JPH03253346A - Ink jet printer head and its manufacture - Google Patents
Ink jet printer head and its manufactureInfo
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Landscapes
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は、インク室に設けられた振動板によりインク室
の容積を変化させてノズルよりインクを吐出するインク
ジェットプリンタへ・ノドの構造とその製造方法に関す
るものである。Detailed Description of the Invention <Industrial Application Field> The present invention relates to an inkjet printer that ejects ink from a nozzle by changing the volume of the ink chamber using a diaphragm provided in the ink chamber. This relates to a manufacturing method.
〈従来の技術〉
インクジエンドブリンターは、低騒音で普通紙に記録で
きて、カラー化もできることなどから、最近注目されて
いる。インクシェフ)記録方式には、大別してコンテニ
アス方式とオンデマンド方式があう、インクの回収が不
要で、装置の小型化と低価格化に適したオンデマンド方
式が主流になりつつある。このオンデマンド方式には、
主としてサーマル式と圧電式があり、両者はインクの吐
出方法で異なっている。サーマル式は発熱によるインク
の沸騰を利用し、圧電式は圧電素子の振動によるインク
室の体積変化を利用している。圧電式はサーマル式に比
べて、インクの物性に関する制約が少なく、印加電圧に
よりインク滴の大きさを制御することができるという利
点を備えている。<Conventional Technology> Inkjet printers have recently attracted attention because they can print on plain paper with low noise and can print in color. (Ink chef) recording methods can be broadly divided into continuous methods and on-demand methods.On-demand methods are becoming mainstream because they do not require ink collection and are suitable for smaller and cheaper devices. This on-demand method includes
There are mainly thermal type and piezoelectric type, and both differ in the method of ejecting ink. The thermal type uses ink boiling due to heat generation, and the piezoelectric type uses volume changes in the ink chamber due to vibration of a piezoelectric element. The piezoelectric type has the advantage that there are fewer restrictions on the physical properties of ink than the thermal type, and the size of ink droplets can be controlled by applied voltage.
しかしながら、周波数応答性が低い、圧電素子の配列ピ
ッチを狭くできないという欠点も有している。However, it also has the drawbacks of low frequency response and the inability to narrow the arrangement pitch of the piezoelectric elements.
この圧電式のインク吐出に用いられるインクジェットノ
ズルはステンレススチール又はガラスを用いて作られて
きた。そして、その作製にはステンレスの場合にはパン
チングやエツチングの方法が、ガラスの場合にはガラス
細工やエノ・° グの方法が用いられる。しかし、こ
れらの丈 では、微細化に限界があシ、寸法精度が悪い
。筐た、ノズルとインク室を別々に作製した後組み立て
るという方法を採っているので、インクシエ・ドブリン
ターヘッドの製造精度、生産性が悪く、製品が高価にな
っている。Inkjet nozzles used for piezoelectric ink ejection have been made of stainless steel or glass. In the case of stainless steel, punching and etching methods are used to manufacture the material, and in the case of glass, glass work and engraving methods are used. However, with these lengths, there are limits to miniaturization and dimensional accuracy is poor. Since the casing, nozzle, and ink chamber are manufactured separately and then assembled, the manufacturing precision and productivity of the ink printer head is poor, and the product is expensive.
これに対し、上記の問題を解決できる方法として、異方
性エツチング技術を用いて、ノズルに用いる微小な貫通
孔をシリコン基板に垂直に精度良く作製する方法が提案
されているcsspυ
4.007.464及び?SP3,921.916)。On the other hand, as a method that can solve the above problem, a method has been proposed in which a minute through-hole used for a nozzle is precisely fabricated perpendicular to a silicon substrate using anisotropic etching technology. 464 and? SP3,921.916).
また、シリコンを用いたインクジェットプリンターヘッ
ドの作製方法がKust E−Petersenによ
って提案されている( I EEE Tran5ac
tion on Electron Device
s ED−26(1979)、1918)。第4図に
Petersen によるインクジェットプリンターへ
・ノドの構造図を示す。同図(alは上面図、同図(b
lはA−A’における断面図、同図(dはB−B’にふ
・ける断面図、同図fdlはc−c’における断面図で
ある。このインクジェットプリンターへノドは底板6、
溝の形成されたシリコン基板1、振動板5及び圧電素子
7がこの順に接合された構造となって釦り、以下のよう
にして作製される。渣ず(110)の酊を有するシリコ
ン基板1にノズル溝2を等方性エツチングで形成する。In addition, a method for manufacturing an inkjet printer head using silicon has been proposed by Kust E-Petersen (I EEE Tran5ac
tion on Electron Device
s ED-26 (1979), 1918). FIG. 4 shows a structural diagram of a throat for an inkjet printer by Petersen. The same figure (al is a top view, the same figure (b
1 is a sectional view taken along line AA', d is a sectional view taken along line BB', and fdl is a sectional view taken along line cc'.
The silicon substrate 1 in which the grooves are formed, the diaphragm 5 and the piezoelectric element 7 are joined in this order to form a button, which is manufactured as follows. A nozzle groove 2 is formed by isotropic etching on a silicon substrate 1 having a residue (110).
次に、ノズル溝2が再びエツチングされないようにシリ
コン基板1表面に酸化膜を形成する。さらに、インク室
3及びノズル端前4を形成する部分の酸化膜を除去した
後、インク室3を形成する部分のシリコン基板1が貫通
する筐で異方性エツチングを行う。Next, an oxide film is formed on the surface of the silicon substrate 1 to prevent the nozzle groove 2 from being etched again. Further, after removing the oxide film in the portion where the ink chamber 3 and the front nozzle end 4 are to be formed, anisotropic etching is performed on the casing through which the silicon substrate 1 passes through the portion where the ink chamber 3 is to be formed.
この異方性エツチングに際しては、ノズル端面4が(1
11)面になるようにし、(111)面のエンチング速
度が遅いことを利用してノズル端前4が鏡筒となるよう
にしている。こうして加工の施されたシリコン基板1の
両面に、厚い力″ラス板の底板6と薄いガラス板C厚さ
230μm)の振動板5を接合してインク室8を形成す
る。最後に振動板5上に圧電素子7を貼シ付け、インク
導入パイプ8を差し込んで完成する。これにより、ノズ
ルの加工に伴う問題が解決されている。During this anisotropic etching, the nozzle end surface 4 is (1
11) plane, and the front 4 of the nozzle end serves as a lens barrel by taking advantage of the slow etching speed of the (111) plane. An ink chamber 8 is formed by bonding a bottom plate 6 made of a thick lath plate and a diaphragm 5 made of a thin glass plate C (thickness 230 μm) to both sides of the silicon substrate 1 thus processed.Finally, the diaphragm 5 The piezoelectric element 7 is pasted on top and the ink introduction pipe 8 is inserted to complete the process.This solves the problem associated with nozzle processing.
〈発明が解決しようとする課B〉
圧電式のインクジェットプリンターヘッドを構成する主
要な部品の一つに振動板がある。一般にこの振動板には
ガラスや7テンレスの薄板が用いられ、インク室を形成
する基板に接合されている。<Problem B to be Solved by the Invention> One of the main components of a piezoelectric inkjet printer head is a diaphragm. Generally, a thin plate of glass or 7 stainless steel is used for this diaphragm, and is bonded to a substrate forming an ink chamber.
振動板は薄い程たわみやすくなり、圧電素子の駆動電圧
を小さくでき、スパン長さを短くできて高密度化が容易
となる。The thinner the diaphragm is, the easier it is to bend, the drive voltage for the piezoelectric element can be reduced, the span length can be shortened, and higher density can be easily achieved.
しかしながら、振動板を薄くする程、反りが生じたり割
れたりしゃすくなシ、取扱いに注意を要し接合が難しく
なる。However, the thinner the diaphragm is, the more likely it is to warp or crack, and the more careful it is to handle and the more difficult it is to join.
この接合を容易にするために、接着した後振動板を研磨
して薄くする方法もあるが、研磨中に振動板が割れるな
どの問題が生じ、生産性やコヌトの崩で有利ではない。In order to facilitate this bonding, there is a method of polishing the diaphragm to make it thinner after bonding, but problems such as the diaphragm cracking occur during polishing, which is not advantageous in terms of productivity and loss of contact.
さらに、振動板には圧電素子による大きな力がかかるの
で、接合には十分な強度が要求され、強固な接合を得る
ための技術が必要であった。Furthermore, since a large force is applied to the diaphragm by the piezoelectric element, sufficient strength is required for the bonding, and a technique for obtaining a strong bond is required.
筐た、シリコンの異方性エツチングによりノズルを加工
しノズル端前を(111)面の鏡面とする方法では、第
4図fb)に示されたインク室8のノズル端面4に平行
な側面10は(111)面で鏡面となるが、第4図[c
lに示すこれに垂直な側面9は(111)[[とはなら
ず形状が不規則で、エツチング時間とともに側面9のエ
ツチングが進行する。これによって、振動板5のスパン
長さDが大きくなシ、振動板5のたわみ特性に変化が生
じることになる。In the method of processing the nozzle by anisotropic etching of silicon and making the front of the nozzle end a mirror surface of the (111) plane, the side surface 10 parallel to the nozzle end surface 4 of the ink chamber 8 shown in FIG. becomes a mirror surface on the (111) plane, but as shown in Fig. 4 [c
The side surface 9 perpendicular to this shown in FIG. As a result, if the span length D of the diaphragm 5 is large, the deflection characteristics of the diaphragm 5 will change.
そこで、各へ・・ドでのたわみ特性を均一にするために
、シリコン基板に貫通溝を形成するための時間を一定に
保ち、シリコン基板の厚さを厳密に揃える必要があった
。Therefore, in order to make the deflection characteristics of each head uniform, it was necessary to keep the time for forming the through groove in the silicon substrate constant and to precisely align the thickness of the silicon substrate.
本発明はこのような問題点を解決することを目的とする
。The present invention aims to solve these problems.
く課題を解決するための手段〉
上記目的を達成する為に本発明は、互いにつなが−た溝
と凹部を有するシリコン基板を構成部として有し、上記
溝はノズルの構成部であυ、上記凹部はインク室の構成
部であジ、上記凹部の底面部は振動板を構成しているこ
とを特徴とする。上記インク室に設けられた上記振動板
の振動により上記インク室の容積を変化させて上記ノズ
ルよりインクを吐出するインクジェットプリンタヘッド
を提供する。Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, the present invention has a silicon substrate having grooves and recesses connected to each other as a constituent part, the grooves being a constituent part of a nozzle, The recess is a component of an ink chamber, and the bottom of the recess constitutes a diaphragm. The present invention provides an inkjet printer head that ejects ink from the nozzle by changing the volume of the ink chamber by vibration of the diaphragm provided in the ink chamber.
普た本発明は、(110)シリコン単結晶基板を用い、
上記基板上に上記凹部形成のための長方形の開口部を有
する上記エツチングに対する保護膜を形成し、上記開口
部の長辺が(110)面とこれと直交する(111)面
との交線と一致するようにし、上記開口部の短辺側に上
記溝が形成されるようにして、上記基板に異方性エツチ
ングを施して、上記溝と凹部をシリコン基板に形成する
ことを特徴とするインクジエ・トプリンタヘノドの製造
方法を提供する。The present invention uses a (110) silicon single crystal substrate,
A protective film against the etching having a rectangular opening for forming the recess is formed on the substrate, and the long side of the opening is the intersection line of the (110) plane and the (111) plane perpendicular thereto. The groove and the recess are formed in the silicon substrate by subjecting the substrate to anisotropic etching so that the groove and the groove are formed on the short side of the opening.・Provide a method for manufacturing a top printer head.
く作 用〉
本発明のインクジェットプリンタヘッドでは、シリコン
基板の溝と凹部の形成された側に例えば板が接合されて
、凹部の部分でインク室が構成され、溝の部分でノズル
が構成される。そして、凹部底面部に圧電素子等が接続
されて凹部底面部が振動板として働き、振動板を別に接
合する必要がなくなる。また、シリコン基板はエツチン
グによる微細加工が容易であり、精度良く加工すること
が可能になる。Function> In the inkjet printer head of the present invention, for example, a plate is bonded to the side of the silicon substrate on which the grooves and recesses are formed, and the recesses form an ink chamber and the grooves form a nozzle. . A piezoelectric element or the like is connected to the bottom of the recess, and the bottom of the recess functions as a diaphragm, eliminating the need to separately bond the diaphragm. Furthermore, silicon substrates can be easily microfabricated by etching, making it possible to process them with high precision.
本発明の製造方法によれば、エツチング時間の経過につ
れて、基板の深さ方向の工・チングが進み、開口部の長
辺側には(111)面が現れて、凹部が形成される。そ
して、上記(111)面を有する1組の側面の間隔はエ
ツチング時間にかかわらず一定に保たれる。これは、(
111)面のエンチング速度が(11O)面のエツチン
グ速度に比べて極めて遅い為である。従−て、凹部の底
面部により構成される振動板の短い方のスパンがエツチ
ング時間に関係なく一定の長さで形成され振動板のたわ
み特性を一定にそろえる。さらに、溝が開口部の短辺側
に形成されるので、多数のノズルを配列してインクジェ
ットプリンタヘッドを作製した場合に、インク室の幅の
狭い方向で配列できるようになシ、インクジェ・ントプ
リンタへ1ドの高密度での作製を可能にする。According to the manufacturing method of the present invention, as the etching time elapses, etching progresses in the depth direction of the substrate, and a (111) plane appears on the long side of the opening, forming a recess. The distance between the pair of side surfaces having the (111) planes is kept constant regardless of the etching time. this is,(
This is because the etching rate of the (111) plane is extremely slow compared to the etching rate of the (11O) plane. Therefore, the shorter span of the diaphragm formed by the bottom surface of the recess is formed to have a constant length regardless of the etching time, so that the deflection characteristics of the diaphragm can be made constant. Furthermore, since the groove is formed on the short side of the opening, when an inkjet printer head is manufactured by arranging a large number of nozzles, the inkjet nozzles can be arranged in the narrow direction of the ink chamber. Enables high-density production in one printer.
〈実施例〉 第1図乃至第3図を参照にして本発明の実施例を示す。<Example> Embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3. FIG.
第1図は本実施例のインクシェ・トプリンタヘッドの構
造図であり、同図1a)は上面図、同図fblはA−A
’断面図、同図1c)はB−B’断面図、同図fdlは
c−c’断面図である。第2図は本実施例のインクジェ
ットプリンタヘッドの製造工程図であう、第8図は本実
施例のノズル溝2周辺の斜視図である。FIG. 1 is a structural diagram of the ink sheet printer head of this embodiment, where FIG. 1a) is a top view and fbl is an A-A
1c) is a sectional view along line BB', and fdl in the same figure is a sectional view along line cc'. FIG. 2 is a manufacturing process diagram of the inkjet printer head of this embodiment, and FIG. 8 is a perspective view of the vicinity of the nozzle groove 2 of this embodiment.
以下に本実施例のインクジェットプリンタヘッドの製造
方法を説明する。筐ず、(110)Jの単結晶のシリコ
ン基板1表面に工・チングに対する保護膜18を形成す
る。保護膜13としては5i02熱酸化膜、Si3N4
膜オたはシリコンのホウ素ドープ膜等を用いることがで
き、本実施例では透明な膜を簡便に形成することのでき
る5i02熱酸化膜を用いた。次に、上記シリコン基板
1片面の保護膜18をノズル溝2及び貫通孔11を設け
る部位で除去して開口部を形成する。該開口部の形状は
、ノズル溝2にあたる部分、貫通孔11にあたる部分共
に長方形とし、長辺を<IT2>の方向にとった。次に
エチレンジアミン・ピロヵテコール水溶液、KOH水溶
液等のアルカリエツチング溶液で異方性工・チングを行
なう(第2図(a))。工・チング深さは40μ門とし
た。次にノズル溝2の再工・チングを防ぐために上記基
板1表前に重ねて保護@13を形成する。この保護膜は
先の保護膜13と同じ5in2熱酸化摸で先の保護膜と
一体となるC第2図(b))。次にインク室3を設ける
部位の形状は先と同様長方形とし、長辺を<112>の
方向とした(第2図(C))。次に先と同様アルカリニ
・・チング溶液を用いて異方性エツチングを行う。エツ
チングはシリコン基板lに貫通孔が形成された時点でこ
れを停止した(第2図(d))。The method for manufacturing the inkjet printer head of this example will be explained below. A protective film 18 against etching is formed on the surface of a (110)J single crystal silicon substrate 1. The protective film 13 is a 5i02 thermal oxide film, Si3N4
A film or a boron-doped silicon film can be used, and in this example, a 5i02 thermal oxide film, which can easily form a transparent film, was used. Next, the protective film 18 on one side of the silicon substrate 1 is removed at a portion where the nozzle groove 2 and the through hole 11 are to be provided to form an opening. The shape of the opening was rectangular for both the nozzle groove 2 and the through hole 11, with the long side oriented in the <IT2> direction. Next, anisotropic etching is performed using an alkaline etching solution such as an ethylenediamine/pyrocatechol aqueous solution or a KOH aqueous solution (FIG. 2(a)). The depth of cutting and cutting was 40 μm. Next, in order to prevent the nozzle groove 2 from being reworked or damaged, a protection layer 13 is formed in an overlapping manner on the front surface of the substrate 1. This protective film is the same 5in2 thermal oxidation model as the previous protective film 13, and is integrated with the previous protective film (Fig. 2(b)). Next, the shape of the part where the ink chamber 3 is provided is a rectangle as before, and the long side is in the <112> direction (FIG. 2(C)). Next, as before, anisotropic etching is performed using an alkaline etching solution. Etching was stopped when a through hole was formed in the silicon substrate 1 (FIG. 2(d)).
これにより、インク室8となる凹部が形成されその底筒
の厚さは40μ解となシ、この部分が振動板5となる。As a result, a concave portion that will become the ink chamber 8 is formed, and the thickness of the bottom tube is approximately 40 μm, and this portion will become the diaphragm 5.
渣た、貫通孔11はインク導入孔となる。The remaining through hole 11 becomes an ink introduction hole.
この後、上記基板1全体のエツチング保護膜を除去し、
これを底板6に接合し、ノズル溝2を横切って切断する
(第2図(e))。底板6にはガラス、シリコン等を用
い、接合には低融点ガラスを介した熱融着、静電接合法
等を用いる。以上の工程を経てノズル、インク室8及び
ノズル端拵4が形成される。最後に、圧電素子7を振動
板5に貼りつける。After that, the etching protection film on the entire substrate 1 is removed,
This is joined to the bottom plate 6 and cut across the nozzle groove 2 (FIG. 2(e)). Glass, silicon, or the like is used for the bottom plate 6, and bonding is performed by thermal fusion using low melting point glass, electrostatic bonding, or the like. Through the above steps, the nozzle, ink chamber 8 and nozzle end frame 4 are formed. Finally, the piezoelectric element 7 is attached to the diaphragm 5.
以上のようにして、ノズル形状が40μm×40μmの
正方形で、厚さ4 Q pe+の振動板が一体形成され
たインクジェットプリンタへノドが作製される。この振
動板の厚さは、従来の振動板がせいぜい150μmの厚
みが限界であったのに比べて非常に薄い。In the manner described above, a nozzle for an inkjet printer having a square nozzle shape of 40 μm×40 μm and a diaphragm integrally formed with a thickness of 4 Q pe+ is manufactured. The thickness of this diaphragm is much thinner than that of conventional diaphragms, which had a maximum thickness of 150 μm.
尚、ノズルの大きさは印字ドツト径に合わせて選べば良
く、20〜100μm程度とする。またシリコン表面は
インクをはじくので、漏れ性を良くする為に熱酸化膜や
Si3N、膜をシリコン表を用いても良い。The size of the nozzle may be selected depending on the diameter of the printed dot, and is approximately 20 to 100 μm. Furthermore, since the silicon surface repels ink, a thermal oxide film, Si3N, or a film may be used on the silicon surface to improve leakage.
本実施例ではエツチング形状を長方形とし、その長辺を
ぐ112〉方向としたので、ノズ/”溝の側面12及び
インク室の側面9はC111)前となシ、シリコン基板
1表前に垂直な面を形成する。In this example, the etching shape is rectangular and its long side is in the 112> direction, so the side surface 12 of the nozzle/groove and the side surface 9 of the ink chamber are perpendicular to the front surface of the silicon substrate 1. form a surface.
このために、インク室の側面10では、エツチング時間
とともに側何10に垂直な方向の二1チングが進むが、
側面9ではこの方向の工・チングは進筐ず、短い方のス
パンの長さは一定に保たれる。For this reason, the side surface 10 of the ink chamber undergoes etching in the direction perpendicular to the side surface 10 as the etching time progresses.
On the side surface 9, the machining/chipping in this direction does not proceed, and the length of the shorter span remains constant.
振動板のたわみ特性は、短い方のスパン長さDによって
決筐るので、エツチング時間やエツチング溶液の質の変
化によって上記たわみ特性にバラツキが生じることがな
い。Since the deflection characteristics of the diaphragm are determined by the shorter span length D, variations in the deflection characteristics do not occur due to changes in the etching time or the quality of the etching solution.
lた、同様にノズル幅の制御性も良いので、ノズル形状
によるインク吐出特性をそろえることができる。Furthermore, since the nozzle width is similarly well controllable, the ink ejection characteristics can be made uniform depending on the nozzle shape.
さらに、ノズル溝2のエツチングと同時に、貫通孔11
の部分を同じ深さだけエツチングし、インク室3となる
凹部を工・チングする際に、貫通孔11が形成されたこ
とを検出して振動板を形成したので、シリコン基板の厚
みのバラツキに影響されず、振動板の厚みの制御が容易
で制御性も高い。Furthermore, at the same time as the nozzle groove 2 is etched, the through hole 11 is etched.
The diaphragm was formed by detecting the formation of the through hole 11 when etching the concave portion that will become the ink chamber 3 to the same depth. It is easy to control the thickness of the diaphragm and has high controllability.
尚、貫通孔が形成された後もエツチングを継続して、よ
り薄い振動板を形成することもできる。It is also possible to continue etching even after the through holes are formed to form a thinner diaphragm.
さらに、工・チング保護膜である3+02の熱酸化膜、
513N4膜、シリコンのホウ素ドープ膜は、アルカリ
ニ・チング溶液に対して耐エツチング性の高い膜であり
、この膜だけを残してエツチングを行い、これを振動板
として用いることも可能である。この場合、振動板の厚
みは数tooo、Nから数μm程度となる。In addition, a 3+02 thermal oxidation film, which is a protective film for coating and oxidation,
The 513N4 film, a boron-doped silicon film, has high etching resistance against alkaline nitching solutions, and it is also possible to perform etching while leaving only this film and use it as a diaphragm. In this case, the thickness of the diaphragm is approximately several .mu.m to several .mu.m.
〈発明の効果〉
本発明のインクジエノトプリンタヘノドは、振動板を別
途接合する必要がないので、振動板の厚さを薄くしても
製造上の取扱いは簡単であり、生産性良く、低コストで
インクジエノトプリンタヘノドを製造することができる
。<Effects of the Invention> The inkjet printer head of the present invention does not require a separate diaphragm to be joined, so even if the thickness of the diaphragm is reduced, handling during manufacturing is easy, productivity is high, An inkjet printer head can be manufactured at low cost.
筐た、振動板が一体構造とな−ているので、振動板の接
合強度が弱いといった問題は生じない。Since the housing and the diaphragm have an integral structure, there is no problem of weak bonding strength of the diaphragm.
さらに、薄い振動板の形成が可能となるので、圧電素子
の駆動電圧を低くできるとともに、より高密度化が可能
となる。Furthermore, since it is possible to form a thin diaphragm, the driving voltage of the piezoelectric element can be lowered, and higher density can be achieved.
本発明の製造方法を用いると、振動板のたわみ特性を左
右する方向の振動板のスベン長さを、エツチング条件に
関係なく一定に保てるので基板の厚さを厳密に揃える必
要がなく、製造条件の制御が容易であり、特性の揃った
振動板を製造できる。By using the manufacturing method of the present invention, the length of the diaphragm in the direction that affects the diaphragm's deflection characteristics can be kept constant regardless of the etching conditions, so there is no need to strictly align the thickness of the substrate, and the manufacturing conditions is easy to control, and diaphragms with uniform characteristics can be manufactured.
また、シリコン単結晶基板のエツチング加工は容易であ
る。従−て、安価に、特性の均一なインクジェットプリ
ンタへ・フドの製造をすることができる。Furthermore, etching of a silicon single crystal substrate is easy. Therefore, it is possible to manufacture a lid for an inkjet printer with uniform characteristics at low cost.
第1図は本発明の実施例のインクジェットプリンタヘッ
ドの構造図、第2図は本実施例の製造工程図、第8図は
本実施例のノズル溝周辺の斜視図、第4図は従来のイン
クジェットプリンタベンドの構造図である。
1:シリコン基板、 2:ノズル溝、8:インク室
、 5:振動板
9二側 面、 10:側 面
12:側 面。Fig. 1 is a structural diagram of an inkjet printer head according to an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a manufacturing process diagram of this embodiment, Fig. 8 is a perspective view of the vicinity of the nozzle groove of this embodiment, and Fig. 4 is a conventional inkjet printer head. It is a structural diagram of an inkjet printer bend. 1: Silicon substrate, 2: Nozzle groove, 8: Ink chamber, 5: Two side surfaces of the diaphragm 9, 10: Side surface, 12: Side surface.
Claims (1)
の容積を変化させてノズルよりインクを吐出するインク
ジェットプリンタヘッドにおいて、 互いにつながった溝と凹部を有するシリコン基板を構成
部として有し、上記溝はノズルの構成部であり、上記凹
部はインク室の構成部であり、上記凹部の底面部は振動
板を構成していることを特徴とするインクジェットプリ
ンタヘッド。 2、(110)シリコン単結晶基板を異方性エッチング
することによって前記溝と凹部をシリコン基板に形成す
る方法であって、 上記基板上に上記凹部形成のための長方形の開口部を有
する上記エッチングに対する保護膜を形成し、 上記開口部の長辺が(110)面とこれと直交する(1
11)面との交線と一致するようにし、 上記開口部の短辺側に上記溝が形成されるようにする ことを特徴とする請求項1記載のインクジェットプリン
タヘッドの製造方法。[Claims] 1. In an inkjet printer head that ejects ink from a nozzle by changing the volume of an ink chamber by vibration of a diaphragm provided in the ink chamber, the silicon substrate has grooves and recesses that are connected to each other. 1. An inkjet printer head, wherein the groove is a component of a nozzle, the recess is a component of an ink chamber, and the bottom of the recess is a diaphragm. 2, (110) A method of forming the grooves and recesses in a silicon substrate by anisotropically etching a silicon single crystal substrate, the etching having a rectangular opening for forming the recesses on the substrate. A protective film is formed against the (110) plane, and the long side of the opening is perpendicular to the (110) plane.
11) The method of manufacturing an inkjet printer head according to claim 1, wherein the groove is formed on the short side of the opening so as to coincide with a line of intersection with a plane.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5220990A JPH03253346A (en) | 1990-03-02 | 1990-03-02 | Ink jet printer head and its manufacture |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03253346A true JPH03253346A (en) | 1991-11-12 |
Family
ID=12908375
Family Applications (1)
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JP5220990A Pending JPH03253346A (en) | 1990-03-02 | 1990-03-02 | Ink jet printer head and its manufacture |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03253346A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5912684A (en) * | 1990-09-21 | 1999-06-15 | Seiko Epson Corporation | Inkjet recording apparatus |
US6113218A (en) * | 1990-09-21 | 2000-09-05 | Seiko Epson Corporation | Ink-jet recording apparatus and method for producing the head thereof |
US6164759A (en) * | 1990-09-21 | 2000-12-26 | Seiko Epson Corporation | Method for producing an electrostatic actuator and an inkjet head using it |
US6168263B1 (en) | 1990-09-21 | 2001-01-02 | Seiko Epson Corporation | Ink jet recording apparatus |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS54146633A (en) * | 1978-05-10 | 1979-11-16 | Hitachi Ltd | Nozzle head for ink-jet recording |
JPS5881172A (en) * | 1981-11-10 | 1983-05-16 | Ricoh Co Ltd | Ink jet recorder |
-
1990
- 1990-03-02 JP JP5220990A patent/JPH03253346A/en active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS54146633A (en) * | 1978-05-10 | 1979-11-16 | Hitachi Ltd | Nozzle head for ink-jet recording |
JPS5881172A (en) * | 1981-11-10 | 1983-05-16 | Ricoh Co Ltd | Ink jet recorder |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5912684A (en) * | 1990-09-21 | 1999-06-15 | Seiko Epson Corporation | Inkjet recording apparatus |
US6113218A (en) * | 1990-09-21 | 2000-09-05 | Seiko Epson Corporation | Ink-jet recording apparatus and method for producing the head thereof |
US6117698A (en) * | 1990-09-21 | 2000-09-12 | Seiko Epson Corporation | Method for producing the head of an ink-jet recording apparatus |
US6164759A (en) * | 1990-09-21 | 2000-12-26 | Seiko Epson Corporation | Method for producing an electrostatic actuator and an inkjet head using it |
US6168263B1 (en) | 1990-09-21 | 2001-01-02 | Seiko Epson Corporation | Ink jet recording apparatus |
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