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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Sachgebiet der Erfindung
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Diese
Erfindung bezieht sich auf einen Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf,
bei dem einige der Druckerzeugungskammern, die mit Düsenöffnungen zum
Ausstoßen
von Tintentropfen in Verbindung stehen, aus einem Diaphragma gebildet
sind, und wobei das Diaphragma auf einer Oberfläche mit einem piezoelektrischen
Element zum Ausstoßen
von Tintentropfen durch Verschieben des piezoelektrischen Elements
gebildet ist, und auf eine Tintenstrahl-Aufzeichnungseinrichtung,
die den Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf aufweist.
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2. Beschreibung des in
Bezug stehenden Stands der Technik
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Die
nachfolgenden zwei Typen von Tintenstrahl-Aufzeichnungsköpfen, wobei
bei jedem ein Teil der Druckerzeugungskammer, mit einer Düsenöffnung zum
Ausstoßen
eines Tintentropfens in Verbindung stehend, aus einem Diaphragma
gebildet ist, und wobei das Diaphragma durch ein piezoelektrisches
Element deformiert wird, um Tinte in der Druckerzeugungskammer zum
Ausstoßen
eines Tintentropfens von der Düsenöffnung deformiert
wird, sind kommerziell praktikabel: einer verwendet einen piezoelektrischen
Aktuator in einem vertikalen Vibrations-Modus, in dem ein piezoelektrisches
Element axial expandiert und kontrahiert wird, und der andere verwendet
ein piezoelektrisches Element in einem Ablenkungs-Vibrations-Modus.
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Mit
dem ersteren kann das Volumen der Druckerzeugungskammer durch Anstoßen einer
Endfläche
des piezoelektrischen Elements gegen das Diaphragma geändert werden,
und Köpfe,
geeignet für ein
hoch dichtes Drucken, können
hergestellt werden. Allerdings ist, in diesem Beispiel, ein schwieriger Schritt
eines Unterteilens des piezoelektrischen Elements in kammähnliche
Zähne,
die die Anordnung der Teilung der Düsenöffnungen anpassen, und Positionieren
und Fixieren der Unterteilungen des piezoelektrischen Elements in
den Druckerzeugungskammern, erforderlich, und der Herstellvorgang
ist kompliziert.
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Im
Gegensatz kann, mit dem letzteren, das piezoelektrische Element
gebildet und an dem Diaphragma durch Ausführen eines vergleichbar einfachen
Vorgangs durch Heranziehen einer grünen Platte aus einem piezoelektrischen
Material, das die Form der Druckerzeugungskammer anpasst, und Kalzinieren
davon, befestigt werden, allerdings ist ein wesentlicher Bereich
erforderlich, da eine Ablenkungsvibration verwendet wird. Dementsprechend
ist es schwierig, eine hoch dichte Anordnung herzustellen.
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Andererseits
schlägt,
um das Problem des letzteren Aufzeichnungskopfs zu lösen, die
japanische Patentoffenlegung No. Hei 5-286131 einen Stand der Technik
vor, bei dem eine gleichförmige,
piezoelektrische Materialschicht über der gesamten Oberfläche eines
Diaphragmas entsprechend einer Filmbildungstechnik gebildet wird
und in eine Form entsprechend zu einer Druckerzeugungskammer entsprechend
einer Lithografie-Technik zum Bilden eines piezoelektrischen Elements
unabhängig
für jede
Druckerzeugungskammer zu bilden.
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Dies
beseitigt das Erfordernis, das piezoelektrische Element auf dem
Diaphragma anzuordnen, und das piezoelektrische Element kann durch eine
genaue und einfache Technik eines Lithografieverfahrens gebildet
werden. Zusätzlich
kann das piezoelektrische Element verdünnt werden und ein Hochgeschwindigkeitsantrieb
wird ermöglicht.
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Allerdings
werden, bei dem Herstellverfahren gemäß dem Lithografie-Verfahren und der
Dünnfilmtechnik,
beschrieben vorstehend, nach der Musterung des Dünnfilms, Druckerzeugungskammern gebildet.
Zu diesem Zeitpunkt wird ein Diaphragma zu der Seite der Druckerzeugungskammer
durch den Effekt einer Vereinfachung der inneren Spannungen der
oberen Elektrode und der piezoelektrischen Schichten abgelenkt,
und die Ablenkung verbleibt als eine Anfangsdeformation des Diaphragmas.
Insbesondere ist, falls die untere Elektrode übergeätzt wird, der Ablenkungsbetrag
groß,
und der Deformationsbetrag des Diaphragmas durch Ansteuern eines piezoelektrischen
Aktuators wird kleiner als der Berechnungswert. Der mögliche Grund
ist derjenige, dass das Diaphragma durch den Effekt einer Vereinfachung
der inneren Spannungen der oberen Elektrode und der piezoelektrischen
Schichten (und der unteren Elektrode) in der Druckspannungsrichtung abgelenkt
wird, und demzufolge wird ein Bereich einer plastischen Deformation über einen
Be reich einer elastischen Deformation hinaus erreicht. Zusätzlich zu
einem Diaphragma, das einen Siliziumdioxidfilm enthält, wird
ein Diaphragma, das einen Zirkonoxidfilm enthält, als ein hoch festes Diaphragma,
als das Diaphragma vorgeschlagen, allerdings tritt eine ähnliche,
anfängliche
Deformation in allen diesen Diaphragmen auf.
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Die
EP 0786345 beschreibt einen
Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs
1.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Es
ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, einen Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf
zu schaffen, bei dem der anfängliche
Auslenkungsbetrag eines Diaphragmas verringert wird, und ein Verfahren
zum Herstellen dieses Tintenstrahl-Aufzeichnungskopfs zu schaffen.
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Diese
Aufgabe wird durch einen Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf gemäß Anspruch
1, eine Tintenstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung gemäß Anspruch
52 und ein Verfahren zum Herstellen eines Tintenstrahl-Aufzeichnungskopfs
gemäß Anspruch 56
gelöst.
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Bevorzugte
Ausführungsformen
der Erfindung sind in den abhängigen
Ansprüchen
definiert.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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In
den beigefügten
Zeichnungen nun sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
dargestellt.
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In
den beigefügten
Zeichnungen:
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1 zeigt
eine perspektivische Explosionsansicht eines Tintenstrahl-Aufzeichnungskopfs
gemäß eines
ersten Vergleichsbeispiels der Erfindung;
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2(a)–2(b) zeigen Draufsichten und eine Schnittansicht
der 1, um den Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf gemäß dem ersten
Vergleichsbeispiel der Erfindung darzustellen;
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3(a)–3(b) zeigen perspektivische Ansichten, um modifizierte
Beispiele einer Dichtplatte in 1 darzustellen;
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4(a)–4(d) zeigen Schnittansichten, um einen Dünnfilm-Herstellvorgang
in dem ersten Vergleichsbeispiel der Erfindung darzustellen;
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5(a)–5(c) zeigen Schnittansichten, um einen Dünnfilm-Herstellvorgang
in dem ersten Vergleichsbeispiel der Erfindung darzustellen;
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6(a)–6(c) zeigen Schnittansichten, um den Zustand von
Spannungen darzustellen, die ein piezoelektrischer, aktiver Teil
in dem ersten Vergleichsbeispiel der Erfindung zum Zeitpunkt einer
Bildung der Druckerzeugungskammer aufnimmt;
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7(a)–7(b) zeigen Schnittansichten, um den Zustand von
Spannungen darzustellen, die ein herkömmlicher, piezoelektrischer,
aktiver Teil zum Zeitpunkt der Bildung der Druckerzeugungskammer aufnimmt;
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8(a)–8(b) zeigen grafische Darstellungen, die jeweils
die Beziehung zwischen der Kraft, aufgebracht auf ein Diaphragma,
und dem Betrag einer elastischen Deformation darstellen, wenn ein
piezoelektrischer Aktuator angesteuert wird;
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9 zeigt
eine Schnittansicht des Hauptteils eines Tintenstrahl-Aufzeichnungskopfs
gemäß einem
zweiten Vergleichsbeispiel der Erfindung;
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10 zeigt
eine Schnittansicht des Hauptteils eines Tintenstrahl-Aufzeichnungskopfs
gemäß einem
dritten Vergleichsbeispiel der Erfindung;
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11 zeigt
eine Schnittansicht des Hauptteils eines Tintenstrahl-Aufzeichnungskopfs
gemäß einem
vierten Vergleichsbeispiel der Erfindung;
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12(a)–12(b) zeigen Schnittansichten des Hauptteils,
um ein modifiziertes Beispiel des Tintenstrahl-Aufzeichnungskopfs
gemäß dem vierten Vergleichsbeispiel
der Erfindung darzustellen;
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13(a)–13(c) zeigen Schnittansichten des Hauptteils,
um ein modifiziertes Beispiel des Tintenstrahl-Aufzeichnungskopfs
gemäß dem vierten Vergleichsbeispiel
der Erfindung darzustellen;
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14 zeigt
eine Schnittansicht des Hauptteils eines Tintenstrahl-Aufzeichnungskopfs
gemäß einem
fünften
Vergleichsbeispiel der Erfindung;
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15 zeigt
eine Schnittansicht des Hauptteils eines Tintenstrahl-Aufzeichnungskopfs
gemäß einem
sechsten Vergleichsbeispiel der Erfindung;
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16(a)–16(c) zeigen Schnittansichten, um den Zustand
von Spannungen darzustellen, die ein piezoelektrischer, aktiver
Teil in einem siebten Vergleichsbeispiel der Erfindung zum Zeitpunkt
der Bildung der Druckerzeugungskammer aufnimmt;
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17 zeigt
eine Schnittansicht des Hauptteils eines Tintenstrahl-Aufzeichnungskopfs
gemäß einem
achten Vergleichsbeispiel der Erfindung;
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18(a)–18(c) zeigen Schnittansichten, um den Zustand
von Spannungen darzustellen, die ein piezoelektrischer, aktiver
Teil in einem neunten Vergleichsbeispiel der Erfindung zum Zeitpunkt der
Bildung der Druckerzeugungskammer aufnimmt;
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19(a)–19(c) zeigen Schnittansichten, um ein Herstellverfahren
eines oberen Elektrodenfilms gemäß einem
zehnten Vergleichsbeispiel der Erfindung darzustellen;
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20(a)–20(b) zeigen Schnittansichten, um ein anderes
Herstellverfahren des oberen Elektrodenfilms gemäß einem zehnten Vergleichsbeispiel
der Erfindung darzustellen;
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21 zeigt
eine Schnittansicht des Hauptteils eines Tintenstrahl-Aufzeichnungskopfs
gemäß einem
elften Vergleichsbeispiel der Erfindung;
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22(a)–22(c) zeigen eine Draufsicht und Schnittansichten
eines Tintenstrahl-Aufzeichnungskopfs gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung;
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23 zeigt
eine Schnittansicht, um ein modifiziertes Beispiel des Tintenstrahl-Aufzeichnungskopfs
gemäß einer
anderen Ausführungsform
der Erfindung darzustellen;
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24(a)–24(c) zeigen Schnittansichten, um den Zustand
von Spannungen darzustellen, die ein piezoelektrischer, aktiver
Teil in einem zwölften
Vergleichsbeispiel der Erfindung zum Zeitpunkt der Bildung der Druckerzeugungskammer
aufnimmt;
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25(a)–25(c) zeigen Schnittansichten, um den Zustand
von Spannungen darzustellen, die ein piezoelektrischer, aktiver
Teil in einem dreizehnten Vergleichsbeispiel der Erfindung zum Zeitpunkt
der Bildung der Druckerzeugungskammer aufnimmt;
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26 zeigt
eine perspektivische Ansicht, die einen Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf
gemäß einem
anderen Vergleichsbeispiel der Erfindung darstellt;
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27 zeigt
eine Schnittansicht, um den Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf gemäß dem Vergleichsbeispiel
der Erfindung in 26 darzustellen; und
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28 zeigt
ein schematisches Diagramm, das eine Tintenstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung
gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung darstellt.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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1 zeigt
eine perspektivische Explosionsansicht, die einen Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf gemäß einem
ersten Vergleichsbeispiel der Erfindung darstellt, und 2 zeigt eine Draufsicht der 1,
und eine Ansicht, um die Schnittstruktur in der Längsrichtung
einer Druckerzeugungskammer darzustellen.
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Wie
in der Figur dargestellt ist, ist ein einen Strömungskanal bildendes Substrat 10 aus
einem monokristallinen Siliziumsubstrat einer <110>-Orientierung
in dem Vergleichsbeispiel hergestellt. Normalerweise wird ein Substrat,
ungefähr
15–300 μm dick, als
das den Strömungskanal
bildende Substrat 10 verwendet; vorzugsweise wird ein Substrat,
ungefähr 180–280 μm dick, verwendet;
noch bevorzugter wird ein Substrat, ungefähr 220 μm dick, verwendet, da die Anordnungsdichte
hoch gemacht werden kann, während
die Festigkeit einer Trennwand zwischen benachbarten Druckerzeugungskammern
beibehalten wird.
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Das
den Strömungskanal
bildende Substrat 10 ist an einer Fläche mit einer Öffnungsfläche und einer
gegenüberliegenden
Fläche,
mit einem elastischen Film 50, 0,2-3,0 μm dick, hergestellt aus Zirkonoxid,
mit einer Kompressionsspannung, gebildet und durch Bilden eines
Zirkonfilms und dann thermisches Oxidieren davon, zum Beispiel,
gebildet.
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Andererseits
ist das den Strömungskanal
bildende Substrat 10 auf der Öffnungsfläche mit den Düsenöffnungen 11 und
Druckerzeugungskammern 12 durch anisotropes Ätzen des
monokristallinen Siliziumsubstrats gebildet.
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Das
anisotrope Ätzen
wird derart ausgeführt, dass
dann, wenn das monokristalline Siliziumsubstrat in eine alkalische
Lösung,
wie beispielsweise KOH, eingetaucht wird, es graduell erodiert,
eine erste <111>-Ebene senkrecht zu
einer <110>-Ebene und eine zweite <111>-Ebene, gebildet ungefähr 70 Grad
zu der ersten <111>-Ebene und ungefähr 35 Grad
zu der <110>-Ebene, auftreten,
und die Ätzrate der <111>-Ebene beträgt ungefähr 1/180
derjenigen der <110>-Ebene. Durch das anisotrope Ätzen kann eine
genaue Arbeit basierend auf einer Tiefen-Arbeit eines Parallelogramms,
gebildet durch die zwei ersten <111>-Ebenen und die zwei
zweiten <111>-Ebenen, gekippt werden,
und die Druckerzeugungskammern 12 können unter einer hohen Dichte
angeordnet werden.
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In
dem Vergleichsbeispiel sind die langen Seiten jeder der Druckerzeugungskammern 12 durch die
ersten <111>-Ebenen gebildet und
die kurzen Seiten sind durch die zweiten <111>-Ebenen
gebildet. Die Druckerzeugungskammern 12 sind durch Ätzen des
monokristallinen Siliziumsubstrats zu dem elastischen Film 50 gebildet.
Der Betrag eines Eintauchens des elastischen Films 50 in
die alkalische Lösung
zum Ätzen
des monokristallinen Siliziumsubstrats ist extrem klein.
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Andererseits
ist jede Düsenöffnung 11,
die mit einem Ende jeder der Druckerzeugungskammern 12 in
Verbindung steht, schmaler und flacher als die Druckerzeugungskammern 12 gebildet.
Das bedeutet, dass die Düsenöffnungen 11 durch Ätzen des monokristallinen
Siliziumsubstrats bis zu einem Zwischenpunkt in der Dickenrichtung
(halbes Ätzen)
hergestellt sind. Das halbe Ätzen
wird durch Einstellen der Ätzzeit
durchgeführt.
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Die
Größe jeder
Druckerzeugungskammer 12, um einen Tintentropfen-Ausstoßdruck auf
die Tinte aufzubringen, und die Größe jeder Düsenöffnung 11 zum Ausstoßen von
Tintentropfen sind in Abhängigkeit
des Betrags des ausgestoßenen
Tintentropfens, der Ausstoßgeschwindigkeit
und der Ausstoßfrequenz
optimiert. Zum Beispiel muss, um 360 Tintentropfen pro
Inch aufzuzeichnen, die Düsenöffnung 11 mit
einer Genauigkeit mit einer Nutbreite von einigen zehn um hergestellt
werden.
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Die
Druckerzeugungskammern 12 und eine gemeinsame Tintenkammer 31,
die später
beschrieben werden, sind so hergestellt, um miteinander über Tintenzuführverbindungsöffnungen 21,
gebildet an Positionen einer Dichtplatte 20, die später beschrieben
wird, entsprechend zu Enden der Druckerzeugungskammern 12,
in Verbindung zu stehen. Tinte wird von der gemeinsamen Tintenkammer 31 über die
Tintenzuführverbindungsöffnungen 21 zu
den Druckerzeugungskammern 12 zugeführt.
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Die
Dichtplatte ist aus einer Glaskeramik, die eine Dicke von 0,1–1 mm und
einen linearen Expansionskoeffizienten von 2,5–4,5[x 10-6/°C] bei 300°C oder geringer,
besitzt, zum Beispiel ausgebildet mit den Farbzuführverbindungsöffnungen 21 entsprechend
zu den Druckerzeugungskammern 12, hergestellt. Die Farbzuführverbindungsöffnungen 21 können ein
Schlitzloch 21A, das die Nachbarschaft der Tinten zuführseitenenden
der Druckerzeugungskammern 12 kreuzt, wie dies in 3a dargestellt ist, oder eine Mehrzahl
von Schlitzlöchern 21B,
wie dies in 3b dargestellt ist, sein.
Eine Fläche
der Dichtplatte 20 deckt vollständig eine Fläche des
den Strömungskanal
bildenden Substrats 10 ab, nämlich die Dichtplatte 20 dient
auch als eine Verstärkungsplatte zum
Schützen
des monokristallinen Siliziumsubstrats gegen Stoß und äußere Kräfte. Eine gegenüberliegende
Fläche
der Dichtplatte 20 bildet eine Wandfläche für die gemeinsame Tintenkammer 31.
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Ein
eine gemeinsame Tintenkammer bildendes Substrat 30 bildet
eine Umfangswand der gemeinsamen Tintenkammer 31; sie ist
durch Stanzen einer Platte aus rostfreiem Stahl hergestellt, die
eine geeignete Dicke besitzt, entsprechend zu der Zahl von Düsenöffnungen
und der Häufigkeit
eines Tintentropfen-Ausstoßens.
In dem Vergleichsbeispiel ist das die gemeinsame Tintenkammer bildende
Substrat 30 0,2 mm dick.
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Eine
Tintenkammer-Seitenplatte 40 ist aus einem Substrat aus
rostfreiem Stahl hergestellt und eine Fläche davon bildet eine Seitenwandfläche der gemeinsamen
Tintenkammer 31. Die Seitenplatte 40 der Tintenkammer
ist mit einer dünnen
Wand 41 zum Bilden eines konkaven Teils 40a durch
halbes Ätzen eines
Teils einer gegenüberliegenden
Fläche
gebildet und wird so gestanzt, um eine Tinteneinführöffnung 42 zum
Aufnehmen einer Tintenzufuhr von der Außenseite herzustellen. Die
dünne Wand 41 ist
so angepasst, um einen Druck zu der gegenüberliegenden Seite zu den Düsenöffnungen 11 zu
absorbieren, der dann auftritt, wenn Tintentropfen ausgestoßen werden;
sie verhindert, dass ein unnötiger
positiver oder negativer Druck auf eine andere Druckerzeugungskammer 12 über die
gemeinsame Tintenkammer 31 aufgebracht wird. In dem Vergleichsbeispiel ist,
unter Berücksichtigung
der Festigkeit, die zum Zeitpunkt der Verbindung der Tinteneinführöffnung 21 und
der externen Tintenzuführeinrichtung,
usw., erforderlich ist, die Seitenplatte 40 der Tintenkammer 0,2
mm dick und die dünne
Wand 41 ist 0,02 mm dick. Allerdings kann, um eine Bildung
der dünnen Wand 41 durch
das halbe Ätzen
auszulassen, die Seitenplatte 40 der Tintenkammer 0,02
mm dick von dem Beginn an hergestellt werden.
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Andererseits
werden, auf dem elastischen Film 50 auf der gegenüberliegenden
Seite zu der Öffnungsfläche des
den Strömungskanal
bildenden Substrats 10, ein unterer Elektrodenfilm 60,
zum Beispiel ungefähr
0,2 μm dick,
ein piezoelektrischer Film 70, zum Beispiel 1 μm dick, und
ein oberer Elektrodenfilm 80, zum Beispiel ungefähr 0,1 μm dick, durch ein
Verfahren niedergeschlagen, das später beschrieben wird, wodurch
ein piezoelektrisches Element 300 gebildet wird. Dieses
piezoelektrische Element 300 bezieht sich auf die Position,
die den unteren Elektrodenfilm 60, den piezoelektrischen
Film 70 und den oberen Elektrodenfilm 80 enthält. Allgemein ist
eine Elektrode des piezoelektrischen Elements 13 eine gemeinsame
Elektrode und die anderen Elektroden und der piezoelektrische Film 70 sind
für jede Druckerzeugungskammer 12 gemustert.
Ein Bereich, hergestellt aus der Elektrode und dem piezoelektrischen
Film 70, der gemustert ist, wo eine piezoelektrische Verzerrung
auftritt, wenn eine Spannung an beide Elektroden angelegt wird,
wird als ein piezoelektrischer, aktiver Teil 320 bezeichnet.
In dem Vergleichsbeispiel wird der untere Elektrodenfilm 60 als die
gemeinsame Elektrode des piezoelektrischen Elements 300 verwendet
und der obere Elektrodenfilm 80 wird als eine diskrete
Elektrode des piezoelektrischen Elements 300 verwendet,
allerdings kann der untere Elektrodenfilm 60 als eine diskrete
Elektrode verwendet werden und der obere Elektrodenfilm 80 kann
als die gemeinsame Elektrode, zur Vereinfachung einer Ansteuerschaltung
und einer Verdrahtung, verwendet werden. In jedem Fall ist der piezoelektrische,
aktive Teil für
jede Druckerzeugungskammer 12 gebildet. Hierbei werden
das piezoelektrische Element 300 und ein Diaphragma, verschoben durch
Ansteuern des piezoelektrischen Elements 300, zusammen
als ein piezoelektrischer Aktuator bezeichnet. In dem Beispiel wirken
der elastische Film 50 und der untere Elektrodenfilm 60 als
ein Diaphragma, allerdings kann der untere Elektrodenfilm auch als
der elastische Film dienen.
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Gemäß der Erfindung
wird ein Film, niedergeschlagen mit Schichten, die das piezoelektrische Element 300 bilden,
und die eine Druckspannung haben, auf der Seite des piezoelektrischen
Elements 300 des den Strömungskanal bildenden Substrats 10 zum
Verringern des anfänglichen
Ablenkungsbetrags des Diaphragmas platziert. In dem Vergleichsbeispiel ist
der elastische Film 50 der Film, der eine Druckspannung
besitzt.
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Ein
Verfahren zum Bilden des elastischen Films 50 und der Schichten,
die das piezoelektrische Element 300 an dem dem Strömungskanal
bildenden Substrat 10, hergestellt aus einem monokristallinen Siliziumsubstrat,
bilden, werden unter Bezugnahme auf 4 diskutiert.
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Wie
in 4a dargestellt ist, wird zuerst
der elastische Film 50, der eine Druckspannung besitzt, auf
einer Fläche
eines monokristallinen Siliziumsubstrats gebildet, aus dem das den
Strömungskanal
bildende Substrat hergestellt wird. Ein Material eines Films, das
eine vorbestimmte Festigkeit und eine Druckspannung besitzt, zum
Beispiel ein polykristallines Substanz, wie beispielsweise ein Metalloxid,
ist als ein Material für
den elastischen Film 50 bevorzugt. Zum Beispiel können Zirkonoxid,
Iridiumoxid, Ruthenoxid, Tantaloxid, Hafniumoxid, Osmiumoxid, Rheniumoxid,
Rhodiumoxid, Palladiumoxid, Verbindungen davon, usw., genannt werden.
Zum Beispiel ist es, um das Zirkonoxid oder Hafniumoxid zu verwenden,
aus einem monoklinen System hergestellt, bei dem ein Film, der eine
Druckspannung besitzt, gebildet werden kann.
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In
dem Vergleichsbeispiel ist eine Zirkonschicht auf dem monokristallinen
Siliziumsubstrat durch Sputtern gebildet, dann wird eine thermische Oxidationsbehandlung
in Sauerstoff in einem Diffusionsofen bei ungefähr 1150°C durchgeführt, wodurch der elastische
Film 50, hergestellt aus Zirkonoxid, des monoklinen Systems
gebildet wird. Hierbei wird, wenn Zirkon oxidiert wird, es bis zu
einer Phasenübergangstemperatur,
oder mehr, erwärmt,
wodurch, wenn es abgekühlt
wird, ein Übergang
bewirkt wird, und es ein monoklines System wird, was dazu führt, dass
Zirkonoxid eine Druckspannung besitzt.
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Als
nächstes
wird, wie in 4b dargestellt ist, der
untere Elektrodenfilm 60 durch Sputtern gebildet. Platin,
Irridium, usw., ist als ein Material des unteren Elektrodenfilms 60 bevorzugt,
da der piezoelektrische Film 70 (beschrieben später), gebildet durch
ein Sputterverfahren oder ein Sol-Gel-Verfahren, kalziniert und
kristallisiert werden muss, und zwar bei einer Temperatur von ungefähr 600°C–1000°C, in einer
Atmosphäre
oder einer Sauerstoffatmosphäre
nach einer Filmbildung. Das bedeutet, dass das Material des unteren
Elektrodenfilms 60 in der Lage sein muss, eine Leitfähigkeit
bei einer solchen Sauerstoffatmosphäre unter hoher Temperatur beizubehalten.
Insbesondere ist es, falls Bleizirkonattitanat (PZT) als der piezoelektrische Film 70 verwendet
wird, erwünscht,
dass die Änderung
in der Leitfähigkeit,
verur sacht durch Diffusion von Bleioxid, gering ist; Platin, Iridium,
usw., sind aus diesen Gründen
bevorzugt.
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Als
nächstes
wird, wie in 4c dargestellt ist, der
piezoelektrische Film 70 gebildet. Das Sputterverfahren
kann auch dazu verwendet werden, den piezoelektrischen Film 70 zu
bilden. In der Ausführungsform
wird allerdings ein sogenanntes Sol-Gel-Verfahren verwendet, wobei
Sol, das eine organische Metallsubstanz, aufgelöst und dispergiert in einem
Lösungsmittel,
aufweist, aufgebracht und zu einem Gel getrocknet wird, und das
Gel wird bei einer hohen Temperatur kalziniert, wodurch der piezoelektrische
Film 70, gebildet aus Metalloxid, erhalten wird. Ein Material
für den
piezoelektrischen Film 70 zur Verwendung in Verbindung
mit einem Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf aus der PZT Familie ist
bevorzugt.
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Als
nächstes
wird, wie in 4d dargestellt ist, der
obere Elektrodenfilm 80 gebildet. Der obere Elektrodenfilm 80 kann
aus irgendeinem Material hergestellt werden, falls es eine hohe
Leitfähigkeit besitzt;
zum Beispiel kann ein Metall aus Aluminium, Gold, Nickel, Platin,
usw., ein leitendes Oxid, verwendet werden. In der Ausführungsform
wird der obere Elektrodenfilm 80 aus Platin mit dem Sputterverfahren
gebildet.
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Als
nächstes
werden der untere Elektrodenfilm 60, der piezoelektrische
Film 70 und der obere Elektrodenfilm 80 gemustert,
wie dies in 5 dargestellt ist.
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Zuerst
werden, wie in 5a dargestellt ist, der
untere Elektrodenfilm 60, der piezoelektrische Film 70 und
der obere Elektrodenfilm 80 zusammen geätzt und das gesamte Muster
des unteren Elektrodenfilms 60 wird hergestellt. Als nächstes werden, wie
in 5b dargestellt ist, der piezoelektrische Film 70 und
der obere Elektrodenfilm 80 zum Mustern der piezoelektrischen,
aktiven Teile 320 geätzt. Als
nächstes
wird, wie in 5c dargestellt ist, der untere
Elektrodenfilm 60 des Armteils des Diaphragmas auf beiden
Seiten der piezoelektrischen, aktiven Teile 320 in der
Breitenrichtung davon, zu den Druckerzeugungskammern 12 hinweisend,
geätzt
und entfernt, und weiterhin wird der elastische Film 50 bis zu
einem Teil in der Dickenrichtung zum Bilden der von dem elastischen
Film entfernten Teile 350 überätzt. Die Tiefe des Überätzens des
elastischen Films 50 kann unter Berücksichtigung der Spannungsbalance
des gesamten Films bestimmt werden; insbesondere ist, falls der
untere Elektrodenfilm 60 eine Zugspannung besitzt, vorzugsweise
das Überätzen tiefer
als zumindest die Dicke des unteren Elektrodenfilms 60.
Zum Beispiel wird in dem Vergleichsbeispiel der elastische Film 50 bis
zu einer Tiefe von ungefähr
0,4 μm gebildet.
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In
dem Vergleichsbeispiel werden dann die Druckerzeugungskammern 12 durch Ätzen gebildet. Der
Zustand von Spannungen, die jeder piezoelektrische Teil 320 zu
dieser Zeit aufnimmt, wird diskutiert. 6 zeigt
eine Darstellung, um schematisch den Zustand einer Spannung darzustellen,
die jede Schicht aufnimmt, bevor und nachdem die Druckerzeugungskammern 12 durch Ätzen gebildet
sind.
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Wie
in 6a dargestellt ist, nehmen der
untere Elektrodenfilm 60, der piezoelektrische Film 70 und
der obere Elektrodenfilm 80 Zugspannungen von dem den Strömungskanal
bildenden Substrat 10 auf und der elastische Film 50 nimmt
eine Druckspannung auf. Demzufolge werden, wie in 6b dargestellt
ist, falls die piezoelektrischen, aktiven Teile 320 gemustert
werden, Teile der Zugspannungen σ3, σ2 und σ1 des unteren Elektrodenfilms 60,
des piezoelektrischen Films 70 und des oberen Elektrodenfilms 80 freigesetzt
werden, und, wenn ein Teil des elastischen Films 50 entfernt
ist, wird ein Teil der Druckspannung σ4 auch
freigesetzt. Die Größe der freigesetzten
Druckspannung σ4 des elastischen Films 50 ist proportional
zu der Tiefe eines Entfernens des elastischen Films 50.
Demzufolge wird, in der Ausführungsform,
der elastische Film 50 tiefer als zumindest die Dicke des
unteren Elektrodenfilms 60 zum Einstellen der Spannungsbalance des
gesamten Films entfernt, wie dies vorstehend beschrieben ist. Deshalb
ist dann, wie in 6c dargestellt ist,
wenn die Druckerzeugungskammer 12 unterhalb des piezoelektrischen,
aktiven Teils 320 gebildet ist, die Zugspannung σ4 des
elastischen Films 50 entgegengesetzt in der Richtung zu
den Zugspannungen σ3, σ2 und σ1, des unteren Elektrodenfilms 60,
des piezoelektrischen Films 70 und des oberen Elektrodenfilms 80,
aufgenommen von dem das den Strömungskanal bildenden
Substrat 10. Demzufolge findet, falls die Kraft eines Freisetzens
der Zugspannungen σ3, σ2 und σ1 des unteren Elektrodenfilms 60,
des piezoelektrischen Films 70 und des oberen Elektrodenfilms 80 mit
der Kraft eines Freisetzens der Druckspannung σ4 des
elastischen Films 50 in Balance tritt, eine Ablenkung des
Diaphragmas nur gering statt.
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Wenn
die von dem elastischen Film entfernten Teile 350 nicht
gebildet sind, obwohl der elastische Film 50 eine Druckspannung
aufnimmt, verbleiben die Zugspannungen σ3, σ2 und σ1 in
dem unteren Elektrodenfilm 60, dem piezoelektrischen Film 70 und
dem oberen Elektrodenfilm 80, bevor die Druckerzeugungskammern 12 gebildet
sind, wie dies in 7a dargestellt ist.
Demzufolge werden, falls die Druckerzeugungskammern 12 gebildet
sind, die Zugspannungen σ3, σ2 und σ1 freigesetzt und werden kontrahierende Kräfte, was
zu einer Deformation des elastischen Films 50 als eine
nach unten gerichtete, konvexe Form führt, die als Anfangsdeformation
verbleibt, wie dies in 7b dargestellt
ist. Wenn der elastische Film 50 eine Zugspannung, im Gegensatz zu
einer Druckspannung, aufnimmt, wenn die von dem elastischen Film
entfernten Teile 350 gebildet sind, wird die Zugspannung
des elastischen Films 50 auch in einem Teil entfernt und
wird eine kontrahierende Kraft, die bewirkt, dass das Diaphragma
zu einer mehr nach unten gerichteten, konvexen Form deformiert wird.
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Demzufolge
wird in dem Vergleichsbeispiel der elastische Film 50 aus
dem Material, das eine Druckkraft besitzt, gebildet, und ein Teil
des elastischen Films 50 wird überätzt, um die von dem elastischen
Film entfernten Teile 350 zu bilden. Dann wird, nachdem
die piezoelektrischen, aktiven Teile 320 gemustert sind
und die Druckerzeugungskammern 12 gebildet sind, eine Druckkraft
in den von dem elastischen Film entfernten Teilen 350 auf
beiden Seiten jedes piezoelektrischen, aktiven Teils 320 in
der Breitenrichtung davon freigesetzt und der elastische Film 50 nimmt
eine Zugspannung auf. Deshalb werden die Spannungen in der Druckrichtung
des unteren Elektrodenfilms 60, des piezoelektrischen Films 70 und des
oberen Elektrodenfilms 80 versetzt und der anfängliche
Ablenkungsbetrag des Diaphragmas, verursacht durch Bilden der Druckerzeugungskammern 12,
kann verringert oder beseitigt werden. Gleichzeitig kann eine Deformation
des piezoelektrischen Films 70 verhindert werden, wodurch
demzufolge die piezoelektrische Charakteristik des piezoelektrischen Films 70,
bevor die Druckerzeugungskammern 12 gebildet sind, beibehalten
werden kann. Deshalb kann die Effektivität einer Kopfverschiebung verbessert
werden. Weiterhin wird, in der Ausführungsform, der elastische
Film 50 aus Metalloxid einer polykristallinen Substanz
zum Erzielen einer vorbestimmten Festigkeit gebildet, so dass eine
Verschlechterung der Haltbarkeit auch verhindert wird.
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Zuvor
ist ein Zirkonoxidfilm als ein elastischer Film verwendet worden.
In der Erfindung ist allerdings der Zirkonoxidfilm aus dem Film
des monoklinen Systems hergestellt, der eine starke Druckspannung
besitzt, und die Druckspannung wird durch Ätzen freigesetzt, um dadurch
die anfängliche
Deformation zu erleichtern. Eine Technik zum Verhindern, dass sich
Filme ablösen,
durch Bilden des Zirkonoxidfilms als ein Film eines monoklinen Systems
zum Ausgleichen von Spannungen, aufgenommen auf dem komplexen Film,
wird auch vorgeschlagen, setzt allerdings nicht die Druckspannung
des Zirkonoxidfilms für
eine Vereinfachung einer anfänglichen
Auslenkung frei.
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In
der Beschreibung werden die Druckerzeugungskammern 12 gebildet,
nachdem die piezoelektrischen, aktiven Teile 320 gemustert
sind; tatsächlich kann,
wie in 2 dargestellt ist, eine Isolatorschicht 90,
die eine elektrische Isolation besitzt, gebildet werden, um so mindestens
die Ränder
der oberen Fläche
des oberen Elektrodenfilms 80 und die Seiten des piezoelektrischen
Films 70 und des unteren Elektrodenfilms 60 abzudecken.
Weiterhin kann ein Teil des Bereichs, der die obere Fläche des
Bereichs entsprechend zu einem Ende jedes piezoelektrischen, aktiven
Teils 320 der Isolatorschicht 90 abdeckt, mit einem
Kontaktloch 90a ausgebildet werden, um einen Teil des oberen
Elektrodenfilms 80 freizulegen, um eine Leitungselektrode 100 zu
verbinden, und die Leitungselektrode 100 kann mit einem
Ende des oberen Elektrodenfilms 80 durch das Kontaktloch 90a verbunden
werden und an dem anderen Ende zu einem Verbindungsanschlussteil
verlängert
werden. Vorzugsweise ist die Leitungselektrode 100 von
einer Breite so schmal wie möglich
in einem solchen Umfang gebildet, dass sie zuverlässig ein
Ansteuersignal zu dem oberen Elektrodenfilm 80 zuführen kann. In
dem Vergleichsbeispiel ist das Kontaktloch 90a in dem Bereich
gegenüberliegend
der Druckerzeugungskammer 12 gebildet, allerdings können der
piezoelektrische Film 70 und der obere Elektrodenfilm 80 des
piezoelektrischen, aktiven Teils 320 von einem Ende in
der Längsrichtung
der Druckerzeugungskammer 12 zu dem Bereich gegenüberliegend der
Umgebungswand verlängert
werden, und das Kontaktloch 90a kann in einer Position
gegenüberliegend
zu der umgebenden Wand der Druckerzeugungskammer 12 gebildet
werden.
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In
der Folge der Filmbildung und des anisotropen Ätzens, wie vorstehend beschrieben
ist, wird eine große
Zahl von Chips auf einem Wafer gleichzeitig gebildet, und nachdem
der Vorgang beendet ist, werden sie von jedem den Strömungskanal
bildenden Substrat 10 einer Chip-Größe getrennt, wie dies in 1 gezeigt
ist. Jedes den Strömungskanal
bildende Substrat 10 wird an der Dichtplatte 20,
dem die gemeinsame Tintenkammer bildenden Substrat 30 und
der Tintenkammer-Seitenplatte 40 in
Reihenfolge für
ein Teil angebondet, um einen Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf zu bilden.
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Mit
dem Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf wird Tinte von der Tinteneinführöffnung 42,
verbunden mit einer externen Tintenzuführeinrichtung (nicht dargestellt),
aufgenommen, und die Innenseite des Aufzeichnungskopfs wird von
der gemeinsamen Tintenkammer 31 zu den Düsenöffnungen 11 mit
Tinte gefüllt,
und eine Spannung wird zwischen dem unteren Elektrodenfilm 60 und
dem oberen Elektrodenfilm 80 über die Leitungselektrode 100 entsprechend
zu einem Aufzeichnungssignal von einer externen Treiberschaltung
(nicht dargestellt) für
die Ablenkungsdeformierung des elastischen Films 50, des
unteren Elektrodenfilms 60 und des piezoelektrischen Films 70 aufgebracht,
um dadurch einen Druck in den Druckerzeugungskammern 12 anzuheben
und Tintentröpfchen
durch die Düsenöffnungen 11 auszustoßen.
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8a stellt die Beziehung zwischen der Kraft,
aufgebracht auf das Diaphragma, und dem Betrag einer elastischen
Deformation dar, wenn das piezoelektrische Element des Vergleichsbeispiels
angesteuert wird. Wie hier dargestellt ist, wird, in dem Vergleichsbeispiel,
das Diaphragma nicht in der Anfangsstufe deformiert, so dass eine
Deformation T relativ zu einer Kraft F, zu dem Zeitpunkt der Ansteuerung
auftretend, in dem elastischen Deformationsbereich auftritt. Andererseits
wird, wie in 8b dargestellt ist, wenn
die anfängliche
Deformation t durch eine zu Anfang aufgebrachte Kraft f durch die
Spannungen des unteren Elektrodenfilms 60, des piezoelektrischen
Films 70 und des oberen Elektrodenfilms 80 bewirkt
wird, wenn eine Kraft F zu dem Zeitpunkt einer Ansteuerung aufgebracht
wird, in den plastischen Deformationsbereich eingetreten, wodurch demzufolge
eine entsprechende Deformation T nicht erhalten wird und eine Deformation
T' auftritt; (T-T') wird ein Deformationsverlust.
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9 zeigt
eine Schnittansicht des Hauptteils eines Tintenstrahl-Aufzeichnungskopfs
gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung.
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Das
zweite Vergleichsbeispiel besitzt eine ähnliche Struktur zu derjenigen
des ersten Vergleichsbeispiels, mit der Ausnahme, dass ein elastischer
Film aus mehreren Schichten aufgebaut ist.
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In
dem zweiten Vergleichsbeispiel, wie es in 9 dargestellt
ist, ist ein elastischer Film 50A aus zwei Schichten eines
ersten, elastischen Films 51, hergestellt aus einem Siliziumoxidfilm,
1,0 μm dick, zum
Beispiel, gebildet auf einem einen Strömungskanal bildenden Substrat 10,
und einem zweiten elastischen Film 52, gebildet aus einem
Metalloxidfilm, usw., der eine Druckspannung besitzt, wie beispielsweise
Zirkonoxid, zum Beispiel, auf dem ersten, elastischen Film 51,
aufgebaut. In der Ausführungsform ist
ein Teil des zweiten, elastischen Films 52 überätzt, um
einen von dem elastischen Film entfernten Teil 53A zu bilden,
um dadurch den anfänglichen
Auslenkungsbetrag eines Diaphragmas zu verringern und die piezoelektrische
Charakteristik zu verbessern. Natürlich kann der gesamte, zweite
elastische Film 52 in der Dickenrichtung davon entfernt
werden, um den von dem elastischen Film entfernten Teil 350A zu bilden.
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Gemäß dem Aufbau
des Vergleichsbeispiels wird ein ähnlicher Vorteil zu demjenigen
des ersten Vergleichsbeispiels auch erzielt. Weiterhin kann die Festigkeit
des elastischen Films erhöht
werden, indem der elastische Film aus zwei Schichten aufgebaut wird
und die Effektivität
der Verschiebung des Diaphragmas zuverlässig durch Bilden des von dem elastischen
Film entfernten Teils 350A verbessert werden kann.
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Vorzugsweise
besitzt der elastische Film, niedergeschlagen unterhalb des elastischen
Films, gebildet mit dem von dem elastischen Film entfernten Teil 350A (in
dem Vergleichsbeispiel der zweite, elastische Film 52),
nämlich
der erste, elastische Film 51 in dem Vergleichsbeispiel,
eine Druckspannung, allerdings ist die Erfindung nicht hierauf beschränkt. Zumindest
der zweite, elastische Film 52 kann eine Druckspannung
haben und der erste, elastische Film 51 kann eine Zugspannung
haben. In dem Vergleichsbeispiel ist der erste, elastische Film 51 aus einem
Siliziumoxidfilm gebildet, allerdings ist das Vergleichsbeispiel
nicht hierauf beschränkt;
zum Beispiel kann er aus einem mit Bor dotierten Siliziumfilm, einem
Metalloxidfilm, oder dergleichen, gebildet sein.
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Um
den elastischen Film aus mehreren Schichten, wie in dem Vergleichsbeispiel,
zu bilden, kann der elastische Film, der eine Druckspannung, gebildet
aus dem von dem elastischen Film entfernten Teil, besitzt, aus einem
Siliziumoxidfilm gebildet sein.
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10 zeigt
eine Schnittansicht des Hauptteils eines Tintenstrahl-Aufzeichnungskopfs
gemäß einem
dritten Vergleichsbeispiel der Erfindung.
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Das
dritte Vergleichsbeispiel besitzt eine ähnliche Struktur zu derjenigen
des vorstehend beschriebenen Vergleichsbeispiels, mit der Ausnahme, dass
ein elastischer Film aus mehreren Schichten aufgebaut ist.
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In
dem dritten Vergleichsbeispiel, wie es in 10 dargestellt
ist, ist ein elastischer Film 50B aus drei Schichten eines
elastischen Films 51A, hergestellt aus Siliziumdioxid,
1 μm dick,
zum Beispiel, gebildet auf einem einen Strömungskanal bildenden Substrat 10,
einem zweiten, elastischen Film 52A, hergestellt aus einem
Platinmetall, usw., 0,2 μm
dick, zum Beispiel, gebildet auf dem ersten, elastischen Film 51,
und einem dritten, elastischen Film 53, hergestellt aus
einem Metalloxid, usw., aus Zirkonoxid, usw., das eine Druckspannung
besitzt, 1 μm
dick, zum Beispiel, aufgebaut. In der Ausführungsform wird ein Teil des
dritten, elastischen Films 53 auf der oberen Schicht in
der Ebenenrichtung davon zu dem zweiten, elastischen Film 52A entfernt,
um einen von dem elastischen Film entfernten Teil 350B zu
bilden.
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In
dem Vergleichsbeispiel ist der zweite, elastische Film 52A aus
Platin gebildet, allerdings ist die Erfindung nicht hierauf beschränkt; der
zweite, elastische Film 52A kann aus einem Metall, das
eine Flexibilität
besitzt, wie beispielsweise Iridium, gebildet sein.
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Demzufolge
wird der zweite, elastische Film 52A aus einem Metallmaterial
aus Platin, Iridium, usw., unterschiedlich zu dem dritten, elastischen
Film 53, in der Ätzcharakteristik,
und nicht selektiv geätzt, gebildet,
wodurch der von dem elastischen Film entfernte Teil 350B einfach
gebildet werden kann. Der zweite, elastische Film 52A kann
aus einem Metalloxid hergestellt werden, das eine Zugspannung, wie beispielsweise
stabilisierendes oder teilweise stabilisierendes Zirkonoxid, besitzt.
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In
dem Vergleichsbeispiel wird der erste, elastische Film 51 aus
einem Siliziumdioxidfilm gebildet, kann allerdings aus einem mit
Bor dotierten Siliziumfilm, usw., gebildet sein.
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Gemäß dem Aufbau
des Vergleichsbeispiels kann ein ähnlicher Vorteil zu demjenigen
des vorstehend beschriebenen Vergleichsbeispiels auch erzielt werden.
In dem dritten Vergleichsbeispiel nachfolgend werden, unterhalb
des dritten, elastischen Films 53, der geätzt ist,
der erste und der zweite, elastische Film 51A und 51B,
gebildet aus unterschiedlichen Materialien, so angeordnet, dass
eine Auslenkung des Diaphragmas, verursacht durch den von dem elastischen
Film entfernten Teil 350B und in den Druckerzeugungskammern 12,
stärker
unterdrückt
werden kann.
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11 zeigt
eine Schnittansicht des Hauptteils eines Tintenstrahl-Aufzeichnungskopfs
gemäß einem
vierten Vergleichsbeispiel der Erfindung.
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Wie
in der Figur dargestellte ist, ist das vierte Vergleichsbeispiel ähnlich zu
dem ersten Vergleichsbeispiel, mit der Ausnahme, dass ein unterer
Elektrodenfilm 60 gleichförmig auf einem elastischen
Film 50 ohne Mustern für
jeden piezoelektrischen, aktiven Teil 320 gebildet ist.
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Ein
Bildungsverfahren des piezoelektrischen, aktiven Teils 320 in
dem vierten Vergleichsbeispiel ist nicht eingeschränkt; nachdem
ein von dem elastischen Film entfernter Teil 350 in einem
Teil des elastischen Films 50 gebildet ist, können ein
unterer Elektrodenfilm 60, ein piezoelektrischer Film 70 und ein
oberer Elektrodenfilm 80 gebildet und gemustert werden.
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Auch
kann in dem Aufbau ein ähnlicher
Vorteil zu demjenigen des vorstehend beschriebenen Vergleichsbeispiels
erreicht werden. Ähnlich
wird der untere Elektrodenfilm 60 gleichförmig in
dem vierten Vergleichsbeispiel gebildet, wobei die Spannung, die auf
den elastischen Film 50 in dem Bereich entsprechend zu
beiden Seiten des piezoelektrischen, aktiven Teils 320 in
der Breitenrichtung davon wirkt, unterdrückt wird, so dass eine Zerstörung des
elastischen Films 50 durch Ansteuern des piezoelektrischen,
aktiven Teils 320 verhindert werden kann.
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Da
ein Überätzen des
unteren Elektrodenfilms 60 nicht erforderlich ist, wird
die Filmdicke des sogenannten Armteils an beiden Seiten des piezoelektrischen,
aktiven Teils 320 in der Breitenrichtung davon nur durch
die Tiefe des von dem elastischen Film entfernten Teils 350 eingestellt
und die Filmdicke des Armteils kann präzise gebildet werden. Weiterhin tritt
keine Beschädigung
des piezoelektrischen Films 70, verursacht durch Überätzen des
unteren Elektrodenfilms 60, auf, und die Strahlcharakteristika
können
verbessert werden.
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In
dem Vergleichsbeispiel wird der piezoelektrische Film 70 separat
entsprechend zu jeder Druckerzeugungskammer 12 angeordnet,
um den piezoelektrischen, aktiven Teil 320 zu bilden, allerdings ist
die Erfindung nicht hierauf beschränkt. Zum Beispiel kann, wie
in 12a dargestellt ist, der piezoelektrische
Film 70 auf dem gesamten, den Strömungskanal bildenden Substrat
platziert werden und der obere Elektrodenfilm 80 kann separat
entsprechend zu jeder Druckerzeugungskammer 12 platziert werden.
In diesem Fall kann bis zu einem Teil des piezoelektrischen Films 70 in
der Dickenrichtung davon durch Muster des oberen Elektrodenfilms 80 entfernt
werden. Weiterhin kann, zum Beispiel, wie in 12b dargestellt
ist, ein Mustern aggressiv als ein Teil des piezoelektrischen Films
in der Dickenrichtung davon, anders als der Bereich entsprechend
zu der Druckerzeugungskammer 12, ausgeführt werden.
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In
dem vorstehend beschriebenen Vergleichsbeispiel wird der elastische
Film 50 in allen Bereichen, andere als der Bildungsbereich
des piezoelektrischen, aktiven Teils 320, gemustert, um
den von dem elastischen Film entfernten Teil 350 zu bilden,
allerdings ist die Erfindung nicht hierauf beschränkt. Zum
Beispiel kann, wie in den 13a und 13b dargestellt ist, er nur in dem Bereich
entlang des Rands der Druckerzeugungskammer 12 an beiden Seiten
des piezoelektrischen, aktiven Teils 320 in der Breitenrichtung
davon gebildet werden, oder, zum Beispiel, kann er, wie in 13c dargestellt ist, in dem Bereich entsprechend
zu beiden Seiten des piezoelektrischen, aktiven Teils 320 in
der Breitenrichtung davon und der Außenseite des Endes des piezoelektrischen,
aktiven Teils 320 in der Längenrichtung davon gebildet
werden. In diesem Fall wird, im Gegensatz zu dem Fall, bei dem der
untere Elektrodenfilm 60 entfernt ist, falls der elastische
Film 50 mit dem von dem elastischen Film entfernten Teil 350 ausgebildet
ist, der piezoelektrische Film 70 auf die umgebende Wand
der Druckerzeugungskammer 12 erweitert werden. In jedem
Fall kann der anfängliche Auslenkungsbetrag
des elastischen Films 50 verringert werden und eine Verschiebung
des Diaphragmas kann verbessert werden, wie in dem vorstehend beschriebenen
Vergleichsbeispiel.
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14 stellt
die Formen eines piezoelektrischen, aktiven Teils und einer Druckerzeugungskammer
eines Tintenstrahl-Aufzeichnungskopfs gemäß einem fünften Vergleichsbeispiel der
Erfindung dar.
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Das
fünfte
Vergleichsbeispiel ist dasselbe wie das erste Vergleichsbeispiel,
mit der Ausnahme, dass beide Enden eines piezoelektrischen, aktiven Teils 320 in
der Breitenrichtung davon jeweils zu dem Bereich gegenüberliegend
einem von dem elastischen Film entfernten Teil 350 erweitert
ist, und ein piezoelektrischer Film 70, der den piezoelektrischen, aktiven
Teil 320 bildet, ist in einer gleichförmigen Dicke gebildet.
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Gemäß dem Aufbau
wird ein ähnlicher
Vorteil zu demjenigen des vierten Vergleichsbeispiels erzielt. In
dem fünften
Vergleichsbeispiel ist der piezoelektrische, aktive Teil so gebildet,
dass beide Enden in der Breitenrichtung in dem Bereich gegenüberliegend
zu dem von dem elastischen Film entfernten Teil 350 positioniert
sind. Das bedeutet, dass der piezoelektrische, aktive Teil 320 so
platziert ist, um sandwichartig beide Seiten eines elastischen Films 50 in
der Breitenrichtung davon in dem relativ vorstehenden Bereich durch
den von dem elastischen Film entfernten Teil 350 aufzunehmen.
Deshalb kann eine Positionsverschiebung in der Breitenrichtung des
piezoelektrischen, aktiven Teils 320 verhindert werden.
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15 stellt
die Formen eines piezoelektrischen, aktiven Teils und einer Druckerzeugungskammer
eines Tintenstrahl-Aufzeichnungskopfs gemäß einem sechsten Vergleichsbeispiel
der Erfindung dar.
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Das
sechste Vergleichsbeispiel besitzt eine Grundstruktur ähnlich zu
derjenigen des vorstehend beschriebenen Vergleichsbeispiels mit
der Ausnahme, dass ein von dem elastischen Film entfernter Teil 350 nur
in einem elastischen Film 50 in dem Bereich entsprechend
zu beiden Seiten eines piezoelektrischen, aktiven Teils 320 in
der Breitenrichtung davon gebildet ist und der piezoelektrische,
aktive Teil 320 zu dem Bereich gegenüberliegend zu dem von dem elastischen
Film entfernten Teil 350 erweitert ist.
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Der
von dem elastischen Film entfernte Teil 350 ist demzufolge
in einer schmalen Breite angeordnet, wodurch, zu der Filmbildungszeit,
eine Oberfläche
eines piezoelektrischen Films 70 in dem Bereich gegenüberliegend
zu dem von dem elastischen Film entfernten Teil 350 nicht
entlang der Form des elastischen Films 50 gebildet wird
und ungefähr ähnlich einer
Ebene gebildet wird. Demzufolge verbleibt, wenn die piezoelektrischen,
aktiven Teile 320 gemustert werden, der piezoelektrische
Film 70 in dem Bereich gegenüberliegend zu dem von dem elastischen
Film entfernten Teil 350 dicker als andere Bereiche.
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Demzufolge
erzielt das Vergleichsbeispiel auch einen ähnlichen Vorteil zu demjenigen
des zweiten Vergleichsbeispiels. Zusätzlich kann ein elektrischer
Durchschlag des piezoelektrischen Films 70 an dem Ende
des piezoelektrischen, aktiven Teils 320 in der Breitenrichtung
davon verhindert werden und die Zuverlässigkeit kann verbessert werden.
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Ein
siebtes Vergleichsbeispiel der Erfindung ist dasselbe wie das erste
Vergleichsbeispiel mit der Ausnahme, dass ein unterer Elektrodenfilm 60 ein Film
ist, der eine Druckspannung anstelle eines elastischen Films 50 besitzt,
und mindestens ein Teil des unteren Elektrodenfilms 60 ist
entfernt, um einen unteren von dem Elektrodenfilm entfernten Teil 360 im Gegensatz
zu dem von dem elastischen Film entfernten Teil 350 auf
beiden Seiten eines piezoelektrischen, aktiven Teils 320 in
der Breitenrichtung davon zu bilden, und mit der Ausnahme, dass
der elastische Film 50 ein Siliziumdioxidfilm, geschaffen
durch Oxidieren einer Oberfläche
eines einen Strömungskanal bildenden
Substrats 10, hergestellt aus einem monokristallinen Siliziumsubstrat,
ist.
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Der
Zustand der Spannungen, die der piezoelektrische, aktive Teil 320 in
dem Vergleichsbeispiel aufnimmt, wird diskutiert. 16 zeigt
eine Darstellung, um schematisch den Zustand einer Spannung zu zeigen,
die jede Schicht aufnimmt, bevor und nachdem Druckerzeugungskammern 12 durch Ätzen gebildet
sind.
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Wie
in 16a dargestellt ist, nehmen ein
piezoelektrischer Film 70 und ein oberer Elektrodenfilm 80 Zugspannungen σ2 und σ1 von
dem den Strömungskanal
bildenden Substrat 10 auf, und, in der Ausführungsform,
nimmt der untere Elektrodenfilm 60 eine Druckspannung σ3 auf.
Demzufolge werden, wie in 16b dargestellt
ist, wenn die piezoelektrischen, aktiven Teile 320 gemustert
werden, Teile der Zugspannungen σ2 und σ1 des piezoelektrischen Films 70 und
des oberen Elektrodenfilms 80 freigesetzt und ein Teil
der Zugspannung σ3 des unteren Elektrodenfilms 60 wird
freigesetzt. Als nächstes werden,
wie in 16c dargestellt ist, wenn die
Druckerzeugungskammer 12 unterhalb des piezoelektrischen,
aktiven Teils 320 ge bildet ist, die Zugspannungen σ3 und σ1 des
piezoelektrischen Films 70 und des oberen Elektrodenfilms 80,
aufgenommen von dem den Strömungskanal
bildenden Substrat 10, freigesetzt und werden eine Kraft
in der Druckrichtung. Andererseits wird die Druckspannung σ3 des
unteren Elektrodenfilms 60, wo der untere von dem Elektrodenfilm
entfernte Teil 360 gebildet ist, freigesetzt, und wird
eine Kraft in der Zugrichtung. Deshalb wird, falls sich die Kraft
einer Freisetzung der Spannungen σ2 und σ1 des piezoelektrischen Films 70 und
des oberen Elektrodenfilms 80 mit der Kraft einer Freisetzung der
Druckspannung σ3 des unteren Elektrodenfilms 60 ausgleicht,
das Diaphragma mit nur einem kleinen Betrag ausgelenkt werden.
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Vorzugsweise
ist das Material des unteren Elektrodenfilms 60, der eine
Druckspannung besitzt, ein Material eines Films, der eine Druckspannung
besitzt, zum Beispiel Metall, leitendes Oxid, oder leitendes Nitrid.
Genauer gesagt können,
zum Beispiel, Platin, Iridium, Ruthenium, Osmium, Rhenium, Rhodium,
Palladium, Verbindungen davon, usw., als Metall benannt werden.
Zum Beispiel werden Rhuteniumoxid, Indiumoxidzinn, Cadmium-Indiumoxid,
Zinnoxid, Manganoxid, Rheniumoxid, Irdiumoxid, Strontiumrutheniumoxid,
Indiumoxid, Zinkoxid, Titanoxid, Zirkonoxid, Hafniumoxid, Molybdänoxid, Verbindungen
davon, usw., als leitfähige
Oxide angegeben. Niobnitrid, Zikronnitrid, Wolframnitrid, Hafniumnitrid, Molybdännitrid,
Tantalnitrid, Chromnitrid, Palladiumnitrid, Verbindungen davon,
usw., werden als leitfähige
Nitride angegeben.
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Der
untere Elektrodenfilm 60 kann durch das Sol-Gel-Verfahren,
das Sputterverfahren, usw., wie in der vorstehend beschriebenen
Ausführungsform,
gebildet werden. Weiterhin muss, wie vorstehend beschrieben ist,
allgemein der piezoelektrische Film 70, der durch das Sputterverfahren
oder das Sol-Gel-Verfahren gebildet ist, kalziniert und kristallisiert
werden, bei einer Temperatur von ungefähr 600°C–1000°C in einer Atmosphäre oder
in einer Sauerstoffatmosphäre
nach einer Filmbildung. Demzufolge entwickelt, falls Platinmetall,
Iridium, usw., als das Material des unteren Elektrodenfilm 60 verwendet
wird, der untere Elektrodenfilm 60 eine Zugspannung in
einer solchen Hochtemperatur-Sauerstoffatmosphäre. In einem solchen Fall kann
der untere Elektrodenfilm 60 so hergestellt werden, um
eine Druckspannung zu haben, unter Verwendung eines Verfahrens zum
Bilden eines Prekursorfilms aus PZT durch das Sol-Gel-Verfahren,
das Sputterverfahren, oder dergleichen, dann durch Kristallanwachsen
des piezoelektrischen Films 70 bei niedriger Temperatur durch
ein Hochdruckbehandlungsverfahren in einer Alkaliwasserlösung.
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Demzufolge
wird in dem Vergleichsbeispiel der untere Elektrodenfilm 60 aus
dem Material, das eine Druckkraft besitzt, gebildet, und ein Teil
des unteren Elektrodenfilms 60 wird überätzt, um die von dem unteren
Elektroden-Film entfernten Teile 360 zu bilden. Dann wird,
nachdem die piezoelektrischen, aktiven Teile 320 gemustert
sind und die Druckerzeugungskammern 12 gebildet sind, eine
Druckkraft in den von dem unteren Elektrodenfilm entfernten Teilen 360,
platziert an beiden Seiten in der Breitenrichtung jedes piezoelektrischen,
aktiven Teils 320, freigesetzt, wodurch der elastische
Film 50 eine Spannung in der Zugrichtung aufnimmt. Deshalb
werden die Spannungen des piezoelektrischen Films 70 und des
oberen Elektrodenfilms 80 in der Kompressionsrichtung versetzt
und der anfängliche
Auslenkungsbetrag eines Diaphragmas, verursacht durch Bilden der
Druckerzeugungskammern 12, kann verringert oder beseitigt
werden. Gleichzeitig kann eine Deformation des piezoelektrischen
Films 70 verhindert werden, so dass die piezoelektrische
Charakteristik des piezoelektrischen Films 70, bevor die
Druckerzeugungskammern 12 gebildet sind, beibehalten werden
kann. Das bedeutet, dass die Kopfverschiebungseffektivität verbessert
werden kann.
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Die
Größe der freigesetzten
Druckspannungen des unteren Elektrodenfilms 60 wird durch
die Tiefe des von dem unteren Elektrodenfilm entfernten Teils 360 bestimmt.
Deshalb wird vorzugsweise die Tiefe des von dem unteren Elektrodenfilm
entfernten Teils 360 unter Berücksichtigung der Spannungsbalance
des gesamten Films bestimmt; zum Beispiel wird, in der Ausführungsform,
die Tiefe auf 0,1 μm eingestellt.
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17 zeigt
eine Schnittansicht des Hauptteils eines Tintenstrahl-Aufzeichnungskopfs
gemäß einem
achten Vergleichsbeispiel der Erfindung.
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In
der achten Ausführungsform
wird, wie in 17 dargestellt ist, ein unterer
Elektrodenfilm 60 vollständig in der Dickenrichtung
davon entfernt, um einen unteren, von der Elektrode entfernten Teil 360A zu
bilden. Da der untere Elektrodenfilm 60 in dem Bereich
entsprechend zu dem unteren von der Elektrode entfernten Teil 360A vollständig entfernt
ist, wird ein Diaphragma in dem Bereich dünn und es besteht die Gefahr,
dass die Festigkeit verringert werden kann. Demzufolge wird ein
zweiter, elastischer Film 55, hergestellt aus Zirkonoxid,
usw., zum Beispiel, zwischen einem elastischen Film 50 und
dem unteren Elektrodenfilm 60 angeordnet, um die Festigkeit des
elastischen Films 50 beizubehalten. Das achte Vergleichsbeispiel
ist dasselbe wie das siebte Vergleichsbeispiel in den anderen Punkten.
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Entsprechend
dem Aufbau wird ein ähnlicher Vorteil
zu demjenigen des siebten Vergleichsbeispiels erreicht. In dem achten
Vergleichsbeispiel wird der zweite, elastische Film 55 so
angeordnet, dass die Festigkeit des elastischen Films 50 beibehalten wird
und eine Herabsetzung der Haltbarkeit verhindert wird.
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In
dem Vergleichsbeispiel wird der zweite, elastische Film 55 auf
dem elastischen Film 50 platziert, allerdings ist die Erfindung
nicht hierauf beschränkt.
Zum Beispiel kann der zweite, elastische Film, hergestellt aus Zirkonoxid,
direkt auf einem einen Strömungsweg
bildenden Substrat 10 ohne Platzieren des elastischen Films
angeordnet werden.
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Ein
neuntes Vergleichsbeispiel der Erfindung ist dasselbe wie das erste
Vergleichsbeispiel mit der Ausnahme, dass ein oberer Elektrodenfilm 80 ein Film
ist, der eine Druckspannung anstelle eines unteren Elektrodenfilms 60 besitzt,
und nur der obere Elektrodenfilm 80 und ein piezoelektrischer
Film 70 sind an beiden Seiten eines piezoelektrischen,
aktiven Teils 320 in der Breitenrichtung davon entfernt.
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Der
Zustand von Spannungen, die der piezoelektrische, aktive Teil 320 in
dem Vergleichsbeispiel aufnimmt, wird diskutiert. Die 18(a)–18(c) sind Darstellungen, um schematisch den Zustand
einer Spannung zu zeigen, die jede Schicht aufnimmt, bevor und nachdem
die Druckerzeugungskammern 12 durch Ätzen gebildet sind.
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Wie
in 18a dargestellt ist, nehmen in
einem Zustand, in dem die Schichten des piezoelektrischen Films 70 und
des oberen Elektrodenfilms 80 gebildet sind, der piezoelektrische
Film 70 und ein unterer Elektrodenfilm 60 Zugspannungen σ2 und σ3 von
einem einen Strömungskanal
bildenden Substrat 10 auf, und der obere Elektrodenfilm 80 und
ein elastischer Film 50 nehmen Druckspannungen σ1 und σ4 auf.
Wie in 18b dargestellt ist, werden,
falls die piezoelektrischen, aktiven Teile 320 gemustert
sind, Teile der Spannungen σ1 und σ2 des oberen Elektrodenfilms 80 und
des piezoelektrischen Films 70 freigesetzt. Als nächstes liegen,
wie in 18c dargestellt ist, falls
die Druckerzeugungskammer 12 unterhalb des piezoelektrischen,
aktiven Teils 320 gebildet ist, die Spannungen, die der
piezoelektrische Film 70 und der obere Elektrodenfilm 80 von
dem den Strömungskanal
bildenden Substrat 10 aufnehmen, entgegengesetzt in der
Richtung zueinander. Demzufolge tritt, falls die Kraft einer Freisetzung
der Zugspannung σ2 des piezoelektrischen Films 70 mit
der Kraft einer Freisetzung der Druckspannung σ1 des
oberen Elektrodenfilms 80 in Balance tritt, eine Ablenkung
eines Diaphragmas, aufgebaut aus dem unteren Elektrodenfilm 60 und
dem elastischen Film 50, nur gering auf.
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Vorzugsweise
ist das Material des oberen Elektrodenfilms 80, das eine
Druckspannung besitzt, ein Material, das eine Druckspannung und
eine hohe Leitfähigkeit,
zum Beispiel, besitzt, irgendein Metall von Platin, Palladium, Iridium,
Rhodium, Osmium, Rhutenium oder Rhenium.
-
Der
obere Elektrodenfilm 80 kann durch ein Sputterverfahren,
wie in dem vorstehend beschriebenen Vergleichsbeispiel, gebildet
sein. In dem neunten Vergleichsbeispiel ist der obere Elektrodenfilm 80 durch
das Sputterverfahren in einem vorbestimmten Gas, zum Beispiel bei
einem Gasdruck von 1 Pa oder geringer, gebildet, wodurch das Gas
in den oberen Elektrodenfilm 80 aufgenommen wird, so dass
dem oberen Elektrodenfilm 80 eine größere Druckspannung gegeben
werden kann.
-
Vorzugsweise
ist das Gas, das in den oberen Elektrodenfilm 80 aufgenommen
wird, ein inertes Gas, zum Beispiel Helium, Neon, Argon, Krypton,
Xenon oder Radon. Die Bedingungen des Gasdrucks, usw., beim Sputtern
können
geeignet entsprechend dem Sputtersystem, dem Material, usw., eingestellt werden.
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In
dem Vergleichsbeispiel wird eine Druckspannung auf den oberen Elektrodenfilm 80 mindestens
in dem Filmbildungszustand aufgebracht, so dass der obere Elektrodenfilm 80 eine
Spannung in der Zugrichtung (die Druckspannung wird freigesetzt) aufnimmt,
nachdem die piezoelektrischen, aktiven Teile 320 gemustert
sind und die Druckerzeugungskammern 12 gebildet sind. Die
Zugspannung und die Spannung des piezoelektrischen Films 70 in
der Druckrichtung sind versetzt und der anfängliche Auslenkungsbetrag des
Diaphragmas, verursacht durch Bilden der Druckerzeugungskammern 12,
kann verringert oder beseitigt werden. Wie vorstehend beschrieben
ist, wird nicht, da der anfängliche
Auslenkungsbetrag des Diaphragmas verringert wird, in einen plastischen
Deformationsbereich eingetreten, sogar nicht durch Ansteuern des
piezoelektrischen, aktiven Teils 320, und der Deformationsbetrag
kann wesentlich verbessert werden.
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In
dem Vergleichsbeispiel wird ein inertes Gas in den oberen Elektrodenfilm 80 aufgenommen, wodurch
eine größere Druckspannung
auf den oberen Elektrodenfilm 80 aufgebracht wird, allerdings
ist die Erfindung nicht hierauf beschränkt. Grundsätzlich besitzt der obere Elektrodenfilm 80 eine
Druckkraft, so dass ein inertes Gas nicht notwendigerweise in den
oberen Elektrodenfilm 80 hinein aufgenommen werden muss,
was nicht gesagt werden muss.
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Ein
zehntes Vergleichsbeispiel der Erfindung ist dasselbe wie das neunte
Vergleichsbeispiel mit der Ausnahme, dass einem oberen Elektrodenfilm 80 eine
Druckspannung durch Hinzufügen
eines Additivs aus einem Semi-Metall, einem Halbleiter, einem Isolator
oder ähnlichem
Bestandteil, unterschiedlich gegenüber dem Metall des oberen Elektrodenfilms 70,
gegeben wird.
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Zum
Beispiel kann, wie in 19a dargestellt
ist, irgendeines der Additive auf dem oberen Elektrodenfilm 80 durch
Ionenimplantierung von oberhalb des oberen Elektrodenfilms 80,
nachdem der obere Elektrodenfilm 80 gebildet ist, hinzugefügt werden.
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Zum
Beispiel können,
wie in 20a dargestellt ist, irgendwelche
Additive zu dem oberen Elektrodenfilm 80 durch Bilden einer
additiven Schicht 85, hinzugefügt zu dem oberen Elektrodenfilm 80 darauf, und
dann Erwärmen
in einem inerten Gas oder in Vakuum, wodurch eine Fest-Phasen-Diffusion
des Bestandteilelements der additiven Schicht 85 in den oberen
Elektrodenfilm 80 hinein erfolgt, hinzugefügt werden.
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Falls
ein Additiv so zu dem oberen Elektrodenfilm 80 durch das
Ionenimplantieren oder die Fest-Phasen-Diffusion hinzugefügt ist,
ist es zu einer oberen Schicht 81 des oberen Elektrodenfilms 80 hinzugefügt, wie
dies in 19b oder in 20b dargestellt
ist, so dass die obere Schicht 81 des oberen Elektrodenfilms 80 eine
besonders starke Druckspannung besitzt.
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Demzufolge
wird ein Additiv eines Metalls, usw., unterschiedlich zu dem Metall
des oberen Elektrodenfilms 80, zu dem oberen Elektrodenfilm 80 hinzugefügt, wodurch
der obere Elektrodenfilm 80 in dem Volumen erweitert wird
und demzufolge eine Druckspannung erhält. Deshalb kann, wie in der
ersten Ausführungsform,
der anfängliche
Auslenkungsbetrag eines Diaphragmas verringert werden, wodurch der
Deformationsbetrag des Diaphragmas durch Ansteuern eines piezoelektrischen,
ak tiven Teils 320 wesentlich verbessert werden kann. In
der Ausführungsform
ist die obere Schicht des oberen Elektrodenfilms 80 so
aufgebaut, um eine besonders starke Druckspannung zu haben, so dass
der anfängliche
Auslenkungsbetrag des Diaphragmas effektiv verringert werden kann.
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21 zeigt
eine Schnittansicht des Hauptteils eines Tintenstrahl-Aufzeichnungskopfs
gemäß einem
elften Vergleichsbeispiel der Erfindung.
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Wie
in der Figur dargestellt ist, ist das elfte Vergleichsbeispiel dasselbe
wie das neunte Vergleichsbeispiel, mit der Ausnahme, dass ein oberer Elektrodenfilm 80A aus
einem ersten Elektrodenfilm 82, der mit einem piezoelektrischen
Film 70 in Kontakt tritt, und einem zweiten Elektrodenfilm 83,
der auf dem ersten Elektrodenfilm 82 niedergeschlagen ist,
aufgebaut ist.
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Der
erste Elektrodenfilm 82, der einen Teil des oberen Elektrodenfilms 80A in
der elften Ausführungsform
bildet, ist aus irgendeinem Metall aus Platin, Palladium, Iridium,
Rhodium, Osmium, Ruthenium oder Rhenium gebildet, und besitzt eine
Druckspannung wie in der ersten Ausführungsform. Vorzugsweise besitzt
der zweite Elektrodenfilm 83 eine Druckspannung stärker als
der erste Elektrodenfilm 82 und ist, zum Beispiel, aus
einem leitenden Oxidfilm aus Rutheniumoxid, Indiumoxidzinn, Cadmium-Indiumoxid,
Zinnoxid, Manganoxid, Rheniumoxid, Indiumoxid, Strontiumrutheniumoxid,
Indiumoxid, Zinkoxid, Titanoxid, Zirkonoxid, Hafniumoxid, Molybdänoxid, usw.,
oder, zum Beispiel einem leitfähigen Nitridfilm
aus Titannitrid, Niobnitrid, Zirkonnitrid, Wolframnitrid, Hafniumnitrid,
Molybdännitrid,
Tantalnitrid, Chromnitrid, Palladiumnitrid, usw., hergestellt.
-
Ein
Bildungsverfahren des oberen Elektrodenfilms 80A in dem
Vergleichsbeispiel ist nicht eingeschränkt; in dem Vergleichsbeispiel
ist der obere Elektrodenfilm 80A entsprechend dem folgenden Verfahren
gebildet:
Nachdem ein unterer Elektrodenfilm 60 und
der piezoelektrische Film 70 auf einem einen Strömungskanal
bildenden Substrat 10 wie in dem Dünnfilmherstellverfahren der
ersten Ausführungsform
gebildet sind, wird zuerst der erste Elektrodenfilm 82,
der einen Teil des oberen Elektrodenfilms 80A bildet, gebildet,
als nächstes
wird der zweite Elektrodenfilm 83, der einen Hauptbestandteil
unterschiedlich zu demjenigen des ersten Elektrodenfilms 82 besitzt,
darauf gebildet. Vorzugsweise ist der zweite Elektrodenfilm 83 aus
einem leitenden Oxidfilm oder einem leitenden Nitridfilm hergestellt;
ein leitender Oxid- oder Nitridfilm kann direkt gebildet werden
oder kann durch Oxidation oder Nitrierung nach der Filmbildung gebildet
werden.
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Dann
werden der piezoelektrische, aktive Teil 320 und die Druckerzeugungskammer 12 wie
in dem vorstehend beschriebenen Herstellverfahren gebildet.
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Falls
der obere Elektrodenfilm 80A so gebildet ist, kann der
Deformationsbetrag eines Diaphragmas durch Ansteuern des piezoelektrischen,
aktiven Teils verbessert werden. Der obere Elektrodenfilm 80A ist
aus den zwei Schichten hergestellt, die jeweils eine Druckspannung
haben, und die obere Schicht des oberen Elektrodenfilms 80A ist
aus einem leitenden Oxidfilm, einem leitenden Nitridfilm, oder dergleichen,
gebildet, um dadurch eine höhere Druckspannung
als diejenige der unteren Schicht zu erzeugen, so dass der anfängliche
Auslenkungsbetrag des Diaphragmas effektiv wie in der zehnten Ausführungsform
unterdrückt
werden kann.
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In
dem elften Vergleichsbeispiel ist der obere Elektrodenfilm 80A aus
den zwei Schichten hergestellt, kann allerdings aus nur dem zweiten
Elektrodenfilm 83, hergestellt aus einem leitenden Oxidfilm oder
einem leitenden Nitridfilm, ohne Platzieren des ersten Elektrodenfilms 82,
zum Beispiel, gebildet werden. Auch kann in dem Aufbau ein ähnlicher
Vorteil zu demjenigen des vorstehend beschriebenen Vergleichsbeispiels
erreicht werden.
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Die 22(a)–22(c) zeigen Ansichten, um den Hauptteil eines
Tintenstrahl-Aufzeichnungskopfs
gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung darzustellen; 22a zeigt
eine Draufsicht, 22b zeigt eine Schnittansicht,
vorgenommen entlang einer Linie B-B' in 22a,
und 22c zeigt eine Schnittansicht,
vorgenommen entlang einer Linie C-C' in 22a.
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Wie
in 22 dargestellt ist, ist die Ausführungsform
dieselbe wie das siebte Vergleichsbeispiel, mit der Ausnahme, dass
ein von einem elastischen Film entfernter Teil 350A durch
Entfernen eines Teils eines elastischen Films 50 in der
Dickenrichtung davon in einer schmaleren Breite als ein piezoelektrischer,
aktiver Teil 320 über
die Längenrichtung
grob in der Mitte in der Breitenrichtung des Bereichs, gegenüberliegend
zu dem piezoelektrischen, aktiven Teil 320, auf der Bereichsseite
des elastischen Films 50, gegenüberliegend zu einer Druckerzeugungskammer 12,
und mit der Ausnahme, dass ein unterer Elektrodenfilm 60 an
beiden Seiten des pie zoelektrischen, aktiven Teils 320 in
der Breitenrichtung davon insgesamt entfernt ist, gebildet ist.
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Auch
wird in dem Aufbau ein Teil der Druckspannung des elastischen Films 50 durch
den von dem elastischen Film entfernten Teil 350A freigesetzt und
der anfängliche
Auslenkungsbetrag eines Diaphragmas kann verringert werden, wie
in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform. Weiterhin wird
eine Kraft in der Zugrichtung auf einen piezoelektrischen Film 70 zu
derselben Zeit aufgebracht, zu der ein anfänglicher Ablenkungsbetrag des
Diaphragmas verringert werden kann, wodurch die Spannung des piezoelektrischen
Films 70 gleich zu derjenigen bei der Filmbildungszeit
gemacht werden kann oder in der Zugrichtung verstärkt werden
kann, und die piezoelektrische Charakteristik kann wesentlich verbessert
werden.
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In
der Ausführungsform
ist der von dem elastischen Film entfernte Teil 350A grob
in der Mitte in der Breitenrichtung des elastischen Films 50 an
der Seite der Druckerzeugungskammer 12 platziert, allerdings
ist die Erfindung nicht hierauf beschränkt. Zum Beispiel kann, wie
in 23 dargestellt ist, der von dem elastischen Film
entfernte Teil 350A an beiden Seiten des elastischen Films 50 in
der Breitenrichtung davon auf der Seite der Druckerzeugungskammer 12 platziert
werden.
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Auch
wird in dem Aufbau ein Teil der Druckspannung des elastischen Films 50 durch
den von dem elastischen Film entfernten Teil 350A freigesetzt,
der anfängliche
Auslenkungsbetrag des Diaphragmas kann verringert werden und die
piezoelektrische Charakteristik kann wesentlich wie in dem vorstehend
beschriebenen Vergleichsbeispiel verbessert werden.
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In
einem zwölften
Vergleichsbeispiel der Erfindung wird ein leitender Film 65,
hergestellt aus einem Material, im Wesentlichen unterschiedlich
gegenüber
einem unteren Elektrodenfilm 60, weiterhin zwischen dem
unteren Elektrodenfilm 60 und einem piezoelektrischen Film 70 platziert,
und dieser ist ein Film, der eine Druckspannung besitzt, und der
leitende Film 65 an beiden Seiten eines piezoelektrischen, aktiven
Teils 320 in der Breitenrichtung davon wird entfernt, um
einen von dem leitfähigen
Film entfernten Teil 370 zu bilden. Ein elastischer Film 50 ist
ein Siliziumdioxidfilm, gebildet durch Oxidieren einer Oberfläche eines
einen Strömungskanal
bildenden Substrats 10, hergestellt aus einem monokristallinen Siliziumsubstrat.
Das zwölfte
Vergleichsbeispiel ist dasselbe wie das erste Vergleichsbeispiel
in anderen Punkten.
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Der
Zustand von Spannungen, die der piezoelektrische, aktive Teil 320 in
der Ausführungsform aufnimmt,
wird diskutiert. Die 24(a)–24(c) stellen schematisch den Zustand einer Spannung dar,
die jede Schicht aufnimmt, bevor und nachdem die Druckerzeugungskammern 12 durch Ätzen gebildet
sind.
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Wie
in 24a dargestellt ist, nehmen in
einem Zustand, in dem die Schichten des piezoelektrischen Films 70,
eines oberen Elektrodenfilms 80, usw., gebildet sind, der
obere Elektrodenfilm 80, der piezoelektrische Film 70 und
der untere Elektrodenfilm 60 Zugspannungen σ1, σ2 und σ3 von
dem den Strömungskanal
bildenden Substrat 10 auf, und in der Ausführungsform
nehmen der elastische Film 50 und der leitende Film 65 Druckspannungen σ4 und σ5 auf.
Wie in 24b dargestellt ist, werden,
falls die piezoelektrischen, aktiven Teile 320 gemustert
sind, Teile der Zugspannungen σ1 und σ2 des oberen Elektrodenfilms 80 und
des piezoelektrischen Films 70 freigesetzt, und ein Teil
der Druckspannung σ5 des leitfähigen Films 65 wird
freigesetzt. Als nächstes
liegen, wie in 24c dargestellt ist,
falls die Druckerzeugungskammer 12 unterhalb des piezoelektrischen,
aktiven Teils 320 gebildet ist, die Spannungen, die der
obere Elektrodenfilm 80 und der piezoelektrische Film 70 von
dem den Strömungskanal
bildenden Substrat 10 aufnehmen, entgegengesetzt in der
Richtung zu der Spannung, die der leitfähige Film 65 davon
aufnimmt. Demzufolge tritt, wenn eine Freisetzung der Zugspannungen σ1 und σ2 des
oberen Elektrodenfilms 80 und des piezoelektrischen Films 70 mit
der Kraft einer Freisetzung der Druckspannung σ5 des
leitfähigen
Films 65 ausgeglichen ist, eine Ablenkung eines Diaphragmas,
aus dem unteren Elektrodenfilm 60 und dem elastischen Film 50, höchstens
nur gering auf.
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Bevorzugt
ist der leitfähige
Film 65 ein Film, der eine Druckspannung aufnimmt und der
ein schlechtes Reaktionsvermögen
mit dem piezoelektrischen Film 70 besitzt (vorzugsweise
ein solcher Film, mit einer Leitung des PZT nicht diffundiert).
Unter Berücksichtigung
der Bedingungen ist vorzugsweise der leitfähige Film 65 ein Metalloxidfilm,
insbesondere ein Film, der im Wesentlichen aus entweder Iridiumoxid,
Rheniumoxid oder Rutheniumoxid besteht.
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Ein
Herstellverfahren des leitfähigen
Films 65 ist nicht beschränkt. Nachdem der untere Elektrodenfilm 60 gebildet
ist, kann der leitfähige
Film 65 durch das Sol-Gel-Verfahren,
zum Beispiel, wie in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform,
gebildet werden. Dann werden der piezoelektrische Film 70 und
der obere Elektrodenfilm 80 gebildet, die piezoelektrischen,
aktiven Teile 320 werden gemustert und der leitfähige Film 65 auf
beiden Seiten des piezoelektrischen, aktiven Teils 320 in
der Breitenrichtung davon wird gemustert, um den von dem leitfähigen Film
entfernten Teil 370 zu bilden, um dadurch den Aufbau des
Vergleichsbeispiels zu erhalten.
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Die
Messergebnisse der Diaphragma-Verschiebungsbeträge des Tintenstrahl-Aufzeichnungskopfs
der Ausführungsform
und des herkömmlichen Tintenstrahl-Aufzeichnungskopfs
sind wie folgt:
Die Parameter in den Schichten des Tintenstrahl-Aufzeichnungskopfs
der Ausführungsform
sind wie folgt: Der obere Elektrodenfilm 80 ist aus einem
Material aus Platin hergestellt und ist 100 nm dick. Der piezoelektrische
Film 70 besitzt eine piezoelektrische Verzerrungskonstante
von 150 pC/N und ist 1000 nm dick. Der obere Elektrodenfilm 80 und
der piezoelektrische Film 70 sind 40 μm breit. Der leitfähige Film 65 ist
aus einem Material aus Iridiumoxid hergestellt und ist 0,7 μm dick. Der
untere Elektrodenfilm 60 ist aus einem Material aus Platin
hergestellt und ist 0,2 μm dick.
Der elastische Film 50 ist 1,0 μm dick. Die Spannung, angelegt
an den piezoelektrischen Film 70, beträgt 25V. Der maximale Verschiebungsbetrag
des elastischen Films 50 war 195 nm unter diesen Bedingungen.
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Wenn
dieselbe Bedingung im Stand der Technik angewandt wird (wo der leitfähige Film 65 nicht
vorgesehen ist), und zwar unter denselben Bedingungen wie vorstehend,
war der maximale Verschiebungsbetrag 150 nm. Demzufolge kann der Aufbau
der Ausführungsform
eine Verschiebung 30% größer als
diejenige im Stand der Technik erzielen. Das bedeutet, dass der
anfängliche
Ablenkungsbetrag des Diaphragmas zuverlässig verringert wird.
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Wie
vorstehend beschrieben ist, kann, gemäß der Ausführungsform, wie in der vorstehend
beschriebenen Ausführungsform,
der anfängliche
Auslenkungsbetrag des Diaphragmas verringert werden, und weiterhin
verbessert sich die Haltbarkeit, wenn das Diaphragma des Tintenstrahl-Aufzeichnungskopfs
angesteuert wird. In der Ausführungsform
ist der leitfähige
Film 65 zwischen dem unteren Elektrodenfilm 60 und
dem piezoelektrischen Film 70 platziert. Demzufolge kann,
um den leitfähigen
Film 65 zu ätzen,
bis der untere Elektrodenfilm 60 freigelegt ist, und zwar
in dem Herstellvorgang des Tintenstrahl-Aufzeichnungskopfs, falls
ein Ätzgas
mit einem großen Ätzauswahlverhältnis zwischen
dem leitfähigen
Film 65 und dem Elektrodenfilm 60 geeignet ausgewählt wird,
ein Ätzen
unter einer guten Kontrolle gestoppt werden. Zum Beispiel wird,
um einen Plasmamotor zum Ätzen
zu verwenden, eine Ätzendpunktkontrolle
durchgeführt.
Deshalb wird der Herstellertrag der Tintenstrahl-Aufzeichnungsköpfe erhöht und Tintenstrahl-Aufzeichnungsköpfe, die
an eine Massenherstellung angepasst sind, können erhalten werden, so dass
die Herstellkosten verringert werden können.
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In
der Ausführungsform
ist der leitfähige
Film 65 aus einer Schicht gebildet, allerdings ist die
Erfindung nicht hierauf beschränkt;
zum Beispiel kann der leitfähige
Film 65 aus zwei Schichten gebildet sein. In diesem Fall
besitzt vorzugsweise jede der zwei Schichten eine Druckspannung,
allerdings ist die Erfindung nicht hierauf beschränkt; mindestens
die obere Schicht kann eine Druckspannung aufweisen.
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In
den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ist der Diaphragma-Zustand, nachdem die
Druckerzeugungskammer 12 gebildet ist, nicht dargestellt;
der Spannungszustand in jeder Schicht wird optimiert, wodurch ein
Diaphragma nach oben konvex deformiert werden kann, und die piezoelektrische
Charakteristik, usw., kann mehr verbessert werden.
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In
den Ausführungsformen,
bei denen irgendeine Schicht aus einem Druckfilm hergestellt ist und
dessen entfernter Teil vorgesehen ist, kann ein Teil des Arms des
elastischen Films 50 in der Dickenrichtung davon entfernt
werden. Entsprechend dem Aufbau wird der elastische Film 50 leicht
deformiert und wird dementsprechend leicht nach oben konvex. Zu
diesem Zeitpunkt kann der elastische Film 50 von einer
Druckspannung oder einer Zugspannung sein.
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Die 25(a)–25(c) stellen den Spannungszustand eines piezoelektrischen,
aktiven Teils 320 in einem dreizehnten Vergleichsbeispiel
der Erfindung dar, wobei ein oberer Elektrodenfilm 80 und ein
elastischer Film 50 Druckspannungen sind und der elastische
Film 50 in einem Arm mit einem von einem elastischen Film
entfernten Teil 350 gebildet ist.
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Wie
in 25(a) dargestellt ist, nehmen,
in einem Zustand, in dem die Schichten eines piezoelektrischen Films 70 und
der obere Elektrodenfilm 80 gebildet sind, der piezoelektrische
Film 70 und der untere Elektrodenfilm 60 Zugspannungen σ2 und σ3 von
einem einen Strömungskanal
bildenden Substrat 10 auf, und der obere Elektrodenfilm 80 und
der elastische Film 50 nehmen Druckspannungen σ1 und σ4 auf.
In der Ausführungsform
ist die Größe der Druckspannung σ1 des
oberen Elektrodenfilms 80 größer als die Größe der Zugspannung σ2 und σ3 des
piezoelektrischen Films 70, des unteren Elektrodenfilms 60.
Sie nimmt in der Druckrichtung wie die Spannung des gesamten Films
zu. Wie in 25b dargestellt ist, werden,
falls die piezoelektrischen, aktiven Teile 320 gemustert
sind, Teile der Spannungen σ1, σ2 und σ3 des oberen Elektrodenfilms 80,
des piezoelektrischen Films 70 und des unteren Elektrodenfilms 60 freigesetzt.
Zu derselben Zeit wird auch ein Teil der Spannung σ4 des
elastischen Films 50 freigesetzt, da ein Teil des elastischen
Films 50 an beiden Seiten des piezoelektrischen, aktiven
Teils 320 in der Breitenrichtung davon entfernt wird, um
den von dem elastischen Film befreiten Teil 350 in der
Ausführungsform
zu bilden. Als nächstes
liegen, wie in 25c dargestellt ist,
falls die Druckerzeugungskammer 12 unterhalb des piezoelektrischen,
aktiven Teils 320 gebildet ist, die Spannungen, die der
piezoelektrische Film 70 und der untere Elektrodenfilm 60 von
dem den Strömungskanal
bildenden Substrat 10 aufnehmen, in entgegengesetzter Richtung
zu den Spannungen, die der obere Elektrodenfilm 80 und der
elastische Film 60 davon aufnehmen, und die Kraft einer
Freisetzung eines Teils der Druckspannung σ1 des
oberen Elektrodenfilms 80 und eines Teils der Druckspannung σ4 des
elastischen Films 50 ist größer als die Kraft einer Freisetzung
der Zugspannungen σ2 und σ3 des piezoelektrischen Films 70 und
des unteren Elektrodenfilms 60, wodurch ein Diaphragma,
hergestellt aus dem elastischen Film 50, nach oben konvex
deformiert wird.
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In
dem Vergleichsbeispiel wird dem oberen Elektrodenfilm 80 so
eine Druckspannung einer vorbestimmten Größe oder mehr gegeben. Demzufolge nimmt,
falls die piezoelektrischen, aktiven Teile 320 gemustert
werden und die Druckerzeugungskammern 12 gebildet werden,
der obere Elektrodenfilm 80 eine Zugspannung (die Druckspannung
wird freigesetzt) auf und wird zu den Spannungen des piezo elektrischen
Films 70 versetzt, und der untere Elektrodenfilm 60 in
der Druckrichtung und das Diaphragma können nach oben konvex deformiert
werden. Insbesondere wird, in der Ausführungsform, der elastische
Film 50 an beiden Seiten des piezoelektrischen, aktiven
Teils 320 in der Breitenrichtung davon mit dem von dem
elastischen Film entfernten Teil 350, gebildet durch Entfernen
eines Teils in der Dickenrichtung, gebildet, so dass die Nachgiebigkeit des
Diaphragmas verbessert wird und das Diaphragma einfacher konvex
nach oben deformiert werden kann. Deshalb kann der Deformationsbetrag
des Diaphragmas durch Ansteuern des piezoelektrischen, aktiven Teils 320 merkbar
verbessert werden.
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In
dem Vergleichsbeispiel sind der elektrische Film 50 und
der obere Elektrodenfilm 80 Kompressionsfilme, die Druckspannungen
haben, allerdings ist die Erfindung nicht hierauf beschränkt. Zumindest
entweder der untere Elektrodenfilm 60, der obere Elektrodenfilm 80 oder
der leitfähige
Film 65, gebildet auf dem unteren Elektrodenfilm 60,
können ein
Kompressions- bzw. Druckfilm sein; natürlich können zwei oder alle davon Druckfilme
sein.
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Die
Ausführungsformen
der Erfindung sind beschrieben worden, allerdings sind die Grundanordnungen
der Tintenstrahl-Aufzeichnungsköpfe
nicht auf solche, die vorstehend beschrieben sind, beschränkt.
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Zum
Beispiel kann, zusätzlich
zu der Dichtplatte 20, die die gemeinsame Tintenkammer
bildende Platte 30 aus Glaskeramik hergestellt sein und weiterhin
kann der Dünnfilm 41 aus
Glaskeramik als ein separates Teil hergestellt sein; das Material,
die Struktur, usw., können
so, wie dies erwünscht
ist, geändert
werden.
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In
den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen sind die Düsenöffnungen
in der Endfläche
des den Strömungskanal
bildenden Substrats 10 gebildet, allerdings können die
Düsenöffnungen,
in der vertikalen Richtung zu einer Ebene vorstehend, hergestellt
werden.
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26 zeigt
eine perspektivische Explosionsansicht eines Vergleichsbeispiels,
das so aufgebaut ist, und 27 zeigt
eine Schnittansicht eines Strömungskanals
in dem Vergleichsbeispiel. In dem Vergleichsbeispiel sind Düsenöffnungen 11 aus
einem Düsensubstrat 120 hergestellt,
entgegengesetzt zu einem piezoelektrischen Element und Düsenverbindungsöffnungen 22,
um den Düsenöffnungen 11 und
den Druckerzeugungskammern 12 zu ermöglichen, miteinander in Verbindung zu
treten, wobei sie so angeordnet sind, um eine Dichtungsplatte 20,
eine gemeinsame, eine Tintenkammer bildende Platte 30, eine
dünne Platte 41A und
eine Tintenkammer-Seitenplatte 40A zu durchdringen.
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Zusätzlich sind
die dünne
Platte 41A und die Tintenkammer-Seitenplatte 40A als
separate Teile hergestellt und die Tintenkammer-Seitenplatte 40A ist
mit einer Öffnung 40b ausgebildet.
Das Vergleichsbeispiel ist grundsätzlich ähnlich zu dem vorstehend beschriebenen
Vergleichsbeispiel in anderen Punkten. Teile, identisch zu solchen,
die zuvor unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben sind, sind
mit denselben Bezugszeichen in 26 und 27 bezeichnet,
und werden nicht erneut diskutiert werden.
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Natürlich kann
die Ausführungsform
auch bei dem Tintenstrahl- Aufzeichnungskopf
des Typs angeordnet werden, bei dem eine gemeinsame Tintenkammer
in einem einen Strömungskanal
bildenden Substrat gebildet ist.
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In
den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen können die
Dünnfilm-Tintenstrahl-Aufzeichnungsköpfe durch
Anwenden eines Filmbildungs- und Lithogra fieverfahrens, die als
Beispiele herangezogen werden, hergestellt werden; allerdings ist
die Erfindung natürlich
nicht hierauf beschränkt. Die
Erfindung kann bei Tintenstrahl-Aufzeichnungsköpfen von verschiedenen Strukturen
angewandt werden, wie beispielsweise eine Struktur, bei der Substrate
so niedergeschlagen sind, um Druckerzeugungskammern zu bilden, und
einer Struktur, bei der eine grüne
Platte herangezogen wird, oder ein Siebdrucken, usw., ausgeführt wird,
um einen piezoelektrischen Film zu bilden.
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In
der Beschreibung ist die isolierende Schicht zwischen dem piezoelektrischen
Element und der Leitungselektrode platziert, allerdings ist die Erfindung
nicht hierauf beschränkt.
Zum Beispiel wird, ohne Vorsehen der isolierenden Schicht, ein isotroper,
leitender Film thermisch auf jede obere Elektrode aufgebracht und
wird mit einer Leitungselektrode verbunden, oder verschiedene Verbindungstechniken,
wie beispielsweise Drahtbonden, könnten für eine Verbindung verwendet
werden.
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Demzufolge
kann die Erfindung bei Tintenstrahl-Aufzeichnungsköpfen verschiedener
Strukturen angewandt werden.
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Jeder
der Tintenstrahl-Aufzeichnungsköpfe der
Ausführungsformen
bildet ei nen Teil einer Aufzeichnungs-Kopfeinheit, die einen Tintenströmungskanal
aufweist, der mit einer Tintenkassette, usw., in Verbindung steht,
und ist in einer Tintenstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung
installiert. 28 zeigt ein schematisches Diagramm,
um ein Beispiel der Tintenstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung darzustellen.
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Wie
hier dargestellt ist, sind Kassetten 2A und 2B,
die die Tintenzuführeinrichtung
bilden, abnehmbar in den Aufzeichnungs-Kopfeinheiten 1A und 1B,
jede mit einem Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf, angeordnet, und ein
Schlitten 3, auf dem die Aufzeichnungs-Kopfeinheiten 1A und 1B montiert sind,
ist axial bewegbar auf einer Schlittenwelle 5, befestigt
an einem Hauptgehäuse 4 der
Aufzeichnungsvorrichtung, angeordnet. Die Aufzeichnungs-Kopfeinheiten 1A und 1B stoßen ein
Komposit aus schwarzer Tinte und ein Komposit aus farbiger Tinte jeweils,
zum Beispiel, aus.
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Eine
Antriebskraft eines Antriebsmotors 6 wird auf den Schlitten 3 über eine
Mehrzahl von Zahnrädern
und einen Zeitsteuerriemen (nicht dargestellt) übertragen, wodurch der Schlitten 3,
auf dem die Aufzeichnungs-Kopfeinheiten 1A und 1B montiert sind,
entlang der Schlittenwelle 5 bewegt wird. Andererseits
ist das Hauptgehäuse 4 der
Aufzeichnungsvorrichtung mit einer Auflageplatte 8 entlang
der Schlittenwelle 5 versehen, und ein Aufzeichnungsblatt
S eines Aufzeichnungsmediums, wie beispielsweise Papier, zugeführt durch
eine Papierzuführrolle, usw.
(nicht dargestellt), ist um die Platte 8 herum gewickelt
und wird transportiert.
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Wie
vorstehend beschrieben ist, wird, gemäß der Erfindung, der Film,
der eine Druckspannung besitzt, auf der Seite des elastischen Films
des den Strömungskanal
bildenden Substrats gebildet, und mindestens ein Teil des Bereichs
des Films entsprechend zu dem Arm des Diaphragmas wird entfernt.
Demzufolge wird ein Teil der Druckspannung freigesetzt, und, falls
die Druckerzeugungskammern gemustert sind, kann eine Ablenkung des
Diaphragmas verringert werden. Falls nur eine kleine Ablenkung des
Diaphragmas auftritt, kann die piezoelektrische Charakteristik des
piezoelektrischen Films, bevor die Druckerzeugungskammern gebildet
sind, beibehalten werden und kann wesentlich verbessert werden,
und die Verschiebungseffektivität
des Kopfs kann erhöht
werden.