JPH04312852A - インクジェットプリンタヘッド及び製造方法 - Google Patents
インクジェットプリンタヘッド及び製造方法Info
- Publication number
- JPH04312852A JPH04312852A JP7803891A JP7803891A JPH04312852A JP H04312852 A JPH04312852 A JP H04312852A JP 7803891 A JP7803891 A JP 7803891A JP 7803891 A JP7803891 A JP 7803891A JP H04312852 A JPH04312852 A JP H04312852A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- oxide film
- vibrating membrane
- inkjet printer
- thermal oxide
- printer head
- 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.)
- Pending
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- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、オンデマンド方式のイ
ンクジェットプリンタヘッド及び製造方法に関するもの
である。
ンクジェットプリンタヘッド及び製造方法に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】現在、静粛で高密度印刷が可能なプリン
タヘッドとして、オリフィスからインク滴を吐出させて
印刷用紙に定着させるインクジェットプリンタヘッドな
どが実用化されている。例えば、オンデマンド方式のイ
ンクジェットプリンタヘッドでは、アレイ状に連設され
たオリフィスの各々に連通した圧力室の内壁面の一部と
して表面と直交する方向に振動自在な振動膜を形成し、
この振動膜上に駆動電力に従って動作する圧電素子を設
けた構造などとなっている。そして、このようなインク
ジェットプリンタヘッドでは、印刷画像に対応した駆動
電力の供給で圧電素子が振動膜と共に振動し、この振動
による圧力で圧力室内のインクをオリフィスからインク
滴として吐出するようになっている。
タヘッドとして、オリフィスからインク滴を吐出させて
印刷用紙に定着させるインクジェットプリンタヘッドな
どが実用化されている。例えば、オンデマンド方式のイ
ンクジェットプリンタヘッドでは、アレイ状に連設され
たオリフィスの各々に連通した圧力室の内壁面の一部と
して表面と直交する方向に振動自在な振動膜を形成し、
この振動膜上に駆動電力に従って動作する圧電素子を設
けた構造などとなっている。そして、このようなインク
ジェットプリンタヘッドでは、印刷画像に対応した駆動
電力の供給で圧電素子が振動膜と共に振動し、この振動
による圧力で圧力室内のインクをオリフィスからインク
滴として吐出するようになっている。
【０００３】ここで、このようなインクジェットプリン
タヘッドでは、省電力化や応答性の向上などを実現する
ために振動膜を薄型化することが要望されており、この
ようなインクジェットプリンタヘッドは特公昭６１−２
０２５号公報や特公昭６２−２２７９０号公報等に提案
されている。
タヘッドでは、省電力化や応答性の向上などを実現する
ために振動膜を薄型化することが要望されており、この
ようなインクジェットプリンタヘッドは特公昭６１−２
０２５号公報や特公昭６２−２２７９０号公報等に提案
されている。
【０００４】まず、特公昭６１−２０２５号公報に開示
されたインクジェットプリンタヘッド１では、図５に例
示するように、凹溝などで複数のオリフィス２と圧力室
３とが連設された第一プレート４上にガラス基板等から
なる第二プレート５を一体的に接合し、この第二プレー
ト５の表面にエッチングや切削加工等で円弧状の凹溝６
を形成して前記圧力室３と対向する部分を層厚５０（μ
ｍ）等の振動膜７とし、これらの振動膜７の各々の表面
上に圧電素子８を取付けた構造となっている。
されたインクジェットプリンタヘッド１では、図５に例
示するように、凹溝などで複数のオリフィス２と圧力室
３とが連設された第一プレート４上にガラス基板等から
なる第二プレート５を一体的に接合し、この第二プレー
ト５の表面にエッチングや切削加工等で円弧状の凹溝６
を形成して前記圧力室３と対向する部分を層厚５０（μ
ｍ）等の振動膜７とし、これらの振動膜７の各々の表面
上に圧電素子８を取付けた構造となっている。
【０００５】また、特公昭６２−２２７９０号公報に開
示されたインクジェットプリンタヘッド９では、図６に
例示するように、基板からなる第二プレート１０の圧力
室３と対向する部分を薄型化して振動膜１１とし、この
振動膜１１上に電極１２を形成してからＰＺＴ（Ｌｅａ
ｄ Ｚｉｒｃｏ Ｔｉｔａｎａｔｅ）の粉末をバイ
ンダの添加でペースト状にして印刷することで圧電素子
１３を形成した構造となっている。
示されたインクジェットプリンタヘッド９では、図６に
例示するように、基板からなる第二プレート１０の圧力
室３と対向する部分を薄型化して振動膜１１とし、この
振動膜１１上に電極１２を形成してからＰＺＴ（Ｌｅａ
ｄ Ｚｉｒｃｏ Ｔｉｔａｎａｔｅ）の粉末をバイ
ンダの添加でペースト状にして印刷することで圧電素子
１３を形成した構造となっている。
【０００６】そして、上述したインクジェットプリンタ
ヘッド１，９では、第二プレート５，１０の圧力室３と
対向する部分に形成された薄い振動膜７，１１は良好に
振動するので、省電力化や応答性の向上などが可能であ
り、第二プレート５，１０の振動膜７，１１以外の部分
は厚いので強度も確保される。
ヘッド１，９では、第二プレート５，１０の圧力室３と
対向する部分に形成された薄い振動膜７，１１は良好に
振動するので、省電力化や応答性の向上などが可能であ
り、第二プレート５，１０の振動膜７，１１以外の部分
は厚いので強度も確保される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述したようなインク
ジェットプリンタヘッド１，９は、圧力室３と対向する
部分に薄い振動膜７，１１を形成することで、省電力化
や応答性の向上などの実現と共に強度も確保するように
なっている。
ジェットプリンタヘッド１，９は、圧力室３と対向する
部分に薄い振動膜７，１１を形成することで、省電力化
や応答性の向上などの実現と共に強度も確保するように
なっている。
【０００８】ここで、上記した特公昭６１−２０２５号
公報には、インクジェットプリンタヘッド１の振動膜７
をガラス基板等からなる第二プレート５のエッチングや
切削加工で形成することが記載されているが、実際には
エッチング時間の制御や機械的な精密加工では、層厚が
均一に５０（μｍ）の振動膜７を形成することは極めて
困難である。
公報には、インクジェットプリンタヘッド１の振動膜７
をガラス基板等からなる第二プレート５のエッチングや
切削加工で形成することが記載されているが、実際には
エッチング時間の制御や機械的な精密加工では、層厚が
均一に５０（μｍ）の振動膜７を形成することは極めて
困難である。
【０００９】また、上記した特公昭６２−２２７９０号
公報には、インクジェットプリンタヘッド９のガラスや
ステンレス等の基板からなる第二プレート１０の板厚が
部分的に５０〜１００（μｍ）で振動膜１１となってい
ることが記載されているが、この振動膜１１の具体的な
製作方法は開示されていない。
公報には、インクジェットプリンタヘッド９のガラスや
ステンレス等の基板からなる第二プレート１０の板厚が
部分的に５０〜１００（μｍ）で振動膜１１となってい
ることが記載されているが、この振動膜１１の具体的な
製作方法は開示されていない。
【００１０】つまり、上述したようなインクジェットプ
リンタヘッド１，９を実施した場合、振動膜７，１１の
層厚が不均一になったり薄型化が不完全になるなどして
、省電力化や応答性が阻害されて印刷品質が低下するこ
とが懸念される。このため、第二プレート５，１０に部
分的に薄い振動膜７，１１を簡易に形成する手段の提案
が要望されている。
リンタヘッド１，９を実施した場合、振動膜７，１１の
層厚が不均一になったり薄型化が不完全になるなどして
、省電力化や応答性が阻害されて印刷品質が低下するこ
とが懸念される。このため、第二プレート５，１０に部
分的に薄い振動膜７，１１を簡易に形成する手段の提案
が要望されている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
アレイ状に連設されて各々印刷媒体にインク滴を吐出す
るオリフィスを形成し、このオリフィスの各々に連通し
た圧力室の内壁面の一部として表面と直交する方向に振
動自在な振動膜を形成し、この振動膜上に駆動電力に従
って動作する圧電素子を設けたインクジェットプリンタ
ヘッドにおいて、選択性を有するエッチング材による結
晶面異方性エッチングで凹穴が形成された単結晶シリコ
ンからなる平板状の支持体を設け、この支持体の表面に
熱酸化加工で形成されたシリコン熱酸化膜の凹穴上に位
置する部分で振動膜を形成した。
アレイ状に連設されて各々印刷媒体にインク滴を吐出す
るオリフィスを形成し、このオリフィスの各々に連通し
た圧力室の内壁面の一部として表面と直交する方向に振
動自在な振動膜を形成し、この振動膜上に駆動電力に従
って動作する圧電素子を設けたインクジェットプリンタ
ヘッドにおいて、選択性を有するエッチング材による結
晶面異方性エッチングで凹穴が形成された単結晶シリコ
ンからなる平板状の支持体を設け、この支持体の表面に
熱酸化加工で形成されたシリコン熱酸化膜の凹穴上に位
置する部分で振動膜を形成した。
【００１２】請求項２記載の発明は、アレイ状に連設さ
れて各々印刷媒体にインク滴を吐出するオリフィスを形
成し、このオリフィスの各々に連通した圧力室の内壁面
の一部として表面と直交する方向に振動自在な振動膜を
形成し、この振動膜上に駆動電力に従って動作する圧電
素子を設けたインクジェットプリンタヘッドにおいて、
単結晶シリコンからなる平板状の支持体の表面上に熱酸
化加工でシリコン熱酸化膜を形成し、このシリコン熱酸
化膜には作用しないエッチング材で支持体に裏面側から
結晶面異方性エッチングを行なってシリコン熱酸化膜の
裏面に到達する凹穴を形成し、この凹穴上に位置するシ
リコン熱酸化膜を少なくとも振動部の一部として圧電素
子や圧力室を形成するようにした。
れて各々印刷媒体にインク滴を吐出するオリフィスを形
成し、このオリフィスの各々に連通した圧力室の内壁面
の一部として表面と直交する方向に振動自在な振動膜を
形成し、この振動膜上に駆動電力に従って動作する圧電
素子を設けたインクジェットプリンタヘッドにおいて、
単結晶シリコンからなる平板状の支持体の表面上に熱酸
化加工でシリコン熱酸化膜を形成し、このシリコン熱酸
化膜には作用しないエッチング材で支持体に裏面側から
結晶面異方性エッチングを行なってシリコン熱酸化膜の
裏面に到達する凹穴を形成し、この凹穴上に位置するシ
リコン熱酸化膜を少なくとも振動部の一部として圧電素
子や圧力室を形成するようにした。
【００１３】
【作用】単結晶シリコンからなる平板状の支持体の表面
上に熱酸化加工でシリコン熱酸化膜を形成し、このシリ
コン熱酸化膜には採用しないエッチング材で支持体に裏
面側から結晶面異方性エッチングを行なってシリコン熱
酸化膜の裏面に到達する凹穴を形成し、この凹穴上に位
置するシリコン熱酸化膜を少なくとも振動部の一部とし
て圧電素子や圧力室を形成することで、選択性のエッチ
ングで振動膜の層厚が均一なインクジェットプリンタヘ
ッドを良好な生産性で実施することができる。
上に熱酸化加工でシリコン熱酸化膜を形成し、このシリ
コン熱酸化膜には採用しないエッチング材で支持体に裏
面側から結晶面異方性エッチングを行なってシリコン熱
酸化膜の裏面に到達する凹穴を形成し、この凹穴上に位
置するシリコン熱酸化膜を少なくとも振動部の一部とし
て圧電素子や圧力室を形成することで、選択性のエッチ
ングで振動膜の層厚が均一なインクジェットプリンタヘ
ッドを良好な生産性で実施することができる。
【００１４】
【実施例】本発明の実施例を図１ないし図４に基づいて
説明する。まず、このインクジェットプリンタヘッド１
４では、図１に例示するように、裏面にマスク１５が取
付けられた平板状の支持体１６の表面上にシリコン熱酸
化膜を内包する薄膜層１７と下部電極１８及び電気機械
変換膜１９が均一に積層形成されており、この電気機械
変換膜１９上に上部電極２０が所定パターンで形成され
ている。ここで、前記支持体１６には裏面側が拡開した
凹穴２１が形成されており、この凹穴２１上に位置する
前記薄膜層１７が振動膜２２となっている。さらに、こ
の振動膜２２上に位置する前記部材１８〜２０により、
印加電圧に従って振動する圧電素子２３が形成されてい
る。
説明する。まず、このインクジェットプリンタヘッド１
４では、図１に例示するように、裏面にマスク１５が取
付けられた平板状の支持体１６の表面上にシリコン熱酸
化膜を内包する薄膜層１７と下部電極１８及び電気機械
変換膜１９が均一に積層形成されており、この電気機械
変換膜１９上に上部電極２０が所定パターンで形成され
ている。ここで、前記支持体１６には裏面側が拡開した
凹穴２１が形成されており、この凹穴２１上に位置する
前記薄膜層１７が振動膜２２となっている。さらに、こ
の振動膜２２上に位置する前記部材１８〜２０により、
印加電圧に従って振動する圧電素子２３が形成されてい
る。
【００１５】そして、前記薄膜部材１９，２０上にＳｉ
Ｏ２等で積層形成された保護膜２４上には平板状のオリ
フィスプレート２５が取付けられており、図２に例示す
るように、このオリフィスプレート２５には、前記上部
電極２０上に位置する圧力室２６や、この圧力室２６か
ら前縁部に至るオリフィス２７や、前記圧力室２６とイ
ンク槽２８とを連通するインク供給路２９等が所定パタ
ーンの凹溝で形成されている。
Ｏ２等で積層形成された保護膜２４上には平板状のオリ
フィスプレート２５が取付けられており、図２に例示す
るように、このオリフィスプレート２５には、前記上部
電極２０上に位置する圧力室２６や、この圧力室２６か
ら前縁部に至るオリフィス２７や、前記圧力室２６とイ
ンク槽２８とを連通するインク供給路２９等が所定パタ
ーンの凹溝で形成されている。
【００１６】ここで、このような構造のインクジェット
プリンタヘッド１４の製造方法を図３に基づいて説明す
る。まず、同図（ａ）に例示するように、板厚０．１〜
０．５（ｍｍ）の平板状の単結晶シリコンからなる支持
体１６の両面に、熱酸化加工で数千（Å）〜３．０（μ
ｍ）程度の膜厚のシリコン熱酸化膜（ＳｉＯ２）３０，
３１を形成する。つぎに、マスク１５となるシリコン熱
酸化膜（ＳｉＯ２）３０の強度を向上させるため、前記
シリコン熱酸化膜３０上にＬＰＣＶＤ（Ｌｏｗ Ｐｒ
ｅｓｓｕｒｅ−Ｃｈｅｍｉｃａｌ ＶａｐｏｒＤｅｐ
ｏｓｉｔｉｏｎ）法でシリコン窒化物（Ｓｉ３Ｎ４）を
形成したり、同図（ｂ）に例示するように、振動膜２２
の膜厚を確保するためにシリコン熱酸化膜３１上に同一
組成の酸化シリコン膜などの薄膜層３２を積層させて振
動膜２２となる薄膜層１７を形成する場合がある。例え
ば、酸化シリコン膜などの薄膜層３２は、ＳｉＯ２系皮
膜形成用塗布液を、スピンナー法、ディッピング法、吹
付け法、刷毛塗り法等により塗布−焼成し、数（μｍ）
〜５０（μｍ）の膜厚で薄膜層１７上に積層形成される
。
プリンタヘッド１４の製造方法を図３に基づいて説明す
る。まず、同図（ａ）に例示するように、板厚０．１〜
０．５（ｍｍ）の平板状の単結晶シリコンからなる支持
体１６の両面に、熱酸化加工で数千（Å）〜３．０（μ
ｍ）程度の膜厚のシリコン熱酸化膜（ＳｉＯ２）３０，
３１を形成する。つぎに、マスク１５となるシリコン熱
酸化膜（ＳｉＯ２）３０の強度を向上させるため、前記
シリコン熱酸化膜３０上にＬＰＣＶＤ（Ｌｏｗ Ｐｒ
ｅｓｓｕｒｅ−Ｃｈｅｍｉｃａｌ ＶａｐｏｒＤｅｐ
ｏｓｉｔｉｏｎ）法でシリコン窒化物（Ｓｉ３Ｎ４）を
形成したり、同図（ｂ）に例示するように、振動膜２２
の膜厚を確保するためにシリコン熱酸化膜３１上に同一
組成の酸化シリコン膜などの薄膜層３２を積層させて振
動膜２２となる薄膜層１７を形成する場合がある。例え
ば、酸化シリコン膜などの薄膜層３２は、ＳｉＯ２系皮
膜形成用塗布液を、スピンナー法、ディッピング法、吹
付け法、刷毛塗り法等により塗布−焼成し、数（μｍ）
〜５０（μｍ）の膜厚で薄膜層１７上に積層形成される
。
【００１７】つぎに、同図（ｃ）に例示するように、既
存の薄膜プロセスでシリコン熱酸化膜３０をパターニン
グしてマスク１５を形成し、このマスク１５上から薄膜
層１７には作用しないエッチング液で支持体１６に結晶
面異方性エッチングを行なう。すると、同図（ｄ）に例
示するように、結晶面異方性エッチングにより支持体１
６には板厚に対応した角錐形の凹穴２１が形成され、こ
の凹穴２１の形成は薄膜層１７で停止することになる。
存の薄膜プロセスでシリコン熱酸化膜３０をパターニン
グしてマスク１５を形成し、このマスク１５上から薄膜
層１７には作用しないエッチング液で支持体１６に結晶
面異方性エッチングを行なう。すると、同図（ｄ）に例
示するように、結晶面異方性エッチングにより支持体１
６には板厚に対応した角錐形の凹穴２１が形成され、こ
の凹穴２１の形成は薄膜層１７で停止することになる。
【００１８】ここで、上述のような結晶面異方性エッチ
ングについて具体的に説明する。まず、上述のような選
択性を示すエッチング液としては、ＫＯＨ、Ｎ２Ｈ２（
ヒドラジン）、ＮＨ２（ＣＨ２）２−ＮＨ２（エチレン
ジアミン）、ＮＨ４ＯＨ（アンモニア水）等のアルカリ
水溶液が利用され、ＣＨ３・ＣＨＯＨ・ＣＨ３（イソプ
ロパノール）やＣ６Ｈ４（ＯＨ）２（ピロカテコール）
等のアルコールが緩衝材として利用される。例えば、エ
チレンジアミンとピロカテコールとの水溶液で単結晶シ
リコンをエッチングした場合、その（１００）面と（１
１０）面及び（１１１）面に対するエッチング速度が各
々５０、３０、３（μｍ／ｈ）となるので、（１００）
面のウエハーでは５４．７度の角度で進行するエッチン
グがパターン幅に対応した深度で停止する。
ングについて具体的に説明する。まず、上述のような選
択性を示すエッチング液としては、ＫＯＨ、Ｎ２Ｈ２（
ヒドラジン）、ＮＨ２（ＣＨ２）２−ＮＨ２（エチレン
ジアミン）、ＮＨ４ＯＨ（アンモニア水）等のアルカリ
水溶液が利用され、ＣＨ３・ＣＨＯＨ・ＣＨ３（イソプ
ロパノール）やＣ６Ｈ４（ＯＨ）２（ピロカテコール）
等のアルコールが緩衝材として利用される。例えば、エ
チレンジアミンとピロカテコールとの水溶液で単結晶シ
リコンをエッチングした場合、その（１００）面と（１
１０）面及び（１１１）面に対するエッチング速度が各
々５０、３０、３（μｍ／ｈ）となるので、（１００）
面のウエハーでは５４．７度の角度で進行するエッチン
グがパターン幅に対応した深度で停止する。
【００１９】さらに、このインクジェットプリンタヘッ
ド１４では、振動膜２２を形成する薄膜層１７の支持体
１６側の層は、単結晶シリコンの支持体１６から熱酸化
加工で析出した薄膜層であるから、支持体１６に対する
密着性が蒸着などで積層形成した薄膜層に比して極めて
良好である。従って、上述のように結晶面異方性エッチ
ングで形成した凹穴２１により支持体１６と薄膜層１７
との界面が露出しても、これらに剥離などが生じること
がない。
ド１４では、振動膜２２を形成する薄膜層１７の支持体
１６側の層は、単結晶シリコンの支持体１６から熱酸化
加工で析出した薄膜層であるから、支持体１６に対する
密着性が蒸着などで積層形成した薄膜層に比して極めて
良好である。従って、上述のように結晶面異方性エッチ
ングで形成した凹穴２１により支持体１６と薄膜層１７
との界面が露出しても、これらに剥離などが生じること
がない。
【００２０】さらに、上述のように結晶面異方性エッチ
ングにより支持体１６に形成される角錐形の凹穴２１は
形状の精度や均一性が良好なので、薄膜層１７の振動膜
２２以外の部分は支持体１６で支持されて強度が良好で
あり、インクジェットプリンタヘッド１４の耐久性向上
に寄与することができる。
ングにより支持体１６に形成される角錐形の凹穴２１は
形状の精度や均一性が良好なので、薄膜層１７の振動膜
２２以外の部分は支持体１６で支持されて強度が良好で
あり、インクジェットプリンタヘッド１４の耐久性向上
に寄与することができる。
【００２１】そこで、以下は既存の薄膜プロセスにより
各薄膜層１８〜２０，２４が順次積層形成され、例えば
、各電極１８，２０は、ＡｌやＴｉ等の金属やＩＴＯ（
Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）層等の透明導電
材料で形成される。
各薄膜層１８〜２０，２４が順次積層形成され、例えば
、各電極１８，２０は、ＡｌやＴｉ等の金属やＩＴＯ（
Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）層等の透明導電
材料で形成される。
【００２２】また、このインクジェットプリンタヘッド
１４では、融液エピタキシー法、ゾル・ゲル法、沈殿反
応法、陽極反応法、化学メッキ等で電気機械変換膜１９
を形成することで、液相からの析出で化学組成の均一性
を向上させるようになっている。つまり、このように液
相から薄膜層を析出させると、粒子形態の制御性が良好
であると共に、異種元素の添加量や分布の均一性の制御
性も良好であるので、その特性が均一で性能も安定する
ことになり、また、成長速度もスパッタリング法などに
比して高速である。例えば、液相から電気機械変換膜１
９を形成する方法の一つであるゾル・ゲル法では、所定
の化学組成を有する均質な溶液中への水や酸或はアルカ
リの添加で加水分解を誘起することなどでゾルを生成し
、このゾルを溶媒の蒸発や冷却などで目的組成の微粒子
を分散することでゲルを生成するようになっている。
１４では、融液エピタキシー法、ゾル・ゲル法、沈殿反
応法、陽極反応法、化学メッキ等で電気機械変換膜１９
を形成することで、液相からの析出で化学組成の均一性
を向上させるようになっている。つまり、このように液
相から薄膜層を析出させると、粒子形態の制御性が良好
であると共に、異種元素の添加量や分布の均一性の制御
性も良好であるので、その特性が均一で性能も安定する
ことになり、また、成長速度もスパッタリング法などに
比して高速である。例えば、液相から電気機械変換膜１
９を形成する方法の一つであるゾル・ゲル法では、所定
の化学組成を有する均質な溶液中への水や酸或はアルカ
リの添加で加水分解を誘起することなどでゾルを生成し
、このゾルを溶媒の蒸発や冷却などで目的組成の微粒子
を分散することでゲルを生成するようになっている。
【００２３】ここで、ＰＺＴ膜からなる電気機械変換膜
１９をゾル・ゲル法で形成する場合の具体的な製作方法
の一例を以下に詳述する。まず、１．０（ｍｌ）に２．
０（ｇ）の割合でＣＨ３ＣＯＯＨにＰｂ（ＣＨ３ＣＯＯ
）２・３Ｈ２Ｏを溶かし、これを１０５度で乾燥させて
から８０度に冷却する。 そして、ここにＺｒ（Ｃ３Ｈ７Ｏ）４とＴｉ［（ＣＨ３
）２ＣＨＯ］４とを順次添加して超音波でミックスし、
これをスピンナー法で基板上にコートして３００〜５０
０度でアニールすることでＰＺＴ膜を形成する。なお、
このような液相からの他の製作方法としては、Ｐｂ（Ｏ
Ａｃ）２−Ｔｉ（ＯＢｕ）４系の複合オキシアルコキシ
ド溶液のディッピング法でＰｂＴｉＯ３からなる電気機
械変換膜１９を形成することなどが実施可能である。
１９をゾル・ゲル法で形成する場合の具体的な製作方法
の一例を以下に詳述する。まず、１．０（ｍｌ）に２．
０（ｇ）の割合でＣＨ３ＣＯＯＨにＰｂ（ＣＨ３ＣＯＯ
）２・３Ｈ２Ｏを溶かし、これを１０５度で乾燥させて
から８０度に冷却する。 そして、ここにＺｒ（Ｃ３Ｈ７Ｏ）４とＴｉ［（ＣＨ３
）２ＣＨＯ］４とを順次添加して超音波でミックスし、
これをスピンナー法で基板上にコートして３００〜５０
０度でアニールすることでＰＺＴ膜を形成する。なお、
このような液相からの他の製作方法としては、Ｐｂ（Ｏ
Ａｃ）２−Ｔｉ（ＯＢｕ）４系の複合オキシアルコキシ
ド溶液のディッピング法でＰｂＴｉＯ３からなる電気機
械変換膜１９を形成することなどが実施可能である。
【００２４】さらに、このインクジェットプリンタヘッ
ド１４では、オリフィスプレート２５が感光性ガラスや
感光性樹脂などで形成されており、直径が３００（μｍ
）〜１．０（ｍｍ）の圧力室２６や横幅が４０（μｍ）
のオリフィス２７などが深さが４０（μｍ）の凹溝とし
てパターン形成されている。なお、図４に例示するよう
に、二個の平板３３，３４による二分割構造でオリフィ
スプレート３５を形成したインクジェットプリンタヘッ
ド３６なども実施可能である。この場合、オリフィスプ
レート３５は、例えば、感光性樹脂からなる平板３３に
光パターニングで圧力室２６やオリフィス２７などを形
成し、ここにガラスやステンレス等からなる平板３４を
接合した構造などとなっている。
ド１４では、オリフィスプレート２５が感光性ガラスや
感光性樹脂などで形成されており、直径が３００（μｍ
）〜１．０（ｍｍ）の圧力室２６や横幅が４０（μｍ）
のオリフィス２７などが深さが４０（μｍ）の凹溝とし
てパターン形成されている。なお、図４に例示するよう
に、二個の平板３３，３４による二分割構造でオリフィ
スプレート３５を形成したインクジェットプリンタヘッ
ド３６なども実施可能である。この場合、オリフィスプ
レート３５は、例えば、感光性樹脂からなる平板３３に
光パターニングで圧力室２６やオリフィス２７などを形
成し、ここにガラスやステンレス等からなる平板３４を
接合した構造などとなっている。
【００２５】
【発明の効果】本発明は上述のように、アレイ状に連設
されて各々印刷媒体にインク滴を吐出するオリフィスを
形成し、このオリフィスの各々に連通した圧力室の内壁
面の一部として表面と直交する方向に振動自在な振動膜
を形成し、この振動膜上に駆動電力に従って動作する圧
電素子を設けたインクジェットプリンタヘッドにおいて
、単結晶シリコンからなる平板状の支持体の表面上に熱
酸化加工でシリコン熱酸化膜を形成し、このシリコン熱
酸化膜には作用しないエッチング材で支持体に裏面側か
ら結晶面異方性エッチングを行なってシリコン熱酸化膜
の裏面に到達する凹穴を形成し、この凹穴上に位置する
シリコン熱酸化膜を少なくとも振動部の一部として圧電
素子や圧力室を形成するようにしたことにより、薄い振
動膜をエッチングの選択性で形成するので、振動膜の層
厚が均一なインクジェットプリンタヘッドを良好な生産
性で実施することができ、シリコン熱酸化膜の振動膜以
外の部分が支持体で支持されるので、インクジェットプ
リンタヘッドの省電力化や応答性の向上などと共に強度
も良好に確保することができ、印刷性能と耐久性とを両
立したインクジェットプリンタヘッドを良好な生産性で
製作することができる等の効果を有するものである。
されて各々印刷媒体にインク滴を吐出するオリフィスを
形成し、このオリフィスの各々に連通した圧力室の内壁
面の一部として表面と直交する方向に振動自在な振動膜
を形成し、この振動膜上に駆動電力に従って動作する圧
電素子を設けたインクジェットプリンタヘッドにおいて
、単結晶シリコンからなる平板状の支持体の表面上に熱
酸化加工でシリコン熱酸化膜を形成し、このシリコン熱
酸化膜には作用しないエッチング材で支持体に裏面側か
ら結晶面異方性エッチングを行なってシリコン熱酸化膜
の裏面に到達する凹穴を形成し、この凹穴上に位置する
シリコン熱酸化膜を少なくとも振動部の一部として圧電
素子や圧力室を形成するようにしたことにより、薄い振
動膜をエッチングの選択性で形成するので、振動膜の層
厚が均一なインクジェットプリンタヘッドを良好な生産
性で実施することができ、シリコン熱酸化膜の振動膜以
外の部分が支持体で支持されるので、インクジェットプ
リンタヘッドの省電力化や応答性の向上などと共に強度
も良好に確保することができ、印刷性能と耐久性とを両
立したインクジェットプリンタヘッドを良好な生産性で
製作することができる等の効果を有するものである。
【図１】本発明の実施例を示す縦断正面図である。
【図２】平面図である。
【図３】製造方法を示す工程図である。
【図４】変形例を示す縦断正面図である。
【図５】第一の従来例を示す平面図である。
【図６】第二の従来例を示す分解斜視図である。
１４，３６ インクジェットプリンタヘッド１６
支持体 ２１ 凹穴 ２２ 振動膜 ２３ 圧電素子 ２６ 圧力室
支持体 ２１ 凹穴 ２２ 振動膜 ２３ 圧電素子 ２６ 圧力室
Claims (2)
- 【請求項１】 アレイ状に連設されて各々印刷媒体に
インク滴を吐出するオリフィスを形成し、このオリフィ
スの各々に連通した圧力室の内壁面の一部として表面と
直交する方向に振動自在な振動膜を形成し、この振動膜
上に駆動電力に従って動作する圧電素子を設けたインク
ジェットプリンタヘッドにおいて、選択性を有するエッ
チング材による結晶面異方性エッチングで凹穴が形成さ
れた単結晶シリコンからなる平板状の支持体を設け、こ
の支持体の表面に熱酸化加工で形成されたシリコン熱酸
化膜の凹穴上に位置する部分で前記振動膜を形成したこ
とを特徴とするインクジェットプリンタヘッド。 - 【請求項２】 アレイ状に連設されて各々印刷媒体に
インク滴を吐出するオリフィスを形成し、このオリフィ
スの各々に連通した圧力室の内壁面の一部として表面と
直交する方向に振動自在な振動膜を形成し、この振動膜
上に駆動電力に従って動作する圧電素子を設けたインク
ジェットプリンタヘッドにおいて、単結晶シリコンから
なる平板状の支持体の表面上に熱酸化加工でシリコン熱
酸化膜を形成し、このシリコン熱酸化膜には採用しない
エッチング材で前記支持体に裏面側から結晶面異方性エ
ッチングを行なって前記シリコン熱酸化膜の裏面に到達
する凹穴を形成し、この凹穴上に位置する前記シリコン
熱酸化膜を少なくとも前記振動膜の一部として前記圧電
素子や前記圧力室を形成するようにしたことを特徴とす
るインクジェットプリンタヘッドの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7803891A JPH04312852A (ja) | 1991-04-11 | 1991-04-11 | インクジェットプリンタヘッド及び製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7803891A JPH04312852A (ja) | 1991-04-11 | 1991-04-11 | インクジェットプリンタヘッド及び製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04312852A true JPH04312852A (ja) | 1992-11-04 |
Family
ID=13650658
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7803891A Pending JPH04312852A (ja) | 1991-04-11 | 1991-04-11 | インクジェットプリンタヘッド及び製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04312852A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5479685A (en) * | 1993-03-16 | 1996-01-02 | Rohm Co., Ltd. | Method of producing ink jet print head |
| US7207109B2 (en) | 2003-02-07 | 2007-04-24 | Canon Kabushiki Kaisha | Method for producing ink jet head |
| EP1839869A1 (en) | 2006-03-31 | 2007-10-03 | FUJIFILM Corporation | Liquid ejection head, image forming apparatus and method of manufacturing liquid ejection head |
| US7497962B2 (en) | 2004-08-06 | 2009-03-03 | Canon Kabushiki Kaisha | Method of manufacturing liquid discharge head and method of manufacturing substrate for liquid discharge head |
| US7634855B2 (en) | 2004-08-06 | 2009-12-22 | Canon Kabushiki Kaisha | Method for producing ink jet recording head |
-
1991
- 1991-04-11 JP JP7803891A patent/JPH04312852A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5479685A (en) * | 1993-03-16 | 1996-01-02 | Rohm Co., Ltd. | Method of producing ink jet print head |
| US7207109B2 (en) | 2003-02-07 | 2007-04-24 | Canon Kabushiki Kaisha | Method for producing ink jet head |
| US7503114B2 (en) | 2003-02-07 | 2009-03-17 | Canon Kabushiki Kaisha | Method for producing ink jet head |
| US7497962B2 (en) | 2004-08-06 | 2009-03-03 | Canon Kabushiki Kaisha | Method of manufacturing liquid discharge head and method of manufacturing substrate for liquid discharge head |
| US7634855B2 (en) | 2004-08-06 | 2009-12-22 | Canon Kabushiki Kaisha | Method for producing ink jet recording head |
| EP1839869A1 (en) | 2006-03-31 | 2007-10-03 | FUJIFILM Corporation | Liquid ejection head, image forming apparatus and method of manufacturing liquid ejection head |
| US7832845B2 (en) | 2006-03-31 | 2010-11-16 | Fujifilm Corporation | Liquid ejection head, image forming apparatus and method of manufacturing liquid ejection head |
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