JPH09277525A - 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
- Publication number
- JPH09277525A JPH09277525A JP9457096A JP9457096A JPH09277525A JP H09277525 A JPH09277525 A JP H09277525A JP 9457096 A JP9457096 A JP 9457096A JP 9457096 A JP9457096 A JP 9457096A JP H09277525 A JPH09277525 A JP H09277525A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- recording head
- ink jet
- nozzle
- pressure generating
- jet recording
- Prior art date
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- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高密度ノズル配列が可能で、インク吐出特性
の安定した吐出効率の良いインクジェット式記録ヘッド
を提供すること。 【解決手段】 ノズルプレート１上に配列されたノズル
開口２に対応して、ノズル開口２を仕切るスぺーサ部材
３とノズルプレート１により構成される圧力発生室４
を、駆動信号に従って圧電振動子１１を伸長させること
により加圧し、ノズル開口２よりインク滴を吐出させる
インクジェット記録ヘッドにおいて、前記ノズル開口２
配列方向と直交する方向にあたる、ノズル開口２近傍の
壁８が、圧力により変形可能な厚みに設定されているこ
とを特徴とするインクジェット式記録ヘッド。
の安定した吐出効率の良いインクジェット式記録ヘッド
を提供すること。 【解決手段】 ノズルプレート１上に配列されたノズル
開口２に対応して、ノズル開口２を仕切るスぺーサ部材
３とノズルプレート１により構成される圧力発生室４
を、駆動信号に従って圧電振動子１１を伸長させること
により加圧し、ノズル開口２よりインク滴を吐出させる
インクジェット記録ヘッドにおいて、前記ノズル開口２
配列方向と直交する方向にあたる、ノズル開口２近傍の
壁８が、圧力により変形可能な厚みに設定されているこ
とを特徴とするインクジェット式記録ヘッド。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、インク滴を飛翔さ
せ、記録紙等の記録媒体上にインク像を形成するインク
ジェット式記録ヘッドに関する。
せ、記録紙等の記録媒体上にインク像を形成するインク
ジェット式記録ヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、高速、高印字品質の低価格インク
ジェットプリンタの要求が高まる中、インクジェット式
記録ヘッドを構成する各部材への加工密度、加工精度も
高いものが要求されてきている。
ジェットプリンタの要求が高まる中、インクジェット式
記録ヘッドを構成する各部材への加工密度、加工精度も
高いものが要求されてきている。
【０００３】圧力発生室を構成するスぺーサ部材として
は一般的にプラスチック、セラミック、ガラス等の材料
が用いられている。（米国特許第４０５７８０７号、米
国特許第３９７２４７４号明細書等）しかしながら、こ
の様な技術では近年のインクジェット式記録ヘッドの要
求する高精細、高精度化に応えることが出来なくなって
き、この様な課題を解決するものとして、シリコンウェ
ハーをエッチングしてインクジェット式記録ヘッドの構
成部品として使用する技術が多々開示されている。 例
えば、シリコン基板で流路を形成したインクジェット式
記録ヘッドとして特公昭５８−４０５０９号公報が知ら
れており、この例では（１００）シリコン基板が用いら
れている。
は一般的にプラスチック、セラミック、ガラス等の材料
が用いられている。（米国特許第４０５７８０７号、米
国特許第３９７２４７４号明細書等）しかしながら、こ
の様な技術では近年のインクジェット式記録ヘッドの要
求する高精細、高精度化に応えることが出来なくなって
き、この様な課題を解決するものとして、シリコンウェ
ハーをエッチングしてインクジェット式記録ヘッドの構
成部品として使用する技術が多々開示されている。 例
えば、シリコン基板で流路を形成したインクジェット式
記録ヘッドとして特公昭５８−４０５０９号公報が知ら
れており、この例では（１００）シリコン基板が用いら
れている。
【０００４】又、（１１０）シリコン基板を用いたイン
クジェット式記録ヘッドの例としては、"K.E.Petersen,
`Fabrication of anIntegrated,PlanarSilicon Ink-Jet
Structure,'IEEE transactions onelectrondevices,vo
l.ED-26,No.12, December 1979"などが知られている。
クジェット式記録ヘッドの例としては、"K.E.Petersen,
`Fabrication of anIntegrated,PlanarSilicon Ink-Jet
Structure,'IEEE transactions onelectrondevices,vo
l.ED-26,No.12, December 1979"などが知られている。
【０００５】又、米国特許第４３１２００８号明細書に
おいてもシリコンウェハーをエッチングして圧力発生室
を構成する技術が開示されている。
おいてもシリコンウェハーをエッチングして圧力発生室
を構成する技術が開示されている。
【０００６】周知の様に、一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ぺ
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により圧力発生室に圧力
を蓄圧して、エネルギの有効利用を図りながらインク滴
を飛翔させる様に構成されている。
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ぺ
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により圧力発生室に圧力
を蓄圧して、エネルギの有効利用を図りながらインク滴
を飛翔させる様に構成されている。
【０００７】そして、インクジェット式記録ヘッドの記
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
化に伴って、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。
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
化に伴って、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。
【０００８】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。
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。
【０００９】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。
コンプライアンスを第２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。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】そこで、我々は各圧力
発生室間の壁にスリットを形成し、壁の一部を圧力によ
り変形可能に形成して、必要なコンプライアンスを確保
する方法（特開平７ー２７６６２５号公報）等を提案し
ているが、更なるインクジェット式記録ヘッドの高密度
化においては壁も又薄くしていく必要があるため、壁に
スリットを入れるだけの厚みがとれなくなってくる。
発生室間の壁にスリットを形成し、壁の一部を圧力によ
り変形可能に形成して、必要なコンプライアンスを確保
する方法（特開平７ー２７６６２５号公報）等を提案し
ているが、更なるインクジェット式記録ヘッドの高密度
化においては壁も又薄くしていく必要があるため、壁に
スリットを入れるだけの厚みがとれなくなってくる。
【００１１】また、インク滴吐出の高速化を図るために
は、圧力発生室のインクの固有振動周期を短くしていこ
とが望ましい。
は、圧力発生室のインクの固有振動周期を短くしていこ
とが望ましい。
【００１２】本発明は更なるインクジェット式記録ヘッ
ドの高密度化、高速化を目指すために、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。
ドの高密度化、高速化を目指すために、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。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は、ノズルプレート上に配列されたノズル開口に
対応して、ノズル開口部を仕切るスぺーサ部材とノズル
プレートにより構成される圧力発生室を、圧力発生部材
により加圧し、ノズル開口部よりインク滴を吐出させる
インクジェット記録ヘッドにおいて、ノズル開口配列方
向と直交する方向にあたる壁の一部が、圧力により変形
可能な厚みに設定されていることを特徴としている。
本発明は、ノズルプレート上に配列されたノズル開口に
対応して、ノズル開口部を仕切るスぺーサ部材とノズル
プレートにより構成される圧力発生室を、圧力発生部材
により加圧し、ノズル開口部よりインク滴を吐出させる
インクジェット記録ヘッドにおいて、ノズル開口配列方
向と直交する方向にあたる壁の一部が、圧力により変形
可能な厚みに設定されていることを特徴としている。
【００１４】更には、ノズル開口に近接する、ノズル開
口配列方向と直交する方向にあたる壁の一部が、圧力に
より変形可能な厚みに設定されたことを特徴としてい
る。
口配列方向と直交する方向にあたる壁の一部が、圧力に
より変形可能な厚みに設定されたことを特徴としてい
る。
【００１５】更には、スぺーサ部材は、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ことを特徴とし
ている。
異方性エッチングにより形成されていることを特徴とし
ている。
【００１６】更には、スぺーサ部材はシリコン表面の結
晶方位（１１０）面と直交する第１の（１１１）面と、
表面の（１１０）面と約３５度の傾きを持つ第２の（１
１１）面とで構成され、第２の（１１１）面で形成され
る壁の一部が圧力により変形可能な厚みに設定されてい
ることを特徴としている。
晶方位（１１０）面と直交する第１の（１１１）面と、
表面の（１１０）面と約３５度の傾きを持つ第２の（１
１１）面とで構成され、第２の（１１１）面で形成され
る壁の一部が圧力により変形可能な厚みに設定されてい
ることを特徴としている。
【００１７】更には、第２の（１１１）面が圧力発生室
内に２面有し、各々の前記第２の（１１１）面で形成さ
れる壁の各々一部が、圧力により変形可能な厚みに設定
されていることを特徴としている。
内に２面有し、各々の前記第２の（１１１）面で形成さ
れる壁の各々一部が、圧力により変形可能な厚みに設定
されていることを特徴としている。
【００１８】更には、スぺーサ部材のシリコン表面のノ
ズルプレート側の面からの異方性エッチングにより、ノ
ズル開口配列と直交する方向に凹部を第２の（１１１）
面が形成する壁に対向して形成したことを特徴としてい
る。
ズルプレート側の面からの異方性エッチングにより、ノ
ズル開口配列と直交する方向に凹部を第２の（１１１）
面が形成する壁に対向して形成したことを特徴としてい
る。
【００１９】
【発明の実施の形態】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。
した実施例に基づいて説明する。
【００２０】図１、及び図２（ａ）、（ｂ）は、本発明
に於けるインクジェット記録ヘッド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を区画するスぺーサ部材、７は、第２プレート
で、スぺーサ部材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。
に於けるインクジェット記録ヘッド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を区画するスぺーサ部材、７は、第２プレート
で、スぺーサ部材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。
【００２１】圧力発生室４、４、４・・・はそれぞれ壁
８、壁１０により区画され、ノズル開口２、２、２・・
・近傍の壁８に隣接して空間９が配置されている。壁８
はインク滴吐出のためにインクに圧力が加圧された場合
には弾性変形が可能な厚み、この実施例では約５μｍに
選定されており、ノズル開口２、２、２の配列方向と直
交する方向に配置されている。これらスぺーサ部材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。
８、壁１０により区画され、ノズル開口２、２、２・・
・近傍の壁８に隣接して空間９が配置されている。壁８
はインク滴吐出のためにインクに圧力が加圧された場合
には弾性変形が可能な厚み、この実施例では約５μｍに
選定されており、ノズル開口２、２、２の配列方向と直
交する方向に配置されている。これらスぺーサ部材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。
【００２２】このように構成したインクジェット記録ヘ
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１１の他端を、第２プレー
ト７のアイランド部１２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１１が伸
長して第２プレート７が圧力発生室４側にたわんで、圧
力発生室４に圧力が生ずる。
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１１の他端を、第２プレー
ト７のアイランド部１２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１１が伸
長して第２プレート７が圧力発生室４側にたわんで、圧
力発生室４に圧力が生ずる。
【００２３】この圧力は、図３に示す様に、圧力発生室
４を区画している壁８を空間９側に変形させたり、また
第２プレート７を外側に膨張変位させると同時に、ノズ
ル開口２からインク滴を吐出させる。このときに、壁８
が変形することにより、圧力発生室４内におけるインク
滴吐出に用いられた以外の圧力が吸収され、壁１０ほと
んど変形をしない。壁８は物理的に隣接して圧力を伝播
する部分が存在しないため、隣接した圧力発生室４に圧
力が伝播してしまうことはなく、隣接間を印字データに
より駆動したときの交互作用が発生しない。又、壁８が
ノズル開口２付近に形成され、ノズル開口２近傍にコン
プライアンスを持つ部分が配設されているため、駆動す
ることにより運動するノズルメニスカスが早期に安定
し、不安定な吐出や、吐出のバラツキを押さえることが
できる。
４を区画している壁８を空間９側に変形させたり、また
第２プレート７を外側に膨張変位させると同時に、ノズ
ル開口２からインク滴を吐出させる。このときに、壁８
が変形することにより、圧力発生室４内におけるインク
滴吐出に用いられた以外の圧力が吸収され、壁１０ほと
んど変形をしない。壁８は物理的に隣接して圧力を伝播
する部分が存在しないため、隣接した圧力発生室４に圧
力が伝播してしまうことはなく、隣接間を印字データに
より駆動したときの交互作用が発生しない。又、壁８が
ノズル開口２付近に形成され、ノズル開口２近傍にコン
プライアンスを持つ部分が配設されているため、駆動す
ることにより運動するノズルメニスカスが早期に安定
し、不安定な吐出や、吐出のバラツキを押さえることが
できる。
【００２４】図４（ａ）（ｂ）は本発明の他のインクジ
ェット記録ヘッドの一実施例を示すものである。圧力発
生室４１、４１、４１・・・はそれぞれ壁１３、１４に
よって区画されている。壁１３はスぺーサ部材３１のシ
リコン表面の結晶方位（１１０）面１００と直交する第
１の（１１１）面１０１を持ち、隣接する圧力発生室４
１とを区切っている。壁１４は表面の（１１０）面１０
０と約３５度の傾きを持つ第２の（１１１）面１０２か
らなり、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、本実施例では約５
μｍに選定されており、片面からのエッチングにより作
られた凹部により空間１５が配置されている。また空間
１５は必要に応じて、２面ある壁１４の両方に配置し
て、２面が壁１４の両方が弾性変形が可能としてもよ
い。
ェット記録ヘッドの一実施例を示すものである。圧力発
生室４１、４１、４１・・・はそれぞれ壁１３、１４に
よって区画されている。壁１３はスぺーサ部材３１のシ
リコン表面の結晶方位（１１０）面１００と直交する第
１の（１１１）面１０１を持ち、隣接する圧力発生室４
１とを区切っている。壁１４は表面の（１１０）面１０
０と約３５度の傾きを持つ第２の（１１１）面１０２か
らなり、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、本実施例では約５
μｍに選定されており、片面からのエッチングにより作
られた凹部により空間１５が配置されている。また空間
１５は必要に応じて、２面ある壁１４の両方に配置し
て、２面が壁１４の両方が弾性変形が可能としてもよ
い。
【００２５】スぺーサ部材３１は、インク供給口５、
５、５・・・及びリザーバ６を区画する形状を持ち、前
述同様に、ノズル開口２、２、２・・・が穿設されたノ
ズルプレート１、第２プレート７により、スぺーサ部材
３１の両面を封止してインクジェット記録ヘッドに纏め
られている。
５、５・・・及びリザーバ６を区画する形状を持ち、前
述同様に、ノズル開口２、２、２・・・が穿設されたノ
ズルプレート１、第２プレート７により、スぺーサ部材
３１の両面を封止してインクジェット記録ヘッドに纏め
られている。
【００２６】この実施例によれば、図５の様に圧電振動
子１１の他端を、第２プレート７のアイランド部１２に
取り付けて、これに前述同様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１１が伸長して第２プレー
ト７が圧力発生室４１側にたわんで、圧力発生室４１に
圧力が生じノズル開口２からインク滴が吐出すると同時
に、壁１４が変形し、圧力発生室４１内におけるインク
滴吐出に用いられた以外の圧力が吸収される。壁１３
は、前述の実施例の壁１０よりも構造体として強固な形
状となっているおり、変形をしないため、隣接した圧力
発生室４１には圧力伝播を生ずることがない。
子１１の他端を、第２プレート７のアイランド部１２に
取り付けて、これに前述同様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１１が伸長して第２プレー
ト７が圧力発生室４１側にたわんで、圧力発生室４１に
圧力が生じノズル開口２からインク滴が吐出すると同時
に、壁１４が変形し、圧力発生室４１内におけるインク
滴吐出に用いられた以外の圧力が吸収される。壁１３
は、前述の実施例の壁１０よりも構造体として強固な形
状となっているおり、変形をしないため、隣接した圧力
発生室４１には圧力伝播を生ずることがない。
【００２７】また、スぺーサ部材３１の壁１４のノズル
プレート１と固定する面は壁の厚みに対して３５度の傾
きを持っているため厚み幅よりも広く取れるため、固定
に対する自由度が増し、壁１４の持つコンプライアンス
量の適正化をはかり易い。さらにこの壁１４はノズル開
口２の近傍に配置される構造となり、前述同様にノズル
メニスカスの運動に対して衝撃をやわらげる様に作用
し、短時間に安定し吐出バラツキを押さえ、印字品質の
向上を図ることができる。
プレート１と固定する面は壁の厚みに対して３５度の傾
きを持っているため厚み幅よりも広く取れるため、固定
に対する自由度が増し、壁１４の持つコンプライアンス
量の適正化をはかり易い。さらにこの壁１４はノズル開
口２の近傍に配置される構造となり、前述同様にノズル
メニスカスの運動に対して衝撃をやわらげる様に作用
し、短時間に安定し吐出バラツキを押さえ、印字品質の
向上を図ることができる。
【００２８】以下、本発明のスペース部材３１の製造方
法の一実施例を、図６、図７を用いて説明する。
法の一実施例を、図６、図７を用いて説明する。
【００２９】まず、図６（ａ）に示すように、表面の結
晶面方位が（１１０）面となるシリコンウェハ２００
を、９００〜１１００℃に加熱し、酸素、水蒸気などの
酸化剤を含んだ高温の気体の中に置いて、その表面に酸
素原子を拡散する。本実施例では、この熱酸化処理によ
って厚さ１．７μｍから成るシリコン酸化物の膜２０１
を形成した。シリコン酸化物の膜２０１は後述する異方
性エッチング工程でのマスクの役割を果たし、その形成
手段は前述した熱酸化処理の他に、ＣＶＤ（化学気相堆
積）法や、イオン注入法、陽極酸化法によっても差し支
えない。またシリコン酸化物の膜以外にも、シリコン窒
化物の膜や、ホウ素やガリウム原子を添加した所謂ｐ型
シリコン膜や、ヒ素やアンチモン原子を添加した所謂ｎ
型シリコン膜を形成しても差し支えない。
晶面方位が（１１０）面となるシリコンウェハ２００
を、９００〜１１００℃に加熱し、酸素、水蒸気などの
酸化剤を含んだ高温の気体の中に置いて、その表面に酸
素原子を拡散する。本実施例では、この熱酸化処理によ
って厚さ１．７μｍから成るシリコン酸化物の膜２０１
を形成した。シリコン酸化物の膜２０１は後述する異方
性エッチング工程でのマスクの役割を果たし、その形成
手段は前述した熱酸化処理の他に、ＣＶＤ（化学気相堆
積）法や、イオン注入法、陽極酸化法によっても差し支
えない。またシリコン酸化物の膜以外にも、シリコン窒
化物の膜や、ホウ素やガリウム原子を添加した所謂ｐ型
シリコン膜や、ヒ素やアンチモン原子を添加した所謂ｎ
型シリコン膜を形成しても差し支えない。
【００３０】次に、図６（ｂ）に示すように、樹脂レジ
スト２０２で前記シリコンウェハ２００上に図７に示す
ように圧力発生室４１が（１１１）面で構成できるよう
にパターンを施し、図６（ｃ）に示すように、フッ酸水
溶液などの酸エッチング液によってシリコン酸化物の膜
２０１を選択的に除去した後、樹脂レジストを除去する
と、パターニングされたシリコン酸化物の膜２０１のマ
スクパターンが現れる。
スト２０２で前記シリコンウェハ２００上に図７に示す
ように圧力発生室４１が（１１１）面で構成できるよう
にパターンを施し、図６（ｃ）に示すように、フッ酸水
溶液などの酸エッチング液によってシリコン酸化物の膜
２０１を選択的に除去した後、樹脂レジストを除去する
と、パターニングされたシリコン酸化物の膜２０１のマ
スクパターンが現れる。
【００３１】次に、水酸化ナトリウム水溶液や水酸化カ
リウム水溶液などの、結晶方位に依存してエッチング速
度が変化するエッチング液によって、シリコンウェハを
異方性エッチングすると、図７（ａ）に示す過程を経
て、図７（ｂ）に示す状態で終了する。これによって貫
通孔１０３が形成されるとともに、凹部１０４が形成さ
れる。本実施例では、８０℃に加熱した２０[重量％]の
水酸化ナトリウム水溶液によって、前記シリコンウェハ
を異方性エッチングして、図７（ｂ）に示すような形状
を得た。
リウム水溶液などの、結晶方位に依存してエッチング速
度が変化するエッチング液によって、シリコンウェハを
異方性エッチングすると、図７（ａ）に示す過程を経
て、図７（ｂ）に示す状態で終了する。これによって貫
通孔１０３が形成されるとともに、凹部１０４が形成さ
れる。本実施例では、８０℃に加熱した２０[重量％]の
水酸化ナトリウム水溶液によって、前記シリコンウェハ
を異方性エッチングして、図７（ｂ）に示すような形状
を得た。
【００３２】次に、インクへの耐性やインクとの親和性
を得るために図７（ｃ）に示す様に保護膜２０３を形成
する。形成する膜の種類、並びに形成手段は前述のマス
クパターンの工程と同じであるが、熱酸化処理によって
シリコン酸化物の保護膜を形成するのが最も好適であ
る。
を得るために図７（ｃ）に示す様に保護膜２０３を形成
する。形成する膜の種類、並びに形成手段は前述のマス
クパターンの工程と同じであるが、熱酸化処理によって
シリコン酸化物の保護膜を形成するのが最も好適であ
る。
【００３３】この様にして形成される圧力発生室４１
は、図４、図８に示すように貫通孔１０３がひし形にな
る様な、第２の（１１１）面１０２が現れる。
は、図４、図８に示すように貫通孔１０３がひし形にな
る様な、第２の（１１１）面１０２が現れる。
【００３４】この第２の（１１１）面１０２は、シリコ
ンウェハ面、即ち、（１１０）面から貫通孔１０３方向
に約３５゜のテーパを持って現れるので貫通孔１０３面
をノズル開口部に向かってインクジェット式記録ヘッド
を構成し図４に示す構造を得る。この第２の（１１１）
面１０２を壁１４の一面として用いるため、ノズル開口
配列方向とは直角方向にコンプライアンス機能を持った
壁１４を配置できる。さらに図示しないが図６（ｅ）の
状態において、（１１０）面１００側より再度樹脂レジ
ストを用いて供給口５が構成できる様にパターンを施
し、前述同様の方法を用いて供給口５をエッチングにて
形成した。
ンウェハ面、即ち、（１１０）面から貫通孔１０３方向
に約３５゜のテーパを持って現れるので貫通孔１０３面
をノズル開口部に向かってインクジェット式記録ヘッド
を構成し図４に示す構造を得る。この第２の（１１１）
面１０２を壁１４の一面として用いるため、ノズル開口
配列方向とは直角方向にコンプライアンス機能を持った
壁１４を配置できる。さらに図示しないが図６（ｅ）の
状態において、（１１０）面１００側より再度樹脂レジ
ストを用いて供給口５が構成できる様にパターンを施
し、前述同様の方法を用いて供給口５をエッチングにて
形成した。
【００３５】このように構成することにより、ノズル開
口配列ピッチが狭くても吐出に充分なコンプライアンス
を確保したインクジェット記録ヘッドを作ることができ
る。又同時にパターニングして壁１４を形成することが
できるため、位置精度等の問題なく適正なコンプライア
ンスを得ることができた。
口配列ピッチが狭くても吐出に充分なコンプライアンス
を確保したインクジェット記録ヘッドを作ることができ
る。又同時にパターニングして壁１４を形成することが
できるため、位置精度等の問題なく適正なコンプライア
ンスを得ることができた。
【００３６】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明ではノ
ズルプレート上に配列されたノズル開口に対応して、ノ
ズル開口部を仕切るスぺーサ部材とノズルプレートによ
り構成される圧力発生室を、圧力発生部材により加圧
し、ノズル開口部よりインク滴を吐出させるインクジェ
ット記録ヘッドにおいて、ノズル開口配列方向と直交す
る方向にあたる壁の一部が、圧力により変形可能な厚み
に設定されているので、更なるドット密度の向上に伴う
圧力発生室の微小化に関りなく、必要なコンプライアン
スを得ることができ、吐出の安定したインクジェット記
録ヘッドを得ることができる。
ズルプレート上に配列されたノズル開口に対応して、ノ
ズル開口部を仕切るスぺーサ部材とノズルプレートによ
り構成される圧力発生室を、圧力発生部材により加圧
し、ノズル開口部よりインク滴を吐出させるインクジェ
ット記録ヘッドにおいて、ノズル開口配列方向と直交す
る方向にあたる壁の一部が、圧力により変形可能な厚み
に設定されているので、更なるドット密度の向上に伴う
圧力発生室の微小化に関りなく、必要なコンプライアン
スを得ることができ、吐出の安定したインクジェット記
録ヘッドを得ることができる。
【図１】本発明のインクジェット式記録ヘッドの一実施
例を示す断面斜視図である。
例を示す断面斜視図である。
【図２】同図（ａ）（ｂ）はそれぞれ同上装置のスぺー
サ部材の一実施例を示す上面図及び断面図である。
サ部材の一実施例を示す上面図及び断面図である。
【図３】圧力発生室に圧力が印加したとき、壁に生ずる
変形を模式的に示す断面図である。
変形を模式的に示す断面図である。
【図４】本発明のインクジェット式記録ヘッドの他の一
実施例を示すスぺーサ部材の上面図、及び断面図であ
る。
実施例を示すスぺーサ部材の上面図、及び断面図であ
る。
【図５】同上装置の圧力発生室に圧力が印加したとき、
壁に生ずる変形を模式的に示す断面図である。
壁に生ずる変形を模式的に示す断面図である。
【図６】本発明のインクジェット式記録ヘッドのシリコ
ン基材のエッチング過程を説明するための断面図であ
る。
ン基材のエッチング過程を説明するための断面図であ
る。
【図７】本発明のインクジェット式記録ヘッドのシリコ
ン基材のエッチング過程を説明するための断面図であ
る。
ン基材のエッチング過程を説明するための断面図であ
る。
【図８】本発明のインクジェット式印字ヘッドに用いる
（１１０）面のシリコンウェハの面上の方向を示す図。
（１１０）面のシリコンウェハの面上の方向を示す図。
１ ノズルプレート ２ ノズル開口部 ３ スぺーサ部材 ４ 圧力発生室 ５ 供給口 ７ 第２プレート ８ 壁 ９ 空間 １０ 壁 １３ 壁 １４ 壁 ３１ スぺーサ部材 ４１ 圧力発生室 １０１ 第１の（１１１）面 １０２ 第２の（１１１）面 １０４ 凹部
Claims (6)
- 【請求項１】 複数のノズル開口が列設されたノズルプ
レートと、前記ノズル開口に対応した圧力発生室を区画
する隔壁が形成されたスぺーサ部材と、前記圧力発生室
の一壁面に対応するよう配置された圧力発生部材とを有
するインクジェット式記録ヘッドにおいて、 前記ノズル開口配列方向と直交する方向の前記圧力発生
室の壁の一部が、圧力により変形可能な厚みに設定され
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】 前記ノズル開口に近接する、前記ノズル
開口配列方向と直交する方向にあたる壁の一部が、前記
圧力により変形可能な厚みに設定されたことを特徴とす
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】 前記スぺーサ部材は、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４】 ノズルプレート上に配列されたノズル開
口に対応して、ノズル開口部を仕切るスぺーサ部材と該
ノズルプレートにより構成される圧力発生室を、圧力発
生部材により加圧し、ノズル開口部よりインク滴を吐出
させるインクジェット記録ヘッドにおいて、該スぺーサ
部材はシリコン表面の結晶方位（１１０）面と直交する
第１の（１１１）面と、該表面の（１１０）面と約３５
度の傾きを持つ第２の（１１１）面とで構成され、該第
２の（１１１）面で形成される壁の一部が前記圧力によ
り変形可能な厚みに設定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。 - 【請求項５】 前記第２の（１１１）面が前記圧力発生
室内に２面有し、各々の前記第２の（１１１）面で形成
される壁の各々一部が、前記圧力により変形可能な厚み
に設定されていることを特徴とする請求項４記載のイン
クジェット式記録ヘッド。 - 【請求項６】 前記スぺーサ部材のシリコン表面の前記
ノズルプレート側の面からの異方性エッチングにより、
ノズル開口配列と直交する方向に凹部を前記第２の（１
１１）面が形成する壁に対向して形成したことを特徴と
する請求項４記載のインクジェット式記録ヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9457096A JP3384235B2 (ja) | 1996-04-16 | 1996-04-16 | インクジェット式記録ヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9457096A JP3384235B2 (ja) | 1996-04-16 | 1996-04-16 | インクジェット式記録ヘッド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09277525A true JPH09277525A (ja) | 1997-10-28 |
| JP3384235B2 JP3384235B2 (ja) | 2003-03-10 |
Family
ID=14113976
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9457096A Expired - Fee Related JP3384235B2 (ja) | 1996-04-16 | 1996-04-16 | インクジェット式記録ヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3384235B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7232202B2 (en) | 2001-12-11 | 2007-06-19 | Ricoh Company, Ltd. | Drop discharge head and method of producing the same |
| WO2023238481A1 (ja) * | 2022-06-06 | 2023-12-14 | サカタインクス株式会社 | 水性インクジェットインク組成物 |
-
1996
- 1996-04-16 JP JP9457096A patent/JP3384235B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7232202B2 (en) | 2001-12-11 | 2007-06-19 | Ricoh Company, Ltd. | Drop discharge head and method of producing the same |
| US7571984B2 (en) | 2001-12-11 | 2009-08-11 | Ricoh Company, Ltd. | Drop discharge head and method of producing the same |
| WO2023238481A1 (ja) * | 2022-06-06 | 2023-12-14 | サカタインクス株式会社 | 水性インクジェットインク組成物 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3384235B2 (ja) | 2003-03-10 |
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