JPH10202877A - 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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- JPH10202877A JPH10202877A JP2439197A JP2439197A JPH10202877A JP H10202877 A JPH10202877 A JP H10202877A JP 2439197 A JP2439197 A JP 2439197A JP 2439197 A JP2439197 A JP 2439197A JP H10202877 A JPH10202877 A JP H10202877A
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
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- B41J2/1621—Manufacturing processes
- B41J2/1635—Manufacturing processes dividing the wafer into individual chips
-
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Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 リザーバを印刷機能を満たす程度に小型化
し、かつ壁面を垂直な面として形成すること。 【解決手段】 流路形成基板１が、（１１０）立方晶の
シリコン単結晶基板の異方性エッチングにより（１１
０）面に対して垂直となる２つの格子方向＜１１１＞を
それぞれ辺２、３、４、５とするように平行四辺形に形
成され、またリザーバ７が、その壁面７ａ〜７ｄが辺２
〜５に平行な平行四辺形として、リザーバ７の各辺を単
一の線分からなる平面の壁面で形成する。
し、かつ壁面を垂直な面として形成すること。 【解決手段】 流路形成基板１が、（１１０）立方晶の
シリコン単結晶基板の異方性エッチングにより（１１
０）面に対して垂直となる２つの格子方向＜１１１＞を
それぞれ辺２、３、４、５とするように平行四辺形に形
成され、またリザーバ７が、その壁面７ａ〜７ｄが辺２
〜５に平行な平行四辺形として、リザーバ７の各辺を単
一の線分からなる平面の壁面で形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ノズル開口に連通
する圧力発生室の一部を振動するアクチュエータにより
膨張、収縮させて、ノズル開口からインク滴を吐出させ
るインクジェット式記録ヘッドに関する。
する圧力発生室の一部を振動するアクチュエータにより
膨張、収縮させて、ノズル開口からインク滴を吐出させ
るインクジェット式記録ヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】インクジェット式記録ヘッドには、圧力
発生室を機械的に変形させてインクを加圧する圧電振動
型と、圧力発生室の中に発熱素子を設け、発熱素子の熱
で発生した気泡の圧力によりインクを加圧するバブルジ
ェット型との２種類のものが存在する。そして圧電振動
型の記録ヘッドは、さらにたわみ変位する圧電振動子を
使用した第１の記録ヘッドと、軸方向に変位する圧電振
動子を使用した第２の記録ヘッドと、の２種類に分類さ
れる。第１のインクジェット式記録ヘッドは圧電振動子
が膜状であるため、圧力発生室を構成する弾性板と一体
的に焼成して作り付けることが可能で、製造工程の簡素
化を図ることができるという特徴を有するものの、たわ
み振動できる程度の面積を必要とするため、圧力発生室
の幅が大きくなって配列密度が低下するという問題を抱
えている。これに対して第２の記録ヘッドは、高速駆動
が可能でかつ高い密度での記録が可能であるという特徴
を備えている。
発生室を機械的に変形させてインクを加圧する圧電振動
型と、圧力発生室の中に発熱素子を設け、発熱素子の熱
で発生した気泡の圧力によりインクを加圧するバブルジ
ェット型との２種類のものが存在する。そして圧電振動
型の記録ヘッドは、さらにたわみ変位する圧電振動子を
使用した第１の記録ヘッドと、軸方向に変位する圧電振
動子を使用した第２の記録ヘッドと、の２種類に分類さ
れる。第１のインクジェット式記録ヘッドは圧電振動子
が膜状であるため、圧力発生室を構成する弾性板と一体
的に焼成して作り付けることが可能で、製造工程の簡素
化を図ることができるという特徴を有するものの、たわ
み振動できる程度の面積を必要とするため、圧力発生室
の幅が大きくなって配列密度が低下するという問題を抱
えている。これに対して第２の記録ヘッドは、高速駆動
が可能でかつ高い密度での記録が可能であるという特徴
を備えている。
【０００３】これら圧電振動子を使用したインクジェッ
ト式記録ヘッドにおいては、製造工程の簡素化と精度の
向上を図るため、流路部を構成する主要部である圧力発
生室やこれに付属するインク供給口、及びリザーバ等を
作り付ける流路形成基板を、シリコン単結晶基板を用
い、これを異方性エッチングして加工することが行われ
ている。しかしながら、異方性エッチングの特性上、圧
力発生室をシリコン単結晶ウエハーの格子方向＜１１１
＞に配列せざるを得えない。このため、圧力発生室にイ
ンクを供給するリザーバーの壁面が＜１１１＞格子方向
に直交した（１１０）面に形成されることになる。とこ
ろが、シリコン単結晶基板を異方性エッチングして（１
１０）面を形成することはきわめて困難であるため、リ
ザーバを区画する壁面を微少な格子方向＜１１１＞の連
続体として近似するようにエッチングする手法が採用さ
れている。このため、リザーバの壁面に凹凸ができ、イ
ンクの流れに停滞が生じやすく、インクの充填性や気泡
の排除性に低下を招くばかりでなく、格子方向＜１１１
＞の微小なエッチング面を形成するには、過度なエッチ
ングを防止する必要上、例えば特開平7-125198号公報に
示されたような補正パターンと呼ばれるパターンを形成
する必要がある。この補正パターンは、シリコン単結晶
ウエハーのエッチングと共に徐々に短縮し、エッチング
終了時に微少な格子方向＜１１１＞を残留させるに必要
な比較的長い剣状の形状として形成されるため、リザー
バーの幅を少なくとも補正パターンの長さよりも広くす
る必要があり、補正パターンのための余分な領域を必要
としてインクジェットヘッドの大型化や、また高価なウ
エハーの消費を伴うという問題がある。
ト式記録ヘッドにおいては、製造工程の簡素化と精度の
向上を図るため、流路部を構成する主要部である圧力発
生室やこれに付属するインク供給口、及びリザーバ等を
作り付ける流路形成基板を、シリコン単結晶基板を用
い、これを異方性エッチングして加工することが行われ
ている。しかしながら、異方性エッチングの特性上、圧
力発生室をシリコン単結晶ウエハーの格子方向＜１１１
＞に配列せざるを得えない。このため、圧力発生室にイ
ンクを供給するリザーバーの壁面が＜１１１＞格子方向
に直交した（１１０）面に形成されることになる。とこ
ろが、シリコン単結晶基板を異方性エッチングして（１
１０）面を形成することはきわめて困難であるため、リ
ザーバを区画する壁面を微少な格子方向＜１１１＞の連
続体として近似するようにエッチングする手法が採用さ
れている。このため、リザーバの壁面に凹凸ができ、イ
ンクの流れに停滞が生じやすく、インクの充填性や気泡
の排除性に低下を招くばかりでなく、格子方向＜１１１
＞の微小なエッチング面を形成するには、過度なエッチ
ングを防止する必要上、例えば特開平7-125198号公報に
示されたような補正パターンと呼ばれるパターンを形成
する必要がある。この補正パターンは、シリコン単結晶
ウエハーのエッチングと共に徐々に短縮し、エッチング
終了時に微少な格子方向＜１１１＞を残留させるに必要
な比較的長い剣状の形状として形成されるため、リザー
バーの幅を少なくとも補正パターンの長さよりも広くす
る必要があり、補正パターンのための余分な領域を必要
としてインクジェットヘッドの大型化や、また高価なウ
エハーの消費を伴うという問題がある。
【０００４】
【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
とは、リザーバのサイズを印刷機能を満たす程度に小型
化でき、かつ壁面を垂直な面として形成することができ
るシリコン単結晶基板を使用したインクジェット式記録
ヘッドを提供することである。
題に鑑みてなされたものであって、その目的とするとこ
とは、リザーバのサイズを印刷機能を満たす程度に小型
化でき、かつ壁面を垂直な面として形成することができ
るシリコン単結晶基板を使用したインクジェット式記録
ヘッドを提供することである。
【０００５】
【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、複数のノズル開口が穿設さ
れたノズルプレートと、外部からインクの供給を受ける
リザーバ、該リザーバとインク供給口を介して接続する
とともに前記ノズル開口の各々に連通する複数の圧力発
生室とを備えた流路形成基板と、該圧力発生室内のイン
クを加圧する弾性板と、前記圧力発生室に対向する位置
に配置されて前記弾性板を押圧する駆動手段とからなる
インクジェット式記録ヘッドにおいて、前記流路形成基
板が、（１１０）立方晶のシリコン単結晶基板の異方性
エッチングにより（１１０）面に対して垂直となる２つ
の格子方向＜１１１＞をそれぞれ辺とするように平行四
辺形に形成され、また前記リザーバが、その壁面が前記
辺に平行な平行四辺形に形成するようした。
るために本発明においては、複数のノズル開口が穿設さ
れたノズルプレートと、外部からインクの供給を受ける
リザーバ、該リザーバとインク供給口を介して接続する
とともに前記ノズル開口の各々に連通する複数の圧力発
生室とを備えた流路形成基板と、該圧力発生室内のイン
クを加圧する弾性板と、前記圧力発生室に対向する位置
に配置されて前記弾性板を押圧する駆動手段とからなる
インクジェット式記録ヘッドにおいて、前記流路形成基
板が、（１１０）立方晶のシリコン単結晶基板の異方性
エッチングにより（１１０）面に対して垂直となる２つ
の格子方向＜１１１＞をそれぞれ辺とするように平行四
辺形に形成され、また前記リザーバが、その壁面が前記
辺に平行な平行四辺形に形成するようした。
【０００６】
【作用】リザーバの各辺が単一の線分からなる平面の壁
面として形成されいるから、凹凸などによるインクの淀
みがなく、インクの充填性と、気泡の排除性が向上す
る。
面として形成されいるから、凹凸などによるインクの淀
みがなく、インクの充填性と、気泡の排除性が向上す
る。
【０００７】
【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。図１は、それぞれ本発
明の一実施例を示すものであって、図中符号１は流路形
成基板で、（１１０）立方晶のシリコン単結晶基板を流
路形成基板に適した厚み、例えば３００μｍに切り出
し、図２に示したように（１１０）面に対して異方性エ
ッチングを行なった場合に現れる面Ａ，Ｂ，Ｃの内、
（１１０）面に対して垂直となる格子方向＜１１１＞
（図中線Ａ、及び線Ｂにより示す面、なお、線Ｃで示す
面は、表面に対して約３５度の角度を形成する。）第１
方向、及び第２方向をそれぞれ辺２、３、４、５とする
ように平行四辺形に切り出し、図３に示したように長手
方向の軸が一方の第１方向に平行となり、また配列方向
が第２方向に平行となるように凹部からなる２列の圧力
発生室６、６を対向させて形成し、これら圧力発生室６
にインクを供給するリザーバ７、７を、長手方向が第２
方向に平行で、また短辺側が第１方向に平行となる略平
行四辺形状の凹部となるよう基板１の辺側に形成し、さ
らに各圧力発生室６とリザーバ７とを接続するインク供
給口８、８を形成して構成されている。
した実施例に基づいて説明する。図１は、それぞれ本発
明の一実施例を示すものであって、図中符号１は流路形
成基板で、（１１０）立方晶のシリコン単結晶基板を流
路形成基板に適した厚み、例えば３００μｍに切り出
し、図２に示したように（１１０）面に対して異方性エ
ッチングを行なった場合に現れる面Ａ，Ｂ，Ｃの内、
（１１０）面に対して垂直となる格子方向＜１１１＞
（図中線Ａ、及び線Ｂにより示す面、なお、線Ｃで示す
面は、表面に対して約３５度の角度を形成する。）第１
方向、及び第２方向をそれぞれ辺２、３、４、５とする
ように平行四辺形に切り出し、図３に示したように長手
方向の軸が一方の第１方向に平行となり、また配列方向
が第２方向に平行となるように凹部からなる２列の圧力
発生室６、６を対向させて形成し、これら圧力発生室６
にインクを供給するリザーバ７、７を、長手方向が第２
方向に平行で、また短辺側が第１方向に平行となる略平
行四辺形状の凹部となるよう基板１の辺側に形成し、さ
らに各圧力発生室６とリザーバ７とを接続するインク供
給口８、８を形成して構成されている。
【０００８】各圧力発生室６のノズル開口と対向する領
域には、圧力発生室６の底部から他面に貫通する開口面
が平行四辺形となるノズル連通孔９、９が形成されてい
る。
域には、圧力発生室６の底部から他面に貫通する開口面
が平行四辺形となるノズル連通孔９、９が形成されてい
る。
【０００９】１０は、流路形成基板１の他方の面に設け
られたノズルプレートで、ノズル連通孔９を介して圧力
発生室６に接続するノズル開口１１を、圧力発生室６の
配列ピッチに一致させて穿設して構成されている。
られたノズルプレートで、ノズル連通孔９を介して圧力
発生室６に接続するノズル開口１１を、圧力発生室６の
配列ピッチに一致させて穿設して構成されている。
【００１０】１２は、弾性板で、流路形成基板１の他方
の面を封止し、圧力発生室６の中心線を通る領域には図
４に示したように圧電振動子１３に当接するアイランド
部１４を有し、リザーバ７の短辺７ｂ、７ｃに平行に形
成され、かつ長辺の壁７ａ、７ｄに平行な線に並べて形
成されている。
の面を封止し、圧力発生室６の中心線を通る領域には図
４に示したように圧電振動子１３に当接するアイランド
部１４を有し、リザーバ７の短辺７ｂ、７ｃに平行に形
成され、かつ長辺の壁７ａ、７ｄに平行な線に並べて形
成されている。
【００１１】次に、上述した流路形成基板１の製造方法
を図５、図６に基づいて説明する。表面が（１１０）で
切り出されたシリコン単結晶基板２０を熱酸化法等によ
り全表面に１μｍ程度のＳiＯ2層２１、２２を形成した
母材２３を用意し、その表面にフォトレジスト剤をスピ
ンコート法等により両面に塗布してフォトレジスト層２
４、２５を形成し、図７（イ）に示したリザーバを形成
する窓５０、及びノズル連通孔９を形成する窓５１を備
えたマスク５２を用いて、深い凹部として形成するリザ
ーバ７、また貫通孔として形成するノズル貫通孔９とな
るレジストパターン２６、２７、２７’を形成する（図
５（I））
を図５、図６に基づいて説明する。表面が（１１０）で
切り出されたシリコン単結晶基板２０を熱酸化法等によ
り全表面に１μｍ程度のＳiＯ2層２１、２２を形成した
母材２３を用意し、その表面にフォトレジスト剤をスピ
ンコート法等により両面に塗布してフォトレジスト層２
４、２５を形成し、図７（イ）に示したリザーバを形成
する窓５０、及びノズル連通孔９を形成する窓５１を備
えたマスク５２を用いて、深い凹部として形成するリザ
ーバ７、また貫通孔として形成するノズル貫通孔９とな
るレジストパターン２６、２７、２７’を形成する（図
５（I））
【００１２】このパターニングに際しては、リザーバ７
のパターンを形成する窓５０の長辺５３が、シリコン単
結晶基板２０の（１１０）面に対して垂直なエッチング
面が形成される格子方向＜１１１＞に平行となるように
位置決めする。
のパターンを形成する窓５０の長辺５３が、シリコン単
結晶基板２０の（１１０）面に対して垂直なエッチング
面が形成される格子方向＜１１１＞に平行となるように
位置決めする。
【００１３】母材２３を緩衝フッ酸溶液に浸漬してレジ
ストパターン２６、２７、２７’に対応したパターン２
８、２９、２９’を酸化シリコン膜２１、２２のハーフ
エッチングとして転写する（図５（II））。
ストパターン２６、２７、２７’に対応したパターン２
８、２９、２９’を酸化シリコン膜２１、２２のハーフ
エッチングとして転写する（図５（II））。
【００１４】ついで、圧力発生室６及びインク供給口８
となる領域を図７（ロ）に示したように圧力発生室６及
びインク供給口８となるパターン５４が形成されたマス
ク５５を用いて露光し、露光後に現像して圧力発生室
６、インク供給口８のパターン３０、３１を形成する
（図５（III））。このパターニングに際しては、イン
ク供給口８のパターン形成する窓５４の長辺５６が、シ
リコン単結晶基板２０の（１１０）面に対して垂直なエ
ッチング面が形成される格子方向＜１１１＞に平行とな
るように位置決めする。
となる領域を図７（ロ）に示したように圧力発生室６及
びインク供給口８となるパターン５４が形成されたマス
ク５５を用いて露光し、露光後に現像して圧力発生室
６、インク供給口８のパターン３０、３１を形成する
（図５（III））。このパターニングに際しては、イン
ク供給口８のパターン形成する窓５４の長辺５６が、シ
リコン単結晶基板２０の（１１０）面に対して垂直なエ
ッチング面が形成される格子方向＜１１１＞に平行とな
るように位置決めする。
【００１５】再び母材２３を緩衝フッ酸溶液に浸漬し
て、前述の工程（II）で形成したＳiＯ2層のパターン２
８、２９、２９’が消失するまでエッチングを行うと、
ハーフエッチングとして形成すべき圧力発生室６及びイ
ンク供給口８となる領域のＳiＯ2層２１、２２の一部が
残る。この結果、表面には深い凹部として形成すべきリ
ザーバ７と、貫通孔として形成すべきノズル連通孔９と
のエッチング用の窓３２、３３、及び圧力発生室６とイ
ンク供給口８を形成するためのハーフエッチング層３
４、３５、及び裏面にはノズル連通孔９の窓３３’が形
成される（図５（VI））。
て、前述の工程（II）で形成したＳiＯ2層のパターン２
８、２９、２９’が消失するまでエッチングを行うと、
ハーフエッチングとして形成すべき圧力発生室６及びイ
ンク供給口８となる領域のＳiＯ2層２１、２２の一部が
残る。この結果、表面には深い凹部として形成すべきリ
ザーバ７と、貫通孔として形成すべきノズル連通孔９と
のエッチング用の窓３２、３３、及び圧力発生室６とイ
ンク供給口８を形成するためのハーフエッチング層３
４、３５、及び裏面にはノズル連通孔９の窓３３’が形
成される（図５（VI））。
【００１６】ノズル連通孔９となる窓３３の領域にＹＡ
Ｇレーザー等により先導用の小径の通孔３７を穿設して
から（図６（I））、母材２３を摂氏８０度に維持され
た２０重量％の水酸化カリウム（ＫＯＨ）の水溶液に浸
潰して異方性エッチングを行うと、リザーバ７、ノズル
連通孔９となる凹部３８、及び貫通孔３９が形成される
（図６（II））。このエッチング工程では、格子方向＜
１１１＞に沿ってエッチングが優先的に進行するため、
凹部３８、貫通孔３９を形成する壁３８ａ、３８ｂ，３
９ａ、３９ｂは、表面に垂直に形成され、リザーバ７を
他の方向に形成する場合にように補正パターンが不要と
なる。
Ｇレーザー等により先導用の小径の通孔３７を穿設して
から（図６（I））、母材２３を摂氏８０度に維持され
た２０重量％の水酸化カリウム（ＫＯＨ）の水溶液に浸
潰して異方性エッチングを行うと、リザーバ７、ノズル
連通孔９となる凹部３８、及び貫通孔３９が形成される
（図６（II））。このエッチング工程では、格子方向＜
１１１＞に沿ってエッチングが優先的に進行するため、
凹部３８、貫通孔３９を形成する壁３８ａ、３８ｂ，３
９ａ、３９ｂは、表面に垂直に形成され、リザーバ７を
他の方向に形成する場合にように補正パターンが不要と
なる。
【００１７】ついで、圧力発生室６、及びインク供給口
８を形成すべき領域のＳiＯ2層のハーフエッチング層３
４、３５を除去して、圧力発生室６、及びインク供給口
８を形成するための窓４０、４１を形成し（図６（II
I））、圧力発生室６、及びインク供給口８に適した深
さの凹部４２、４３となるまで異方性エッチングを実行
する（図６（IV））。このエッチング工程では前述と同
様に格子方向＜１１１＞に沿ってエッチングが優先的に
進行するため、凹部４２、４３を形成する壁は、表面に
垂直に形成される。そして、インク滴の吐出に大きな影
響を与えるインク供給口８を、最後のエッチング工程に
より形成するため、形状がエッチングパターンと、エッ
チング時間にのみ依存するから、エッチング時間を管理
することにより極めて高い精度で形成することが可能と
なる。最後に酸化シリコン膜２２をエッチングにより除
去すると流路形成基板１が完成する。
８を形成すべき領域のＳiＯ2層のハーフエッチング層３
４、３５を除去して、圧力発生室６、及びインク供給口
８を形成するための窓４０、４１を形成し（図６（II
I））、圧力発生室６、及びインク供給口８に適した深
さの凹部４２、４３となるまで異方性エッチングを実行
する（図６（IV））。このエッチング工程では前述と同
様に格子方向＜１１１＞に沿ってエッチングが優先的に
進行するため、凹部４２、４３を形成する壁は、表面に
垂直に形成される。そして、インク滴の吐出に大きな影
響を与えるインク供給口８を、最後のエッチング工程に
より形成するため、形状がエッチングパターンと、エッ
チング時間にのみ依存するから、エッチング時間を管理
することにより極めて高い精度で形成することが可能と
なる。最後に酸化シリコン膜２２をエッチングにより除
去すると流路形成基板１が完成する。
【００１８】このようにして構成された流路形成基板１
の一方の面にノズルプレート１０を、また他方の面に弾
性板１２を固定し、図８（イ）に示したように圧電振動
子１３を、ノズル開口１１の配列ピッチと同一となるよ
うにその一端を固定基板１５に固定し、他端が自由端と
なるように構成した圧電振動子ユニット１６を図示しな
い基台を介して取付けるとインクジェット式記録ヘッド
が完成する。
の一方の面にノズルプレート１０を、また他方の面に弾
性板１２を固定し、図８（イ）に示したように圧電振動
子１３を、ノズル開口１１の配列ピッチと同一となるよ
うにその一端を固定基板１５に固定し、他端が自由端と
なるように構成した圧電振動子ユニット１６を図示しな
い基台を介して取付けるとインクジェット式記録ヘッド
が完成する。
【００１９】この実施例の場合には、圧電振動子１３が
固定基板１５に対して直角に固定されているから、図９
に示したようにアイランド部１４の軸線に対して傾き角
αを持つことになるが、アイランド部１４は圧力発生室
６の中央部を延びるように設けられているから、インク
吐出に影響を与えることはない。
固定基板１５に対して直角に固定されているから、図９
に示したようにアイランド部１４の軸線に対して傾き角
αを持つことになるが、アイランド部１４は圧力発生室
６の中央部を延びるように設けられているから、インク
吐出に影響を与えることはない。
【００２０】なお、図８（ロ）に示したように固定基板
１５の固定面１５ａに対して圧電振動子１６を角度β、
約７０度程度傾けて固定すれば、図９（ロ）に示したよ
うに圧電振動子１７の軸線を、アイランド部１４及び圧
力発生室６の軸線に一致させることができる。このよう
な固定基板に対して傾きβを持った圧電振動子１７は、
固定基板１５に圧電振動板を固定した状態で、固定基板
１５の面に対して角度β程度傾けてワイヤーソウ等の切
断具を走行させることより簡単に形成することができ
る。
１５の固定面１５ａに対して圧電振動子１６を角度β、
約７０度程度傾けて固定すれば、図９（ロ）に示したよ
うに圧電振動子１７の軸線を、アイランド部１４及び圧
力発生室６の軸線に一致させることができる。このよう
な固定基板に対して傾きβを持った圧電振動子１７は、
固定基板１５に圧電振動板を固定した状態で、固定基板
１５の面に対して角度β程度傾けてワイヤーソウ等の切
断具を走行させることより簡単に形成することができ
る。
【００２１】このようして構成されたインクジェット式
記録ヘッドに駆動信号を供給すると、圧電振動子１３が
収縮して圧力発生室６が膨張し、インク供給口８を経由
してリザーバ７のインクが圧力発生室６に流入する。
記録ヘッドに駆動信号を供給すると、圧電振動子１３が
収縮して圧力発生室６が膨張し、インク供給口８を経由
してリザーバ７のインクが圧力発生室６に流入する。
【００２２】圧力発生室６へのインクの充填が終了した
段階で駆動信号を断つと、圧電振動子１３が元の状態に
復帰して圧力発生室６が収縮し、圧力発生室６のインク
が加圧され、ノズル連通孔９を経由してノズル開口１１
からインク滴として吐出する。
段階で駆動信号を断つと、圧電振動子１３が元の状態に
復帰して圧力発生室６が収縮し、圧力発生室６のインク
が加圧され、ノズル連通孔９を経由してノズル開口１１
からインク滴として吐出する。
【００２３】長時間の使用によりノズル開口に目詰まり
を生じたり、またインクカートリッジの交換等によりノ
ズル開口６からインクを強制的に排出させる場合には、
ノズルプレート１０を図示しないキャップ部材により封
止して負圧を作用させる。これによりインクカートリッ
ジのインクがリザーバに流れ込み、インク供給口８、圧
力発生室６、ノズル連通孔９を経由してノズル開口６か
ら排出される。このとき、リザーバ７が垂直な壁面で囲
まれ、かつ各辺が単一の線分の辺からなる平行四辺形状
に形成されているから、リザーバ７内をインクが滑らか
に流れ、ここに停滞している気泡をインク供給口８から
ノズル開口６に速やかに排出させる。
を生じたり、またインクカートリッジの交換等によりノ
ズル開口６からインクを強制的に排出させる場合には、
ノズルプレート１０を図示しないキャップ部材により封
止して負圧を作用させる。これによりインクカートリッ
ジのインクがリザーバに流れ込み、インク供給口８、圧
力発生室６、ノズル連通孔９を経由してノズル開口６か
ら排出される。このとき、リザーバ７が垂直な壁面で囲
まれ、かつ各辺が単一の線分の辺からなる平行四辺形状
に形成されているから、リザーバ７内をインクが滑らか
に流れ、ここに停滞している気泡をインク供給口８から
ノズル開口６に速やかに排出させる。
【００２４】ところで、このような流路形成基板は、イ
ンゴットから（１１０）立方晶を有するシリコン単結晶
のウエファを用いて、多数の流路形成基板を同時にエッ
チングして、エッチング終了後に切分けて製造されてい
る。このような切分けの便を図るため、通常、各流路形
成基板の境界にブレークパターンを形成することが行わ
れている。
ンゴットから（１１０）立方晶を有するシリコン単結晶
のウエファを用いて、多数の流路形成基板を同時にエッ
チングして、エッチング終了後に切分けて製造されてい
る。このような切分けの便を図るため、通常、各流路形
成基板の境界にブレークパターンを形成することが行わ
れている。
【００２５】本実施例においては、流路形成基板１を
（１１０）面に対して垂直となる格子方向＜１１１＞を
それぞれ辺２、３、４、５とするよう形成しているか
ら、図１０に示したように流路形成基板１、１、１‥‥
を、２つの格子方向＜１１１＞を軸線とする方向にマト
リックス状に複数形成し、各流路形成基板１、１、１‥
‥の間に、２つの格子方向＜１１１＞を辺とする平行四
辺形の通孔６１、６１、６１‥‥、６２、６２、６２、
‥‥を形成することにより、ブレークパターンを切断可
能な程度にまで細くでき、また直線状に形成することが
できる関係上、エッチングパターンの簡素化と、エッチ
ング精度の向上を図ることができる。
（１１０）面に対して垂直となる格子方向＜１１１＞を
それぞれ辺２、３、４、５とするよう形成しているか
ら、図１０に示したように流路形成基板１、１、１‥‥
を、２つの格子方向＜１１１＞を軸線とする方向にマト
リックス状に複数形成し、各流路形成基板１、１、１‥
‥の間に、２つの格子方向＜１１１＞を辺とする平行四
辺形の通孔６１、６１、６１‥‥、６２、６２、６２、
‥‥を形成することにより、ブレークパターンを切断可
能な程度にまで細くでき、また直線状に形成することが
できる関係上、エッチングパターンの簡素化と、エッチ
ング精度の向上を図ることができる。
【００２６】すなわち、他方向に形成した場合には、異
方性エッチングにより出現する垂直方向の壁を、ブレー
クパターンに添わせるために短い線分の集合としてジグ
ザグに形成する必要があり、いきおい幅が広くなり、ま
たエッチングパターンが複雑になるという問題がある。
方性エッチングにより出現する垂直方向の壁を、ブレー
クパターンに添わせるために短い線分の集合としてジグ
ザグに形成する必要があり、いきおい幅が広くなり、ま
たエッチングパターンが複雑になるという問題がある。
【００２７】なお、上述の実施例のおいては、圧力発生
室を膨張、収縮させる駆動手段として軸方向に伸縮する
縦振動モードの圧電振動子を使用する場合について説明
したが、弾性板の表面に圧電材料のスパッタリングや、
また圧電材料のグリーンシートの貼着等により圧電体層
を形成し、各圧力発生室の領域だけを選択的に変形させ
るたわみ変位型圧電振動子を使用しても同様の作用を奏
することは明らかである。
室を膨張、収縮させる駆動手段として軸方向に伸縮する
縦振動モードの圧電振動子を使用する場合について説明
したが、弾性板の表面に圧電材料のスパッタリングや、
また圧電材料のグリーンシートの貼着等により圧電体層
を形成し、各圧力発生室の領域だけを選択的に変形させ
るたわみ変位型圧電振動子を使用しても同様の作用を奏
することは明らかである。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように本発明においては、
流路形成基板が、（１１０）立方晶のシリコン単結晶基
板の異方性エッチングにより（１１０）面に対して垂直
となる２つの格子方向＜１１１＞をそれぞれ辺とするよ
うに平行四辺形に形成され、またリザーバが、その壁面
が辺に平行な平行四辺形として形成したので、リザーバ
の各辺が単一の線分からなる平面の壁面として形成でき
て、凹凸などによるインクの淀みを可及的に無くしてイ
ンクの充填性と、気泡の排除性を向上することができ、
またジグザグに形成する場合に比較してエッチング量を
少なくして、ウエファを有効に利用することができる。
流路形成基板が、（１１０）立方晶のシリコン単結晶基
板の異方性エッチングにより（１１０）面に対して垂直
となる２つの格子方向＜１１１＞をそれぞれ辺とするよ
うに平行四辺形に形成され、またリザーバが、その壁面
が辺に平行な平行四辺形として形成したので、リザーバ
の各辺が単一の線分からなる平面の壁面として形成でき
て、凹凸などによるインクの淀みを可及的に無くしてイ
ンクの充填性と、気泡の排除性を向上することができ、
またジグザグに形成する場合に比較してエッチング量を
少なくして、ウエファを有効に利用することができる。
【図１】本発明の一実施例を示す断面図である。
【図２】（１１０）立方晶のシリコン単結晶基板を異方
性エッチングしたときに現れる面を示す模式図である。
性エッチングしたときに現れる面を示す模式図である。
【図３】同上流路形成基板の一実施例を示す斜視図であ
る。
る。
【図４】同上弾性板の一実施例を示す斜視図である。
【図５】図（I）乃至（IV）は、それぞれ同上流路形成
基板の製造方法の内、前半の工程を示す図である。
基板の製造方法の内、前半の工程を示す図である。
【図６】図（I）乃至（IV）は、それぞれ同上流路形成
基板の製造方法の内、後半の工程を示す図である。
基板の製造方法の内、後半の工程を示す図である。
【図７】図（イ）、（ロ）は、それぞれ同上流路形成基
板の製造に用いるエッチングパターンの一実施例を示す
図である。
板の製造に用いるエッチングパターンの一実施例を示す
図である。
【図８】図（イ）、（ロ）は、それぞれ圧電振動子ユニ
ットの一実施例を示す図である。
ットの一実施例を示す図である。
【図９】図（イ）、（ロ）は、それぞれ圧電振動子とア
イランド部の当接状態を拡大して示す図である。
イランド部の当接状態を拡大して示す図である。
【図１０】同上流路形成基板を大判のシリコン単結晶ウ
エファに多数作り付けた状態を示す図である。
エファに多数作り付けた状態を示す図である。
１ 流路形成基板 ２〜５ （１１０）立方晶の異方性エッチングにより表
面に対して垂直な壁が出現する格子方向 ６ 圧力発生室 ７ リザーバ ８ インク供給口 ９ ノズル連通孔 １０ ノズルプレート １１ ノズル開口 １２ 弾性板 １３ 圧電振動子 １４ アイランド部 １６ 圧電振動子ユニット ６１ シリコン単結晶ウエファ ６１、６２ ブレークパターンを形成する通孔
面に対して垂直な壁が出現する格子方向 ６ 圧力発生室 ７ リザーバ ８ インク供給口 ９ ノズル連通孔 １０ ノズルプレート １１ ノズル開口 １２ 弾性板 １３ 圧電振動子 １４ アイランド部 １６ 圧電振動子ユニット ６１ シリコン単結晶ウエファ ６１、６２ ブレークパターンを形成する通孔
Claims (10)
- 【請求項１】 複数のノズル開口が穿設されたノズルプ
レートと、外部からインクの供給を受けるリザーバ、該
リザーバとインク供給口を介して接続するとともに前記
ノズル開口の各々に連通する複数の圧力発生室とを備え
た流路形成基板と、前記圧力発生室内のインクを加圧す
る弾性板と、前記圧力発生室に対向する位置に配置され
て前記弾性板を押圧する駆動手段とからなるインクジェ
ット式記録ヘッドにおいて、 前記流路形成基板が、（１１０）立方晶のシリコン単結
晶基板の異方性エッチングにより（１１０）面に対して
垂直となる２つの格子方向＜１１１＞をそれぞれ辺とす
るように平行四辺形に形成され、また前記リザーバが、
その壁面が前記辺に平行な平行四辺形に形成されている
インクジェット式記録ヘッド。 - 【請求項２】 前記圧力発生室が、前記リザーバの一辺
に平行となるように配列されている請求項１に記載のイ
ンクジェット式記録ヘッド。 - 【請求項３】 前記圧力発生室の長手側の壁面が、前記
リザーバの一辺に平行に形成されている請求項１または
請求項２に記載のインクジェット式記録ヘッド。 - 【請求項４】 前記圧力発生室の一端側に前記ノズル開
口に接続するノズル連通孔が形成されている請求項１に
記載のインクジェット式記録ヘッド。 - 【請求項５】 前記インク供給口が前記（１１０）面の
ハーフエッチングにより形成されている請求項１に記載
のインクジェット式記録ヘッド。 - 【請求項６】 前記リザーバが前記インク供給口よりも
深い凹部として形成されている請求項１に記載のインク
ジェット式記録ヘッド。 - 【請求項７】 前記流路形成基板が、（１１０）立方晶
のシリコン単結晶ウエファに、前記２つの格子方向＜１
１１＞を軸線とする方向に一定の間隔を開けてマトリッ
クス状に複数形成し、かつ各流路形成基板の間に前記２
つの格子方向＜１１１＞を辺とする平行四辺形の通孔を
切断可能なピッチで形成したブレークパターンにより切
分けられて構成されている請求項１に記載のインクジェ
ット式記録ヘッド。 - 【請求項８】 前記弾性板の前記圧力発生室に対向する
領域にアイランド部が形成され、前記アイランド部に軸
方向に伸縮する縦振動モードの圧電振動子の一端が当接
している請求項１に記載のインクジェット式記録ヘッ
ド。 - 【請求項９】 前記圧電振動子が、その伸縮方向に垂直
な面の長手方向の軸線を前記圧力発生室の軸線に対して
約７０度傾斜している請求項１または請求項８に記載の
インクジェット式記録ヘッド。 - 【請求項１０】 前記駆動手段が、前記弾性板の表面に
形成され、かつ前記圧力発生室毎に独立してたわみ変位
する圧電振動子により構成されている請求項１に記載の
インクジェット式記録ヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2439197A JPH10202877A (ja) | 1997-01-23 | 1997-01-23 | インクジェット式記録ヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2439197A JPH10202877A (ja) | 1997-01-23 | 1997-01-23 | インクジェット式記録ヘッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10202877A true JPH10202877A (ja) | 1998-08-04 |
Family
ID=12136877
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2439197A Pending JPH10202877A (ja) | 1997-01-23 | 1997-01-23 | インクジェット式記録ヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10202877A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6951385B2 (en) | 2002-03-11 | 2005-10-04 | Seiko Epson Corporation | Liquid ejecting head and method of manufacturing flow path forming plate in use of liquid ejecting head |
| JP2006272884A (ja) * | 2005-03-30 | 2006-10-12 | Seiko Epson Corp | 液体噴射ヘッド |
| JP2009006571A (ja) * | 2007-06-27 | 2009-01-15 | Seiko Epson Corp | 液体噴射ヘッド及びその製造方法並びに液体噴射装置 |
-
1997
- 1997-01-23 JP JP2439197A patent/JPH10202877A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6951385B2 (en) | 2002-03-11 | 2005-10-04 | Seiko Epson Corporation | Liquid ejecting head and method of manufacturing flow path forming plate in use of liquid ejecting head |
| JP2006272884A (ja) * | 2005-03-30 | 2006-10-12 | Seiko Epson Corp | 液体噴射ヘッド |
| JP4635685B2 (ja) * | 2005-03-30 | 2011-02-23 | セイコーエプソン株式会社 | 液体噴射ヘッドの製造方法 |
| JP2009006571A (ja) * | 2007-06-27 | 2009-01-15 | Seiko Epson Corp | 液体噴射ヘッド及びその製造方法並びに液体噴射装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20030205 |