JPH06183002A - Ink jet recording head - Google Patents

Ink jet recording head

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Publication number
JPH06183002A
JPH06183002A JP35551592A JP35551592A JPH06183002A JP H06183002 A JPH06183002 A JP H06183002A JP 35551592 A JP35551592 A JP 35551592A JP 35551592 A JP35551592 A JP 35551592A JP H06183002 A JPH06183002 A JP H06183002A
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JP
Japan
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reservoir
nozzle
individual
recording head
heater
Prior art date
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Pending
Application number
JP35551592A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kozo Hosogai
耕三 細貝
Yutaka Mori
豊 森
Naoshi Kotake
直志 小竹
Koichi Saito
孝一 斉藤
Masahiko Fujii
雅彦 藤井
Naoki Morita
直己 森田
Yoshihiko Fujimura
義彦 藤村
Yukihisa Koizumi
幸久 小泉
Masaki Kataoka
雅樹 片岡
Masa Suzuki
雅 鈴木
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Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Xerox Co Ltd filed Critical Fuji Xerox Co Ltd
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Publication of JPH06183002A publication Critical patent/JPH06183002A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To supply ink smoothly while suppressing crosstalk. CONSTITUTION:A nozzle 1, an individual reservoir 2, and a part 9 for coupling individual reservoirs 2 are formed in a channel wafer 6 by anisotropic etching. On the other hand, a heater corresponding to each nozzle is formed on a heater substrate 5 and a pit 4 is formed above the heater 3 while furthermore an individual bypass pit 8 corresponding to each nozzle is also formed. The heater wafer 5 and the channel wafer 6 are stuck each other to provide an ink jet recording head. Since an individual bypass pit 8 is formed, individual part of nozzle can be lengthened resulting in the reduction of crosstalk.

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、サーマルインクジェッ
ト記録装置のインクジェット記録ヘッドに関するもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink jet recording head of a thermal ink jet recording device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、ヒーターの発熱により発生す
る蒸気バブルの圧力によってインク滴をノズルから噴射
して記録を行なうインクジェット記録装置が開発されて
いる。このインクジェット記録装置に用いられる記録ヘ
ッドは、例えば、複数のノズルを有するチャネル基板
と、複数のヒータを有するヒータ基板により構成され
る。図11は一般的なインクジェット記録ヘッドの斜視
図である。図中、1はノズル、3はヒータ、4はピッ
ト、5はヒータウェハ、6はチャネルウェハ、10は厚
膜樹脂層、22は共通リザーバ、23は気泡、24はイ
ンク滴である。チャネルウェハ6は、例えばSi基板に
より構成され、複数のノズル1および共通リザーバ22
が、異方性エッチングにより形成されている。また、ヒ
ータウェハ5は、Si基板上に複数のノズル1に対応し
てヒータ3が配置されており、ヒーター7に駆動電流を
供給するための図示しない電極、保護膜等が形成されて
いる。また、その上層に、図示しない絶縁層、および、
厚膜樹脂層10が積層され、ヒータウェハ5が構成され
ている。このヒータウェハ5とチャネルウェハ6が接合
され、記録ヘッドを形成している。インクがチャネルウ
ェハ6上の開口部より供給され、共通リザーバ22を介
して各ノズル1へ供給される。ヒータ3上にはピット4
が形成されており、ヒータ3の発熱により発生する気泡
23の横方向への成長を抑制し、バブルのノズル5から
の逸脱や、空気の吸い込みを防止している。ヒータ3の
発熱により発生する気泡23の圧力により、インクはノ
ズル1の開口から吐出され、吐出されたインク滴24が
図示しない被記録媒体に付着し、記録が行なわれる。
2. Description of the Related Art Conventionally, an ink jet recording apparatus has been developed in which an ink droplet is ejected from a nozzle by the pressure of a vapor bubble generated by heat generation of a heater for recording. The recording head used in this inkjet recording apparatus is composed of, for example, a channel substrate having a plurality of nozzles and a heater substrate having a plurality of heaters. FIG. 11 is a perspective view of a general inkjet recording head. In the figure, 1 is a nozzle, 3 is a heater, 4 is a pit, 5 is a heater wafer, 6 is a channel wafer, 10 is a thick resin layer, 22 is a common reservoir, 23 is a bubble, and 24 is an ink droplet. The channel wafer 6 is composed of, for example, a Si substrate, and has a plurality of nozzles 1 and a common reservoir 22.
Are formed by anisotropic etching. Further, in the heater wafer 5, the heater 3 is arranged on the Si substrate so as to correspond to the plurality of nozzles 1, and electrodes (not shown) for supplying a driving current to the heater 7, a protective film, etc. are formed. In addition, an insulating layer (not shown) and
The thick film resin layer 10 is laminated to form the heater wafer 5. The heater wafer 5 and the channel wafer 6 are bonded to each other to form a recording head. Ink is supplied from the opening on the channel wafer 6 and is supplied to each nozzle 1 via the common reservoir 22. Pit 4 on the heater 3
Are formed, the lateral growth of the bubbles 23 generated by the heat generation of the heater 3 is suppressed, and the bubbles are prevented from deviating from the nozzle 5 and the air is sucked in. The ink is ejected from the opening of the nozzle 1 by the pressure of the bubble 23 generated by the heat generation of the heater 3, and the ejected ink droplet 24 adheres to a recording medium (not shown) to perform recording.

【0003】上述のような従来のインクジェット記録ヘ
ッドにおいて、チャネルウェハに形成するインク供給部
とノズルは、異方性エッチングにより形成している。異
方性エッチングは、矩形部分の形成に適しており、精度
良く行なうことができる。そのため、インク供給部とノ
ズルは別々の矩形部分として形成する方が望ましい。こ
のような製造方法を採用したインクジェット記録ヘッド
としては、例えば、特開昭61−230954号公報に
記載されているものが知られている。
In the conventional ink jet recording head as described above, the ink supply section and nozzles formed on the channel wafer are formed by anisotropic etching. The anisotropic etching is suitable for forming a rectangular portion and can be performed with high accuracy. Therefore, it is desirable to form the ink supply unit and the nozzle as separate rectangular portions. As an inkjet recording head adopting such a manufacturing method, for example, one described in JP-A-61-230954 is known.

【0004】図12は、従来のインクジェット記録ヘッ
ドにおけるチャネルウェハの説明図であり、図12
(A)は平面図、図12(B)は断面図である。図中、
図11と同様の部分には同じ符号を付して説明を省略す
る。7は未エッチング部、21はダイシング連結溝であ
る。図12に示したインクジェット記録ヘッドは、特開
昭61−230954号公報に記載されているものと同
種のインクジェット記録ヘッドである。Siウェハにイ
ンクを吐出するノズルと外部からインク供給を行なうリ
ザーバを別々の矩形領域となるように、異方性エッチン
グにより形成する。さらに、リザーバとノズルを連結し
インクの流路を作るため、ダイシングによりダイシング
連結溝21を形成して、リザーバとノズルの間の未エッ
チング部7を取り去る。これにより、チャネルウェハが
作成される。
FIG. 12 is an explanatory view of a channel wafer in a conventional ink jet recording head.
12A is a plan view and FIG. 12B is a sectional view. In the figure,
The same parts as those in FIG. 11 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. Reference numeral 7 is an unetched portion, and 21 is a dicing connection groove. The inkjet recording head shown in FIG. 12 is an inkjet recording head of the same type as that described in JP-A-61-230954. A nozzle for ejecting ink to the Si wafer and a reservoir for supplying ink from the outside are formed by anisotropic etching so as to form separate rectangular regions. Further, in order to connect the reservoir and the nozzle to form the ink flow path, the dicing connection groove 21 is formed by dicing, and the unetched portion 7 between the reservoir and the nozzle is removed. As a result, a channel wafer is created.

【0005】上述のような記録ヘッドでは、ダイシング
によりダイシング連結溝を形成しているため、ヘッドの
側面までこの溝が貫通しており、ヘッド側面において充
填補修作業が必要である。また、ダイシングは精度の良
い加工ができないため、ノズルの長さを精度良く形成す
ることができない。このような不具合を解消するため、
例えば、特開平1−148560号公報や、特願平3−
348525号等に記載されているような、バイパスピ
ットを用いたインクジェット記録ヘッドが考えられてい
る。
In the recording head as described above, since the dicing connection groove is formed by dicing, the groove penetrates to the side surface of the head, and the filling and repair work is required on the side surface of the head. Further, since the dicing cannot be processed with high precision, the length of the nozzle cannot be formed with high precision. In order to eliminate such problems,
For example, JP-A-1-148560 and Japanese Patent Application No. 3-148
An ink jet recording head using a bypass pit as described in Japanese Patent No. 348525 is considered.

【0006】図13はバイパスピットを用いた従来のイ
ンクジェット記録ヘッドの断面図である。図11、図1
2と同様の部分には同じ符号を付して説明を省略する。
8はバイパスピットである。図13に示したインクジェ
ット記録ヘッドでは、未エッチング部7を残したまま、
対向するヒータ基板5上の厚膜樹脂層10をエッチング
し、各ノズルに共通の、または、個別のバイパスピット
8を形成して、リザーバとノズルを連結している。
FIG. 13 is a sectional view of a conventional ink jet recording head using a bypass pit. 11 and 1
The same parts as those in 2 are given the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
8 is a bypass pit. In the inkjet recording head shown in FIG. 13, while leaving the unetched portion 7,
The thick film resin layer 10 on the opposing heater substrate 5 is etched to form a common or individual bypass pit 8 for each nozzle to connect the reservoir and the nozzle.

【0007】上述のように、このようなインクジェット
記録ヘッドでは、ヒータ上に発生する気泡の圧力によ
り、インクをノズル先端から吐出させる。このときの気
泡の圧力は、ノズルの内部方向にもかかり、共通部分か
ら他のノズルへ圧力が伝達されて、近傍のノズルに影響
を及ぼす。いわゆるクロストークである。このクロスト
ークは、ノズル部分の長さが長いほど発生しにくくな
る。そのため、クロストークを抑えるには、各ノズルに
個別のバイパスピットを用いる方が、ノズル部分が長く
なるため、有利である。
As described above, in such an ink jet recording head, ink is ejected from the tip of the nozzle by the pressure of bubbles generated on the heater. The pressure of the bubbles at this time is also applied to the inside of the nozzle, and the pressure is transmitted from the common portion to other nozzles, affecting the nozzles in the vicinity. This is so-called crosstalk. This crosstalk is less likely to occur as the length of the nozzle portion is longer. Therefore, in order to suppress crosstalk, it is advantageous to use individual bypass pits for each nozzle because the nozzle portion becomes longer.

【0008】一方、上述の例では、リザーバは共通に1
つだけ形成している。しかし、記録ヘッドが大型化する
と、リザーバのインク供給口も大型化して、チャネルウ
ェハの強度が低下してしまうという欠点がある。この問
題を解決する方法として、例えば、特開平2−2356
42号公報に記載されているように、リザーバを複数に
分割して形成する方法が考えられている。このような分
割したリザーバを有するチャネルウェハを用いる場合、
各ノズルに共通のバイパスピットを用いると、他のリザ
ーバから供給されるインクが、共通のバイパスピットを
介して供給されるので、インクの供給不足は解消できる
が、上述のように、クロストークに対する効果は低下し
てしまう。各ノズルに個別のバイパスピットを用いる
と、クロストークを抑える効果は増強されるが、1つの
リザーバからインクを供給するノズルが固定されてしま
うため、一部のノズルから頻繁にインクの吐出が行なわ
れると、1つのリザーバから供給されるインク量では不
足してしまう等の問題があった。
On the other hand, in the above-mentioned example, the common reservoir is 1
Only one is formed. However, when the recording head becomes large, the ink supply port of the reservoir also becomes large and the strength of the channel wafer decreases. As a method for solving this problem, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2-2356
As described in Japanese Patent Laid-Open No. 42-42, there has been considered a method of forming a reservoir by dividing it into a plurality of parts. When using a channel wafer with such divided reservoirs,
When the common bypass pit is used for each nozzle, the ink supplied from the other reservoirs is supplied through the common bypass pit, so that the shortage of the ink supply can be solved, but as described above, the crosstalk is prevented. The effect will decrease. The use of individual bypass pits for each nozzle enhances the effect of suppressing crosstalk, but since the nozzles that supply ink from one reservoir are fixed, some nozzles frequently eject ink. However, there is a problem that the amount of ink supplied from one reservoir is insufficient.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した事
情に鑑みてなされたもので、インクの供給をスムースに
行なうとともに、クロストークを抑えることのできるイ
ンクジェット記録ヘッドを提供することを目的とするも
のである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and an object thereof is to provide an ink jet recording head capable of smoothly supplying ink and suppressing crosstalk. To do.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は、複数のノズル
を有するチャネル基板と、複数のヒータを有するヒータ
基板により構成されるインクジェット記録ヘッドにおい
て、前記チャネル基板に複数の液室と、該複数の液室を
連結する共通液室部を設け、前記ヒータ基板に前記共通
液室部と各ノズルを連結する複数の凹部を設けたことを
特徴とするものである。
According to the present invention, there is provided an ink jet recording head comprising a channel substrate having a plurality of nozzles and a heater substrate having a plurality of heaters. The common liquid chamber part for connecting the liquid chambers is provided, and the heater substrate is provided with a plurality of recesses for connecting the common liquid chamber part and each nozzle.

【0011】[0011]

【作用】本発明によれば、液室を複数としてチャネル基
板に強度を持たせるとともに、各液室を共通液室で連結
したことにより、各液室間でインクの供給が行なえるよ
うになる。そして、ヒータ基板に形成した、各ノズルに
個別の凹部で共通液室と各ノズルを連結したことによ
り、ノズルの個別部分の長さを長くでき、クロストーク
を低減させることができる。このとき、共通液室で各液
室が連結されているので、インクの供給が不足するよう
なことはない。
According to the present invention, since the channel substrate is provided with a plurality of liquid chambers to have strength and the liquid chambers are connected by the common liquid chamber, ink can be supplied between the liquid chambers. . Then, by connecting the common liquid chamber and each nozzle to each nozzle through a concave portion formed on the heater substrate, the length of the individual portion of the nozzle can be increased and crosstalk can be reduced. At this time, since the liquid chambers are connected by the common liquid chamber, there is no shortage of ink supply.

【0012】[0012]

【実施例】図1は、本発明のインクジェット記録ヘッド
の一実施例における概略断面図、図2は、本発明のイン
クジェット記録ヘッドの一実施例に用いられるチャネル
ウェハの平面図である。図中、図12、図13と同様の
部分には同じ符号を付して説明を省略する。2は個別リ
ザーバ、9は連結リザーバ部、11は個別リザーバ隔壁
である。チャネルウェハ6には、ノズル1、個別リザー
バ2、および、個別リザーバ2を連結する連結リザーバ
部9が異方性エッチングにより形成されている。個別リ
ザーバ2は、個別リザーバ隔壁11により仕切られてい
る。そのため、個別リザーバ2のインク供給口となる開
口は、それぞれ仕切られており、1つの大きな開口を形
成する従来のチャネルウェハに比べ、強度が増してい
る。図2では、個別リザーバ2を6つ設けた場合の例を
示している。個別リザーバ2の個数は、適宜設定すれば
良い。また、個別リザーバ2は、連結リザーバ部9によ
り連結されている。そのため、ある個別リザーバでイン
クの供給が不足しても、他の個別リザーバから供給され
るインクを連結リザーバ部9を介して、インクの不足し
ている部分に供給することができる。このように、連結
リザーバにより、ノズルにインクを安定して供給するこ
とができる。
1 is a schematic sectional view of an embodiment of the ink jet recording head of the present invention, and FIG. 2 is a plan view of a channel wafer used in the embodiment of the ink jet recording head of the present invention. 12, those parts that are the same as those corresponding parts in FIGS. 12 and 13 are designated by the same reference numerals, and a description thereof will be omitted. 2 is an individual reservoir, 9 is a connection reservoir part, and 11 is an individual reservoir partition. On the channel wafer 6, a nozzle 1, an individual reservoir 2, and a connecting reservoir portion 9 that connects the individual reservoir 2 are formed by anisotropic etching. The individual reservoir 2 is partitioned by an individual reservoir partition wall 11. Therefore, the openings serving as the ink supply ports of the individual reservoirs 2 are each partitioned, and the strength is higher than that of a conventional channel wafer forming one large opening. FIG. 2 shows an example in which six individual reservoirs 2 are provided. The number of individual reservoirs 2 may be set appropriately. Further, the individual reservoirs 2 are connected by the connection reservoir unit 9. Therefore, even if the supply of ink is insufficient in a certain individual reservoir, the ink supplied from another individual reservoir can be supplied to the portion having a shortage of ink via the connection reservoir unit 9. In this way, the connection reservoir allows ink to be stably supplied to the nozzles.

【0013】一方、ヒータ基板5には、各ノズルに対応
してヒータ3が設けられるとともに、ヒータ3の上部に
は、ピット4が形成されており、さらに、各ノズルに対
応して個別のバイパスピット8が形成されている。これ
らは、エッチングにより形成される。ピット4は、ヒー
タ基板5上の厚膜樹脂層10および図示しない樹脂保護
層をパターニングして形成されれる。また、バイパスピ
ット8は、厚膜樹脂層10のみをパターニングして形成
される。上述のチャネルウェハ6においては、ノズル1
と、個別リザーバ2、連結リザーバ部9は未エッチング
部7で隔てられ、連結していないが、未エッチング部7
に対向する部分にバイパスピット8が各ノズルごとに対
応して形成されるので、記録ヘッドとして組み立てたと
きには連結した流路なる。樹脂保護層および厚膜樹脂層
10は感光性ポリイミド(商標名プロビミド:富士ハン
ト株式会社製)等を用いて形成することができる。
On the other hand, the heater substrate 5 is provided with the heater 3 corresponding to each nozzle, and the pit 4 is formed on the upper part of the heater 3, and further, the individual bypass is provided corresponding to each nozzle. Pit 8 is formed. These are formed by etching. The pits 4 are formed by patterning the thick resin layer 10 on the heater substrate 5 and a resin protective layer (not shown). The bypass pit 8 is formed by patterning only the thick resin layer 10. In the above channel wafer 6, the nozzle 1
The individual reservoir 2 and the connected reservoir portion 9 are separated by the unetched portion 7 and are not connected to each other.
Bypass pits 8 are formed corresponding to the respective nozzles in a portion facing to each other. Therefore, when assembled as a recording head, they are connected flow paths. The resin protective layer and the thick film resin layer 10 can be formed using a photosensitive polyimide (trade name Probimide: manufactured by Fuji Hunt Co., Ltd.) or the like.

【0014】このヒータ基板5と、図2に示したような
チャネル基板6が貼り合わされてインクジェット記録ヘ
ッドが作成される。各個別リザーバ2の開口部から供給
されるインクは、連結リザーバ部9を介して、各ノズル
に対応したバイパスピット8、ノズル1に供給される。
The heater substrate 5 and the channel substrate 6 as shown in FIG. 2 are bonded together to form an ink jet recording head. The ink supplied from the opening of each individual reservoir 2 is supplied to the bypass pit 8 and the nozzle 1 corresponding to each nozzle via the connection reservoir 9.

【0015】このようなインクジェット記録ヘッドで
は、個別のバイパスピット8を用いているため、各ノズ
ルの個別の部分が連結リザーバ部9の位置まで延びてお
り、ノズル間のクロストークを低減することができる。
In such an ink jet recording head, since the individual bypass pits 8 are used, the individual portions of each nozzle extend to the position of the connecting reservoir portion 9, so that crosstalk between nozzles can be reduced. it can.

【0016】図3乃至図7は、本発明のインクジェット
記録ヘッドの一実施例の作成過程の説明図である。図
中、図2と同様の部分には同じ符号を付して説明を省略
する。12はSi3 4 膜、13はSiO2 膜である。
3 to 7 are explanatory views of the manufacturing process of an embodiment of the ink jet recording head of the present invention. In the figure, the same parts as those in FIG. Reference numeral 12 is a Si 3 N 4 film, and 13 is a SiO 2 film.

【0017】まず、(100)結晶面を表面に持つシリ
コンウェハ6上に、SiO2 膜13を熱酸化により50
00Å形成し、ノズル、個別リザーバ、連結リザーバ部
を除くようにフォトリソプロセスでパターンを形成した
後、SiO2 膜13をドライエッチング法によりパター
ニングする。次に、CVD法によりSi3 4 膜12を
形成した後、個別リザーバのみ開口するようにパターニ
ングする。基板の裏面は、パターニングされないSiO
2 膜、Si3 4 膜が残される。この状態を図3に示
す。
First, a SiO 2 film 13 is formed on a silicon wafer 6 having a (100) crystal plane on its surface by thermal oxidation.
00Å is formed and a pattern is formed by a photolithography process so as to remove the nozzle, the individual reservoir, and the connection reservoir portion, and then the SiO 2 film 13 is patterned by a dry etching method. Next, after forming the Si 3 N 4 film 12 by the CVD method, it is patterned so that only the individual reservoir is opened. The back surface of the substrate is unpatterned SiO
The two films and the Si 3 N 4 film are left. This state is shown in FIG.

【0018】この2層のマスクパターンを図8に示す。
図8では、リザーバ部分のマスクの開口部分を示してい
る。図中、実線でハッチングした部分がSi3 4 膜1
2の開口した部分であり、点線でハッチングした部分が
SiO2 膜13の開口した部分である。このSiO2
13は、後述する第2のエッチング工程でエッチングマ
スクとなるものであり、連結リザーバ部9を作成するた
めと、個別リザーバ2を分離している個別リザーバ隔壁
11上部の接着部を残すために、図8に示したような、
櫛歯状のパターンで作成される。また、Si3 4 膜1
2は、上述のように、個別リザーバ2の部分が開口した
パターンとして形成される。
The two-layer mask pattern is shown in FIG.
In FIG. 8, the opening portion of the mask of the reservoir portion is shown. In the figure, the hatched portion is the Si 3 N 4 film 1
2 is the opened portion, and the hatched portion is the opened portion of the SiO 2 film 13. This SiO 2 film 13 serves as an etching mask in a second etching step described later, and is used for forming the connection reservoir portion 9 and for the adhesive portion above the individual reservoir partition wall 11 separating the individual reservoirs 2. To leave, as shown in Figure 8,
Created with a comb-shaped pattern. In addition, Si 3 N 4 film 1
2 is formed as a pattern in which a portion of the individual reservoir 2 is opened, as described above.

【0019】以上のように2つのパターンのエッチング
マスクを形成した後、異方性エッチングの工程に移る。
まず、図4に示すように、Si3 4 膜12をエッチン
グマスクとして、90℃に加熱した水酸化カリウム水溶
液で個別リザーバ2を形成するための第1のエッチング
工程を行なう。このとき、個別リザーバ2はそれぞれが
分離されており、シリコンウェハ6の反対側まで貫通し
た貫通孔として形成され、シリコンウェハの反対側の開
口部がインク供給口となる。
After forming the two patterns of etching masks as described above, the process moves to anisotropic etching.
First, as shown in FIG. 4, a first etching step for forming the individual reservoir 2 is performed with an aqueous potassium hydroxide solution heated to 90 ° C. using the Si 3 N 4 film 12 as an etching mask. At this time, the individual reservoirs 2 are separated from each other and are formed as through holes penetrating to the opposite side of the silicon wafer 6, and the opening on the opposite side of the silicon wafer serves as an ink supply port.

【0020】次に、図5に示すように、180℃に加熱
した燐酸でSi3 4 膜12を除去する。そして、図6
に示すように、今度はSiO2 膜13をエッチングマス
クとして、90℃に加熱した水酸化カリウム水溶液でノ
ズル1および連結リザーバ部9を形成する第2のエッチ
ング工程を行なう。このとき、第1のエッチング工程で
形成された個別リザーバ2の部分もエッチングされるた
め、平面をエッチングした場合に形成される面とは角度
の異なる面が現れる。しかし、個別リザーバ2および連
結リザーバ部9は、それほど厳密な形状を要求されない
ので、このような面が現れても差し支えはない。
Next, as shown in FIG. 5, the Si 3 N 4 film 12 is removed with phosphoric acid heated to 180 ° C. And FIG.
As shown in FIG. 3, this time, a second etching step is performed in which the nozzle 1 and the connection reservoir portion 9 are formed with an aqueous potassium hydroxide solution heated to 90 ° C. using the SiO 2 film 13 as an etching mask. At this time, since the portion of the individual reservoir 2 formed in the first etching step is also etched, a surface having a different angle from the surface formed when the flat surface is etched appears. However, since the individual reservoir 2 and the connection reservoir portion 9 are not required to have a very strict shape, it is safe to have such a surface.

【0021】最後に、フッ酸でSiO2 膜13を除去し
て、図7に示すように、ノズル1、個別リザーバ2およ
び連結リザーバ部9が形成されたチャネルウェハ6が完
成する。完成したチャネルウェハ6は、図2に示したよ
うなものとなる。
Finally, the SiO 2 film 13 is removed with hydrofluoric acid to complete the channel wafer 6 in which the nozzles 1, the individual reservoirs 2 and the connection reservoir portions 9 are formed, as shown in FIG. The completed channel wafer 6 is as shown in FIG.

【0022】上述の作成過程において形成された連結リ
ザーバ部9は、従来のダイシング等の方法を用いる場合
に比べ、記録ヘッド形成後に側面に露出する開口部がな
いので、これを塞ぐ工程は不要である。
The connecting reservoir portion 9 formed in the above-described manufacturing process does not have an opening exposed on the side surface after the recording head is formed, as compared with the case of using a conventional method such as dicing, so that a step of closing the same is unnecessary. is there.

【0023】図9は、本発明のインクジェット記録ヘッ
ドの具体例を示す部分断面図である。上述の製造工程に
より作成されたチャネルウェハを用いて、実際に図9に
示すような記録ヘッドを作成した。この図では、ノズル
及びリザーバ付近の断面を模式的に示しているので、実
際の寸法とは相違する。なお、リザーバ付近の作成に用
いたマスクパターンの開口部の詳細は図8に示す通りで
ある。図8に示す各部の寸法は、第1のエッチングでエ
ッチングされるSi3 4 膜12の開口部、すなわち、
個別リザーバ2のノズル配列方向の長さM1は1980
μm、ノズル長手方向の長さM2は1290μmであ
る。また、第2のエッチングでエッチングされるSiO
2 膜13の開口部、すなわち、個別リザーバ2と連結リ
ザーバ部9の部分の寸法は、個別リザーバ部分がSi3
4 膜12の開口部よりも20μm大きくしてあり(図
中、M3の部分)、また、連結リザーバ部9のノズル長
手方向の長さL4は198μmであり、ノズル配列方向
は、複数の個別リザーバ2の最左端から最右端までの領
域である。
FIG. 9 is a partial sectional view showing a concrete example of the ink jet recording head of the present invention. A recording head as shown in FIG. 9 was actually manufactured using the channel wafer manufactured by the above manufacturing process. In this figure, the cross section in the vicinity of the nozzle and the reservoir is schematically shown, and therefore the actual dimensions are different. The details of the opening of the mask pattern used to create the vicinity of the reservoir are as shown in FIG. The dimensions of each part shown in FIG. 8 are the openings of the Si 3 N 4 film 12 etched by the first etching, that is,
The length M1 of the individual reservoir 2 in the nozzle array direction is 1980.
μm, and the length M2 in the nozzle longitudinal direction is 1290 μm. In addition, SiO which is etched by the second etching
2 The size of the opening of the film 13, that is, the portion of the individual reservoir 2 and the connection reservoir portion 9 is such that the individual reservoir portion is Si 3
It is 20 μm larger than the opening of the N 4 film 12 (the portion M3 in the figure), and the length L4 of the connecting reservoir portion 9 in the nozzle longitudinal direction is 198 μm. It is a region from the leftmost end to the rightmost end of the reservoir 2.

【0024】このようなマスクを用いて作成されたチャ
ネルウェハ6の寸法は、第1のエッチングでチャネルウ
ェハ6の裏面に開口したインク供給口の長さL1が51
2μmである。個別リザーバ2において、第1のエッチ
ングでエッチングされ第2のエッチングでエッチングさ
れなかった斜面の水平方向の長さL2は311μmであ
る。角度は第1のエッチングの際の角度54.7°であ
る。第1のエッチングでエッチングされ、さらに第2の
エッチングでエッチングされた斜面は、水平方向の長さ
L3が151μm、垂直方向の長さL4が84μmであ
る。連結リザーバ9の水平部分の長さL5は78μm、
斜面の部分の水平方向の長さL6は47μm、垂直方向
の長さL7は66μmである。未エッチング部7の長さ
L8は20μmである。リザーバとともに形成されるノ
ズル1の高さL9は35μmである。
The dimension of the channel wafer 6 formed by using such a mask is that the length L1 of the ink supply port opened on the back surface of the channel wafer 6 by the first etching is 51.
2 μm. In the individual reservoir 2, the horizontal length L2 of the sloped surface that was etched in the first etching and not etched in the second etching is 311 μm. The angle is 54.7 ° during the first etching. The slope L etched by the first etching and further etched by the second etching has a horizontal length L3 of 151 μm and a vertical length L4 of 84 μm. The length L5 of the horizontal portion of the connection reservoir 9 is 78 μm,
The length L6 in the horizontal direction of the slope portion is 47 μm, and the length L7 in the vertical direction is 66 μm. The length L8 of the unetched portion 7 is 20 μm. The height L9 of the nozzle 1 formed with the reservoir is 35 μm.

【0025】上述のようなチャネルウェハとともに用い
るヒータウェハの寸法は、保護層及び厚膜樹脂層の厚さ
L10が28μm、ノズル開口部からバイパスピット9
の端部までの距離L13は302μm、バイパスピット
9の長さL11は144μm、未エッチング部7の連結
リザーバ9側の端部からバイパスピット9の側壁までの
長さL12は60μmである。
The dimensions of the heater wafer used with the above channel wafer are as follows: the thickness L10 of the protective layer and the thick resin layer is 28 μm, and the bypass pit 9 from the nozzle opening.
The distance L13 to the end of the bypass pit is 302 μm, the length L11 of the bypass pit 9 is 144 μm, and the length L12 from the end of the unetched portion 7 on the connection reservoir 9 side to the side wall of the bypass pit 9 is 60 μm.

【0026】図10はノズル配列の端部付近の拡大図で
ある。上述のようなインクジェット記録ヘッドのノズル
配列方向を見ると、連結リザーバ9の両端は、第2のエ
ッチングにより斜面となる。そのため、連結リザーバ9
の高さが低い部分では、充分なインクの供給が行なわれ
ない。このインクの供給性の差を解消するため、中央部
付近のノズルの連結リザーバ9の高さTが確保できない
部分のノズルをダミーノズルとする。具体的には、連結
リザーバ9の高さTは、図9の(L4+L7)であり、
150μmである。また、異方性エッチングによるSi
のエッチング角度θは54.7°である。これらの値か
ら計算すると、連結リザーバ9の高さT1が確保できな
い距離T2は、122.4μmである。ノズルの配列間
隔は、約84.5μmであるから、端部の2本ずつのノ
ズルをダミーノズルとすれば良いことになる。このダミ
ーノズルにより、他のノズルへのインクの供給を安定し
て行なうことができるようになり、ヘッド端部での画質
不良を改善することができる。
FIG. 10 is an enlarged view of the vicinity of the end of the nozzle array. Looking at the nozzle array direction of the inkjet recording head as described above, both ends of the connection reservoir 9 become slopes due to the second etching. Therefore, the connection reservoir 9
Insufficient ink is not supplied in the portion where the height of the ink is low. In order to eliminate this difference in ink supplyability, the nozzles in the area near the center where the height T of the connected reservoir 9 cannot be secured are dummy nozzles. Specifically, the height T of the connection reservoir 9 is (L4 + L7) in FIG.
It is 150 μm. In addition, Si by anisotropic etching
Has an etching angle θ of 54.7 °. When calculated from these values, the distance T2 at which the height T1 of the connection reservoir 9 cannot be secured is 122.4 μm. Since the arrangement interval of the nozzles is about 84.5 μm, it is sufficient to use two nozzles at each end as dummy nozzles. By using this dummy nozzle, it becomes possible to stably supply ink to other nozzles, and it is possible to improve the image quality defect at the head end portion.

【0027】[0027]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、ヒータ基板に形成した、各ノズルに個別のバ
イパスピットを対応させて配置し、ノズルとリザーバを
連結したことにより、ノズルの個別部分の長さを長くで
き、クロストークを低減させることができるという効果
がある。また、インクのリザーバ部を複数に分割して形
成したことにより、チャネル基板に強度を持たせること
ができる。このとき、連結リザーバで各個別リザーバが
連結されているので、インクの供給が不足するようなこ
とはない。
As is apparent from the above description, according to the present invention, the nozzles formed on the heater substrate are arranged so as to correspond to the individual bypass pits, and the nozzle and the reservoir are connected to each other. It is possible to increase the length of the individual parts of the above and reduce the crosstalk. Further, since the ink reservoir portion is divided into a plurality of parts, the channel substrate can be made stronger. At this time, since the individual reservoirs are connected by the connection reservoir, there is no shortage of ink supply.

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

【図1】 本発明のインクジェット記録ヘッドの一実施
例における概略断面図である。
FIG. 1 is a schematic sectional view of an embodiment of an inkjet recording head of the present invention.

【図2】 本発明のインクジェット記録ヘッドの一実施
例に用いられるチャネルウェハの平面図である。
FIG. 2 is a plan view of a channel wafer used in an embodiment of the inkjet recording head of the present invention.

【図3】〜[Figure 3]

【図7】 本発明のインクジェット記録ヘッドの一実施
例の作成過程の説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram of a manufacturing process of an embodiment of the inkjet recording head of the present invention.

【図8】 リザーバ部分のマスクの開口部分の説明図で
ある。
FIG. 8 is an explanatory diagram of an opening portion of a mask of a reservoir portion.

【図9】 本発明のインクジェット記録ヘッドの具体例
を示す部分断面図である。
FIG. 9 is a partial cross-sectional view showing a specific example of the inkjet recording head of the present invention.

【図10】 ノズル配列の端部付近の拡大図である。FIG. 10 is an enlarged view of the vicinity of an end of the nozzle array.

【図11】 一般的なインクジェット記録ヘッドの斜視
図である。
FIG. 11 is a perspective view of a general inkjet recording head.

【図12】 従来のインクジェット記録ヘッドにおける
チャネルウェハの説明図である。
FIG. 12 is an explanatory diagram of a channel wafer in a conventional inkjet recording head.

【図13】 バイパスピットを用いた従来のインクジェ
ット記録ヘッドの断面図である。
FIG. 13 is a cross-sectional view of a conventional inkjet recording head using a bypass pit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ノズル、2 個別リザーバ、3 ヒータ、4 ピッ
ト、5 ヒータウェハ、6 チャネルウェハ、7 未エ
ッチング部、8 バイパスピット、9 連結リザーバ
部、10 厚膜樹脂層、11 個別リザーバ隔壁、12
Si3 4 膜、13 SiO2 膜。
1 Nozzle, 2 Individual Reservoir, 3 Heater, 4 Pit, 5 Heater Wafer, 6 Channel Wafer, 7 Unetched Part, 8 Bypass Pit, 9 Connected Reservoir Part, 10 Thick Film Resin Layer, 11 Individual Reservoir Partition Wall, 12
Si 3 N 4 film, 13 SiO 2 film.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 斉藤 孝一 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社内 (72)発明者 藤井 雅彦 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社内 (72)発明者 森田 直己 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社内 (72)発明者 藤村 義彦 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社内 (72)発明者 小泉 幸久 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社内 (72)発明者 片岡 雅樹 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社内 (72)発明者 鈴木 雅 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Koichi Saito 2274 Hongo, Ebina City, Kanagawa Prefecture Fuji Xerox Co., Ltd. (72) Inventor Masahiko Fujii 2274, Hongo Ebina City, Kanagawa Prefecture (72) In Fuji Xerox Co., Ltd. (72) Inventor Naoki Morita 2274 Hongo, Ebina City, Kanagawa Prefecture Fuji Xerox Co., Ltd. (72) Inventor Yoshihiko Fujimura 2274 Hongo Ebina City, Kanagawa Prefecture Fuji Xerox Co., Ltd. (72) Inventor Yukihisa Koizumi 2274 Hongo Ebina City, Kanagawa Prefecture Address: Fuji Xerox Co., Ltd. (72) Inventor, Masaki Kataoka, 2274 Hongo, Ebina, Kanagawa Prefecture, Fuji Xerox Co., Ltd. (72) Inventor, Masa, 2274, Hongo, Ebina City, Kanagawa Prefecture, Fuji Xerox, Inc.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数のノズルを有するチャネル基板と、
複数のヒータを有するヒータ基板により構成されるイン
クジェット記録ヘッドにおいて、前記チャネル基板に複
数の液室と、該複数の液室を連結する共通液室部を設
け、前記ヒータ基板に前記共通液室部と各ノズルを連結
する複数の凹部を設けたことを特徴とするインクジェッ
ト記録ヘッド。
1. A channel substrate having a plurality of nozzles,
In an ink jet recording head including a heater substrate having a plurality of heaters, a plurality of liquid chambers and a common liquid chamber portion that connects the plurality of liquid chambers are provided on the channel substrate, and the common liquid chamber portion is provided on the heater substrate. And an ink jet recording head having a plurality of recesses for connecting the respective nozzles.
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