JP3221474B2 - インクジェット式印字ヘッド - Google Patents
インクジェット式印字ヘッドInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】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
ット式印字ヘッドに関する。
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
ット式印字ヘッドに関する。
【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
印字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
印字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】インク室を構成する壁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号明細書、米国特
許第３９７２４７４号明細書）。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印字ヘッドの要求す
る高精細、高精度化に応えることが出来なくなってき
た。
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号明細書、米国特
許第３９７２４７４号明細書）。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印字ヘッドの要求す
る高精細、高精度化に応えることが出来なくなってき
た。
【０００４】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印字ヘ
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
ットヘッドとして図１５に示した特公昭５８−４０５０
９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。
コンウェハーをエッチングしてインクジェット式印字ヘ
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
ットヘッドとして図１５に示した特公昭５８−４０５０
９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。
【０００５】又、（１１０）シリコン基板を用いたイン
クジェットヘッドの例としては、"K.E.Petersen,`Fabri
cation of anIntegrated,PlanarSilicon Ink-Jet Struc
ture,'IEEE transactions onelectrondevices,vol.ED-2
6,No.12, December 1979"などが知られている。
クジェットヘッドの例としては、"K.E.Petersen,`Fabri
cation of anIntegrated,PlanarSilicon Ink-Jet Struc
ture,'IEEE transactions onelectrondevices,vol.ED-2
6,No.12, December 1979"などが知られている。
【０００６】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インク室を
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インク室を
構成する技術が開示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
従来技術は以下のような課題を有する。
従来技術は以下のような課題を有する。
【０００８】特公昭５８−４０５０９号公報に述べられ
ている（１００）シリコン基板６１を用いたものではエ
ッチングの結果現れる（１１１）面は（１００）面に対
し約５４．７゜で傾斜するため、パターン幅に対して深
さが一定の比以上は取れないので、図１５に示すように
台形もしくは三角形の断面形状になる。
ている（１００）シリコン基板６１を用いたものではエ
ッチングの結果現れる（１１１）面は（１００）面に対
し約５４．７゜で傾斜するため、パターン幅に対して深
さが一定の比以上は取れないので、図１５に示すように
台形もしくは三角形の断面形状になる。
【０００９】例えば、（１００）面のシリコン基材を用
いてインク室を配列しようとすると、先にも述べたが、
図１５に示すようにインク室の壁が基材の表面に対し略
５４．７゜で傾斜するため、薄いシリコン基材でしか貫
通することができない。例えば、流路の幅が１００μｍ
である場合、シリコン基材の厚さは７０μｍ以下とな
る。その場合シリコン基材の全体の剛性がなく、シリコ
ン基材全体がしなるため、他のノズルが駆動しているか
どうかによって特性に大きな差がでることになる。その
ため、高密度化が困難であるという課題を有する。
いてインク室を配列しようとすると、先にも述べたが、
図１５に示すようにインク室の壁が基材の表面に対し略
５４．７゜で傾斜するため、薄いシリコン基材でしか貫
通することができない。例えば、流路の幅が１００μｍ
である場合、シリコン基材の厚さは７０μｍ以下とな
る。その場合シリコン基材の全体の剛性がなく、シリコ
ン基材全体がしなるため、他のノズルが駆動しているか
どうかによって特性に大きな差がでることになる。その
ため、高密度化が困難であるという課題を有する。
【００１０】一方、米国特許第４３１２００８号で開示
されている図１６の例に示した（１１０）シリコン基板
７１による異方性エッチングでは、表面の（１１０）面
に垂直な（１１１）面でインク室を構成できるので高密
度にノズルを配列することが可能である。
されている図１６の例に示した（１１０）シリコン基板
７１による異方性エッチングでは、表面の（１１０）面
に垂直な（１１１）面でインク室を構成できるので高密
度にノズルを配列することが可能である。
【００１１】しかしながら、図１６のインク室構造で
は、インク流れに滞留部が存在し一度気泡がインク室に
入ってしまうとなかなか排出することが出来なかった。
この事は、気泡がインク室での圧力の逃げ場（コンプラ
イアンス）の働きをして、インク吐出不良の要因になっ
ていた。
は、インク流れに滞留部が存在し一度気泡がインク室に
入ってしまうとなかなか排出することが出来なかった。
この事は、気泡がインク室での圧力の逃げ場（コンプラ
イアンス）の働きをして、インク吐出不良の要因になっ
ていた。
【００１２】
【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、ノズル開口が形成されたノ
ズルプレートと、前記ノズル開口部と連通するインク室
と、該インク室を加圧する圧力発生部材とを有するイン
クジェット式印字ヘッドにおいて、前記インク室は、結
晶方位（１１０）面を表面にもつシリコン基板に対し、
その表面に垂直な結晶方位（１１１）面で形成された４
つの壁面と、前記シリコン基板の表面に対して傾斜した
結晶方位（１１１）面で形成された２つの壁面との合計
６つの結晶方位（１１１）面の壁面を有し、傾斜した第
3の結晶方位（１１１）面によりノズル側にインクの流
れを誘導する。
るために本発明においては、ノズル開口が形成されたノ
ズルプレートと、前記ノズル開口部と連通するインク室
と、該インク室を加圧する圧力発生部材とを有するイン
クジェット式印字ヘッドにおいて、前記インク室は、結
晶方位（１１０）面を表面にもつシリコン基板に対し、
その表面に垂直な結晶方位（１１１）面で形成された４
つの壁面と、前記シリコン基板の表面に対して傾斜した
結晶方位（１１１）面で形成された２つの壁面との合計
６つの結晶方位（１１１）面の壁面を有し、傾斜した第
3の結晶方位（１１１）面によりノズル側にインクの流
れを誘導する。
【００１３】更には、前記第３の（１１１）面に対応す
るようにインク供給口を具備したことを特徴としてい
る。
るようにインク供給口を具備したことを特徴としてい
る。
【００１４】更には、前記第３の（１１１）面が前記イ
ンク室内に２面有することを特徴としている。
ンク室内に２面有することを特徴としている。
【００１５】更には、前記インク供給口は、前記２つの
第３の（１１１）面に対応するようにそれぞれ具備して
いることを特徴としている。
第３の（１１１）面に対応するようにそれぞれ具備して
いることを特徴としている。
【００１６】更には、前記インク供給口は、前記シリコ
ン表面の（１１０）面をハーフエッチングした二つの
（１１１）面で構成されるＶ字溝である事を特徴として
いる。
ン表面の（１１０）面をハーフエッチングした二つの
（１１１）面で構成されるＶ字溝である事を特徴として
いる。
【００１７】更には、前記第３の（１１１）面と前記Ｖ
字溝を形成する（１１１）面の１部が同一面で有ること
を特徴としている。
字溝を形成する（１１１）面の１部が同一面で有ること
を特徴としている。
【００１８】
【実施例】以下本発明の実施例を図面を用い詳細に説明
する。
する。
【００１９】図３、図４は本発明のインクジェット式印
字ヘッドを説明するための部分的な斜視図及び部分的な
分解斜視図である。
字ヘッドを説明するための部分的な斜視図及び部分的な
分解斜視図である。
【００２０】図１は、本発明のインクジェット式印字ヘ
ッドのノズル配列に直交する方向の断面図、即ち、図３
のＡ−Ａ断面図である。
ッドのノズル配列に直交する方向の断面図、即ち、図３
のＡ−Ａ断面図である。
【００２１】図２は、本発明におけるインクジェット式
印字ヘッドのノズル配列方向の断面図、即ち、図３のＢ
−Ｂ断面図である。
印字ヘッドのノズル配列方向の断面図、即ち、図３のＢ
−Ｂ断面図である。
【００２２】図１、図２、図４に於いて、インクタンク
（図示されていない）から供給されたインクは、各イン
ク室１１０に連通する壁部材１０３に形成されたインク
流路１１１を通り、各インク室１１０に対応するように
形成されたインク供給路１０７を通って、ノズルプレー
ト１０１、壁部材１０３、インク供給板１０８、振動板
１０４によって構成されるインク室１１０に供給され
る。
（図示されていない）から供給されたインクは、各イン
ク室１１０に連通する壁部材１０３に形成されたインク
流路１１１を通り、各インク室１１０に対応するように
形成されたインク供給路１０７を通って、ノズルプレー
ト１０１、壁部材１０３、インク供給板１０８、振動板
１０４によって構成されるインク室１１０に供給され
る。
【００２３】各インク室１１０に対応して圧力発生部材
１０５と、ノズル開口部１０２が配置されており、圧力
発生部材１０５はベース板２０１上に配置、固着され、
フレーム２０４に挿入され、接着剤２０３で固着されて
いる。ここで、圧力発生部材１０５は、ＦＰＣ２０２を
介したプリンタ本体からの電気信号による伸縮運動によ
り、インク室１１０を加圧し、ノズル開口部１０２より
インクを吐出する。
１０５と、ノズル開口部１０２が配置されており、圧力
発生部材１０５はベース板２０１上に配置、固着され、
フレーム２０４に挿入され、接着剤２０３で固着されて
いる。ここで、圧力発生部材１０５は、ＦＰＣ２０２を
介したプリンタ本体からの電気信号による伸縮運動によ
り、インク室１１０を加圧し、ノズル開口部１０２より
インクを吐出する。
【００２４】本発明の特徴とするところは、インク室１
１０を構成するシリコン単結晶基板からなる壁部材１０
３の構造に関するものである。
１０を構成するシリコン単結晶基板からなる壁部材１０
３の構造に関するものである。
【００２５】シリコン単結晶基板の異方性エッチング
は、結晶方位により決まる方向にエッチングが進行す
る。（１１１）結晶面は、他の結晶面に比べてエッチン
グ速度が極端に遅いため、図５の様に（１１０）面を表
面に持つ壁部材１０３の表面と直交する第１の（１１
１）面５０１と、この第１の（１１１）面と約７０度の
傾きを持つ第２の（１１１）面５０２を利用してインク
室を構成すると、非常に高いアスペクト比のインク室を
高密度に、かつ、高精度に形成できる。
は、結晶方位により決まる方向にエッチングが進行す
る。（１１１）結晶面は、他の結晶面に比べてエッチン
グ速度が極端に遅いため、図５の様に（１１０）面を表
面に持つ壁部材１０３の表面と直交する第１の（１１
１）面５０１と、この第１の（１１１）面と約７０度の
傾きを持つ第２の（１１１）面５０２を利用してインク
室を構成すると、非常に高いアスペクト比のインク室を
高密度に、かつ、高精度に形成できる。
【００２６】しかしながら、この構造は先にも述べた
が、インク室の角部にインク滞留部が存在し、一度気泡
がインク室に入ってしまうとなかなか排出することが出
来なかった。この事は、気泡がインク室での圧力の逃げ
場（コンプライアンス）の働きをして、インク吐出不良
の要因になっていた。
が、インク室の角部にインク滞留部が存在し、一度気泡
がインク室に入ってしまうとなかなか排出することが出
来なかった。この事は、気泡がインク室での圧力の逃げ
場（コンプライアンス）の働きをして、インク吐出不良
の要因になっていた。
【００２７】この課題に対して、本発明は、図５に示す
ように壁部材１０３の（１１０）表面に対して約３５度
の傾きを持つ第３の（１１１）面５０３を設けたことを
特徴としている。
ように壁部材１０３の（１１０）表面に対して約３５度
の傾きを持つ第３の（１１１）面５０３を設けたことを
特徴としている。
【００２８】図９は（１１０）面のシリコンウェハ８０
０の面上の方向を示す図である。
０の面上の方向を示す図である。
【００２９】シリコンウェハ８００の表面に対して垂直
な（１１１）面は、オリフラ９０１に対して約３５゜の
方向、即ち、＜２１１＞方向に現れる。この（１１１）
面で構成される部屋をインク室１１０として利用する
と、図１に示すように圧力発生部材１０５側からノズル
開口部１０２に向かってインク室が徐々に狭くなるよう
に第３の（１１１）面が存在し、インク滞留部が従来よ
り少なくなり気泡排出性が飛躍的に向上する。
な（１１１）面は、オリフラ９０１に対して約３５゜の
方向、即ち、＜２１１＞方向に現れる。この（１１１）
面で構成される部屋をインク室１１０として利用する
と、図１に示すように圧力発生部材１０５側からノズル
開口部１０２に向かってインク室が徐々に狭くなるよう
に第３の（１１１）面が存在し、インク滞留部が従来よ
り少なくなり気泡排出性が飛躍的に向上する。
【００３０】以下、本発明の壁部材１０３の製造方法の
一実施例を、図８（ａ）〜（ｆ）を用いて説明する。
一実施例を、図８（ａ）〜（ｆ）を用いて説明する。
【００３１】まず、図８（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８００
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８０１
を形成した。シリコン酸化物の膜８０１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８００
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８０１
を形成した。シリコン酸化物の膜８０１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。
【００３２】次に、図８（ｂ）に示すように、樹脂レジ
スト８０２で前記シリコンウェハ８００上に図９に示す
ようにインク室１１０が（１１１）面で構成できるよう
にパターンを施し、図８（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
８０１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８０１のマ
スクパターンが現れる。
スト８０２で前記シリコンウェハ８００上に図９に示す
ようにインク室１１０が（１１１）面で構成できるよう
にパターンを施し、図８（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
８０１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８０１のマ
スクパターンが現れる。
【００３３】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、表面に対して垂直な第１、第
２の結晶方位（１１１）面、及び表面に対して約３５度
の角度を有する第３の結晶方位（１１１）面とでエッチ
ング領域の規制を受けながら、深さ方向にエッチングが
進行する（図８（ｄ））。すなわち第３の結晶方位（１
１１）面の底部側を中央領域に延ばすようにエッチング
が進行する。もとより、圧力室の中心の断面（図５の矢
印Ｃで示す断面）で見た状態では、表面に対して約３５
度の角度を有し、かつ深さ方向のエッチングを規制して
いる第３の結晶方位（１１１）面は、図７に示したよう
に表面から或る一定の深さの位置を通過しているから、
短辺の垂直な壁、つまり第２の結晶方位（１１１）面に
規制されつつ深さ方向にエッチングが進行し、第２の結
晶方位（１１１）面（５０２）が露出する。 そして、図
８（ｆ）に示す時点でエッチングを規制している第３の
結晶方位（１１１）面（８０３）が第２の結晶方位（１
１１）面（８０３’）と交差し、この領域での深さ方向
のエッチングが実質的に停止する。 エッチングの進行を
規制している第３の結晶方位（１１１）面の先端が底部
に到達した時点図８（ｆ）で全体のエッチングが終了す
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８（ｆ）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、表面に対して垂直な第１、第
２の結晶方位（１１１）面、及び表面に対して約３５度
の角度を有する第３の結晶方位（１１１）面とでエッチ
ング領域の規制を受けながら、深さ方向にエッチングが
進行する（図８（ｄ））。すなわち第３の結晶方位（１
１１）面の底部側を中央領域に延ばすようにエッチング
が進行する。もとより、圧力室の中心の断面（図５の矢
印Ｃで示す断面）で見た状態では、表面に対して約３５
度の角度を有し、かつ深さ方向のエッチングを規制して
いる第３の結晶方位（１１１）面は、図７に示したよう
に表面から或る一定の深さの位置を通過しているから、
短辺の垂直な壁、つまり第２の結晶方位（１１１）面に
規制されつつ深さ方向にエッチングが進行し、第２の結
晶方位（１１１）面（５０２）が露出する。 そして、図
８（ｆ）に示す時点でエッチングを規制している第３の
結晶方位（１１１）面（８０３）が第２の結晶方位（１
１１）面（８０３’）と交差し、この領域での深さ方向
のエッチングが実質的に停止する。 エッチングの進行を
規制している第３の結晶方位（１１１）面の先端が底部
に到達した時点図８（ｆ）で全体のエッチングが終了す
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８（ｆ）に示すような形状を
得た。
【００３４】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８（ｇ）に示す様に保護膜８０４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８（ｇ）に示す様に保護膜８０４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。
【００３５】この様にして形成されるインク室１１０
は、図５、図９に示すように貫通孔５０５がひし形にな
る様な、第３の（１１１）面５０３が現れる。
は、図５、図９に示すように貫通孔５０５がひし形にな
る様な、第３の（１１１）面５０３が現れる。
【００３６】この第３の（１１１）面５０３は、シリコ
ンウェハ面、即ち、（１１０）面から貫通孔５０５方向
に約３５゜のテーパを持って現れるので貫通孔５０５面
をノズル開口部に向かってインクジェット式印字ヘッド
を構成し図１に示すヘッド構造を得る。ここで、図６
は、図５に於けるＣ−Ｃ断面図で、図７は、図５に於け
るＤ−Ｄ断面図である。
ンウェハ面、即ち、（１１０）面から貫通孔５０５方向
に約３５゜のテーパを持って現れるので貫通孔５０５面
をノズル開口部に向かってインクジェット式印字ヘッド
を構成し図１に示すヘッド構造を得る。ここで、図６
は、図５に於けるＣ−Ｃ断面図で、図７は、図５に於け
るＤ−Ｄ断面図である。
【００３７】図１〜図４の実施例では、インク室１１０
とインク流路１１１を形成した壁部材１０３と、インク
供給路１０７を形成したインク供給板１０８とを別部
品、即ち、２部品で構成した例を示した。
とインク流路１１１を形成した壁部材１０３と、インク
供給路１０７を形成したインク供給板１０８とを別部
品、即ち、２部品で構成した例を示した。
【００３８】以下には、インク室１１０とインク流路１
１１、インク供給路１０７を壁部材１０３上に形成した
実施例を示す。
１１、インク供給路１０７を壁部材１０３上に形成した
実施例を示す。
【００３９】図１２は（１１０）面のシリコンウェハ８
００の面上の方向を示す図である。
００の面上の方向を示す図である。
【００４０】シリコンウェハ８００のオリフラ９０１に
対して垂直の方向、即ち、＜１１０＞方向にはシリコン
ウェハ表面に対して約３５゜の方向に、（１１１）面の
滑らかで、精度の良いＶ字溝１２０１が構成できる。
対して垂直の方向、即ち、＜１１０＞方向にはシリコン
ウェハ表面に対して約３５゜の方向に、（１１１）面の
滑らかで、精度の良いＶ字溝１２０１が構成できる。
【００４１】このＶ字溝１２０１をインク供給路１０７
として使用した例が図１０であり、図１０の斜視図が図
１１である。
として使用した例が図１０であり、図１０の斜視図が図
１１である。
【００４２】本実施例によれば、インク供給路１０７が
エッチング精度の高いシリコンの（１１１）面で、か
つ、１部品で構成できる為、特性のよい安価なインクジ
ェット式印字ヘッドが提供できる。
エッチング精度の高いシリコンの（１１１）面で、か
つ、１部品で構成できる為、特性のよい安価なインクジ
ェット式印字ヘッドが提供できる。
【００４３】又、本実施例、図７、図１０に示す第１の
（１１１）面５０１と第２の（１１１）面とが鋭角的に
交わる部分に、図１に於ける振動板１０４と第３の（１
１１）面５０３とのギャップが最も狭くなる部分、即
ち、ギャップ極小部１００１が出来てしまう。この部分
は、インクの流れが殆ど生じないので、特にインク初期
充填時の気泡排出性が非常に悪いという課題を持ってい
た。
（１１１）面５０１と第２の（１１１）面とが鋭角的に
交わる部分に、図１に於ける振動板１０４と第３の（１
１１）面５０３とのギャップが最も狭くなる部分、即
ち、ギャップ極小部１００１が出来てしまう。この部分
は、インクの流れが殆ど生じないので、特にインク初期
充填時の気泡排出性が非常に悪いという課題を持ってい
た。
【００４４】この課題に対しては、図１０に示す様にイ
ンク供給路１０７を、ギャップ極小部１００１に対応す
るように配置すること、更には、第３の（１１１）面５
０３の１部がインク供給路１０７を構成するＶ字溝の
（１１１）面とを同一面とすることでギャップ極小部１
００１のインクの流れが円滑になり気泡排出性に優れ、
又、第３の（１１１）面５０３は、ノズル周囲の剛性を
高める働きをし、特性の安定した、吐出効率の良いイン
クジェット式印字ヘッドを提供できる。
ンク供給路１０７を、ギャップ極小部１００１に対応す
るように配置すること、更には、第３の（１１１）面５
０３の１部がインク供給路１０７を構成するＶ字溝の
（１１１）面とを同一面とすることでギャップ極小部１
００１のインクの流れが円滑になり気泡排出性に優れ、
又、第３の（１１１）面５０３は、ノズル周囲の剛性を
高める働きをし、特性の安定した、吐出効率の良いイン
クジェット式印字ヘッドを提供できる。
【００４５】図１３、図１４に実際に試作したインク室
１１０のレイアウト例を示す。
１１０のレイアウト例を示す。
【００４６】図１３は、壁部材１０３の振動板１０４と
の接着面側の図で、図１４は壁部材１０３のノズルプレ
ート１０１との接着面側の図である。
の接着面側の図で、図１４は壁部材１０３のノズルプレ
ート１０１との接着面側の図である。
【００４７】インク室１１０は、ピッチ０．２８２２
（ｍｍ）で片側１６室。インク供給路１０７及びインク
流路１１１は各インク室１１０の両側に構成され、各イ
ンク流路１１１にはインク供給パイプ１３０１を配置し
ている。
（ｍｍ）で片側１６室。インク供給路１０７及びインク
流路１１１は各インク室１１０の両側に構成され、各イ
ンク流路１１１にはインク供給パイプ１３０１を配置し
ている。
【００４８】この構造によれば、インク充填時等にどれ
かのパイプ１３０１をインク流路１１１へのインク充
填、どれかのパイプ１３０１をインク流路１１１からの
インク排出に利用し各インク室、インク流路内でインク
を循環することで気泡排出がさらに向上させることが出
来た。
かのパイプ１３０１をインク流路１１１へのインク充
填、どれかのパイプ１３０１をインク流路１１１からの
インク排出に利用し各インク室、インク流路内でインク
を循環することで気泡排出がさらに向上させることが出
来た。
【００４９】ここで本実施例では圧力発生部材１０５と
して、図１の様に圧電材料と電極材料を交互にサンドイ
ッチ状に挟んだ積層型圧電素子の電界方向と同方向の変
位、即ちｄ３３方向の変位を利用した例を示した。しか
しながら、本発明はこれに限定されるものではなく、圧
力発生部材として電界方向と垂直方向の変位、即ちｄ３
１方向の変位を利用した圧電素子や、インク室内に駆動
信号によりジュール熱を発生する抵抗線を設けたバブル
ジェット方式等にも同等の効果を有する。
して、図１の様に圧電材料と電極材料を交互にサンドイ
ッチ状に挟んだ積層型圧電素子の電界方向と同方向の変
位、即ちｄ３３方向の変位を利用した例を示した。しか
しながら、本発明はこれに限定されるものではなく、圧
力発生部材として電界方向と垂直方向の変位、即ちｄ３
１方向の変位を利用した圧電素子や、インク室内に駆動
信号によりジュール熱を発生する抵抗線を設けたバブル
ジェット方式等にも同等の効果を有する。
【００５０】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ノ
ズルに連通する貫通孔を、傾斜する斜面により形成した
ので、供給路からインク室へのインクの流れが円滑で、
気泡が溜まり難く、気泡の抜け易い形状としたため気泡
排出性が向上し、安定した印字特性を確保できるという
効果を有する。また、ノズル周囲の剛性を高めることに
より、側壁、ノズル板の振動を原因とするクロストーク
を抑制でき、かつ、インク吐出効率を向上させることが
できるという効果を有する。
ズルに連通する貫通孔を、傾斜する斜面により形成した
ので、供給路からインク室へのインクの流れが円滑で、
気泡が溜まり難く、気泡の抜け易い形状としたため気泡
排出性が向上し、安定した印字特性を確保できるという
効果を有する。また、ノズル周囲の剛性を高めることに
より、側壁、ノズル板の振動を原因とするクロストーク
を抑制でき、かつ、インク吐出効率を向上させることが
できるという効果を有する。
【図１】本発明のインクジェット式印字ヘッドの一実施
例を示す図３に於けるＡ−Ａ断面図。
例を示す図３に於けるＡ−Ａ断面図。
【図２】本発明のインクジェット式印字ヘッドの一実施
例を示す図３に於けるＢ−Ｂ断面図。
例を示す図３に於けるＢ−Ｂ断面図。
【図３】本発明のインクジェット式印字ヘッドの一実施
例を示す斜視図。
例を示す斜視図。
【図４】本発明のインクジェット式印字ヘッドの一実施
例を示す斜視図。
例を示す斜視図。
【図５】本発明のインクジェット式印字ヘッドの一実施
例を示す上面図。
例を示す上面図。
【図６】本発明のインクジェット式印字ヘッドの一実施
例を示す図５に於けるＣ−Ｃ断面図。
例を示す図５に於けるＣ−Ｃ断面図。
【図７】本発明のインクジェット式印字ヘッドの一実施
例を示す図５に於けるＤ−Ｄ断面図。
例を示す図５に於けるＤ−Ｄ断面図。
【図８】本発明のインクジェット式印字ヘッドのシリコ
ン基材のエッチング過程を説明するための断面図。
ン基材のエッチング過程を説明するための断面図。
【図９】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。
【図１０】本発明のインクジェット式印字ヘッドの第２
の実施例を示す上面図。
の実施例を示す上面図。
【図１１】本発明のインクジェット式印字ヘッドの第２
の実施例を示す図１０の斜視図。
の実施例を示す図１０の斜視図。
【図１２】本発明のインクジェット式印字ヘッドの第２
の実施例を説明する為の、（１１０）面のシリコンウェ
ハの面上の方向を示す図。
の実施例を説明する為の、（１１０）面のシリコンウェ
ハの面上の方向を示す図。
【図１３】本発明のインクジェット式印字ヘッドの第３
の実施例を示す上面図。
の実施例を示す上面図。
【図１４】本発明のインクジェット式印字ヘッドの第３
の実施例を示す図１３の裏面側の上面図。
の実施例を示す図１３の裏面側の上面図。
【図１５】従来技術のインクジェットヘッドを示す斜視
図。
図。
【図１６】従来技術のインクジェットヘッドを示す斜視
図。
図。
１０１ ノズルプレート １０２ ノズル開口部 １０３ 壁部材 １０４ 振動板 １０５ 圧力発生部材 １０７ インク供給路 １１０ インク室 ５０１ 第１の（１１１）面 ５０２ 第２の（１１１）面 ５０３ 第３の（１１１）面 １２０１ Ｖ字溝
───────────────────────────────────────────────────── 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
Claims (7)
- 【請求項１】 ノズル開口が形成されたノズルプレート
と、前記ノズル開口部と連通するインク室と、該インク
室を加圧する圧力発生部材とを有するインクジェット式
印字ヘッドにおいて、 前記インク室は、結晶方位（１１０）面を表面にもつシ
リコン基板に対し、その表面に垂直な結晶方位（１１
１）面で形成された４つの壁面と、前記シリコン基板の
表面に対して傾斜した結晶方位（１１１）面で形成され
た２つの壁面との合計６つの結晶方位（１１１）面の壁
面を有することを特徴とするインクジェット式印字ヘッ
ド。 - 【請求項２】 前記６つの壁面は、前記シリコン基板の
表面に垂直な第１の２つの結晶方位（１１１）面と、該
第１の結晶方位（１１１）面と約７０度の傾きを持つ第
２の２つの結晶方位（１１１）面と、前記シリコン表面
に対して約３５度の傾きを持つ第３の２つの結晶方位
（１１１）面である請求項１に記載のインクジェット式
印字ヘッド。 - 【請求項３】 前記第３の結晶方位（１１１）面が、前
記インク室の底面を形成するように２つ存在する請求項
２に記載のインクジェット式印字ヘッド。 - 【請求項４】 前記第３の結晶方位（１１１）面により
形成された前記インク室の最も狭くなる領域に対応する
ようにインク供給口が形成されている請求項２に記載の
インクジェット式印字ヘッド。 - 【請求項５】 前記インク供給口は、前記２つの第３の
結晶方位（１１１）面により形成された前記インク室の
最も狭くなる２つの領域に対応するよう形成されている
請求項４記載のインクジェット式印字ヘッド。 - 【請求項６】 前記インク供給口は、前記シリコン基板
の表面をハーフエッチングして形成される２つの結晶方
位（１１１）面により構成されるＶ字溝である請求項４
または請求項５に記載のインクジェット式印字ヘッド。 - 【請求項７】 前記第３の結晶方位（１１１）面と前記
Ｖ字溝を形成する結晶方位（１１１）面の一部が同一面
である請求項６に記載のインクジェット式印字ヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6689794A JP3221474B2 (ja) | 1994-04-05 | 1994-04-05 | インクジェット式印字ヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6689794A JP3221474B2 (ja) | 1994-04-05 | 1994-04-05 | インクジェット式印字ヘッド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07276626A JPH07276626A (ja) | 1995-10-24 |
| JP3221474B2 true JP3221474B2 (ja) | 2001-10-22 |
Family
ID=13329187
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6689794A Expired - Fee Related JP3221474B2 (ja) | 1994-04-05 | 1994-04-05 | インクジェット式印字ヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3221474B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69710411T2 (de) | 1996-10-18 | 2002-11-07 | Seiko Epson Corp | Tintenstrahldruckkopf und Verfahren zu seiner Herstellung |
| JP2002292868A (ja) | 2001-03-28 | 2002-10-09 | Ricoh Co Ltd | 液滴吐出ヘッド、インクカートリッジ及びインクジェット記録装置 |
| CN1289298C (zh) | 2001-09-06 | 2006-12-13 | 株式会社理光 | 液滴喷射头及其制造方法、微型器件、喷墨头、墨盒以及喷墨打印设备 |
| JP2008044370A (ja) | 2006-08-11 | 2008-02-28 | Oce Technol Bv | インクジェット装置、及びそれを製造する方法 |
| EP1886816B1 (en) | 2006-08-11 | 2013-01-02 | Océ-Technologies B.V. | Ink jet device and method of manufacturing the same |
| US8562845B2 (en) * | 2006-10-12 | 2013-10-22 | Canon Kabushiki Kaisha | Ink jet print head and method of manufacturing ink jet print head |
-
1994
- 1994-04-05 JP JP6689794A patent/JP3221474B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07276626A (ja) | 1995-10-24 |
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