Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP3384235B2 - Ink jet recording head - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP3384235B2 - Ink jet recording head - Google Patents

Ink jet recording head

Info

Publication number
JP3384235B2
JP3384235B2 JP9457096A JP9457096A JP3384235B2 JP 3384235 B2 JP3384235 B2 JP 3384235B2 JP 9457096 A JP9457096 A JP 9457096A JP 9457096 A JP9457096 A JP 9457096A JP 3384235 B2 JP3384235 B2 JP 3384235B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pressure generating
recording head
ink jet
jet recording
plane
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP9457096A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH09277525A (en
Inventor
達雄 古田
雄次 田中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP9457096A priority Critical patent/JP3384235B2/en
Publication of JPH09277525A publication Critical patent/JPH09277525A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3384235B2 publication Critical patent/JP3384235B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[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。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink jet recording head that ejects ink droplets to form an ink image on a recording medium such as recording paper.

【0002】[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。
2. Description of the Related Art In recent years, with the increasing demand for low-priced ink jet printers with high speed and high printing quality, it is required that each member constituting the ink jet type recording head has high processing density and processing accuracy.

【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。
Materials such as plastics, ceramics, and glass are generally used for the spacer member constituting the pressure generating chamber. (U.S. Pat. No. 4,057,807, U.S. Pat. No. 3,972,474, etc.) However, such a technique cannot meet the high definition and high precision demanded by the ink jet recording head in recent years. As a solution to this problem, there have been disclosed many techniques for etching a silicon wafer and using it as a component of an ink jet recording head. For example, Japanese Patent Publication No. 58-40509 is known as an ink jet recording head in which a flow path is formed of a silicon substrate, and a (100) silicon substrate is used in this example.

【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 an Integrated, Planar Silicon Ink-
Jet Structure,'IEEE transactions on electron devic
es,vol.ED-26,No.12, December1979"などが知られてい
る。
An example of an ink jet type recording head using a (110) silicon substrate is "KE Petersen,
`Fabrication of an Integrated, Planar Silicon Ink-
Jet Structure, 'IEEE transactions on electron devic
es, vol.ED-26, No.12, December 1979 "are known.

【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。
US Pat. No. 4,311,008 also discloses a technique for forming a pressure generating chamber by etching a silicon wafer.

【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より圧力発生室に圧力を
蓄圧して、エネルギー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。
As is well known, a so-called multi-nozzle type ink jet recording head in which a plurality of nozzle openings are arranged on one substrate is provided with a nozzle plate having a plurality of nozzle openings, a pressure generating chamber and an ink supply flow. spacer for partitioning the road, and the other surface laminated second plate to seal, fixed, by accumulating the pressure in the pressure generating chamber Ri by the piezoelectric vibrator or the heating elements, achieving the effective use of energy While configured to fly ink drops.

【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。
In order to improve the recording density of the ink jet type recording head, the pitch of the nozzle opening row tends to be small, and the size of the pressure generating chamber must be reduced accordingly. With the miniaturization of the pressure generating chamber, in an ink jet recording head that relies on a piezoelectric vibrator as a pressure generating source, the amount of displacement of the piezoelectric vibrator can be increased, so that the piezoelectric vibrator expands and contracts in the longitudinal direction. A mode piezoelectric vibrator is convenient.

【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。
In the longitudinal vibration mode piezoelectric vibrator, a large displacement amount can be obtained as described above, so that the contact area with the pressure generating chamber can be made extremely small, and therefore the array pitch can be made small. However, on the other hand, there is a problem that it is not possible to ensure the compliance of a size required for ink ejection.

【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。
That is, since the compliance of the pressure generating chamber required for ink ejection is determined by the elasticity of the second plate, not only the width of the pressure generating chamber becomes smaller, but also the piezoelectric vibrator in the longitudinal vibration mode has the second characteristic. Since it is fixed to the plate, the amount of elastic deformation in the pressure generation region of the second plate becomes small, and there is a problem that it is not possible to secure compliance of a size required for ink droplet ejection.

【0010】[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。
Therefore, we have formed a slit in the wall between the pressure generating chambers so that a part of the wall can be deformed by pressure to ensure the required compliance. No. 7-276625), but in order to further increase the density of the ink jet recording head, it is necessary to make the wall thinner, so that it is impossible to obtain a thickness enough to make a slit in the wall. come.

【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く
ことが望ましい。
In order to increase the speed of ink droplet ejection, it is desirable to shorten the natural vibration cycle of ink in the pressure generating chamber.

【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。
In order to further increase the density and speed of the ink jet recording head, the present invention provides a novel ink jet recording head capable of providing a pressure generating chamber with compliance of a size required for ink ejection. To provide.

【0013】[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、複数のノズル開口が列設されたノズルプレー
トと、ノズルプレート上に配列されたノズル開口に対応
して、各ノズル開口を仕切るスぺーサ部材と、スペーサ
部材の一方の面を封止する圧力発生部材とを有し、圧力
発生部材とノズルプレートによりスペーサ部材の両面を
封止して構成される圧力発生室を、圧力発生部材により
加圧し、ノズル開口よりインク滴を吐出させるインクジ
ェット式記録ヘッドにおいて、圧力発生室が、スぺーサ
部材におけるシリコン表面の結晶方位(110)面に直
交する第1の(111)面と、表面の(110)面に対
して約35度の傾きを持つ第2の(111)面とによっ
て区画され、第2の(111)面で形成されるノズル開
口配列方向と直交する方向の壁の一部が、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している。
[Means for Solving the Problems ] To solve the above problems
The present invention provides a nozzle plate in which a plurality of nozzle openings are arranged in a row.
And nozzle openings arranged on the nozzle plate
The spacer member that separates each nozzle opening, and the spacer
A pressure generating member for sealing one surface of the member,
Both sides of the spacer member are secured by the generating member and the nozzle plate.
The pressure generating chamber, which is configured by sealing, can be
Ink jet that pressurizes and ejects ink droplets from the nozzle opening
In the jet recording head, the pressure generating chamber is arranged so that the first (111) plane orthogonal to the crystal orientation (110) plane of the silicon surface of the spacer member and the (110) plane of the surface are opposed to each other .
And by the second (111) plane with an inclination of approximately 35 degrees
It is partitioned Te, a nozzle opening formed by the second (111) plane
It is characterized in that a part of the wall in the direction orthogonal to the mouth arrangement direction is set to have a thickness that can be deformed by pressure.

【0014】更には、圧力発生室が第2の(111)面
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。
Furthermore, the pressure generating chamber is the second (111) plane.
The has two surfaces, a portion of each of the walls formed by the second (111) plane of each, it is characterized in that it is set to the deformable thickness by pressure.

【0015】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。
Further, by anisotropic etching of the surface of the spacer member on the nozzle plate side of the silicon surface, the second recesses (111) are formed in the direction orthogonal to the nozzle opening arrangement.
It is characterized in that it is formed so as to face the wall formed by the surface.

【0016】[0016]

【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。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The details of the present invention will be described below with reference to illustrated embodiments.

【0017】図1、及び図2(a)、(b)は、本発明
に於けるインクジェット式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式記録ヘッドに
纏められている。
1 and 2 (a) and 2 (b) show an embodiment of an ink jet recording head according to the present invention, in which reference numeral 1 designates nozzle openings 2 and 2. 2.
.., the nozzle plate 3 in which is bored, 3 is the pressure generating chamber 4,
Spacers 4, 7 that partition the ink supply ports 5, 5, 5 ... and the reservoir 6 are second plates, and both surfaces of the spacer 3 are the nozzle plates 1. It is sealed by the second plate 7 and integrated into an ink jet recording head.

【0018】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。
The pressure generating chambers 4, 4, 4, ... Are partitioned by walls 8 and 10, respectively, and the nozzle openings 2, 2, 2, ...
-A space 9 is arranged adjacent to the nearby wall 8. Wall 8
Is selected to have a thickness that allows elastic deformation when pressure is applied to the ink for ejecting ink droplets, about 5 μm in this embodiment, and is orthogonal to the arrangement direction of the nozzle openings 2, 2, 2. Are arranged in the direction. An adhesive is used to fix the spacer member 3 and the plates 1 and 7 to each other.
An alloy-like method without using an adhesive, such as eutectic bonding, can be applied.

【0019】このように構成したインクジェット式記録
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。
The other end of the longitudinal vibration mode piezoelectric vibrator 11 whose one end is fixed to a base (not shown) in the pressure generating chamber 4 of the ink jet recording head constructed as described above is connected to the island portion 12 of the second plate 7. When it is attached and a drive signal based on print data is applied to it, the piezoelectric vibrator 11 expands and the second plate 7 bends toward the pressure generating chamber 4 side,
Pressure is generated in the pressure generating chamber 4.

【0020】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
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。
As shown in FIG. 3, this pressure causes the wall 8 defining the pressure generating chamber 4 to be deformed toward the space 9 side and the second plate 7 to be expanded and displaced outward, and at the same time, the nozzle opening. Ink droplets are ejected from 2. At this time, the wall 8
By deforming, the pressure other than that used for ejecting ink droplets in the pressure generating chamber 4 is absorbed, and the wall 10 is hardly deformed. Since the wall 8 does not physically have a portion where the pressure propagates adjacently, the pressure does not propagate to the adjacent pressure generating chambers 4, and an interaction occurs when the adjacent walls are driven by print data. do not do. Also, the wall 8
Is formed in the vicinity of the nozzle opening 2 and the portion having the compliance is arranged in the vicinity of the nozzle opening 2. Therefore, the nozzle meniscus moving by driving is stabilized early, and unstable ejection or variation in ejection is caused. You can hold it down.

【0021】図4(a)(b)は本発明の他のインクジ
ェット式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
41とを区切っている。壁14は表面の(110)面1
00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
5μm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。
FIGS. 4A and 4B show another embodiment of the ink jet recording head of the present invention. The pressure generating chambers 41, 41, 41 ...
Is partitioned by. The wall 13 has a first (111) plane 101 orthogonal to the crystal orientation (110) plane 100 of the silicon surface of the spacer member 31, and separates the adjacent pressure generating chamber 41. The wall 14 is the (110) plane 1 of the surface.
Second (111) plane 102 having an inclination of 00 and about 35 degrees
When the pressure is applied to the ink for ejecting the ink droplet, the thickness is selected to be elastically deformable, which is about 5 μm in this embodiment, and the space is formed by the recess formed by etching from one side. 15 are arranged. In addition, the space 15 may be arranged on both of the two walls 14 as required so that both of the two walls 14 are elastically deformable.

【0022】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式記録ヘッドに纏
められている。
The spacer member 31 includes an ink supply port 5,
The spacer member 31 is formed by the nozzle plate 1 and the second plate 7 which have a shape for partitioning 5, 5, ... And the reservoir 6 and have the nozzle openings 2, 2, 2 ,. Both sides are sealed and integrated in an ink jet recording head.

【0023】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。
According to this embodiment, the other end of the piezoelectric vibrator 11 is attached to the island portion 12 of the second plate 7 as shown in FIG. 5, and a drive signal based on the print data is applied to the island portion 12 as described above. The piezoelectric vibrator 11 expands, the second plate 7 bends toward the pressure generating chamber 41, pressure is generated in the pressure generating chamber 41, and an ink droplet is ejected from the nozzle opening 2. At the same time, the wall 14 is deformed and the pressure generating chamber 41 is deformed. Pressures other than those used for ejecting ink droplets in 41 are absorbed. Wall 13
Has a stronger shape as a structural body than the wall 10 of the above-described embodiment and does not deform, so that pressure propagation does not occur in the adjacent pressure generating chambers 41.

【0024】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。
Since the surface of the spacer member 31 to be fixed to the nozzle plate 1 of the wall 14 has an inclination of 35 degrees with respect to the thickness of the wall, it can be wider than the width of the thickness, so that there is a degree of freedom in fixing. Therefore, it is easy to optimize the compliance amount of the wall 14. Further, the wall 14 has a structure arranged near the nozzle opening 2 and acts to soften the impact of the movement of the nozzle meniscus as described above, stably suppressing the discharge variation in a short time and improving the print quality. Can be planned.

【0025】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。
An embodiment of the method for manufacturing the space member 31 of the present invention will be described below with reference to FIGS. 6 and 7.

【0026】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。
First, as shown in FIG. 6A, a silicon wafer 200 whose surface has a crystal plane orientation of (110) plane.
Is heated to 900 to 1100 ° C. and placed in a high-temperature gas containing an oxidizing agent such as oxygen and water vapor to diffuse oxygen atoms on the surface thereof. In this embodiment, the silicon oxide film 201 having a thickness of 1.7 μm is formed by this thermal oxidation treatment.
Was formed. The silicon oxide film 201 plays a role of a mask in an anisotropic etching process described later, and its forming means is not limited to the above-described thermal oxidation process, but may be a CVD (chemical vapor deposition) method, an ion implantation method, an anode. The oxidation method may be used. In addition to the silicon oxide film, a silicon nitride film, a so-called p-type silicon film containing boron or gallium atoms, or a so-called n film containing arsenic or antimony atoms.
A type silicon film may be formed.

【0027】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。
Next, as shown in FIG. 6B, a pattern is formed on the silicon wafer 200 with a resin resist 202 so that the pressure generating chamber 41 can be constituted by the (111) plane, as shown in FIG. As shown in FIG. 6C, when the resin resist is removed after selectively removing the silicon oxide film 201 with an acid etching solution such as an aqueous solution of hydrofluoric acid, the mask of the patterned silicon oxide film 201 is removed. The pattern appears.

【0028】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。
Next, when the silicon wafer is anisotropically etched with an etching solution such as an aqueous solution of sodium hydroxide or an aqueous solution of potassium hydroxide, the etching rate of which changes depending on the crystal orientation, the process shown in FIG. After that, the process ends in the state shown in FIG. As a result, the through hole 103 is formed and the recess 104 is formed. In this example, the silicon wafer was anisotropically etched with a 20% by weight sodium hydroxide aqueous solution heated to 80 ° C. to obtain a shape as shown in FIG. 7B.

【0029】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。
Next, a protective film 203 is formed as shown in FIG. 7C in order to obtain resistance to ink and affinity with ink. The type of film to be formed and the forming means are the same as those of the mask pattern process described above, but it is most preferable to form the protective film of silicon oxide by thermal oxidation.

【0030】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。
The pressure generating chamber 41 formed in this way
Shows a second (111) plane 102 in which the through-hole 103 has a diamond shape as shown in FIGS.

【0031】この第2の(111)面102は、シリコ
ンウェハ面、即ち、(110)面100から貫通孔10
3方向に約35゜のテーパを持って現れるので図4に示
す構造が得られる。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。
The second (111) plane 102 is a silicon wafer plane, that is, the (110) plane 100 to the through hole 10.
Structure shown in FIG. 4 appear in the three directions with about 35 ° taper is Ru obtained. Since the second (111) surface 102 is used as one surface of the wall 14, the wall 14 having the compliance function can be arranged in the direction perpendicular to the nozzle opening arrangement direction. Further, although not shown, in the state of FIG. 6E, a pattern is formed from the side of the (110) plane 100 so that the supply port 5 can be formed again by using a resin resist, and the supply port 5 is etched by the same method as described above. Formed in.

【0032】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式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。
With this structure, it is possible to manufacture an ink jet type recording head which secures sufficient compliance for ejection even if the nozzle opening arrangement pitch is narrow. Moreover, since the wall 14 can be formed by patterning at the same time, proper compliance can be obtained without problems such as positional accuracy.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明では
数のノズル開口が列設されたノズルプレートと、ノズル
プレート上に配列されたノズル開口に対応して、各ノズ
ル開口を仕切るスぺーサ部材と、スペーサ部材の一方の
面を封止する圧力発生部材とを有し、圧力発生部材とノ
ズルプレートによりスペーサ部材の両面を封止して構成
される圧力発生室を、圧力発生部材により加圧し、ノズ
ル開口よりインク滴を吐出させるインクジェット式記録
ヘッドにおいて、圧力発生室が、スぺーサ部材における
シリコン表面の結晶方位(110)面に直交する第1の
(111)面と、表面の(110)面に対して約35度
の傾きを持つ第2の(111)面とによって区画され、
第2の(111)面で形成されるノズル開口配列方向と
直交する方向の壁の一部が、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式
記録ヘッドを得ることができる。
As described above, according to the present invention, the multiple
A nozzle plate with a number of nozzle openings
Each nozzle corresponds to the nozzle opening arranged on the plate.
The spacer member that partitions the opening and one of the spacer members.
A pressure generating member for sealing the surface, and
Constructed by sealing both sides of spacer members with a slip plate
The pressure generating chamber is pressurized by the pressure generating member,
Inkjet recording that ejects ink droplets from the opening
In the head, the pressure generating chamber is
The first perpendicular to the crystal orientation (110) plane of the silicon surface
Approximately 35 degrees to the (111) plane and the (110) plane of the surface
And a second (111) plane having an inclination of
Nozzle opening arrangement direction formed by the second (111) plane and
Since a part of the wall in the orthogonal direction is set to a thickness that can be deformed by pressure, the required compliance can be obtained regardless of the miniaturization of the pressure generating chamber accompanying the further increase in dot density. It is possible to obtain an inkjet recording head with stable ejection.

【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式記録ヘッドの一実施
例を示す断面斜視図である。
FIG. 1 is a sectional perspective view showing an embodiment of an ink jet recording head of the present invention.

【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。
2A and 2B are respectively a top view and a cross-sectional view showing an embodiment of a spacer member of the same apparatus.

【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。
FIG. 3 is a cross-sectional view that schematically shows the deformation that occurs in the wall when pressure is applied to the pressure generating chamber.

【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。
4A and 4B are a top view and a cross-sectional view of a spacer member showing another embodiment of the ink jet recording head of the present invention.

【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。
[Fig. 5] When pressure is applied to the pressure generating chamber of the above device,
It is sectional drawing which shows the deformation | transformation which a wall produces typically.

【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。
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating an etching process of a silicon base material of the ink jet recording head of the present invention.

【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平面図であ
る。
FIG. 7 is a plan view for explaining the etching process of the silicon base material of the ink jet recording head of the present invention.

【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で
ある。
FIG. 8 is a diagram showing the direction on the surface of the silicon wafer of the (110) surface used in the inkjet print head of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

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 1 nozzle plate 2 nozzle openings 3 Spacer members 4 Pressure generation chamber 5 supply ports 7 Second plate 8 walls 9 space 10 walls 13 walls 14 walls 31 Spacer member 41 Pressure generation chamber 101 First (111) plane 102 second (111) plane 104 recess

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B41J 2/045 B41J 2/055 B41J 2/16 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) B41J 2/045 B41J 2/055 B41J 2/16

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【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、ノズルプレート上に配列されたノズル開口に
対応して、各ノズル開口を仕切るスぺーサ部材と、該ス
ペーサ部材の一方の面を封止する圧力発生部材とを有
し、該圧力発生部材と前記ノズルプレートにより前記ス
ペーサ部材の両面を封止して構成される圧力発生室を、
前記圧力発生部材により加圧し、ノズル開口よりインク
滴を吐出させるインクジェット式記録ヘッドにおいて、前記圧力発生室は、前記スぺーサ部材におけるシリコン
表面の結晶方位(110)面に直交する第1の(11
1)面と、前記表面の(110)面に対して約35度の
傾きを持つ第2の(111)面とによって区画され、 該第2の(111)面で形成されるノズル開口配列方向
と直交する方向の 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。
And 1. A plurality of the nozzle plate in which the nozzle openings are column set, the nozzle openings arranged in nozzle plate
Correspondingly, a spacer member for partitioning each nozzle opening and the spacer
A pressure generating member for sealing one surface of the pacer member
The pressure generating member and the nozzle plate
A pressure generating chamber configured by sealing both sides of the pacer member,
Pressure is applied by the pressure generating member, and ink is ejected from the nozzle opening.
In the ink jet recording head for ejecting droplets, the pressure generating chamber is made of silicon in the spacer member.
The crystal orientation of the surface is the first (11) orthogonal to the (110) plane.
1) plane and about 35 degrees with respect to the (110) plane of the surface.
Nozzle opening arrangement direction defined by the second (111) plane having an inclination and formed by the second (111) plane
An ink jet recording head characterized in that a part of a wall in a direction orthogonal to is set to a thickness that can be deformed by pressure.
【請求項2】 前記圧力発生室は、前記第2の(11
1)面を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1記載のイ
ンクジェット式記録ヘッド。
2. The pressure generating chamber is provided with the second (11
1) having two faces, each of which has a second (111) face
Each part of the formed wall has a thickness that can be deformed by the pressure.
2. The ink jet recording head according to claim 1, wherein the ink jet recording head is set only for the purpose.
【請求項3】 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、
ノズル開口配列方向と直交する方向に凹部を前記第2の
(111)面が形成する壁に対向して形成したことを特
徴とする請求項1記載のインクジェット式記録ヘッド。
3. The silicon surface of the spacer member
By anisotropic etching from the surface of the nozzle plate,
The second recess is formed in the direction orthogonal to the nozzle opening arrangement direction.
The ink jet recording head according to claim 1, wherein the ink jet recording head is formed so as to face a wall formed by the (111) plane .
JP9457096A 1996-04-16 1996-04-16 Ink jet recording head Expired - Fee Related JP3384235B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9457096A JP3384235B2 (en) 1996-04-16 1996-04-16 Ink jet recording head

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9457096A JP3384235B2 (en) 1996-04-16 1996-04-16 Ink jet recording head

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH09277525A JPH09277525A (en) 1997-10-28
JP3384235B2 true JP3384235B2 (en) 2003-03-10

Family

ID=14113976

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9457096A Expired - Fee Related JP3384235B2 (en) 1996-04-16 1996-04-16 Ink jet recording head

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3384235B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
JP7795973B2 (en) * 2022-06-06 2026-01-08 サカタインクス株式会社 Aqueous inkjet ink composition

Also Published As

Publication number Publication date
JPH09277525A (en) 1997-10-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6213590B1 (en) Inkjet head for reducing pressure interference between ink supply passages
US5459501A (en) Solid-state ink-jet print head
JP2002103618A (en) Ink jet recording head, method of manufacturing the same, and ink jet recording apparatus
JP3454833B2 (en) Ink jet recording head
US6371598B1 (en) Ink jet recording apparatus, and an ink jet head
JP3384235B2 (en) Ink jet recording head
JP3386093B2 (en) Ink jet recording head
JP2001260357A (en) Ink jet recording head and ink jet recording apparatus
JP3141652B2 (en) Ink jet head and method of manufacturing ink jet head
JP3221474B2 (en) Inkjet print head
JP3419420B2 (en) Ink jet recording head
JP3531553B2 (en) Ink jet recording head, method of manufacturing the same, and ink jet recording apparatus
JPH10166572A (en) Ink jet recording head
JP2000006395A (en) Ink jet recording head and ink jet recording apparatus
JP2000127382A (en) Ink jet recording head and ink jet recorder
JP3185845B2 (en) Inkjet print head
JPH07266552A (en) Inkjet head and recording method
JP3546944B2 (en) Ink jet recording head, method of manufacturing the same, and ink jet recording apparatus
JP3491193B2 (en) Ink jet recording head and ink jet recording apparatus
JP2002113857A (en) Ink jet recording head and ink jet recorder
JP2000052550A (en) Ink jet recording head and ink jet recording apparatus
JP2003127358A (en) Ink jet recording head and ink jet recording apparatus
JP3564853B2 (en) Method of manufacturing ink jet head and printer using the head
JP2000168076A (en) Ink jet head and liquid chamber substrate thereof
JP3182915B2 (en) Inkjet recording head

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 6

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081227

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 6

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081227

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 7

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091227

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 8

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101227

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 8

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101227

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 9

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111227

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 9

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111227

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 10

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121227

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees