JPH09123465A - インクジェットヘッドの製造方法 - Google Patents

インクジェットヘッドの製造方法

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JPH09123465A
JPH09123465A JP28717795A JP28717795A JPH09123465A JP H09123465 A JPH09123465 A JP H09123465A JP 28717795 A JP28717795 A JP 28717795A JP 28717795 A JP28717795 A JP 28717795A JP H09123465 A JPH09123465 A JP H09123465A
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JP
Japan
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diaphragm
buckling structure
manufacturing
inkjet head
ink
Prior art date
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Pending
Application number
JP28717795A
Other languages
English (en)
Inventor
Shingo Abe
新吾 阿部
Tetsuya Inui
哲也 乾
Koji Matoba
宏次 的場
Susumu Hirata
進 平田
Yorishige Ishii
頼成 石井
Yutaka Onda
裕 恩田
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.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
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Publication of JPH09123465A publication Critical patent/JPH09123465A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/14Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2002/14346Ejection by pressure produced by thermal deformation of ink chamber, e.g. buckling

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

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インクジェットヘッドの振動特性、耐久性等
の性能を向上させ、圧力室の液密性を高くすることので
きる平坦なダイヤフラムを有するインクジェットヘッド
の製造方法を提供する。 【解決手段】 容器の内部を満たすインク液に圧力を加
えることにより前記容器内部から外部へインク液を吐出
させるインクジェットヘッドの製造方法において、基板
上に圧力発生手段としての座屈構造体を形成する工程
と、該座屈構造体上に結合部材を形成する工程と、あら
かじめ表面が平坦な成膜板上に成膜したダイヤフラムを
前記結合部材を介して座屈構造体上に取り付ける工程
と、前記成膜層を除去する工程と、を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、容器の内部に満た
されたインク液に圧力を加え、内部から外部へインク液
を吐出、飛翔させて記録を行うインクジェットヘッドの
製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より記録液を吐出、飛翔させて記録
を行うインクジェット記録方法が知られている。この種
の記録方法は、低騒音で比較的高速印字が可能であるこ
と、装置の小型化やカラー記録が容易であること等数々
の利点を有している。ここで用いられるインクジェット
ヘッドの形式としては、従来より幾つかの方式が用いら
れているが、例えば、特開平7−25009号に開示さ
れているごとく、プレート部材を座屈変形させ、この変
形によりインク液に圧力を加え、外部へインク滴として
吐出させるようにしたもの、また、特願平6−3167
43号のごとく、プレート部材の背面へのインクの回り
込みを防ぐため、インクに圧力を加えるための圧力室を
ダイヤフラムで仕切る構造としたもの、などがある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記ダイヤフラムを有
するインクジェットヘッドは、プレート部材の背面への
インクの回り込みを防ぐことができ、圧力の低下を防ぐ
ことができるという利点を有するが、この際、ダイヤフ
ラムは平坦であることが要求される。しかしながら、上
記のダイヤフラムを設けたインクジェットヘッドの製造
方法は、成膜、パターニングの繰り返しにより凹凸にな
っている下地(筺体)の表面に、ダイヤフラムを成膜す
る方法であった。そのため、下地の凹凸がダイヤフラム
に転写してしまい、平坦なダイヤフラムを得ることがで
きないという問題点があった。
【0004】本願はこれらの問題点に鑑み、平坦なダイ
ヤフラムを得ることのできるインクジェットヘッドの製
造方法を提供することを目的とする
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明では、容器の内部を満たすインク液に圧力を加え
ることにより前記容器内部から外部へインク液を吐出さ
せるインクジェットヘッドの製造方法において、基板上
に圧力発生手段としての座屈構造体を形成する工程と、
該座屈構造体上に結合部材を形成する工程と、あらかじ
め表面が平坦な成膜板上に成膜したダイヤフラムを前記
結合部材を介して座屈構造体上に取り付ける工程と、前
記成膜層を除去する工程と、を有することを特徴とす
る。
【0006】また、前記インクジェットヘッドの製造方
法において、前記成膜板と該成膜板上に形成するダイヤ
フラムとの間に、前記成膜板との接着力が弱い剥離層を
設けることを特徴とする。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明のインクジェットヘ
ッドの製造方法を図を用いて詳細に説明する。
【0008】図1は、本願発明に係るインクジェットヘ
ッドの構造を説明するための分解斜視図である。図1を
参照してこのインクジェットヘッドは、基板8と、座屈
構造体1と、座屈構造体1を基板8に取り付け固定する
ための取り付け部材3と、ダイヤフラム2と、座屈構造
体1とダイヤフラム2を結合するための結合部材4と、
圧力室6aを有するスペーサ6と、インク吐出口7aを
有するノズルプレート7とで構成される。また、基板
8、取り付け部材3、座屈構造体1及び結合部材4で筐
体5を構成する。
【0009】ダイヤフラム2は、例えば厚さ4μmのニ
ッケルからなる。スペーサ6は、例えば厚さ10〜50
μmのステンレス鋼板からなる。ノズルプレート7は、
例えば厚さ0.2mmのガラス板からなり、スペーサ6
を介してダイヤフラム2が接合されている筺体5に接着
剤により接合される。
【0010】図2は、本願発明に係るインクジェットヘ
ッドの駆動原理を説明するための筺体5の平面図であ
り、図3は図2のX−X線における断面図である。
【0011】図2を参照して、座屈構造体の一端からは
操作電極1aが、他端からは共通電極1bが引き出され
ている。操作電極1aは、スイッチを介してそれぞれ電
源9の+端子に接続され、共通電極1bは電源9の−端
子に接続されている。そして、スイッチのオン・オフに
より座屈構造体1への通電の切替が行われる。
【0012】スイッチがオフの時は、座屈構造体1は図
3(a)に示すような無変形状態にある。次にスイッチ
がオンされると座屈構造体1に電流が流れ、抵抗発熱に
より加熱され熱膨張しようとする。しかし、座屈構造体
1の長手方向の両端は、取り付け部材3を介して筺体5
に固定されているため、座屈構造体1の面内長手方向に
圧縮力が蓄積される。この圧縮力が、座屈構造体1の材
質、寸法で決まる座屈荷重を越えると、座屈構造体1は
図3(b)に示すように面の垂直上方に大きく座屈変形
を起こす。この座屈変形によりダイヤフラム2は結合部
材4を介して圧力室6a側に変形し、圧力室6a内のイ
ンクを加圧して、インク吐出口7aよりインク滴を吐出
させる。
【0013】この動作原理により、ダイヤフラム2を平
坦に作製することは、ヘッドの振動特性、耐久性などを
向上させるだけでなく、スペーサ6との接合性もよくな
るので、圧力室6aの液密性を高くし、歩留まりを良く
するためにも重要である。
【0014】続いて、平坦なダイヤフラム2の作製方法
及びダイヤフラム2と筺体5との接合方法を説明する。
【0015】図4(a)〜(c)は、図2のY−Y線に
おける断面図であり、筺体5における結合部材4を作製
するまでの製造工程を示したものである。まず、図4
(a)に示すように、面方位(100)の単結晶シリコ
ンからなる基板8を準備し、この基板8の表裏面に、L
PCVD装置を用いて6〜8%のリン(P)を含む厚さ
2μmの酸化シリコン(SiO2)層(以下PSG層と
する)を成膜する。次に図4(b)に示すように、基板
8の表面上に、厚さ5μmのレジストを成膜、パターニ
ングし(図中、黒色で示す)、続いて基板8の表面上の
レジストがパターニングされていない部分に、電解メッ
キにより厚さ5μmのニッケル層を形成する。この工程
により、ニッケル層からなる座屈構造体1が形成され
る。次に図4(c)に示すように、座屈構造体1の中央
部に厚さ2μmのPSG層を成膜、パターニングし、レ
ジストを除去する。この工程により、PSG層からなる
結合部材4が形成される。
【0016】続いてダイヤフラムを形成する。図5
(a)に示すように、ガラス等からなる表面が平坦な成
膜板18の表面上に、厚さ4μmのニッケル層2を成膜
する。また、成膜板とは別に、図5(b)に示すような
ガラス等からなる塗布板28の表面上に、厚さ1μmの
エポキシ接着剤14をスピンコーティングにより塗布す
る。次に図5(c)に示すように、塗布板28に塗布し
たエポキシ接着剤14を筺体5に接触させ、結合部材4
にエポキシ接着剤14を転写させる。次に図5(d)に
示すように、成膜板18の表面上に成膜したニッケル層
2を筺体5に載せ、エポキシ接着剤14を硬化させる。
そして、図5(e)に示すように成膜板18をニッケル
層2から剥がす。この工程により、ニッケル層からなる
ダイヤフラム2が形成される。最後に、図5(f)に示
すように筺体5の裏面のPSG層をパターニングし、パ
ターニングされたPSG層をマスクとして基板8にエッ
チングを施す。そしてエッチングされた基板8をマスク
として、座屈構造体1直下のPSG層にエッチングを施
すことにより、座屈構造体1の両端以外の部分はフリー
となり、圧縮手段により座屈変形し、ダイヤフラム2を
変形させることができる状態となる。
【0017】上記のダイヤフラム2と筺体5との接合方
法において必要な条件は、ダイヤフラム2と成膜板18
との付着力が接着剤14の接着力よりも弱く、かつ簡単
に剥がし得る程度のものでなければならない。この条件
を満たさないときには、図6に示すように、ダイヤフラ
ム2と成膜板18との間に、成膜板18との付着力が上
記条件を満たす弱さの剥離層24を設けるようにすれば
よい。例えば上記の実施例では、ガラスの成膜板18と
ニッケル層2の間に、ガラスとの付着力が弱い白金層2
4を0.1μmの厚さで設けると、ガラス基板をより簡
単に剥がすことが可能となる。
【0018】
【発明の効果】本願発明のインクジェットヘッドの製造
方法によれば、表面の平坦なダイヤフラムを得ることが
できるため、ヘッドの振動特性、耐久性などの性能が向
上し、また、圧力室を形成する際の接合性もよくなるの
で、液密性が高くなり、歩留まりを向上することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】ダイヤフラムを有するインクジェットヘッドの
構成を示す分解斜視図である。
【図2】ダイヤフラムを有するインクジェットヘッドの
構成を示す平面図である。
【図3】図2のX−X線における断面図である。
【図4】筺体5の製造工程を説明する図である。
【図5】ダイヤフラム部の製造工程を説明する図であ
る。
【図6】ダイヤフラム部の別の製造方法を説明する図で
ある。
【符号の説明】
1 座屈構造体 2 ダイヤフラム 4 結合部材 5 筺体 6 スペーサ 7 ノズルプレート 8 基板 9 電源 14 接着剤 18 成膜板 28 塗布板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平田 進 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 石井 頼成 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 恩田 裕 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 容器の内部を満たすインク液に圧力を加
    えることにより前記容器内部から外部へインク液を吐出
    させるインクジェットヘッドの製造方法において、 基板上に圧力発生手段としての座屈構造体を形成する工
    程と、該座屈構造体上に結合部材を形成する工程と、あ
    らかじめ表面が平坦な成膜板上に成膜したダイヤフラム
    を前記結合部材を介して座屈構造体上に取り付ける工程
    と、前記成膜層を除去する工程と、を有することを特徴
    とするインクジェットヘッドの製造方法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のインクジェットヘッドの
    製造方法において、 前記成膜板と該成膜板上に形成するダイヤフラムとの間
    に、前記成膜板との接着力が弱い剥離層を設けることを
    特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
JP28717795A 1995-11-06 1995-11-06 インクジェットヘッドの製造方法 Pending JPH09123465A (ja)

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