ズルプレート１や第２プレート７をスペーサ３に圧接す
る際に圧力発生室４側、もしくは空間１２側への分力を
受ける。しかしながら、これら壁１０、１１は、これに
比較して剛性の高いブリッジ部２８により長手方向中央
部で接続されているため、空間１２や圧力発生室４に倒
れ込むことはない。
ズルプレート１や第２プレート７をスペーサ３に圧接す
る際に圧力発生室４側、もしくは空間１２側への分力を
受ける。しかしながら、これら壁１０、１１は、これに
比較して剛性の高いブリッジ部２８により長手方向中央
部で接続されているため、空間１２や圧力発生室４に倒
れ込むことはない。
【００１５】このように構成した記録ヘッドの圧力発生
室４に一端が図示しない基台に固定された縦振動モード
の圧電振動子１３の他端を、第２プレート６のアイラン
ド部１４に取り付けて、これに印字データに基づく駆動
信号を印加すると、圧電振動子１３が伸長して第２プレ
ート７が圧力発生室側にたわんで、圧力発生室４に圧力
が生じる。
室４に一端が図示しない基台に固定された縦振動モード
の圧電振動子１３の他端を、第２プレート６のアイラン
ド部１４に取り付けて、これに印字データに基づく駆動
信号を印加すると、圧電振動子１３が伸長して第２プレ
ート７が圧力発生室側にたわんで、圧力発生室４に圧力
が生じる。
【００１６】この圧力は、圧力発生室４を区画している
壁１０、１１を、図４に示したように空間１２側に膨張
させたり、また第２プレートを外側に膨張変位させ、同
時にノズル開口２からインク滴を吐出させる。
壁１０、１１を、図４に示したように空間１２側に膨張
させたり、また第２プレートを外側に膨張変位させ、同
時にノズル開口２からインク滴を吐出させる。
【００１７】これら空間１２は、隣接する圧力発生室
４、４‥‥を物理的に隔てているため、圧力発生室４の
膨張、収縮に起因する壁１０、１１の変位が隣接する圧
力発生室４に伝搬することはない。
４、４‥‥を物理的に隔てているため、圧力発生室４の
膨張、収縮に起因する壁１０、１１の変位が隣接する圧
力発生室４に伝搬することはない。
【００１８】図５（イ）、（ロ）は、それぞれ上述した
スペーサ部材の第２実施例を示すものであって、この実
施例においてはスリット２２のノズル開口２の側を、ノ
ズル開口２、２の配列方向に延びる第２のスリット３０
により接続して開口３０ａにより大気に開放されてい
る。
スペーサ部材の第２実施例を示すものであって、この実
施例においてはスリット２２のノズル開口２の側を、ノ
ズル開口２、２の配列方向に延びる第２のスリット３０
により接続して開口３０ａにより大気に開放されてい
る。
【００１９】この実施例によれば、ノズルプレート１と
第２プレートとによる空間１２の封止を防止して、温度
変化に起因する壁１０、１１の変形を防止することがで
きる。
第２プレートとによる空間１２の封止を防止して、温度
変化に起因する壁１０、１１の変形を防止することがで
きる。
【００２０】なお、この実施例では壁１０、１１を隔て
ている空間１２を、一端において第２のスリット３０に
連通させて大気に開放するようにしているが、それぞれ
の空間１２の一端をスペーサ部材３の端部まで延長して
直接大気に開放するようにしても同様の作用を奏するこ
とは明らかである。
ている空間１２を、一端において第２のスリット３０に
連通させて大気に開放するようにしているが、それぞれ
の空間１２の一端をスペーサ部材３の端部まで延長して
直接大気に開放するようにしても同様の作用を奏するこ
とは明らかである。
【００２１】図６（イ）、（ロ）は、前述のスペーサ部
材３を、結晶軸（１、１、０）のシリコン単結晶基板を
異方性エッチングにより製造する場合のエッチングパタ
ーンの一実施例を示すものである。図６（イ）は、ブリ
ッジ部を形成する面側の、また同図（ロ）はブリッジ部
２８の上部に空間を確保して圧力発生室４の連通を確保
する側のパターンで、図６（イ）、（ロ）においてハッ
チングが施された領域がエッチング保護膜を表してい
る。
材３を、結晶軸（１、１、０）のシリコン単結晶基板を
異方性エッチングにより製造する場合のエッチングパタ
ーンの一実施例を示すものである。図６（イ）は、ブリ
ッジ部を形成する面側の、また同図（ロ）はブリッジ部
２８の上部に空間を確保して圧力発生室４の連通を確保
する側のパターンで、図６（イ）、（ロ）においてハッ
チングが施された領域がエッチング保護膜を表してい
る。
【００２２】４０ａ、４０ｂは、一方の面に形成されて
圧力発生室４となる空間を確保するためのエッチング領
域を区画する窓であり、また４０ｃ、４０ｄは、他方の
面に形成されて圧力発生室４となる空間を確保するため
のエッチング領域を区画する窓である。窓４０ａと窓４
０ｂとの間にはブリッジ部２８に相当する領域をエッチ
ングから保護するための保護膜４１ａが、また他方のパ
ターンにはエッチングの進行を或程度抑制するための小
さな保護膜４１ｂが形成されている。
圧力発生室４となる空間を確保するためのエッチング領
域を区画する窓であり、また４０ｃ、４０ｄは、他方の
面に形成されて圧力発生室４となる空間を確保するため
のエッチング領域を区画する窓である。窓４０ａと窓４
０ｂとの間にはブリッジ部２８に相当する領域をエッチ
ングから保護するための保護膜４１ａが、また他方のパ
ターンにはエッチングの進行を或程度抑制するための小
さな保護膜４１ｂが形成されている。
【００２３】そして、ノズル開口側となるパターン（図
６（イ））には、圧力発生室４を区画する壁１０、１１
を、隣接する圧力発生室を区画する壁と分離するため
に、スリット２２、２３となるように窓４０ａの外側端
部から窓４０ｂの外側端部に延びる細長い窓４２ａ、４
２ｂが形成されている。
６（イ））には、圧力発生室４を区画する壁１０、１１
を、隣接する圧力発生室を区画する壁と分離するため
に、スリット２２、２３となるように窓４０ａの外側端
部から窓４０ｂの外側端部に延びる細長い窓４２ａ、４
２ｂが形成されている。
【００２４】また、圧力発生室４のインク供給口側には
それぞれリザーバ６となる窓４３ａ、４３ｂが形成さ
れ、これら窓４３ａ、窓４３ｂと圧力発生室４を形成す
る窓４０ｂ、窓４０ｄとはそれぞれインク供給口５とな
る空間をエッチングするための細長い窓４４ａ、及び４
４ｂにより接続されている。なお、図中符号４５、４
５、４５‥‥は、それぞれ異方性エッチングの際に生じ
る端部効果により比較的細い空間等に過剰なエッチング
が及ぶのを抑制するための保護用の膜である。
それぞれリザーバ６となる窓４３ａ、４３ｂが形成さ
れ、これら窓４３ａ、窓４３ｂと圧力発生室４を形成す
る窓４０ｂ、窓４０ｄとはそれぞれインク供給口５とな
る空間をエッチングするための細長い窓４４ａ、及び４
４ｂにより接続されている。なお、図中符号４５、４
５、４５‥‥は、それぞれ異方性エッチングの際に生じ
る端部効果により比較的細い空間等に過剰なエッチング
が及ぶのを抑制するための保護用の膜である。
【００２５】そして、これら圧力発生室４を形成する窓
４０ａ乃至４０ｄの内、一方の面、この実施例では図６
（イ）側の窓４０ａ、４０ｂは、他方のパターン（図６
（ロ））の窓４０ｃ、４０ｄを、また同様にインク流路
を形成する窓４４ａは、他方の面に形成される窓４４ｂ
を収容できるように大小関係を持つようにそのサイズが
設定されている。
４０ａ乃至４０ｄの内、一方の面、この実施例では図６
（イ）側の窓４０ａ、４０ｂは、他方のパターン（図６
（ロ））の窓４０ｃ、４０ｄを、また同様にインク流路
を形成する窓４４ａは、他方の面に形成される窓４４ｂ
を収容できるように大小関係を持つようにそのサイズが
設定されている。
【００２６】すなわち、エッチングパターンの焼き付け
時に、それぞれに位置合わせ誤差が生じても、一方のパ
ターンの窓４０ａ、４０ｂ、４４ａが他方のパターンの
窓４０ｃ、４０ｄ、４４ｂを収容した状態でシリコン単
結晶基板に形成できるように、パターンの窓４０ｃ、４
０ｄ、４４ｂを目的のサイズのものよりも例えば５μｍ
程度縮小して形成されている。
時に、それぞれに位置合わせ誤差が生じても、一方のパ
ターンの窓４０ａ、４０ｂ、４４ａが他方のパターンの
窓４０ｃ、４０ｄ、４４ｂを収容した状態でシリコン単
結晶基板に形成できるように、パターンの窓４０ｃ、４
０ｄ、４４ｂを目的のサイズのものよりも例えば５μｍ
程度縮小して形成されている。
【００２７】つぎに異方性エッチングについて説明す
る。スペーサとして機能するに必要な厚み、例えば２２
０μｍを有する結晶方位（１１０）のシリコン単結晶基
板６０の表面全体に、異方性エッチング液の保護膜とし
て機能する１μｍ程度の二酸化珪素膜６１を熱酸化法に
より形成する（図７（ａ））
る。スペーサとして機能するに必要な厚み、例えば２２
０μｍを有する結晶方位（１１０）のシリコン単結晶基
板６０の表面全体に、異方性エッチング液の保護膜とし
て機能する１μｍ程度の二酸化珪素膜６１を熱酸化法に
より形成する（図７（ａ））
【００２８】二酸化珪素膜６１が形成された基板６０の
表面及び裏面に光硬化性感光層を形成し、一方の面に前
述した図６（イ）の、また他方の面に図６（ロ）のパタ
ーンを位置合わせした上で露光する。ついでこの基板を
フォトリソグラフィ用薬剤に浸漬すると、露光を受けた
領域、つまり通孔を形成するべき領域の感光層が未硬化
であるため、ここが選択的に溶解されて窓６３、６４が
形成される（図７（ｂ））。
表面及び裏面に光硬化性感光層を形成し、一方の面に前
述した図６（イ）の、また他方の面に図６（ロ）のパタ
ーンを位置合わせした上で露光する。ついでこの基板を
フォトリソグラフィ用薬剤に浸漬すると、露光を受けた
領域、つまり通孔を形成するべき領域の感光層が未硬化
であるため、ここが選択的に溶解されて窓６３、６４が
形成される（図７（ｂ））。
【００２９】この状態でフッ化水素液によりエッチング
を実行すると、前述の窓６３、６４に一致して二酸化珪
素膜６１が除去される。そして前述したように、表面、
及び裏面に形成される二酸化珪素膜のパターン６１ａ、
及び６１ｂは、一方の面のパターン６１ａが他方の面の
パターン６１ｂを取り囲むことになる（図７（ｃ））。
を実行すると、前述の窓６３、６４に一致して二酸化珪
素膜６１が除去される。そして前述したように、表面、
及び裏面に形成される二酸化珪素膜のパターン６１ａ、
及び６１ｂは、一方の面のパターン６１ａが他方の面の
パターン６１ｂを取り囲むことになる（図７（ｃ））。
【００３０】これを、一定温度、例えば８０°Ｃ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６
１ａ、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３
５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。
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６
１ａ、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３
５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。
【００３１】そして前述したように基板６０の表面、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、つまり壁面位置を規定
すべき側のエッチング保護膜からなるパターンの境界
が、鏡像関係にある他方の保護膜の境界よりも外側に位
置しているため、エッチングが終了した段階では、形成
された通孔６５の壁面は、外側に境界が位置するパター
ン６１ｂに一致して形成される（図７（ｄ））。
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、つまり壁面位置を規定
すべき側のエッチング保護膜からなるパターンの境界
が、鏡像関係にある他方の保護膜の境界よりも外側に位
置しているため、エッチングが終了した段階では、形成
された通孔６５の壁面は、外側に境界が位置するパター
ン６１ｂに一致して形成される（図７（ｄ））。
【００３２】この結果、表裏のパターンの間で若干の位
置ずれが生じたとしても、大きめの窓６４に一致した形
状にエッチングが行なわれることになる。
置ずれが生じたとしても、大きめの窓６４に一致した形
状にエッチングが行なわれることになる。
【００３３】一方、一方の面だけに窓６６が形成されて
いるパターン（図７（ｅ））を用いて異方性エッチング
を実行すると、エッチングは、特定の結晶軸に沿ってエ
ッチングが進行するため、図７（ｆ）に示したように窓
６６が設けられている側が拡開した断面台形状の凹部６
８が形成されることになる。
いるパターン（図７（ｅ））を用いて異方性エッチング
を実行すると、エッチングは、特定の結晶軸に沿ってエ
ッチングが進行するため、図７（ｆ）に示したように窓
６６が設けられている側が拡開した断面台形状の凹部６
８が形成されることになる。
【００３４】このように一方の面、特にノズルプレート
１が固定される面にだけ窓６６を設け、異方性エッチン
グによりてスリットを形成した場合には、図８（イ）に
示したように断面台形状のスリットが形成されることに
なる。この結果、第２プレート側でのスリットの開口面
積が小さくなり、インク吐出時における圧電振動子の力
を受ける第２プレート７とスペーサ部材との大きな接合
面積を確保できるばかりでなく、ブリッジ部２８が形成
されていない側である第２プレート側における隔壁１
０、１１の強度を高めることができる。
１が固定される面にだけ窓６６を設け、異方性エッチン
グによりてスリットを形成した場合には、図８（イ）に
示したように断面台形状のスリットが形成されることに
なる。この結果、第２プレート側でのスリットの開口面
積が小さくなり、インク吐出時における圧電振動子の力
を受ける第２プレート７とスペーサ部材との大きな接合
面積を確保できるばかりでなく、ブリッジ部２８が形成
されていない側である第２プレート側における隔壁１
０、１１の強度を高めることができる。
【００３５】なお、上述の実施例においてはスリット
を、圧力発生室の全域に対向できる長さに設定している
が、圧力発生室に必要とされるコンプライアンスに応じ
て、スリットの長さを適宜調整することにより、インク
吐出に最適な大きさのコンプライアンスを得ることがで
きる。
を、圧力発生室の全域に対向できる長さに設定している
が、圧力発生室に必要とされるコンプライアンスに応じ
て、スリットの長さを適宜調整することにより、インク
吐出に最適な大きさのコンプライアンスを得ることがで
きる。
【００３６】また、上述の実施例のおいてはスリット２
２を一方の面からだけのエッチングにより形成するよう
にしているが、図９に示したようにシリコン単結晶基板
の両面に形成するパターンのそれぞれにスリット形成用
の窓４２ａ、４２ｂ、及び４２ｃ、４２ｄを形成するよ
うにしても同様の作用を奏することは明らかである。こ
の場合には、図８（ロ）に示したようにノズルプレート
側、及び第２プレート側ともに同一開口面積のスリット
が形成されることになる。このような両面からの異方性
エッチングを適用したスリットの形成は、ノズル開口の
配列ピッチが比較的大きい場合に用いると、コンプライ
アンスを確保しやすい。
２を一方の面からだけのエッチングにより形成するよう
にしているが、図９に示したようにシリコン単結晶基板
の両面に形成するパターンのそれぞれにスリット形成用
の窓４２ａ、４２ｂ、及び４２ｃ、４２ｄを形成するよ
うにしても同様の作用を奏することは明らかである。こ
の場合には、図８（ロ）に示したようにノズルプレート
側、及び第２プレート側ともに同一開口面積のスリット
が形成されることになる。このような両面からの異方性
エッチングを適用したスリットの形成は、ノズル開口の
配列ピッチが比較的大きい場合に用いると、コンプライ
アンスを確保しやすい。
【００３７】さらに、上述に実施例においては、圧力発
生室を区画する壁の厚みを同一としているが、図１０に
示したように空間１２を一方の圧力発生室４に偏して形
成し、圧力発生室を区画する一方の壁１１に優先的にコ
ンプライアンスを持たせるようにしても同様の効果を奏
することは明らかである。
生室を区画する壁の厚みを同一としているが、図１０に
示したように空間１２を一方の圧力発生室４に偏して形
成し、圧力発生室を区画する一方の壁１１に優先的にコ
ンプライアンスを持たせるようにしても同様の効果を奏
することは明らかである。
【００３８】さらに上述の実施例においてはノズルプレ
ート、スペーサ、及び振動板を積層したいわゆるフェー
スイジェクトタイプの記録ヘッドに例を採って説明した
が、基板、スペーサ、及び振動板を積層するとともに圧
力発生室の長さ方向の端面にノズル開口を穿設した、い
わゆるエッジイジェクトタイプの記録ヘッドを構成する
スペーサに適用しても同様の作用を奏することは明らか
である。
ート、スペーサ、及び振動板を積層したいわゆるフェー
スイジェクトタイプの記録ヘッドに例を採って説明した
が、基板、スペーサ、及び振動板を積層するとともに圧
力発生室の長さ方向の端面にノズル開口を穿設した、い
わゆるエッジイジェクトタイプの記録ヘッドを構成する
スペーサに適用しても同様の作用を奏することは明らか
である。
【００３９】
【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
コンプライアンスを確保するようにインクの圧力により
変形可能に壁を構成しても、壁を隔てるスリットが第１
プレートと第２プレートとにより覆わているため、縦振
動モードの振動子からスペーサ部材が強い力を受けて
も、十分な強度を維持することができる。
コンプライアンスを確保するようにインクの圧力により
変形可能に壁を構成しても、壁を隔てるスリットが第１
プレートと第２プレートとにより覆わているため、縦振
動モードの振動子からスペーサ部材が強い力を受けて
も、十分な強度を維持することができる。
【図１】本発明の一実施例を示す断面斜視図である。
【図２】同上装置のブリッジ部近傍、及びノズル開口部
近傍における断面図である。
近傍における断面図である。
【図３】同図（イ）、（ロ）は、それぞれ同上装置のス
ペーサ部材の一実施例を示す上面図、及び断面図であ
る。
ペーサ部材の一実施例を示す上面図、及び断面図であ
る。
【図４】圧力発生室に圧力を印加したとき、壁に生じる
変形を模式的に示す図である。
変形を模式的に示す図である。
【図５】図（イ）、（ロ）は、それぞれスペーサ部材の
他の実施例を示す上面図、及び断面図である。
他の実施例を示す上面図、及び断面図である。
【図６】図（イ）、（ロ）は、それぞれスペーサ部材を
シリコン単結晶基板を異方性エッチングにより製作する
場合に使用するパターンの一実施例を示す上面図であ
る。
シリコン単結晶基板を異方性エッチングにより製作する
場合に使用するパターンの一実施例を示す上面図であ
る。
【図７】図（ａ）乃至（ｆ）は、それぞれ異方性エッチ
ングによりスペーサを形成する工程を示す説明図であ
る。
ングによりスペーサを形成する工程を示す説明図であ
る。
【図８】図（イ）、（ロ）はそれぞれ異方性エッチング
により形成されたスリットの、圧力発生室長手方向の断
面における形状を示す図である。
により形成されたスリットの、圧力発生室長手方向の断
面における形状を示す図である。
【図９】図（イ）、及び（ロ）は、それぞれ異方性エッ
チングのパターンの他の実施例を示す上面図である。
チングのパターンの他の実施例を示す上面図である。
【図１０】本発明の他の実施例を示すスペーサ部材の断
面図である。
面図である。
１ ノズルプレート
２ ノズル開口
３ スペーサ部材
４ 圧力発生室
５ インク供給口
６ リザーバ
７ 第２プレート
１０、１１ 壁
１２ 空間
１３ 圧電振動子
１４ アイランド部
２２ スリット
２８ ブリッジ部
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 片倉 孝浩
長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイ
コーエプソン株式会社内
(56)参考文献 特開 平５−261918（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−338159（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−229116（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−52381（ＪＰ，Ａ)
実開 昭56−548（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B41J 2/045
B41J 2/055
Claims (6)
- 【請求項１】 圧力発生室を区画する壁と、インクタン
クからインクの供給を受け、また前記圧力発生室にイン
クを供給するリザーバを区画する壁面とを備えたスペー
サ部材と、 前記圧力発生室に連通するように穿設されたノズル開口
を備え、前記スペーサ部材の一方の面に固定された第１
プレートと、 前記スペーサ部材の他方の面に固定された第２プレート
と、一端が基台に固定され、他端が前記第２プレートの
前記圧力発生室に対向する領域に固定されて前記第２プ
レートを弾性変形させる縦振動モードの圧電振動子とを
備え、 前記圧力発生室を区画する前記壁は、それぞれスリット
により形成された空間を有するとともに、前記圧力発生
室で加圧されたインクの圧力により変形可能な厚みに設
定され、前記スリットが前記第１プレート及び第２プレ
ートにより覆われているインクジェット式記録ヘッド。 - 【請求項２】 前記スペーサ部材は、単結晶シリコン基
板の異方性エッチングにより形成されている請求項１の
インクジェット式記録ヘッド。 - 【請求項３】 前記スリットは、単結晶シリコン基板の
一方の面からの異方性エッチングにより形成され、前記
第１プレート側の開口面積が、前記第２プレート側の開
口面積よりも大きくなるように形成されている請求項１
のインクジェット式記録ヘッド。 - 【請求項４】 前記スリットは、隣接する圧力発生室の
中間に形成されている請求項１のインクジェット式記録
ヘッド。 - 【請求項５】 圧力発生室を挟んで対向する２つの壁
は、圧力発生室内の連通路を確保するように前記壁と一
体に形成されたブリッジ部により接続されている請求項
１のインクジェット式記録ヘッド。 - 【請求項６】 前記各スリットは、大気に開放されてい
る請求項１のインクジェット式記録ヘッド。
Priority Applications (17)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10063694A JP3419420B2 (ja) | 1994-04-14 | 1994-04-14 | インクジェット式記録ヘッド |
| US08/336,060 US5956058A (en) | 1993-11-05 | 1994-11-04 | Ink jet print head with improved spacer made from silicon single-crystal substrate |
| DE69431315T DE69431315T2 (de) | 1993-11-05 | 1994-11-07 | Tintenstrahldruckkopf und sein Herstellungsverfahren |
| SG1998002943A SG75129A1 (en) | 1993-11-05 | 1994-11-07 | Wall traversing ink supply path to strengthen boundary region |
| EP99122956A EP0980759B1 (en) | 1993-11-05 | 1994-11-07 | Ink jet print head and a method of manufacturing the same |
| EP99122950A EP0980755B1 (en) | 1993-11-05 | 1994-11-07 | Ink jet print head and a method of manufacturing the same |
| DE69432197T DE69432197T2 (de) | 1993-11-05 | 1994-11-07 | Tintenstrahldruckkopf und sein Herstellungsverfahren |
| DE69432136T DE69432136T2 (de) | 1993-11-05 | 1994-11-07 | Tintenstrahldruckkopf und sein Herstellungsverfahren |
| EP94117549A EP0652108B1 (en) | 1993-11-05 | 1994-11-07 | Ink jet print head and a method of manufacturing the same |
| SG1998002949A SG75132A1 (en) | 1993-11-05 | 1994-11-07 | Slit separating partition walls securing compliance |
| DE69432161T DE69432161T2 (de) | 1993-11-05 | 1994-11-07 | Tintenstrahldruckkopf und sein Herstellungsverfahren |
| EP99122963A EP0980757B1 (en) | 1993-11-05 | 1994-11-07 | Ink jet print head |
| DE69432160T DE69432160T2 (de) | 1993-11-05 | 1994-11-07 | Tintenstrahldruckkopf |
| SG1998002945A SG75130A1 (en) | 1993-11-05 | 1994-11-07 | Alternative construction allowing manufacturing of proper dimensions |
| EP99122962A EP0980756B1 (en) | 1993-11-05 | 1994-11-07 | Ink jet printer head |
| SG1998002947A SG75131A1 (en) | 1993-11-05 | 1994-11-07 | Bridge formed across path holes preventing walls falling down |
| US08/682,883 US5723053A (en) | 1993-11-05 | 1996-07-12 | Ink jet print head and a method of manufacturing the same |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10063694A JP3419420B2 (ja) | 1994-04-14 | 1994-04-14 | インクジェット式記録ヘッド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07276625A JPH07276625A (ja) | 1995-10-24 |
| JP3419420B2 true JP3419420B2 (ja) | 2003-06-23 |
Family
ID=14279323
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10063694A Expired - Fee Related JP3419420B2 (ja) | 1993-11-05 | 1994-04-14 | インクジェット式記録ヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3419420B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP4865495B2 (ja) * | 2005-10-17 | 2012-02-01 | キヤノン株式会社 | 液体吐出ヘッドおよびその製造方法 |
| JP5633265B2 (ja) * | 2010-09-13 | 2014-12-03 | 株式会社リコー | 液体吐出ヘッド及び画像形成装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPH05229116A (ja) * | 1992-02-25 | 1993-09-07 | Citizen Watch Co Ltd | インクジェットヘッド |
| JP3245936B2 (ja) * | 1992-03-18 | 2002-01-15 | セイコーエプソン株式会社 | インクジェットヘッド、及びその駆動方法 |
| JP3120565B2 (ja) * | 1992-06-05 | 2000-12-25 | セイコーエプソン株式会社 | インクジェット式印字ヘッド及びその製造方法 |
| JPH0752381A (ja) * | 1993-08-17 | 1995-02-28 | Ricoh Co Ltd | インクジェットヘッド |
-
1994
- 1994-04-14 JP JP10063694A patent/JP3419420B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07276625A (ja) | 1995-10-24 |
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| JPH10146967A (ja) | インクジェット式記録ヘッド | |
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