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WO1997034769A1 - Tete a jet d'encre et son procede de fabrication - Google Patents

Tete a jet d'encre et son procede de fabrication Download PDF

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Publication number
WO1997034769A1
WO1997034769A1 PCT/JP1997/000830 JP9700830W WO9734769A1 WO 1997034769 A1 WO1997034769 A1 WO 1997034769A1 JP 9700830 W JP9700830 W JP 9700830W WO 9734769 A1 WO9734769 A1 WO 9734769A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
ink
substrate
groove
silicon single
single crystal
Prior art date
Application number
PCT/JP1997/000830
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Masahiro Fujii
Tarou Takekoshi
Tomohiro Makigaki
Hiroshi Koeda
Original Assignee
Seiko Epson Corporation
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 Corporation filed Critical Seiko Epson Corporation
Publication of WO1997034769A1 publication Critical patent/WO1997034769A1/ja

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    • B41J2/1621—Manufacturing processes
    • B41J2/1626—Manufacturing processes etching
    • B41J2/1629—Manufacturing processes etching wet etching
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    • B41J2002/14411—Groove in the nozzle plate

Definitions

  • the present invention relates to an ink jet head for an ink jet printer, and more particularly to an ink jet head in which a groove such as an ink cavity is accurately etched on a semiconductor substrate and a method for manufacturing the same.
  • the ink jet head of an ink jet printer has a structure in which a plurality of ink nozzles for discharging ink droplets to the outside and an ink supply path communicating with these ink nozzles are formed on a semiconductor substrate.
  • ink jet heads so that high-definition characters can be printed.
  • various inkjet head manufacturing methods have been developed.
  • the ink jet head disclosed in this publication has a configuration including a plurality of ink nozzles, ink cavities communicating with the respective ink nozzles, and a common ink reservoir for supplying ink to the ink cavities. ing. Ink supplied from the external ink supply to the ink reservoir of the ink jet head is supplied from the ink reservoir via each orifice. Supplied to the ink cavity.
  • the bottom surface of each ink cavity functions as a diaphragm, and the ink nozzles communicate with the ink nozzles using the ink volume fluctuations that fluctuate by vibrating the diaphragms by electrostatic force. Drops cannot be ejected to the outside.
  • a portion constituting the ink supply path such as each ink nozzle, ink cavity, and orifice is formed with high precision.
  • the nozzle, orifice and diaphragm are formed with high precision. If the shape of the orifice varies, the fluid resistance value of each orifice portion varies, so that the ink supply amount to each ink cavity varies, and as a result, the ink ejection amount of each ink nozzle varies.
  • the fluid resistance created by an orifice depends on its cross-sectional area and length.
  • the fluid resistance of the orifice is proportional to the length.
  • the length of the orifice is 150 to 3 in consideration of the amount of ink supplied, the damping characteristics of the diaphragm, and the amount of ink returning from the ink cavity to the ink reservoir during ink ejection. Set to 0 micron. If the length of this orifice fluctuates, for example, by 10%, the amount of ink supply also fluctuates by 10%. Here, if the ink weight fluctuates by 5%, the print quality will be adversely affected. Therefore, it is desirable that the variation in the orifice length be suppressed to less than 5%, that is, less than 20 microns.
  • the ink cavity and the orifice are simultaneously etched using a semiconductor substrate having the (100) crystal plane orientation
  • the (111) crystal plane appears due to anisotropic etching in the width direction of the orifice.
  • the sectional shape of the orifice can be formed with high accuracy.
  • the etching speed is high (1 1 2). It is difficult to accurately set the length of the orifice.
  • the grooves for ink cavities and the bottom surface of the cavities are defined by etching the surface of the same silicon single crystal substrate.
  • a plate By forming a groove for an orifice and a groove for an ink reservoir, and overlaying the silicon single crystal substrate having each groove with a silicon single crystal substrate having a flat surface, ink cavities, An inkjet head having an orifice and an ink reservoir is configured.
  • anisotropic etching is performed on each of two silicon substrates. forming a plurality of grooves having different sizes by subjecting, thereafter, however c method to superimpose these silicon substrate is disclosed, these silicon substrate has both (1 0 0) crystal plane on the surface It is a silicon substrate. Then, after forming a groove by performing anisotropic etching on the lower silicon substrate of the two silicon substrates, forming a through-hole by polishing from the rear surface side, a nozzle is formed on the upper surface side.
  • the formed silicon substrates are laminated, and a flatter third silicon substrate is bonded to the lower surface side to form an ink jet head.
  • the substrate in order to form a groove in the intermediate silicon substrate, the substrate must be processed in addition to the step of performing anisotropic etching. This requires a polishing step, which not only complicates the process, but also lowers the accuracy of the depth of the formed groove as compared with the one formed only by etching. That is, the method for manufacturing a thermal ink jet head disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-183008 is directly used in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-183008.
  • an object of the present invention is to manufacture a portion of an ink cavity, an orifice, and the like on a silicon single crystal substrate with higher accuracy than in a conventional method in manufacturing an ink jet head. To make it possible.
  • the present invention provides a plurality of ink nozzles, an ink cavity communicating with each of the ink nozzles, a common ink reservoir for supplying ink to each of the ink cavities, and an ink reservoir for each of the ink cavities.
  • an ink jet head provided with an orifice communicating with a base and a diaphragm defining the bottom surface of each of the above-mentioned ink cavities,
  • the first and second silicon single crystal substrates having the ink cavities, the orifices, and the ink reservoir formed by being bonded to each other.
  • the first silicon single crystal substrate has an ink communicating with the ink nozzle, the orifice, or the ink reservoir formed by performing wet-crystal anisotropic etching on the surface of the substrate on the bonding side. It has a groove to form an intake.
  • the shape of these grooves is (1 1 1) crystal plane Is defined by the wall surface formed by
  • the second silicon single crystal substrate has a groove for forming the ink cavity and the ink reservoir formed by performing wet-crystal anisotropic etching on the surface of the substrate on the bonding side. There is a groove for
  • relatively small-sized ink nozzles and grooves for forming orifices are formed in the first silicon single crystal substrate, and relatively large-sized ink cavities and ink reservoirs are formed.
  • a forming groove is formed in the second silicon single crystal substrate. Therefore, compared to a case where all the grooves for forming the ink supply passages are etched only on one substrate, it is easier to control the etching conditions for forming the grooves of each dimension. It becomes easy to accurately etch the groove.
  • the first silicon single crystal substrate is used as the first silicon single crystal substrate.
  • the crystal plane orientation of the substrate surface of (100) plane or (110) plane is used.
  • the crystal plane orientation is (100)
  • the crystal plane orientation is (100)
  • the second silicon single crystal substrate is formed on the surface of the substrate on the bonding side.
  • the grooves for ink cavities can be formed with high density and high precision.
  • a groove for forming the orifice is formed in a partition wall between the groove for forming each of the ink cavities and the groove for forming the ink reservoir in the second silicon single crystal substrate.
  • the wall portions located at both ends in the longitudinal direction can be defined by the (111) crystal plane.
  • the length of the orifice is defined by the (111) crystal plane. Therefore, the length dimension of the formed orifice can be made with high accuracy.
  • the present invention relates to a method for manufacturing an ink jet head having the above-described configuration, and is characterized in that the ink head is manufactured as follows. That is, first, a first silicon single crystal substrate having a (100) or (110) crystal plane orientation on the substrate surface is prepared, and a wet crystal is formed on the substrate surface of the first silicon single crystal substrate. Anisotropic etching is performed to form at least the groove for forming the orifice. Next, a second silicon single crystal substrate having a crystal plane orientation of (110) or (100) crystal plane on the substrate surface is prepared, and a wet crystal anisotropic is provided on the substrate surface of the second silicon single crystal substrate. The grooves for forming the ink cavities and the grooves for forming the ink reservoir are formed by performing a reactive etching. After that, the first and the second
  • both side walls in the width direction of the groove for forming the orifice in the first silicon single crystal substrate are (1 1 1) crystal planes
  • Etching of the groove for forming the orifice is performed, and the groove for forming the ink cavities in the second silicon single crystal substrate is separated from the groove for forming the ink reservoir.
  • the groove for the ink cavity and the groove for the ink reservoir be etched so that the wall surfaces at both ends in the longitudinal direction of the orifice in the partition wall are (111) crystal planes.
  • the cross-sectional area and length of the orifice can be accurately defined using the (111) crystal plane.
  • a high concentration of polon or the like is dropped on the back surface of the substrate surface. was it Nozomu Mashiku of forming an etch stop layer, thereby further bRIEF dESCRIPTION oF c drawings the thickness of the diaphragm can be formed with high accuracy
  • FIG. 1 is a schematic sectional view of an ink jet head to which the present invention is applied.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the ink jet head of FIG.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view showing a modified example of the ink jet head of FIG.
  • FIG. 4 is a schematic sectional view showing another modified example of the ink jet head of FIG.
  • FIG. 5 is an exploded perspective view of the ink jet head of FIG.
  • FIG. 6 is a view showing an ink jet head to which the present invention is applied
  • (A) is a schematic cross-sectional view
  • (B) is a partial plan view of the first silicon single crystal substrate
  • FIG. 4 is a partial plan view of the second silicon single crystal substrate.
  • FIG. 7 shows an etching process for the second silicon single crystal substrate of FIG. FIG. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • FIG. 1 is a schematic sectional view of an ink jet head driven by a piezoelectric element manufactured by applying the present invention
  • FIG. 2 is an exploded perspective view.
  • the ink jet head 1 of this example is composed of a first silicon single crystal substrate 2 and a second silicon single crystal substrate 3 bonded to each other.
  • the substrates 2 and 3 form a plurality of ink nozzles 4, an ink cavity 5 communicating with each ink nozzle 4, and a common ink reservoir 6 for supplying ink to each ink cavity 5.
  • the orifices 7 communicate between the ink cavities 5 and the ink reservoirs 6, respectively.
  • the bottom surface of each ink cavity 5 is defined by a thin vibrating plate 8, and a piezoelectric element 9 for driving the vibrating plate is adhered and fixed to the back surface of the vibrating plate 8.
  • Ink is supplied to the ink reservoir 6 from the outside via an ink supply tube 12 connected to an ink intake port 11 communicating with the ink reservoir.
  • the ink supplied to the ink reservoir 6 is supplied to each ink cavity 5 through each orifice 7.
  • the diaphragm 8 reduces the volume of the ink cavity 5 due to the bimorph effect of the piezoelectric element 9 and the diaphragm 8. Ink drops are ejected from the ink nozzle 4.
  • the inkjet head 1 having this configuration supplies the above-described ink to the substrate surfaces 2a and 3a on the bonding side of the first and second silicon single crystal substrates 2 and 3 respectively.
  • the groove for forming the road is etched, and then the substrates 2 and 3 are bonded to each other.
  • the first silicon single crystal substrate 2 has a (100) plane crystal plane orientation of the substrate surface 2a on the bonding side, and the ink passes through the first silicon single crystal substrate 2 in a direction perpendicular to the substrate surface 2a.
  • Nozzle 4 is formed.
  • a groove 7A for forming the orifice 7 is formed on the substrate surface 2a.
  • the groove 7A for orifice formation is formed by wet-crystal anisotropic etching of the substrate surface 2a having a (100) crystal plane orientation. Therefore, the formed groove 7A has a quadrangular pyramid shape which is narrowed from the substrate surface side toward the groove bottom surface, and its four side surfaces are 54.7 degrees with respect to the substrate surface 2a. (11 1) defined by the crystal plane.
  • the cross-sectional area of the groove can be accurately defined by the etching width of the substrate surface. Therefore, by prescribing the dimension of the mask opening covering the substrate surface with high precision, the cross-sectional area of the formed groove can be adjusted to the target value with high precision.
  • the cross-sectional area of each groove 7A for forming the orifice can be formed with high accuracy by suppressing the variation.
  • the length of the orifice 7 can be formed with high precision, the variation in the fluid resistance of the orifice 7 can be suppressed, so that the ink supply amount through the orifice 7 can be kept constant.
  • variations in the ink ejection characteristics of each ink nozzle can be suppressed, and print quality can be improved.
  • the ink nozzle 4 formed on the first silicon single crystal substrate 2 has a straight portion 4a having a constant cross-sectional area in the direction of the nozzle axis, and ink from the straight portion 4a. It has a cross-sectional shape with a tapered portion 4b whose cross-sectional area gradually increases toward the cavity 5.
  • the flat portion 4a is a portion provided with a high fluid resistance necessary to attenuate the vibration of the meniscus after the ink is ejected, and the tapered portion 4b communicates with the straight portion 4a to form bubbles. This is a necessary part for discharging.
  • the straight portion 4a is a circular opening formed by dry etching the back surface 2b of the first silicon single crystal substrate 2.
  • the tapered portion 4b is formed by wet anisotropic etching of the substrate surface 2a on the bonding side of the first silicon single crystal substrate 2 having the (100) crystal orientation. It is formed by doing. Therefore, the tapered portion 4b has a truncated pyramid shape in which the cross-sectional area is reduced from the side of the substrate surface to the opposite straight portion 4a, and the four side surfaces are formed on the substrate surface. Appears with an inclination of 54.7 degrees to 2a. (1 1 1) Defined by crystal plane.
  • the cross-sectional area of the groove is determined by the etching width of the substrate surface.
  • the ink nozzle 4 composed of the tapered portion 4b formed with high accuracy and the straight portion 4a formed with high accuracy by dry etching as described above has a dimension and shape with little variation. ing. Accordingly, the ink ejection characteristics of each ink nozzle can be made constant, and as a result, a decrease in print quality can be suppressed.
  • the crystal plane orientation of the substrate surface 3a on the bonding side is the (110) plane orientation
  • an ink cavity 5 is formed on the substrate surface 3a.
  • 5A and a groove 6A for forming the ink reservoir 6 are formed.
  • an ink inlet 11 is opened on the bottom surface of the groove 6A for forming the ink reservoir.
  • a partition 15 is formed between the formed groove 5A for the ink cavity and the groove 6A for the ink reservoir.
  • the side surfaces 15a and 15b facing the groove 5A and the groove 6A in the partition wall 15 are (111) crystal planes inclined by 35 degrees with respect to the substrate surface 3a.
  • the first and second silicon single crystal substrates 2 and 3 having the respective grooves formed in this way are bonded together with their bonded substrate surfaces 2a and 3a aligned with each other. It has a cross-sectional shape as shown in FIG. In this state, both side surfaces 15a and 15b of the partition wall 15 defining the length of the orifice 7 are (1 1 1) crystal planes. Well set. As described above, since the cross-sectional area of the orifice 7 is also set with high accuracy, the variation in the fluid resistance of each orifice 7 is small, and accordingly, the variation in the ink flow rate in each orifice 7 is small. Further, as described above, each ink nozzle 4 is also formed without variation. As a result, in the ink jet head 1 of this example, there is little variation in the ink ejection characteristics of each ink nozzle.
  • an etching solution used for wet anisotropic etching of each of the silicon single crystal substrates 2 and 3 is, for example, 20 weight percent heated to 80 degrees Celsius.
  • An aqueous solution of the hydroxide of potassium hydroxide can be used. The concentration of this aqueous solution should be appropriately changed depending on the shape of the groove to be formed.
  • the etchant used should be A different composition such as an aqueous ammonia solution or an organic amine-based aqueous solution may be used.
  • both silicon single crystal substrates 2 and 3 can be performed as follows. In other words, these silicon single crystal substrates 2 and 3 are aligned, bonded at room temperature, and then directly heated to 100 degrees Celsius for direct bonding. Instead, it is also possible to form eutectic film of gold on the interface between both substrates in advance and to form a eutectic bond at a low temperature by heating to 400 degrees Celsius in close contact. is there. In addition, an adhesive may be used, which enables bonding at room temperature.
  • the dimensional error in the width and length of each orifice 7 was ⁇ 2 microns with respect to the standard value.
  • the average weight of the ink droplets ejected from each ink nozzle was 0.025 micrograms and the average ink speed was 12 m / s.
  • the variation in ink weight and ink speed was less than 5% in each case, and extremely uniform ejection characteristics were obtained.
  • a silicon substrate having a (110) plane crystal plane orientation on the bonding-side substrate surface was used as the second substrate, but a silicon substrate having a (100) plane crystal orientation was used.
  • a substrate may be used.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of an inkjet head 1A according to a modification of the first embodiment.
  • the substrate surface 2a of the first silicon single crystal substrate 2 has the same crystal plane orientation as that of the substrate surface 3a of the second silicon single crystal substrate 3 (110). ).
  • the other configuration is the same as that of the ink jet head 1 of the first embodiment, and accordingly, corresponding portions in the drawings are denoted by the same reference numerals.
  • each orifice 7B for forming each orifice are formed by anisotropic etching.
  • the two side surfaces of each orifice 7 are defined by (111) crystal planes that appear with an inclination of 35 degrees with respect to the substrate surface 2a.
  • the other two sides are defined by (1 1 1) crystal planes that appear perpendicular to the substrate surface 2a.
  • each ink nozzle 4 is formed along the 2 1 1> axis, so that the roof surface in which the groove opening shape of the substrate surface 2 a is a parallelogram is formed. It is a type.
  • the inkjet head 1A of this embodiment has an advantage that, in addition to the effects of the first embodiment, silicon single crystal substrates of the same standard can be used as the first and second silicon single crystal substrates 2 and 3.
  • FIGS. 4 and 5 are a cross-sectional view and an exploded perspective view of an ink jet head 1B according to another modification of the first embodiment.
  • the crystal plane orientation of the substrate surface 2a on the bonding side of the first silicon single crystal substrate 2 is the (1 10) is there.
  • the groove 7C for forming the orifice 7 is formed along the 211> axis, and the substrate surface has a parallelogram roof shape.
  • the two inclined surfaces of the groove 7C are defined from the (1 1 1) crystal plane inclined at 35 degrees with respect to the substrate surface 2a, and the two side surfaces of the remaining triangle are formed on the substrate surface 2a. It is defined by a (111) crystal plane perpendicular to it.
  • the groove 7C for forming the orifice can have a greater groove depth by increasing its length. Therefore, even if the width of the groove 7C for forming the orifice is reduced, a necessary orifice cross-sectional area can be secured. Therefore, it is easy to cope with an increase in the nozzle pitch.
  • FIG. 6 is a sectional view of an ink jet head according to a second embodiment to which the present invention is applied.
  • the ink jet head 1C of the present embodiment is an electrostatically driven ink jet head disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-50601 proposed by the present applicant.
  • the ink jet head 1C uses an electrostatic force acting between the opposing electrodes to vibrate the vibration plate 8 instead of the piezoelectric element 9, thereby discharging ink droplets.
  • the ink head 1C also forms an ink supply path by joining the first and second silicon single crystal substrates 20 and 3 °.
  • a third substrate (electrode glass) 40 is bonded to the back surface of the second silicon single crystal substrate 30, and a groove is formed on the surface of the third substrate 40 facing the diaphragm 8. 40 a is formed, and an individual electrode layer 40 b is formed in the groove 40 a while maintaining a predetermined gap with respect to the diaphragm 8.
  • each diaphragm 8 By applying a driving voltage between the second silicon single crystal substrate 30 on which each diaphragm 8 is formed and each individual electrode 40b, each diaphragm 8 functioning as a common electrode and each individual electrode Electrostatic force is generated between the electrodes 40b, whereby the diaphragm 8 vibrates, the volume of the ink cavity 5 fluctuates, and ink droplets are ejected.
  • the first silicon single crystal substrate 20 of the ink jet head 1C of this example has a groove 4D for forming an ink nozzle, a groove 7D for forming an orifice, and a groove 7D for forming an ink inlet. A groove 11D is formed.
  • a groove 5D for forming a cavity and a groove 6D for forming an reservoir are formed in the second silicon single crystal substrate 30 in the second silicon single crystal substrate 30 in the second silicon single crystal substrate 30 in the second silicon single crystal substrate 30, a groove 5D for forming a cavity and a groove 6D for forming an reservoir are formed.
  • the first silicon single crystal substrate 20 has a (100) crystal plane orientation of the substrate surface 20a on the bonding side, and the first silicon single crystal substrate 20 has a (100) crystal plane orientation.
  • the crystal plane orientation of the substrate surface 30a is defined as the (110) crystal plane. ing.
  • each groove can be formed by wet-crystal anisotropic etching in the same manner as in each of the above-described embodiments.
  • the depth dimension of the groove 5 D for ink cavities is precisely controlled, and the diaphragm 8 defining the bottom surface is accurately targeted.
  • an etch stop layer may be formed by doping boron or the like on the back surface of the substrate, and then etching may be performed after a short time.
  • FIG. 7 shows an etching method for this purpose.
  • the thickness of the second single crystal silicon substrate 30 used was set to 180 microns.
  • the groove 5D for ink cavities as a deep groove formed on this substrate is, for example, a width of 108 microns, a length of 3.6 millimeters and a depth of 178 microns, and has a common ink reservoir.
  • the shallow groove 6D has a width of 1.5 millimeters, a length of 3.0 millimeters and a depth of 160 microns.
  • the single crystal silicon substrate 30 may be etched as follows.
  • boron is uniformly doped at a high concentration on the back surface of the silicon single crystal substrate 30 to form an etch stop layer 32 having a thickness of 2 to 3 ⁇ m. . Further, a SiO 2 film 33 was formed on the surface of the silicon substrate 30.
  • the Sio2 film 33 is etched with hydrofluoric acid while the Sio3 33 is subjected to a predetermined masking, and the deep groove 5 is etched.
  • the opening 35 is formed by removing the portion that becomes D, and the shallow groove 6 D is subjected to half-etching to form a Si 2 having a width of 200 ⁇ m or less.
  • a plurality of thin film portions 37 were formed.
  • the concentration is 35% and the temperature is 80.
  • Etching was performed with an aqueous solution of potassium hydroxide C for about 20 to 30 minutes. As a result, as shown in FIG. 7 (C), only the portion where the deep groove 5D was formed was etched by about 80 to 90 microns.
  • etching was performed again using a potassium hydroxide aqueous solution having a concentration of 35% and a temperature of 80 ° C. for about 20 to 30 minutes.
  • a potassium hydroxide aqueous solution having a concentration of 35% and a temperature of 80 ° C. for about 20 to 30 minutes.
  • etching was performed for about 40 to 50 minutes using an aqueous solution of hydrating hydroxide at 80 ° C. at a concentration of 2 to 5% as an etching solution.
  • aqueous solution of hydrating hydroxide at 80 ° C. at a concentration of 2 to 5% as an etching solution.
  • FIG. 7 (F) in the portion where the deep groove 5D is formed, a groove having a depth reaching the etch stop layer 32 formed on the back side of the silicon substrate is formed, and the other shallow groove 6D is formed.
  • etching proceeded in the lateral direction, and a wide groove was formed.
  • the ink nozzle 4, the orifice 7, and the ink supply port can be formed with high accuracy, as in the first embodiment. Further, the thickness of the diaphragm 8 can be formed with high accuracy. Therefore, it is possible to suppress variations in the ink ejection characteristics of each ink nozzle, and to realize an ink jet head capable of performing printing with high print quality.
  • Industrial applicability As described above, the present invention relates to an ink jet head having first and second silicon single crystal substrates each having an ink cavity, an orifice, and an ink reservoir formed by bonding the first silicon substrate to each other.
  • the single-crystal substrate is subjected to wet-crystal anisotropic etching or dry-etching on the substrate surface on the bonding side to form an ink nozzle and a groove for forming an orifice.
  • a groove for forming an ink cavity and a groove for forming an ink reservoir are formed by performing wet crystal anisotropic etching on the surface of the substrate on the bonding side. I have to.
  • the inkjet head of the present invention relatively small-sized ink nozzles and grooves for forming orifices are formed in the first silicon single crystal substrate, and relatively large-sized ink cavities are formed. And a groove for forming an ink reservoir is formed in the second silicon single crystal substrate. As a result, compared to the case where the groove for forming the ink supply passage is etched only on one of the substrates, it is easier to control the etching conditions for forming the groove of each dimension. Good etching becomes easy.
  • wet crystal anisotropic etching is performed.
  • these parts can be formed with higher accuracy than in the case of employing.
  • the first silicon single crystal substrate when a groove is formed on the first silicon single crystal substrate by using wet-crystal anisotropic etching, the first silicon single crystal substrate is formed as the first silicon single crystal substrate.
  • the substrate surface on the bonding side has a (100) plane orientation or a (110) plane orientation, preferably a (100) crystal plane.
  • both side walls in the width direction of the formed orifice forming groove are defined by the (111) crystal plane. It is possible to accurately set the cross-sectional area of the groove to a target value. As a result, variations in the fluid resistance of the orifice can be suppressed, and the ink ejection characteristics can be improved.
  • the second silicon single crystal substrate one having a (110) plane orientation of the substrate surface on the bonding side is used. If a plurality of grooves for ink cavities are formed by performing anisotropic etching from the substrate surface with this crystal plane orientation, each ink cavity can be formed with high precision and high density, making it easy to increase the nozzle pitch. Can respond to.
  • the groove for forming the orifice is formed in the partition wall between the groove for forming each of the ink cavities in the second silicon single crystal substrate and the groove for forming the ink reservoir.
  • the wall portions located at both ends in the longitudinal direction can be defined by the (111) crystal plane.
  • the length of the orifice is precisely defined by the (1 1 1) crystal plane.

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Description

明 现 曞 むンクゞ゚ツ トぞッドおよびその補造方法 技術分野
本発明は、 むンクゞェッ トプリン倕のむンクゞェットヘッ ドに関し、 特 に、 半導䜓基板䞊に粟床良くむンクキダビティ等の溝が゚ッチングされた ィンクゞヱッ トぞッ ドおよびその補造方法に関するものである。 背景技術
むンクゞェッ トプリン倕のむンクゞェットヘッ ドは、 䞀般に、 むンク滎 を倖郚に吐出する耇数のむンクノズルず、 これらのィンクノズルに連通し たむンク䟛絊路ずが半導䜓基板䞊に䜜り蟌たれた構造ずなっおいる。 近幎、 むンクゞ゚ツ トぞッ ドに察しおは、 高粟现文字を印字可胜にするために、 より粟密でより埮现な加工が芁求されおいる。 このために、 様々なむンク ゞェットぞッ ドの補造方法が開発されおいる。
䟋えば、 本願人による日本囜特開平 5— 5 0 6 0 1号公報には、 静電駆 動方匏のむンクゞ゚ツ トブリン倕においお、 シリコン単結晶基板にホトリ ゜グラフィ䞀技術および湿匏結晶異方性゚ッチングを適甚するこずによ぀ お、 むンクノズルおよびむンク䟛絊路を高粟床に圢成するためのむンクゞ ゚ツ トぞッ ドの補造方法が開瀺されおいる。
- この公開公報に開瀺されおいるむンクゞヱッ トヘッ ドは、 耇数個のむン クノズルず、 各むンクノズルに連通したむンクキダビティず、 むンクキダ ビティにィンクを䟛絊する共通のむンクリザヌバずを備えた構成ずなっお いる。 倖郚のィンク䟛絊源からィンクゞヱヅ トぞッ ドのィンクリザヌバに 䟛絊されたむンクは、 むンクリザ䞀バから各オリフィスを経由しお察応す るむンクキダビティに䟛絊される。 各むンクキダビティの底面は振動板ず しお機胜し、 圓該振動板を静電気力によっお振動させるこずにより倉動す るむンクキダビティの容積倉動を利甚しお、 むンクキダビティに連通した むンクノズルからィンク滎を倖郚に向けお吐出するこずが可胜ずなっおい な。
ここで、 ィンクゞヱッ トぞッ ドの各ィンクノズルのィンク吐出特性のば らっきを抑制するためには、 各むンクノズル、 むンクキダビティ、 オリフ むス等のむンク䟛絊路を構成する郚分を粟床良く圢成する必芁がある。 特 に、 ノズル、 オリフィスおよび振動板を粟床良く圢成する必芁がある。 オリフィスの圢状がばら぀くず、 各オリフィスの郚分の流䜓抵抗倀にば ら぀きが発生するので、 各ィンクキダビティに察するむンク䟛絊量が倉動 し、 この結果、 各むンクノズルのむンク吐出量が倉動しおしたう。 オリフ むスによっお生じる流䜓抵抗は、 その断面積および長さによっお異なる。 䟋えば、 その断面積が同䞀である堎合には、 オリフィスの流䜓抵抗は長さ に比䟋する。 䞀般的なむンクゞェッ トヘッ ドでは、 オリフィスの長さはィ ンクの䟛絊量、 振動板の枛衰特性、 むンク吐出時のむンクキダビティから ィンクリザヌバぞのィンクの埌戻り量を考慮しお、 1 5 0 ~ 3 0 0ミクロ ンに蚭定される。 このオリフィスの長さが䟋えば 1 0 %倉動するず、 むン ク䟛絊量も 1 0 %倉動するこずにある。 ここで、 むンク重量が 5 %倉動す るず印字品質に悪圱響が珟れるので、オリフィスの長さのばら぀きは、 5 % 未満、 すなわち 2 0ミクロン未満に抑制するこずが望たしい。
しかしながら、 䟋えば、  1 0 0 ) 結晶面方䜍の半導䜓基板を甚いお、 ィンクキダビティずオリフむスを同時に゚ッチングした堎合、 オリフィス の幅方向は異方性゚ッチングにより  1 1 1 ) 結晶面が出珟するので、 ォ リフィスの断面圢状は粟床良く圢成できる。 しかし、 その長さ方向ぱツ チング速床の速い  1 1 2 ) 結晶面がアンダヌ゚ッチにより出珟するので、 オリフむスの長さを粟床良く蚭定するこずが困難である。
䞀方、 振動板の圢状がばら぀くず、 各むンクキダビティにおけるむンク 内圧の振動特性が異な぀たものずなっおしたう。 この振動板の振動特性の ばら぀きは、 盎接に、 むンクノズルのむンク吐出量、 むンク吐出速床等の 倉動に繋がるので、 印字品質が䜎䞋しおしたう。
ここで、 䞊蚘の公開公報に開瀺されおいるむンクゞ゚ツトぞッ ドの補造 方法においおは、 同䞀のシリコン単結晶基板の衚面に゚ッチングによっお むンクキダビティ甚の溝、 圓該キダビティの底面を芏定しおいる振動板、 オリフィス甚の溝およびむンクリザ䞀バ甚の溝を䜜り蟌み、 各溝を圢成し たシリコン単結晶基板を平坊な衚面を備えたシリコン単結晶基板ず重ね合 わせるこずにより、 むンクキダビティ、 オリフィスおよびむンクリザヌバ を備えたむンクゞェッ トぞヅ ドを構成するようにしおいる。 しかし、 この 方法では、 単䞀のシリコン単結晶基板に適甚する゚ツチング条件を制埡す るこずにより、 䜜り蟌たれる溝の寞法管理を行う必芁があるので、 各溝の 寞法を高粟床で䜜り蟌むこずが困難な堎合がある。
䞀方、 日本囜特開平 6— 1 8 3 0 0 8号公報に蚘茉されおいるサ䞀マル むンクゞ゚ツ ト蚘録ぞッ ドの補造方法では、 二枚のシリコン基板のそれそ れに異方性゚ッチングを斜すこずにより寞法の異なる耇数の溝を圢成し、 しかる埌に、 これらのシリコン基板を重ね合わせる方法が開瀺されおいる c しかしながら、 これらのシリコン基板は、 共に  1 0 0 ) 結晶面を衚面 にも぀シリコン基板である。 そしお、 二枚のシリコン基板の内、 䞋偎のシ リコン基板に、 異方性゚ッチングを行っお溝を圢成した埌、 裏面偎から研 磚を行い貫通孔を圢成した埌、 䞊面偎にノズルが圢成されたシリコン基板 を積局し、 䞋面偎に曎に平坊な䞉枚目のシリコン基板を貌合わあせおィン クゞェッ トヘッ ドを圢成するものである。 このため、 䞭間にあるシリコン 基板に溝を圢成するためには、 異方性゚ッチングを行う工皋以倖に基板を 研磚をする工皋が必芁になり、 工皋が煩雑になるばかりでなく、 圢成され た溝の深さの粟床も゚ッチングのみで圢成されたものに比べ䜎䞋する。 即ち、 日本囜特開平 6— 1 8 3 0 0 8号公報に開瀺されたサ䞀マルむン クゞヱッ トぞッ ドの補造方法を、 そのたた、 日本囜特開平 6— 1 8 3 0 0 8号公報に蚘茉されおいるむンクゞ゚ツ 卜ぞッ ドの補造方法に応甚しおも、 むンクキダビティ䞀ずィンクリザ䞀バを぀なぐオリフィスの断面積を粟床 良く圢成するず共に、 振動板の厚みを粟床良く圢成するこずはできない。 発明の開瀺
本発明の目的は、 䞊蚘の点に鑑みお、 むンクゞェッ トヘッ ドを補造する に圓たり、 埓来の方法よりも䞀段ず高粟床にむンクキダビティ、 オリフィ ス等の郚分をシリコン単結晶基板䞊に䜜り蟌むこずを可胜にするこずにあ る。
この目的を達成するために、 本発明は、 耇数のむンクノズルず、 各むン クノズルに連通したむンクキダビティず、 各むンクキダビティにむンクを 䟛絊する共通のィンクリザヌバず、 各むンクキダビティを前蚘むンクリザ —バに連通させおいるオリフィスず、 前蚘の各ィンクキダビティの底面を 芏定しおいる振動板ずを備えたィンクゞェッ トヘッ ドにおいお、 以䞋の
( 1 ) 〜 3 ) の構成を採甚したこずを特城ずしおいる。
( 1 ) 盞互に貌り合わせるこずにより、 前蚘むンクキダビティ、 前蚘オリ フィスおよび前蚘むンクリザ䞀バが構成されおいる第 1および第 2のシリ コン単結晶基板を有しおいる。
( 2 ) 前蚘第 1のシリコン単結晶基板は、 その貌り合わせ偎の基板衚面に、 湿匏結晶異方性ェッチングを斜すこずにより圢成された前蚘ィンクノズル、 前蚘オリフィス、 あるいは前蚘むンクリザ䞀バに連通するむンク取蟌口を 圢成するための溝を備えおいる。 これらの溝の圢状は、  1 1 1 ) 結晶面 で圢成された壁面によっお芏定される。
( 3 ) 前蚘第 2のシリコン単結晶基板は、 その貌り合わせ偎の基板衚面に、 湿匏結晶異方性ェッチングを斜すこずにより圢成された前蚘むンクキダビ ティを圢成するための溝ず前蚘むンクリザヌバを圢成するための溝ずを備 えおいる。
本発明のむンクゞ゚ツ トぞッ ドにおいおは、 盞察的に寞法の小さなむン クノズルおよびォリフィス圢成甚の溝が第 1のシリコン単結晶基板に䜜り 蟌たれ、 盞察的に寞法の倧きなィンクキダビティおよびィンクリザ䞀バ圢 成甚の溝が第 2のシリコン単結晶基板に䜜り蟌たれる。 埓っお、 䞀方の基 板にのみむンク䟛絊通路圢成甚の党おの溝を゚ッチングする堎合に比べお、 各寞法の溝を圢成するための゚ッチング条件の管理が容易ずなるので、 目 暙ずする寞法の溝を粟床良く゚ッチングするこずが容易になる。
たた、 本発明においお、 前蚘第 1のシリコン単結晶基板に察しお、 むン クノズルを圢成するために也匏゚ッチングを䜵甚した堎合には、 湿匏結晶 異方性゚ッチングのみを採甚する堎合に比べお䞀般的に粟床良くこのの郚 分を䜜り蟌むこずができる。
䞀方、 本発明においお、 前蚘第 1のシリコン単結晶基板に察しお湿匏結 晶異方性ェツチングを甚いお溝を圢成する堎合には、 圓該第 1のシリコン 単結晶基板ずしお、 その前蚘貌り合わせ偎の基板衚面の結晶面方䜍が  1 0 0 ) 面方䜍あるいは  1 1 0 ) 面方䜍のものを䜿甚するようにしおいる c 特に、 結晶面方䜍が  1 0 0 ) の堎合には、 この結晶面方䜍の基板衚面 から゚ッチングを行うこずにより、 圢成される溝の幅方向の䞡偎壁面には ゚ッチング速床の遅い  1 1 1 ) 結晶面が珟れる。 埓っお、 溝の断面積は、 その基板衚面の゚ッチング幅を調敎するこずにより、 粟床良く芏定できる たた、 本発明においおは、 前蚘第 2のシリコン単結晶基板ずしお、 その 前蚘貌り合わせ偎の基板衚面の結晶方䜍が  1 1 0 ) 面方䜍のものを䜿甚 するようにしおいる。 この結晶面方䜍の基板衚面から異方性゚ッチングを 行うこずにより耇数の前蚘ィンクキダビティ甚の溝を圢成すれば、 各ィン クキダビティの間の隔壁偎面には基板衚面に垂盎な 11 1) 方䜍面が珟 れる。 埓っお、 むンクキダビティ甚の溝を高密床で粟床良く圢成できる。 この堎合、 前蚘第 2のシリコン単結晶基板における前蚘むンクキダビテ ィのそれそれを圢成するための溝ず前蚘むンクリザヌバを圢成するための 溝ずの間を隔おる隔壁においお、 前蚘オリフィスを圢成するための溝の長 手方向の䞡端偎に䜍眮する壁面郚分を 11 1) 結晶面によっお芏定する こずができる。 この 1 11) 結晶面によっお前蚘オリフィスの長さが芏 定される。 埓っお、 圢成されるオリフィスの長さ寞法を粟床良く䜜り蟌む こずができる。
䞀方、 本発明は䞊蚘構成のむンクゞ゚ツトぞッ ドの補造方法に関するも のであり、 次のようにしお圓該ィンクゞェッ トぞッ ドを補造するこずを特 城ずしおいる。 すなわち、 先ず、 基板衚面の結晶面方䜍が 100) ある いは  110) 結晶面の第 1のシリコン単結晶基板を甚意しお、 圓該第 1 のシリコン単結晶基板の前蚘基板衚面に湿匏結晶異方性ェツチングを斜し お、 少なくずも前蚘オリフィス圢成甚の溝を圢成する。 次に、 基板衚面の 結晶面方䜍が  110) あるいは 100) 結晶面の第 2のシリコン単結 晶基板を甚意しお、 圓該第 2のシリコン単結晶基板の前蚘基板衚面に湿匏 結晶異方性゚ッチングを斜しお、 前蚘むンクキダビティ圢成甚の溝ず、 前 蚘むンクリザヌバ圢成甚の溝を圢成する。 しかる埌は、 前蚘第 1および第
2のシリコン単結晶基板の基板衚面を盞互に接合するこずにより、 肖 ϋ蚘ィ ンクノズル、 前蚘むンクキダビティ、 前蚘むンクリザヌバ、 前蚘むンクキ ャビティず前蚘むンクリザ䞀バを連通する前蚘オリフィスを構成する。 この方法においおは、 前蚘第 1のシリコン単結晶基板における前蚘オリ フィス圢成甚の溝の幅方向の䞡偎壁面が 1 1 1) 結晶面ずなるように、 圓該ォリフィス圢成甚の溝のェヅチングを行うず共に、 前蚘第 2のシリコ ン単結晶基板における前蚘むンクキダビティのそれそれを圢成するための 溝ず前蚘むンクリザヌバを圢成するための溝ずの間を隔おる隔壁における 前蚘オリフィスの長手方向の䞡端偎に䜍眮する壁面郚分が  1 1 1 ) 結晶 面ずなるように、 圓該むンクキダビティ甚の溝およびむンクリザ䞀バ甚の 溝の゚ッチングを行うこずが望たしい。 このようにすれば、 オリフィスの 断面積および長さを  1 1 1 ) 結晶面を利甚しお粟床良く芏定できる。 曎に、 これらの方法においお、 前蚘第 2のシリコン単結晶基板の前蚘基 板衚面に湿匏結晶異方性゚ッチングを斜す前に、 前蚘基板衚面の裏偎の面 に、 ポロン等を高濃床でド䞀プした゚ッチストップ局を圢成するこずが望 たしく、 これにより、 曎に振動板の厚みを粟床良く圢成するこずができる c 図面の簡単な説明
第 1図は、 本発明を適甚したィンクゞェットぞッ ドの抂略断面図である 第 2図は、 第 1図のむンクゞェッ トヘッ ドの分解斜芖図である。 第 3図は、 第 1図のむンクゞ゚ツ 卜ぞッ ドの倉圢䟋を瀺す分解斜芖図で ある。
第 4図は、 第 1図のィンクゞェッ トぞッ ドの別の倉圢䟋を瀺す抂略断面 図である。
第 5図は、 第 4図のむンクゞヱッ トぞッ ドの分解斜芖図である。 第 6図は、本発明を適甚したィンクゞヱッ 卜ぞッ ドを瀺す図であり、A ) はその抂略断面図、 B ) はその第 1のシリコン単結晶基板の郚分平面図、 ( C ) はその第 2のシリコン単結晶基板の郚分平面図である。
第 7図は、 第 6図の第 2のシリコン単結晶基板に察する゚ッチング工皋 を瀺す工皋図である。 発明を実斜するための最良の圢態
以䞋に図面を参照しお本発明によるむンクゞ゚ツ トぞッ ドおよびその補 造方法を説明する。
(実斜䟋 1 )
^ 1図は本発明を適甚しお補造した圧電玠子により駆動されるむンクゞ ゚ツ トぞッ ドの抂略断面図であり、 第 2図は分解斜芖図である。
これらの図を参照しお説明するず、 本䟋のィンクゞ゚ツ トぞヅ ド 1は、 盞互に貌り合わされた第 1のシリコン単結晶基板 2ず、 第 2のシリコン単 結晶基板 3ずによっお構成され、 これらの基板 2、 3によっお、 耇数のィ ンクノズル 4ず、 各むンクノズル 4に連通したむンクキダビティ 5ず、 各 むンクキダビティ 5にむンクを䟛絊する共通のむンクリザヌパ 6が構成さ れおいる。 たた、 各むンクキダビティ 5ずむンクリザ䞀バ 6の間はオリフ むス 7によっお連通されおいる。 さらに、 各むンクキダビティ 5の底面は 薄い振動板 8によっお芏定されおおり、 この振動板 8の裏面には振動板駆 動甚の圧電玠子 9が接着固定されおいる。
むンクリザ䞀バ 6には、 ここに連通しおいるむンク取り入れ口 1 1に接 続したィンク䟛絊甚チュヌブ 1 2を経由しお倖郚からむンクが䟛絊される。 むンクリザヌバ 6に䟛絊されたむンクは、 各オリフィス 7を通っお各むン クキダビティ 5に䟛絊される。 むンクキダビティ 5の底面を芏定しおいる 板 8に接着固定した圧電玠子 9に駆動電圧を印加するず、 圧電玠子 9 ず振動板 8のバむモルフ効果によっお、 振動板 8はィンクキダビティ 5の 容積を枛ずる方向に橈み、 ィンク滎がむンクノズル 4から吐出する。
この構成のむンクゞェッ トヘッ ド 1は、 第 1および第 2のシリコン単結 晶基板 2、 3の貌り合わせ偎の基板衚面 2 a、 3 aに䞊蚘の各むンク䟛絊 路構成甚の溝を゚ッチングし、 しかる埌に、 これらの基板 2、 3を貌り合 わせるこずにより構成される。
第 1のシリコン単結晶基板 2は、 その貌り合わせ偎の基板衚面 2 aの結 晶面方䜍が  1 0 0 ) 面方䜍であり、 この基板衚面 2 aに盎亀する方向に 貫通した状態にむンクノズル 4が圢成されおいる。 たた、 基板衚面 2 aに はオリフィス 7を圢成するための溝 7 Aが圢成されおいる。
オリフィス圢成甚の溝 7 Aは、 結晶面方䜍が  1 0 0 ) 面方䜍の基板衚 面 2 aを湿匏結晶異方性゚ッチングするこずにより圢成されおいる。 埓぀ お、 圢成された溝 7 Aは基板衚面偎から溝底面に向けおすがたった四角錐 状をしおおり、 その 4぀の偎面は、 基板衚面 2 aに察しお 5 4 . 7床の傟 斜をもっお出珟する  1 1 1 )結晶面によっお芏定される。このような 1 0 0 ) 面方䜍の基板衚面を湿匏結晶異方性゚ッチングするこずにより溝を 圢成する堎合には、 その溝の断面積は、 基板衚面の゚ッチング幅によっお 粟床良く芏定できる。 埓っお、 基板衚面を芆うマスク開口の寞法を粟床良 く芏定しおおくこずにより、 圢成される溝の断面積を粟床良く目暙ずする 倀ずなるように調敎できる。
このため、 本䟋のむンクゞェッ トヘッ ド 1においおは、 オリフィス圢成 甚の各溝 7 Aの断面積をばら぀きを抑制しお粟床良く圢成できる。 埌述の ようにオリフィス 7の長さも粟床良く圢成できるので、 圓該ォリフィス 7 の流䜓抵抗のばら぀きを抑制できるので、 ここを介しおのむンク䟛絊量を 䞀定に保持できる。 この結果、 各むンクノズルのむンク吐出特性のばら぀ きを抑制でき、 印字品質を高めるこずができる。
次に、 この第 1のシリコン単結晶基板 2に圢成されたむンクノズル 4は、 ノズル軞線方向に向けお断面積が䞀定ずなっおいるストレヌ卜郚分 4 aず、 このス トレヌト郚分 4 aからむンクキダビティ 5の偎に向けお断面積が挞 増しおいるテヌパヌ付き郚分 4 bずを備えた断面圢状をしおいる。 ス 卜レ ヌト郚分 4 aは、 むンク吐出埌のメニスカスの振動を枛衰させるために必 芁な高流䜓抵抗が付䞎された郚分であり、 テヌパヌ付き郚分 4 bは、 スト レヌト郚分 4 aに連通しお気泡排出を行うために必芁な郚分である。 ストレヌト郚分 4 aは、 第 1のシリコン単結晶基板 2の裏面 2 bをドラ ィ゚ッチングするこずにより圢成された円圢開口郚分である。 これに察し お、 テヌパヌ付き郚分 4 bは、 結晶面方䜍が  1 0 0 ) 面方䜍ずなっおい る第 1のシリコン単結晶基板 2の貌り合わせ偎の基板衚面 2 aを湿匏異方 性゚ッチングするこずにより圢成したものである。 埓っお、 このテ䞀パ䞀 付き郚分 4 bは、 基板衚面の偎から反察偎のストレヌト郚分 4 aに向けお 断面積がすがたった角錐台圢状をしおおり、 その 4぀の偎面は基板衚面 2 aに察しお 5 4 . 7床の傟斜をもっお出珟する  1 1 1 ) 結晶面によっお 芏定されおいる。
前述のように、 このような  1 0 0 ) 面方䜍の基板衚面を湿匏結晶異方 性゚ッチングするこずにより溝を圢成する堎合には、 その溝の断面積は、 基板衚面の゚ッチング幅によっお粟床良く芏定できる。 埓っお、 このよう に粟床良く圢成されたテヌパヌ付き郚分 4 bず、 䞊蚘のようにドラむ゚ツ チングによっお粟床良く圢成されたストレヌト郚分 4 aから構成されおい るむンクノズル 4は、 ばら぀きの少ない寞法圢状ずなっおいる。 埓っお、 各むンクノズルのむンク吐出特性を䞀定にするこずができ、 この結果、 印 字品質の䜎䞋を抑制できる。
䞀方、 第 2のシリコン単結晶基板 3は、 その貌り合わせ偎の基板衚面 3 aの結晶面方䜍が  1 1 0 ) 面方䜍であり、 この基板衚面 3 aには、 むン クキダビティ 5を圢成するための溝 5 Aず、 むンクリザ䞀バ 6を圢成する ための溝 6 Aずが圢成されおいる。 さらに、 むンクリザ䞀バ圢成甚の溝 6 Aの底面にはむンク取り入れ口 1 1が開いおいる。
結晶面方䜍が  1 1 0 ) 面方䜍である基板衚面 3 aを湿匏異方性゚ッチ ングするこずによりむンクキダビティ甚の溝 5 Aを圢成した堎合には、 第 2図に瀺すように、 溝 5 Aを芏定しおいる 6぀の偎面のうちの 4぀の偎面 が基板衚面 3 aに垂盎な  1 1 1 ) 結晶面ずなり、 残りの 2぀の偎面が基 板衚面 3 aに察しお 3 5床の傟斜をもっお出珟する  1 1 1 ) 結晶面ずな る。 たた、 第 2のシリコン単結晶基板 3の基板衚面 3 aのむンクリザヌバ 甚の溝 6 Aも同様に湿匏異方性゚ッチングにより圢成されおいる。
ここで、 圢成されたィンクキダビティ甚の溝 5 Aずィンクリザヌバ甚の 溝 6 Aの間には隔壁 1 5が圢成された状態ずなっおいる。 この隔壁 1 5に おける溝 5 Aおよび溝 6 Aに面しおいる偎面 1 5 a、 1 5 bは基板衚面 3 aに察しお 3 5床傟斜した  1 1 1 ) 結晶面である。
このように各溝が圢成された第 1および第 2のシリコン単結晶基板 2、 3は、 それらの貌り合わせ偎の基板衚面 2 a、 3 aを盞互に䜍眮合わせし た状態で接合され、 第 1図に瀺すような断面圢状ずなっおいる。 この状態 においおは、 オリフィス 7の長さを芏定しおいる隔壁 1 5の䞡偎面 1 5 a、 1 5 bは  1 1 1 ) 結晶面であり、 埓っお、 オリフィス 7の長さ寞法が粟 床良く蚭定されおいる。 前述のように、 オリフィス 7の断面積も粟床良く 蚭定されおいるので、 各オリフィス 7の流䜓抵抗のばら぀きが少なく、 埓 ぀お、 各オリフィス 7のむンク流量のばら぀きが少ない。 たた、 前述した ように各むンクノズル 4もばら぀きなく圢成されおいる。 この結果、 本䟋 のむンクゞヱッ トヘッ ド 1では、 各むンクノズルのむンク吐出特性のばら ぀きが少ない。
ここで、 本䟋のむンクゞェッ トヘッ ド 1の補造においお、 各シリコン単 結晶基板 2、 3の湿匏異方性゚ッチングに䜿甚する゚ッチング液ずしおは、 䟋えば、 摂氏 8 0床に加熱した 2 0重量パ䞀セン卜の氎酞化力リりム氎溶 液を甚いるこずができる。 この氎溶液の濃床は圢成すべき溝圢状等に応じ お適宜倉曎すべき性質のものである。 たた、 䜿甚する゚ッチング液も、 ァ ンモニァ氎溶液、 有機アミン系アル力リ氎溶液等の別の組成のものを甚い おもよい。
たた、 双方のシリコン単結晶基板 2、 3の接合は次のように行うこずが できる。 すなわち、 これらのシリコン単結晶基板 2、 3をァラむメン卜し お宀枩で貌り合わせた埌に、 摂氏 1 0 0 0床に加熱するこずにより盎接接 合すればよい。 この代わりに、 双方の基板の界面に、 予め金を 2 0 0 0ォ グストロ䞀ム成膜し、 密着状態で摂氏 4 0 0床に加熱するこずにより䜎 枩で共晶接合するこずも可胜である。 たた、 接着剀を甚いおもよく、 これ により宀枩での接合も可胜ずなる。
本䟋のィンクゞ゚ツ トぞッ ド 1を実際に詊䜜したずころ、 各オリフィス 7の幅および長さの寞法誀差は芏栌倀に察しお ± 2ミクロンであった。 た た、 振動板を 8 K H zで駆動したずころ、 各むンクノズルから吐出される むンク滎の重量の平均は 0 . 0 2 5マむクログラム、 むンク速床の平均は 1 2 m/ sであり、 これらのむンク重量およびむンク速床のばら぀きは、 それそれ 5パヌセント以䞋であり、 極めお均䞀な吐出特性が埗られた。
たた、 本䟋では、 第 2の基板に、 匵り合わせ偎の基板衚面の結晶面方䜍 が  1 1 0 ) 面方䜍のシリコン基板を甚いたが、 結晶面方䜍が  1 0 0 ) 面方䜍のシリコン基板を甚いおも良い。
(実斜䟋 1の倉圢䟋 1 )
第 3図には、 䞊蚘の実斜䟋 1の倉圢䟋に係るむンクゞェッ トヘッド 1 A の分解斜芖図である。 このむンクゞェッ トヘッ ド 1 Aでは、 第 1のシリコ ン単結晶基板 2の基板衚面 2 aも、 第 2のシリコン単結晶基板 3の基板衚 面 3 aず同じく、 その結晶面方䜍を  1 1 0 ) ずしたものである。 その他 の構成は実斜䟋 1のィンクゞ゚ツ トぞヅ ド 1ず同䞀であるので、 図面にお いお察応する箇所には同䞀の番号を付しおある。
本䟋でも、 各オリフィス圢成甚の溝 7 Bは、 異方性゚ッチングにより圢 成されおおり、 各オリフィス 7の 2぀の偎面は、 基板衚面 2 aに察しお 3 5床の傟斜をもっお出珟する  1 1 1 ) 結晶面で芏定されおいる。 他の 2 ぀の偎面は、 基板衚面 2 aに察しお垂盎に出珟する  1 1 1 ) 結晶面で芏 定されおいる。
たた、 本䟋では、 各むンクノズル 4のテヌパヌ付き郚分 4 bは、 く 2 1 1 >軞に沿っお圢成されおいるので、 基板衚面 2 aの溝開口圢状が平行四 蟺圢ずな぀た屋根型ずなっおいる。
本䟋のむンクゞェッ トヘッ ド 1 Aでは、 䞊蚘の実斜䟋 1の効果に加えお、 第 1および第 2のシリコン単結晶基板 2、 3ずしお同䞀芏栌のシリコン単 結晶基板を䜿甚できるずいう利点がある。
(実斜䟋 1の倉圢䟋 2)
第 4図および第 5図には、 䞊蚘の実斜䟋 1の別の倉圢䟋に係るむンクゞ ゚ツ 卜ヘッ ド 1 Bの断面図および分解斜芖図である。 本䟋のむクゞヱッ 卜 ヘッ ド 1 Bにおいおも、 䞊蚘の倉圢䟋 1ず同様に、 第 1のシリコン単結晶 基板 2の貌り合わせ偎の基板衚面 2 aの結晶面方䜍は  1 10) 結晶面で ある。 しかし、 オリフィス 7を圢成するための溝 7 Cは、 く 2 1 1 >軞に 沿぀お圢成されおおり、 基板衚面偎閧口が平行四蟺圢の屋根型ずなっおい る。 この溝 7 Cの 2぀の傟斜面は、 基板衚面 2 aに察しお 35床傟斜した ( 1 1 1 ) 結晶面から芏定されおおり、 残りの䞉角圢の 2぀の偎面は、 基 板衚面 2 aに察しお垂盎な  1 1 1 ) 結晶面によっお芏定されおいる。 このように構成した本䟋のィンクゞェッ トヘッ ド 1 Bは、 オリフィス圢 成甚の溝 7 Cは、 その長さを倧きくすれば、 その溝深さも倧きくできる。 埓っお、 オリフィス圢成甚の溝 7 Cの幅を小さく しおも、 必芁なオリフィ ス断面積を確保できる。 よっお、 ノズルピッチの高密床化に察凊するこず が容易である。
(実斜䟋 2) 第 6図は、 本発明を適甚した実斜䟋 2に係るむンクゞ゚ツ 卜ぞッ ドの断 面図である。 本䟋のむンクゞェッ トヘッ ド 1 Cは、 本願人が提案しおいる 特開平 5— 5 0 6 0 1号公報に開瀺されおいる静電駆動圢のむンクゞ゚ツ トぞッ ドである。 このィンクゞ゚ツ トぞッ ド 1 Cは、 圧電玠子 9の代わり に、 察向電極間に働く静電気力を利甚しお振動板 8を振動させお、 むンク 滎の吐出を行うものである。
すなわち、 このむンクゞェッ トヘッ ド 1 Cも、 第 1および第 2のシリコ ン単結晶基板 2 0、 3◊を接合するこずにより、 むンク䟛絊経路が構成さ れおいる。 図においおは、 䞊蚘の各䟋ず察応する郚分には同䞀の笊号を付 しおある。 たた、 第 2のシリコン単結晶基板 3 0の裏面に第 3の基板 電 極ガラス 4 0が接合されおおり、 この第 3の基板 4 0における振動板 8 に察峙する基板衚面には溝 4 0 aが圢成され、 この溝 4 0 aには、 振動板 8に察しお所定のギダップを保った状態で個別電極局 4 0 bが圢成されお いる。 各振動板 8が圢成されおいる第 2のシリコン単結晶基板 3 0ず、 各 個別電極 4 0 bずの間に駆動電圧を印加するこずにより、 共通電極ずしお 機胜する各振動板 8ず各個別電極 4 0 bの間に静電力が発生し、 これによ ぀お、 振動板 8が振動しお、 むンクキダビティ 5の容積が倉動し、 むンク 滎の吐出が行われる。
本䟋のむンクゞェヅ 卜ぞッ ド 1 Cの第 1のシリコン単結晶基板 2 0には、 むンクノズル圢成甚の溝 4 Dず、 オリフィス圢成甚の溝 7 Dず、 むンク取 り入れ口圢成甚の溝 1 1 Dが圢成されおいる。 これに察しお、 第 2のシリ コン単結晶基板 3 0には、 キダビティ圢成甚の溝 5 Dず、 むンクリザヌバ 圢成甚の溝 6 Dが圢成されおいる。
第 1のシリコン単結晶基板 2 0は、 その貌り合わせ偎の基板衚面 2 0 a の結晶面方䜍が  1 0 0 ) 結晶面ずされ、 第 2のシリコン単結晶基板 3 0 の貌り合わせ偎の基板衚面 3 0 aの結晶面方䜍が  1 1 0 ) 結晶面ずされ おいる。
本䟋における第 1および第 2のシリコン単結晶基板 2 0 , 3 0も前述し た各実斜䟋における堎合ず同様にしお湿匏結晶異方性゚ッチングにより各 溝を䜜り蟌むこずができる。
ここで、 第 2のシリコン単結晶基板 3 0においお、 むンクキダビティ甚 の溝 5 Dの深さ寞法を粟床良く管理しお、 その底面を芏定しおいる振動板 8を粟床良く目暙ずする厚みに蚭定するためには、 基板の裏面偎にボロン 等をドヌブするこずにより゚ッチストヅプ局を圢成し、 しかる埌に゚ッチ ングを行えばよい。
第 7図には、 このための゚ッチング方法を瀺しおある。 この図を参照し お説明するず、 䜿甚する第 2の単結晶シリコン基板 3 0の厚さを 1 8 0ミ クロンずした。 この基板に圢成される深溝ずしおのむンクキダビティ甚の 溝 5 Dは、 䟋えば、 幅 1 0 8ミクロン X長さ 3 . 6ミ リメヌトル X深さ 1 7 8ミクロンであり、 共通のむンクリザヌバヌ甚の浅い溝 6 Dは、 䟋えば、 幅 1 . 5ミ リメヌトル X長さ 3 . 0ミリメヌトル X深さ 1 6 0ミクロンで め 。
このような圢状の溝 5 D、 6 Dを圢成するために次のように単結晶シリ コン基板 3 0の゚ッチングを行えばよい。
たず、 第 7図 A ) に瀺すように、 シリコン単結晶基板 3 0の裏面に、 ボロンのドヌビングを高濃床で均䞀に行い、 2〜 3ミクロンの厚さの゚ツ チストップ局 3 2を圢成した。たた、シリコン基板 3 0の衚面に S i 0 2膜 3 3を圢成した。
次に、 第 7図 B ) に瀺すように、 S i 0 莫 3 3に所定のマスキング を斜した状態でフッ酞を甚いお圓該 S i 0 2膜 3 3の゚ッチングを行い、 深い溝 5 Dずなる郚分を陀去しお開口郚 3 5を圢成し、 浅い溝 6 Dずなる 郚分にはハヌプッチングを斜しお幅が 2 0 0ミクロン以䞋の S i◩ 2の 薄膜郚分 37を耇数圢成した。
このようにしおマスクパタヌンを圢成した埌は、濃床 35%、枩床 80。 Cの氎酞化カリりム氎溶液で玄 20〜30分間゚ッチングを行った。 この 結果、 第 7図 C) に瀺すように、 深い溝 5 Dの圢成郚分のみが玄 80〜 90ミクロン皋床゚ッチングされた。
この埌は、 再び基板党䜓をフッ酞により゚ッチングしお、 S i02の薄 3臭郚分 37を陀去した。 この結果、 他の S i 02膜 33の郚分も党䜓的に 薄くなる。 この状態を図 7 (D) に瀺しおある。
しかる埌に、 再び、 濃床 35%、 枩床 80° Cの氎酞化カリりム氎溶液 を甚いお玄 20〜30分間゚ッチングを行った。 この結果、 第 7図 E) に瀺すように、 深い溝 5 Dの圢成郚分は玄 165〜 170ミクロン皋床ェ ツチングされ、 浅い溝 6 Dの圢成郚分は玄 80-90ミクロン皋床゚ッチ ングされた。
この埌は、 ゚ッチング液ずしお、 濃床 2~5%で枩床が 80° Cの氎酞 化力リゥム氎溶液を甚いお玄 40〜50分間゚ッチングを行った。 この結 果、 第 7図 F) に瀺すように深い溝 5Dの圢成郚分では、 シリコン基板 裏面偎に圢成した゚ッチストップ局 32に到る深さの溝が圢成され、 他方 の浅い溝 6 Dの圢成郚分では、 暪方向にも゚ッチングが進み、 幅広の溝が 圢成された。
このように本䟋のィンクゞェッ トヘッ ド 1 Cにおいおも、 䞊蚘の実斜䟋 1ず同様に、 むンクノズル 4、 オリフィス 7およびむンク䟛絊口を粟床良 く圢成できる。 たた、 振動板 8の厚さも粟床良く圢成できる。 埓っお、 各 むンクノズルのむンク吐出特性のばら぀きを抑制でき、 印字品質の高い印 字を行うこずの可胜なィンクゞェットぞッ ドを実珟できる。 産業䞊の利甚の可胜性 以䞊説明したように、 本発明は、 盞互に貌り合わせるこずにより、 むン クキダビティ、 オリフィスおよびィンクリザヌバが構成される第 1および 第 2のシリコン単結晶基板を有するむンクゞ゚ツ トぞッ ドにおいお、 第 1 のシリコン単結晶基板には、 その貌り合わせ偎の基板衚面に、 湿匏結晶異 方性゚ッチングあるいは也匏゚ッチングを斜しお、 むンクノズルずオリフ むスを圢成するための溝ずを圢成し、 第 2のシリコン単結晶基板には、 そ の貌り合わせ偎の基板衚面に、 湿匏結晶異方性ェッチングを斜すこずによ りむンクキダビティを圢成するための溝ずィンクリザ䞀パを圢成するため の溝ずを圢成するようにしおいる。
埓っお、 本発明のむンクゞェッ トヘッ ドにおいおは、 盞察的に寞法の小 さなむンクノズルおよびォリフィス圢成甚の溝が第 1のシリコン単結晶基 板に䜜り蟌たれ、 盞察的に寞法の倧きなむンクキダビティおよびむンクリ ザ䞀バ圢成甚の溝が第 2のシリコン単結晶基板に䜜り蟌たれる。 この結果、 䞀方の基板にのみィンク䟛絊通路圢成甚の溝を゚ッチングする堎合に比べ お、 各寞法の溝を圢成するための゚ッチング条件の管理が容易ずなるので、 目暙ずする寞法の溝を粟床良く゚ッチングするこずが容易になる。
たた、 本発明においお、 第 1のシリコン単結晶基板に察しお、 むンクノ ズルず、 オリフむスを圢成するための溝ずを圢成するために也匏゚ツチン グを採甚した堎合には、 湿匏結晶異方性゚ッチングを採甚する堎合に比べ お䞀般的に粟床良くこれらの郚分を䜜り蟌むこずができる。
曎に、 本発明のむンクゞェッ トヘッ ドにおいおは、 第 1のシリコン単結 晶基板に察しお湿匏結晶異方性゚ッチングを甚いお溝を圢成する堎合には、 圓該第 1のシリコン単結晶基板ずしお、 その貌り合わせ偎の基板衚面の結 晶面方䜍が  1 0 0 ) 面方䜍あるいは  1 1 0 ) 面方䜍のもの、 奜たしく は  1 0 0 ) 結晶面を䜿甚するようにしおいる。 この結果、 圢成されるォ リフィス圢成甚の溝の幅方向の䞡偎壁面を  1 1 1 ) 結晶面によっお芏定 でき、 溝の断面積を目暙ずする倀に粟床良く蚭定できる。 この結果、 オリ フィスの流䜓抵抗のばら぀きを抑制でき、 むンク吐出特性を改善できる。 曎にたた、 本発明においおは、 第 2のシリコン単結晶基板ずしお、 その 貌り合わせ偎の基板衚面の結晶方䜍が 1 10) 面方䜍のものを䜿甚する ようにしおいる。 この結晶面方䜍の基板衚面から異方性゚ッチングを行う こずにより耇数のむンクキダビティ甚の溝を圢成すれば、 各むンクキダビ ティを粟床良く高密床で圢成できるので、 ノズルピッチの高密床化に容易 に察応できる。
これに加えお、 第 2のシリコン単結晶基板におけるィンクキダビティの それそれを圢成するための溝ず、 むンクリザヌバを圢成するための溝ずの 間を隔おる隔壁においおは、 オリフィスを圢成するための溝の長手方向の 䞡端偎に䜍眮する壁面郚分を 111) 結晶面によっお芏定できる。 この (1 1 1) 結晶面によっおオリフィスの長さが粟床良く芏定される。 この ようにオリフィスの長さ寞法を粟床良く䜜り蟌むこずができるので、 オリ フィスの流䜓抵抗のばら぀きを抑制でき、 むンク吐出特性を改善できる。

Claims

請 求 の 範 囲
1. 耇数のむンクノズルず、 各むンクノズルに連通したむンクキダビテ ィず、 各むンクキダビティにむンクを䟛絊する共通のむンクリザ䞀バず、 各むンクキダビティを前蚘ィンクリザヌパに連通させおいるオリフィスず、 前蚘の各むンクキダビティの底面を芏定しおいる振動板ずを備えたむンク ゞ゚ツ トぞッドにおいお、
盞互に貌り合わせるこずにより、 前蚘むンクキダビティ、 前蚘オリフィ スおよび前蚘ィンクリザヌバが構成されおいる第 1および第 2のシリコン 単結晶基板を有し、
前蚘第 1のシリコン単結晶基板は、 その貌り合わせ偎の基板衚面に、 前 蚘ォリフィスを圢成するための第 1の溝を備え、
前蚘第 2のシリコン単結晶基板は、 その貌り合わせ偎の基板衚面に圢成 された前蚘むンクキダビティを圢成するための第 2の溝ず前蚘ィンクリザ ヌバを圢成するための第 3の溝ずを備え
前蚘第 1の溝の圢状が  1 1 1 ) 結晶面で圢成された壁面によっお芏定 されおいるこずを特城ずするむンクゞ゚ツ トぞッ ド。
2. 請求の範囲第 1項においお、 前蚘第 1のシリコン単結晶基板の前 蚘貌り合わせ偎の基板衚面の結晶面方䜍は  100) 面方䜍あるいは  1
: )) 面方䜍であるこずを特城ずするむンクゞ゚ツ 卜ヘッ ド。
3. 請求の範囲第 2項においお、 前蚘第 2のシリコン単結晶基板の前 蚘貌り合わせ偎の基板衚面の結晶方䜍は  1 1 0) 面方䜍であるこずを特 城ずするむンクゞ゚ツ トぞッ ド。
4. 請求の範囲第 3項においお、 前蚘第 2のシリコン単結晶基板にお ける前蚘ィンクキダビティのそれそれを圢成するための溝ず前蚘ィンクリ ザヌバを圢成するための溝ずの間を隔おる隔壁は、 前蚘オリフむスを圢成 するための溝の長手方向の䞡端偎に䜍眮する壁面郚分が 11 1) 結晶面 であるこずを特城ずするむンクゞヱヅ 卜ヘッ ド。
5. 請求の範囲第 1項においお、 前蚘第 1のシリコン単結晶基板は、 その貌り合わせ偎の基板衚面に、 前蚘ィンクノズルを圢成するための第 4 の溝を備え、 前蚘第 4の溝の圢状が  111) 結晶面で圢成された壁面に よっお芏定されおいるこずを特城ずするィンクゞェットヘッド。
6. 請求の範囲第 1項においお、曎に前蚘むンクリザ䞀バに連通する むンク取り入れ口を有し、 前蚘第 1のシリコン単結晶基板は、 その貌り合 わせ偎の基板衚面に、 前蚘むンク取り入れ口を圢成するための第 5の溝を 備え、 前蚘第 5の溝の圢状が 111) 結晶面で圢成された壁面によっお 芏定されおいるこずを特城ずするむンクゞヱッ トヘッ ド。
7. 耇数のむンクノズルず、 各むンクノズルに連通したむンクキダビ ティず、 各むンクキダビティにむンクを䟛絊する共通のむンクリザ䞀バず、 各ィンクキダビティを前蚘ィンクリザ䞀バに連通させおいるオリフィスず、 前蚘の各むンクキダビティの底面を芏定しおいる振動板ずを備えたむンク ゞェッ トぞッ ドの補造方法においお、
基板衚面の結晶面方䜍が  100) あるいは 1 10) 結晶面の第 1の シリコン単結晶基板を甚意し、
圓該第 1のシリコン単結晶基板の前蚘基板衚面に湿匏結晶異方性゚ッチ ングを斜しお、 壁面の結晶面方䜍が  1 1 1 ) 結晶面ずなるように、 少な くずも前蚘オリフィス圢成甚の溝を圢成し、
基板衚面の結晶面方䜍が  100) あるいは  1 10) 結晶面の第 2の シリコン単結晶基板を甚意し、
圓該第 2のシリコン単結晶基板の前蚘基板衚面に湿匏結晶異方性ェッチ ングを斜しお、 前蚘むンクキダビティ圢成甚の溝ず、 前蚘むンクリザヌバ 圢成甚の溝を圢成し、
前蚘第 1および第 2のシリコン単結晶基板の基板衚面を盞互に接合する こずにより、 前蚘むンクノズル、 前蚘むンクキダビティ、 前蚘むンクリザ ヌバ、 前蚘ィンクキダビティず前蚘ィンクリザ䞀バを連通する前蚘オリフ むスを構成するこずを特城ずするむンクゞェツ トぞッドの補造方法。
8. 請求の範囲第 7項においお、 前蚘第 2のシリコン単結晶基板にお ける前蚘ィンクキダビティのそれそれを圢成するための溝ず前蚘むンクリ ザ䞀バを圢成するための溝ずの間を隔おる隔壁における前蚘オリフィスの 長手方向の䞡端偎に䜍眮する壁面郚分が  1 1 1 ) 結晶面ずなるように、 圓該むンクキダビティ甚の溝およびィンクリザ䞀バ甚の溝の゚ッチングを 行うこずを特城ずするむンクゞ゚ツ トぞッ ドの補造方法。
9. 請求の範囲第 7項においお、 前蚘第 1のシリコン単結晶基板の前 蚘基板衚面に湿匏結晶異方性゚ッチングを斜しお、 曎に壁面の結晶面方䜍 が  1 1 1 ) 結晶面ずなるように、 前蚘むンクノズル圢成甚の溝を圢成し たこずを特城ずするむンクゞ゚ツ トぞッ ドの補造方法。
1 0. 請求の範囲第 9項においお、 前蚘むンクノズル圢成甚の溝を圢 成した面の裏偎から也匏゚ッチングを斜しお前蚘むンクノズルを圢成した こずを特城ずするむンクゞ゚ツ 卜ぞッ ドの補造方法。
1 1 . 請求の範囲第 7項においお、 前蚘第 1のシリコン単結晶基板の 前蚘基板衚面に湿匏結晶異方性゚ッチングを斜しお、 曎に壁面の結晶面方 䜍が  1 1 1 ) 結晶面ずなるように、 前蚘むンクリザヌバに連通するむン ク取蟌口圢成甚の溝を圢成したこずを特城ずするィンクゞェッ トヘッ ドの 補造方法。
1 2 . 請求の範囲第 7項においお、 前蚘第 2のシリコン単結晶基板 の前蚘基板衚面に湿匏結晶異方性゚ッチングを斜す前に、 前蚘基板衚面の 裏偎の面に、 ゚ッチストップ局を圢成するこずを特城ずするむンクゞ゚ツ トぞッ ドの補造方法。
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0950525A3 (en) * 1998-04-17 2000-08-23 Nec Corporation Ink jet recording head
WO2001002122A1 (de) * 1999-07-06 2001-01-11 Ekra Eduard Kraft Gmbh Druckchip fÃŒr einen nach dem tintendruckprinzip arbeitenden druckkopf
WO2001010646A1 (fr) * 1999-08-04 2001-02-15 Seiko Epson Corporation Tete d'enregistrement a jet d'encre, procede de fabrication associe et enregistreur a jet d'encre
US6712456B2 (en) 2000-01-17 2004-03-30 Seiko Epson Corporation Ink-jet recording head, manufacturing method of the same and ink-jet recording apparatus
EP1681169A1 (en) * 2005-01-18 2006-07-19 Samsung Electronics Co., Ltd. Piezoelectric inkjet printhead and method of manufacturing the same
JP2007069127A (ja) * 2005-09-07 2007-03-22 Ulvac Japan Ltd 印刷ヘッド、印刷装眮及び印刷ヘッドの補造方法
JP2017132210A (ja) * 2016-01-29 2017-08-03 セむコヌ゚プ゜ン株匏䌚瀟 液䜓噎射ヘッド及び液䜓噎射装眮䞊びに液䜓噎射装眮の補造方法
JP2023105350A (ja) * 2022-01-19 2023-07-31 セむコヌ゚プ゜ン株匏䌚瀟 デバむス、液䜓噎射ヘッド及び液䜓噎射装眮

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56126460A (en) * 1980-03-12 1981-10-03 Ricoh Co Ltd Nozzle plate for liquid injection
JPH03293141A (ja) * 1990-04-11 1991-12-24 Seiko Epson Corp 液䜓噎射ヘッド
JPH0631914A (ja) * 1992-07-14 1994-02-08 Seiko Epson Corp むンクゞェットヘッドおよびその補造方法
JPH0655733A (ja) * 1992-08-06 1994-03-01 Seiko Epson Corp むンクゞェットヘッド及びその補造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56126460A (en) * 1980-03-12 1981-10-03 Ricoh Co Ltd Nozzle plate for liquid injection
JPH03293141A (ja) * 1990-04-11 1991-12-24 Seiko Epson Corp 液䜓噎射ヘッド
JPH0631914A (ja) * 1992-07-14 1994-02-08 Seiko Epson Corp むンクゞェットヘッドおよびその補造方法
JPH0655733A (ja) * 1992-08-06 1994-03-01 Seiko Epson Corp むンクゞェットヘッド及びその補造方法

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6305792B1 (en) 1998-04-17 2001-10-23 Nec Corporation Ink jet recording head
EP0950525A3 (en) * 1998-04-17 2000-08-23 Nec Corporation Ink jet recording head
US6773084B1 (en) 1999-07-06 2004-08-10 Ekra Edward Kraft Gmbh Printing chip for a printing head working according to the ink-jet printing principle
WO2001002122A1 (de) * 1999-07-06 2001-01-11 Ekra Eduard Kraft Gmbh Druckchip fÃŒr einen nach dem tintendruckprinzip arbeitenden druckkopf
WO2001010646A1 (fr) * 1999-08-04 2001-02-15 Seiko Epson Corporation Tete d'enregistrement a jet d'encre, procede de fabrication associe et enregistreur a jet d'encre
US6502930B1 (en) 1999-08-04 2003-01-07 Seiko Epson Corporation Ink jet recording head, method for manufacturing the same, and ink jet recorder
US6712456B2 (en) 2000-01-17 2004-03-30 Seiko Epson Corporation Ink-jet recording head, manufacturing method of the same and ink-jet recording apparatus
US7135121B2 (en) 2000-01-17 2006-11-14 Seiko Epson Corporation Ink-jet recording head, manufacturing method of the same and ink-jet recording apparatus
EP1681169A1 (en) * 2005-01-18 2006-07-19 Samsung Electronics Co., Ltd. Piezoelectric inkjet printhead and method of manufacturing the same
US7703895B2 (en) 2005-01-18 2010-04-27 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Piezoelectric inkjet printhead and method of manufacturing the same
JP2007069127A (ja) * 2005-09-07 2007-03-22 Ulvac Japan Ltd 印刷ヘッド、印刷装眮及び印刷ヘッドの補造方法
JP2017132210A (ja) * 2016-01-29 2017-08-03 セむコヌ゚プ゜ン株匏䌚瀟 液䜓噎射ヘッド及び液䜓噎射装眮䞊びに液䜓噎射装眮の補造方法
US10479078B2 (en) 2016-01-29 2019-11-19 Seiko Epson Corporation Liquid ejecting head, liquid ejecting apparatus, and manufacturing method of liquid ejecting apparatus
JP2023105350A (ja) * 2022-01-19 2023-07-31 セむコヌ゚プ゜ン株匏䌚瀟 デバむス、液䜓噎射ヘッド及び液䜓噎射装眮

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