JP2000037877A - インクジェットプリンタのヘッドにおけるアクチュエ―タの製造方法 - Google Patents
インクジェットプリンタのヘッドにおけるアクチュエ―タの製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】チャンバー板と一体に成形される振動板に耐酸
化膜が形成されることで酸化物圧電体の焼結による蒸着
時にも振動板の性質や形状が変わらないようにする。 【解決手段】チャンバー板と振動板にアルミニウムやク
ロムのような耐酸化性金属が接合されるようにしたり、
チャンバー板と振動板との材質を耐酸化性金属が予め含
まれている材質にて構成し、酸化雰囲気での高温の熱処
理工程時に、チャンバー板と振動板との表面に一定の厚
さの耐酸化膜が形成されるようにし、こうした振動板に
圧電体が焼結蒸着されて、上部電極が積層されるように
する。
化膜が形成されることで酸化物圧電体の焼結による蒸着
時にも振動板の性質や形状が変わらないようにする。 【解決手段】チャンバー板と振動板にアルミニウムやク
ロムのような耐酸化性金属が接合されるようにしたり、
チャンバー板と振動板との材質を耐酸化性金属が予め含
まれている材質にて構成し、酸化雰囲気での高温の熱処
理工程時に、チャンバー板と振動板との表面に一定の厚
さの耐酸化膜が形成されるようにし、こうした振動板に
圧電体が焼結蒸着されて、上部電極が積層されるように
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、プリンタヘッドに
おけるアクチュエータの製造方法に関するもので、より
詳しくは、チャンバー板と一体に成形される振動板に耐
酸化膜が形成されるようにすることで酸化物圧電体の焼
結による蒸着時にも振動板の性質や形状が変わらないよ
うにするインクジェットプリンタのヘッドにおけるアク
チュエータの製造方法に関するものである。
おけるアクチュエータの製造方法に関するもので、より
詳しくは、チャンバー板と一体に成形される振動板に耐
酸化膜が形成されるようにすることで酸化物圧電体の焼
結による蒸着時にも振動板の性質や形状が変わらないよ
うにするインクジェットプリンタのヘッドにおけるアク
チュエータの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般的にインクジェットプリンタヘッド
は、酸化物圧電体のようなアクチュエータを利用してイ
ンクを液滴の状態に噴射させる部分である。そのなかで
も、アクチュエータは電気的な力によって圧電体が変形
される作用に連動して、振動板のしなり作用を触発させ
ることで、液室内部のインクを外部に吐出させる。
は、酸化物圧電体のようなアクチュエータを利用してイ
ンクを液滴の状態に噴射させる部分である。そのなかで
も、アクチュエータは電気的な力によって圧電体が変形
される作用に連動して、振動板のしなり作用を触発させ
ることで、液室内部のインクを外部に吐出させる。
【０００３】現在、プリンタヘッドのアクチュエータで
圧電体として最も多く使用されているのが酸化物圧電体
である。
圧電体として最も多く使用されているのが酸化物圧電体
である。
【０００４】酸化物圧電体は、外部から供給される電源
によって長さ方向に伸縮作用をしながら、その底部に形
成される振動板をしなり運動させ、液室内部のインクを
吐出させて印刷できるようにする。
によって長さ方向に伸縮作用をしながら、その底部に形
成される振動板をしなり運動させ、液室内部のインクを
吐出させて印刷できるようにする。
【０００５】図１１は、現在、主に使用されているイン
クジェットプリンタでの一般的なヘッドの構造を示して
いる。
クジェットプリンタでの一般的なヘッドの構造を示して
いる。
【０００６】上記図面に示すとおり、ヘッドには互いに
異なる大きさと形状のノズル１１０、リザバ２１０、流
路３１０、リストリクタ４１０及び液室５１０を有する
とともに、同一の直径の流路２２０，３２０，４２０を
それぞれ有するノズル板１００、リザバ板２００、流路
板３００、リストリクタ板４００、チャンバー板５００
及び振動板６００からなり、該振動板６００には下部電
極７００、酸化物圧電体８００及び上部電極９００が積
層されるようにしている。
異なる大きさと形状のノズル１１０、リザバ２１０、流
路３１０、リストリクタ４１０及び液室５１０を有する
とともに、同一の直径の流路２２０，３２０，４２０を
それぞれ有するノズル板１００、リザバ板２００、流路
板３００、リストリクタ板４００、チャンバー板５００
及び振動板６００からなり、該振動板６００には下部電
極７００、酸化物圧電体８００及び上部電極９００が積
層されるようにしている。
【０００７】こうした構造の振動板６００は、通常、ジ
ルコニア（ＺｒＯ2）のようなセラミックからなり、グ
リーンシートの状態で高温、即ち、約１５００℃で焼結
させて成形する。
ルコニア（ＺｒＯ2）のようなセラミックからなり、グ
リーンシートの状態で高温、即ち、約１５００℃で焼結
させて成形する。
【０００８】そして、こうして成形された振動板６００
の上部には下部電極７００及び酸化物圧電体８００を順
次、積層させ、特に圧電体８００は通常、スクリーン印
刷の方法で積層させ、これを約１１００℃の高温で焼結
させる。
の上部には下部電極７００及び酸化物圧電体８００を順
次、積層させ、特に圧電体８００は通常、スクリーン印
刷の方法で積層させ、これを約１１００℃の高温で焼結
させる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかし、振動板６００
を構成するセラミックは、完全に焼結された後では加工
性に劣り、微細な構造物を形成できず、特に、高温焼結
によってセラミック物性を有するようにする工程では変
形が引き起こされもする。
を構成するセラミックは、完全に焼結された後では加工
性に劣り、微細な構造物を形成できず、特に、高温焼結
によってセラミック物性を有するようにする工程では変
形が引き起こされもする。
【００１０】従って、セラミックを使用しては精密な構
造体を作るのがたいへん困難であり、こうしたセラミッ
クを振動板６００の主成分に使用すると、機械的性質に
よくなく、脆性破壊の危険性がたいへん高い。
造体を作るのがたいへん困難であり、こうしたセラミッ
クを振動板６００の主成分に使用すると、機械的性質に
よくなく、脆性破壊の危険性がたいへん高い。
【００１１】そして、振動板６００の上部に積層される
圧電体８００を、たとえ振動板６００の焼結温度よりは
低い温度で焼結させたとしても、圧電体８００の焼結温
度も約１１００℃とたいへん高い温度であるため、圧電
体８００の焼結時に、すでに焼結された状態にある振動
板６００の物性がやや変わるとともに、振動板６００の
形状が変形する、といったたいへん深刻な問題が生じ得
る。
圧電体８００を、たとえ振動板６００の焼結温度よりは
低い温度で焼結させたとしても、圧電体８００の焼結温
度も約１１００℃とたいへん高い温度であるため、圧電
体８００の焼結時に、すでに焼結された状態にある振動
板６００の物性がやや変わるとともに、振動板６００の
形状が変形する、といったたいへん深刻な問題が生じ得
る。
【００１２】本発明は、振動板を金属の薄板で形成し、
振動板の表面に耐酸化層を付与して熱処理工程でも振動
板の物性及び形状がそのまま維持されることで、性能に
対する信頼性が向上されるようにすることをその目的と
する。
振動板の表面に耐酸化層を付与して熱処理工程でも振動
板の物性及び形状がそのまま維持されることで、性能に
対する信頼性が向上されるようにすることをその目的と
する。
【００１３】また、本発明は、インクとの接触に伴う腐
食を防止することで、耐久性を向上させることも目的と
する。
食を防止することで、耐久性を向上させることも目的と
する。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、チャンバー板と振動板とを一体に備え、
これらの表面に一定の厚さの耐酸化膜が形成され、かか
る耐酸化膜が形成された振動板の上部に圧電体と上部電
極とが積層されるようになるとともに、万一、チャンバ
ー板に液室が形成されていなければ、チャンバー板へエ
ッチング工程によって液室が形成されるようにすること
を特徴とする。
に、本発明は、チャンバー板と振動板とを一体に備え、
これらの表面に一定の厚さの耐酸化膜が形成され、かか
る耐酸化膜が形成された振動板の上部に圧電体と上部電
極とが積層されるようになるとともに、万一、チャンバ
ー板に液室が形成されていなければ、チャンバー板へエ
ッチング工程によって液室が形成されるようにすること
を特徴とする。
【００１５】こうした耐酸化膜の形成は、チャンバー板
と振動板との材質及び酸化させる方法によって異なるた
め、それに起因してプリンタヘッドの製造工程も差が生
じる。
と振動板との材質及び酸化させる方法によって異なるた
め、それに起因してプリンタヘッドの製造工程も差が生
じる。
【００１６】こうしてチャンバー板と振動板とに耐酸化
膜を形成させるようになると、特に積層時に高温の焼結
が必ず必要となる圧電体を振動板に直接積層させること
ができるとともに、圧電体の焼結時にも常に振動板が本
来の物性をそのまま維持することができるようにして、
より便利で安全なヘッドの製造と製品に対する信頼性を
一層向上させることができるようになる。
膜を形成させるようになると、特に積層時に高温の焼結
が必ず必要となる圧電体を振動板に直接積層させること
ができるとともに、圧電体の焼結時にも常に振動板が本
来の物性をそのまま維持することができるようにして、
より便利で安全なヘッドの製造と製品に対する信頼性を
一層向上させることができるようになる。
【００１７】また、チャンバー板と振動板とには、耐酸
化性を有する金属膜を被覆し、振動板に酸化物圧電体を
積層させて焼結するとともに、このときの焼結温度によ
って金属膜が酸化雰囲気で熱処理されて耐酸化膜が形成
されるようにすることもある。
化性を有する金属膜を被覆し、振動板に酸化物圧電体を
積層させて焼結するとともに、このときの焼結温度によ
って金属膜が酸化雰囲気で熱処理されて耐酸化膜が形成
されるようにすることもある。
【００１８】
【発明の実施の形態】本発明は、液室壁をなすチャンバ
ー板と振動板とを一体に形成しつつ、少なくともチャン
バー板と振動板との表面には、耐酸化性を有する金属膜
が塗布されるようにする。こうしたチャンバー板と振動
板との表面を酸化雰囲気で高温に熱処理させることで、
チャンバー板と振動板との表面に耐酸化膜が形成される
ようにする点に特徴がある。
ー板と振動板とを一体に形成しつつ、少なくともチャン
バー板と振動板との表面には、耐酸化性を有する金属膜
が塗布されるようにする。こうしたチャンバー板と振動
板との表面を酸化雰囲気で高温に熱処理させることで、
チャンバー板と振動板との表面に耐酸化膜が形成される
ようにする点に特徴がある。
【００１９】即ち、チャンバー板と振動板との表面に耐
酸化性を有する金属が所定の厚さにコーティングされた
り、蒸着されるようにした後、これを高温で酸化させて
耐酸化膜が形成されるようにしたり、チャンバー板と振
動板とをはじめから耐酸化性を有する金属が含まれてい
る材質で構成し、これを高温で酸化させる方法によって
チャンバー板と振動板との表面に耐酸化膜が形成される
ようにする。
酸化性を有する金属が所定の厚さにコーティングされた
り、蒸着されるようにした後、これを高温で酸化させて
耐酸化膜が形成されるようにしたり、チャンバー板と振
動板とをはじめから耐酸化性を有する金属が含まれてい
る材質で構成し、これを高温で酸化させる方法によって
チャンバー板と振動板との表面に耐酸化膜が形成される
ようにする。
【００２０】こうして耐酸化膜を形成させる方法以外に
も、耐酸化膜が形成される振動板とチャンバー板とから
なる構造によってもヘッドを製造する方法は、より多様
に具現させることができる。
も、耐酸化膜が形成される振動板とチャンバー板とから
なる構造によってもヘッドを製造する方法は、より多様
に具現させることができる。
【００２１】このような本発明の好適な実施形態を、添
付する図面を参照して詳細に説明する。
付する図面を参照して詳細に説明する。
【００２２】（実施形態１）図１は、本発明に従う実施
形態１を示したもので、本実施形態では、まず液室１１
が形成されたチャンバー板１０と一体に振動板２０を成
形する工程から始まる。
形態１を示したもので、本実施形態では、まず液室１１
が形成されたチャンバー板１０と一体に振動板２０を成
形する工程から始まる。
【００２３】チャンバー板１０と振動板２０とは一体を
なし、チャンバー板側には液室１１を形成した構造に備
えられたり、これとは異なりチャンバー板１０と振動板
２０とをそれぞれ成形しつつチャンバー板１０には液室
１１が形成され、これらを結合させた構造として備える
ようにすることもできる。
なし、チャンバー板側には液室１１を形成した構造に備
えられたり、これとは異なりチャンバー板１０と振動板
２０とをそれぞれ成形しつつチャンバー板１０には液室
１１が形成され、これらを結合させた構造として備える
ようにすることもできる。
【００２４】結合させたチャンバー板１０と振動板２０
とは、別途に備えられた加熱炉３０の内部でチャンバー
板１０と振動板２０とに被覆させようとする金属粉末４
０とともに容器に納められ挿入されようにする。
とは、別途に備えられた加熱炉３０の内部でチャンバー
板１０と振動板２０とに被覆させようとする金属粉末４
０とともに容器に納められ挿入されようにする。
【００２５】このとき、金属粉末４０として主に使用さ
れる物質は、耐酸化性を有するアルミニウムやクロムで
あり、こうしたアルミニウムやクロムにニッケル又はコ
バルトを添加して使用することも可能である。
れる物質は、耐酸化性を有するアルミニウムやクロムで
あり、こうしたアルミニウムやクロムにニッケル又はコ
バルトを添加して使用することも可能である。
【００２６】また、炉３０には、被覆作用を活性化させ
る活性剤、粉末の流れ防止及び焼結を防止する焼結防止
剤等も粉末状態で所定の比率に混合して挿入させる。
る活性剤、粉末の流れ防止及び焼結を防止する焼結防止
剤等も粉末状態で所定の比率に混合して挿入させる。
【００２７】このとき、挿入される活性剤としては、塩
化ナトリウム又は塩化窒素のようなハロゲン化合物を使
用する。焼結防止剤としては、酸化アルミナ又はジルコ
ニアなどを使用する。
化ナトリウム又は塩化窒素のようなハロゲン化合物を使
用する。焼結防止剤としては、酸化アルミナ又はジルコ
ニアなどを使用する。
【００２８】こうした状態で、炉３０を所定の雰囲気条
件、即ち水素などの還元ガスを挿入した還元雰囲気、ア
ルゴンやヘリウム、窒素等の不活性ガスを挿入した不活
性雰囲気、又は１０-5Ｔｏｒｒ〜５０Ｔｏｒｒである真
空の条件や上記のような条件を同時に備えた条件で高温
に加熱する。尚、この場合、炉３０の加熱温度は、約５
００℃以上が最もよい。
件、即ち水素などの還元ガスを挿入した還元雰囲気、ア
ルゴンやヘリウム、窒素等の不活性ガスを挿入した不活
性雰囲気、又は１０-5Ｔｏｒｒ〜５０Ｔｏｒｒである真
空の条件や上記のような条件を同時に備えた条件で高温
に加熱する。尚、この場合、炉３０の加熱温度は、約５
００℃以上が最もよい。
【００２９】炉３０の加熱によって金属粉末４０は、溶
融状態になり、同時に容器にともに納めたチャンバー板
１０と振動板２０との表面に溶融物が被覆されて耐酸化
性金属膜８０を形成する。
融状態になり、同時に容器にともに納めたチャンバー板
１０と振動板２０との表面に溶融物が被覆されて耐酸化
性金属膜８０を形成する。
【００３０】耐酸化性金属膜８０を形成したチャンバー
板１０と振動板２０とは、再び６００℃〜１５００℃の
酸化雰囲気で熱処理される。このとき、チャンバー板１
０と振動板２０との表面に形成されていた金属膜８０が
酸化されるとともに、チャンバー板１０と振動板２０と
の表面には耐酸化膜５０が形成される。
板１０と振動板２０とは、再び６００℃〜１５００℃の
酸化雰囲気で熱処理される。このとき、チャンバー板１
０と振動板２０との表面に形成されていた金属膜８０が
酸化されるとともに、チャンバー板１０と振動板２０と
の表面には耐酸化膜５０が形成される。
【００３１】こうした耐酸化膜５０は、粒子間の密度が
たいへん緻密で、金属内部の酸化を防ぐ作用をするよう
になる。
たいへん緻密で、金属内部の酸化を防ぐ作用をするよう
になる。
【００３２】このとき、形成される耐酸化膜５０の厚さ
は、約０．０３〜５μｍが適当であり、万一、耐酸化膜
５０がそれ以上過度に厚いと、振動板２０の振動性能を
たいへん弱化させる悪影響を与えることとなる。
は、約０．０３〜５μｍが適当であり、万一、耐酸化膜
５０がそれ以上過度に厚いと、振動板２０の振動性能を
たいへん弱化させる悪影響を与えることとなる。
【００３３】表面に耐酸化膜５０が形成された振動板２
０の上部面には、酸化物圧電体６０をスクリーン印刷等
によって蒸着した後、約９００℃〜１１００℃の高温で
焼結させ、再び酸化物圧電体６０の上部には上部電極７
０を積層させてインクジェットプリンタのヘッドを形成
させる。
０の上部面には、酸化物圧電体６０をスクリーン印刷等
によって蒸着した後、約９００℃〜１１００℃の高温で
焼結させ、再び酸化物圧電体６０の上部には上部電極７
０を積層させてインクジェットプリンタのヘッドを形成
させる。
【００３４】こうしてプリンタのヘッドを製造する過程
で、チャンバー板１０と振動板２０とに予め耐酸化膜５
０を形成させるようになると、酸化物圧電体６０を高温
で焼結する場合に耐酸化膜５０によって振動板２０を保
護するようになるため、振動板２０の物性が変わらず、
変形なども防止できる。
で、チャンバー板１０と振動板２０とに予め耐酸化膜５
０を形成させるようになると、酸化物圧電体６０を高温
で焼結する場合に耐酸化膜５０によって振動板２０を保
護するようになるため、振動板２０の物性が変わらず、
変形なども防止できる。
【００３５】（実施形態２）図２は、本発明に従う実施
形態２を示すものであり、振動板２０と一体に結合され
るチャンバー板１０には、実施形態１のように液室１１
がすでに形成されているようにする。
形態２を示すものであり、振動板２０と一体に結合され
るチャンバー板１０には、実施形態１のように液室１１
がすでに形成されているようにする。
【００３６】このようにチャンバー板１０と一体に結合
された振動板２０にスパッタリング又はエバポレーショ
ンのような真空蒸着方法で耐酸化性金属膜８０が蒸着さ
れるようにするのが本実施形態の特徴的構成である。
された振動板２０にスパッタリング又はエバポレーショ
ンのような真空蒸着方法で耐酸化性金属膜８０が蒸着さ
れるようにするのが本実施形態の特徴的構成である。
【００３７】このとき、蒸着される耐酸化性金属膜８０
は、事前にすでに酸化された状態の金属を真空蒸着によ
って蒸着させるようにすることもあり、これとは異な
り、耐酸化性金属膜８０自体に耐酸化金属が含まれてい
るものを使用することもある。耐酸化性金属膜８０が蒸
着されたチャンバー板１０と振動板２０とを約６００℃
〜１５００℃の酸化雰囲気で熱処理するようになると、
耐酸化性金属膜８０がすでに酸化されていた状態であっ
ても酸化がさらに促進され、結局、チャンバー板１０と
振動板２０との表面にはたいへん緻密な密度を有する耐
酸化膜５０が形成されるようになる。このとき形成され
る耐酸化膜５０の厚さは、実施形態１のような約０．０
３〜５μｍが最も好ましい。
は、事前にすでに酸化された状態の金属を真空蒸着によ
って蒸着させるようにすることもあり、これとは異な
り、耐酸化性金属膜８０自体に耐酸化金属が含まれてい
るものを使用することもある。耐酸化性金属膜８０が蒸
着されたチャンバー板１０と振動板２０とを約６００℃
〜１５００℃の酸化雰囲気で熱処理するようになると、
耐酸化性金属膜８０がすでに酸化されていた状態であっ
ても酸化がさらに促進され、結局、チャンバー板１０と
振動板２０との表面にはたいへん緻密な密度を有する耐
酸化膜５０が形成されるようになる。このとき形成され
る耐酸化膜５０の厚さは、実施形態１のような約０．０
３〜５μｍが最も好ましい。
【００３８】このように耐酸化膜５０が形成された振動
板２０の上部面に酸化物圧電体６０を蒸着させながら、
これを約９００℃〜１１００℃の温度で焼結させる。そ
して、再び酸化物圧電体６０の上部に上部電極７０を蒸
着させるようになると、必要とするインクジェットプリ
ンタのヘッドが形成される。
板２０の上部面に酸化物圧電体６０を蒸着させながら、
これを約９００℃〜１１００℃の温度で焼結させる。そ
して、再び酸化物圧電体６０の上部に上部電極７０を蒸
着させるようになると、必要とするインクジェットプリ
ンタのヘッドが形成される。
【００３９】このように耐酸化性金属膜８０の蒸着によ
る耐酸化膜５０のチャンバー板１０及び振動板２０への
形成は、たとえ耐酸化性金属膜８０を簡単に蒸着させる
単純な工程によって実施形態１のような別途の炉３０を
利用しないという長所はあるものの、耐酸化膜５０の形
成効率はそれよりは低減される短所がある。
る耐酸化膜５０のチャンバー板１０及び振動板２０への
形成は、たとえ耐酸化性金属膜８０を簡単に蒸着させる
単純な工程によって実施形態１のような別途の炉３０を
利用しないという長所はあるものの、耐酸化膜５０の形
成効率はそれよりは低減される短所がある。
【００４０】しかし、本実施形態によってヘッドを形成
させるようになると、振動板２０の上部に直接、酸化物
圧電体６０を蒸着させて高温で焼結させるようになって
も振動板２０の物性変化や形状変化を防止することがで
きる。
させるようになると、振動板２０の上部に直接、酸化物
圧電体６０を蒸着させて高温で焼結させるようになって
も振動板２０の物性変化や形状変化を防止することがで
きる。
【００４１】（実施形態３）図３は、本発明に従う実施
形態３を図示したもので、本実施形態では実施形態１，
２と同様に液室１１が形成されているチャンバー板１０
と振動板２０とを一体に結合して成形されたチャンバー
板１０と振動板２０とには耐酸化金属を含んだ材質で構
成される。
形態３を図示したもので、本実施形態では実施形態１，
２と同様に液室１１が形成されているチャンバー板１０
と振動板２０とを一体に結合して成形されたチャンバー
板１０と振動板２０とには耐酸化金属を含んだ材質で構
成される。
【００４２】耐酸化金属が含まれたチャンバー板１０と
振動板２０とを約６００℃〜１５００℃の酸化雰囲気で
熱処理するようになると、チャンバー板１０と振動板２
０との表面が酸化されながら、耐酸化膜５０を形成する
ようになる。尚、このとき形成される耐酸化膜５０の厚
さも、約０．０３〜５μｍが適当である。
振動板２０とを約６００℃〜１５００℃の酸化雰囲気で
熱処理するようになると、チャンバー板１０と振動板２
０との表面が酸化されながら、耐酸化膜５０を形成する
ようになる。尚、このとき形成される耐酸化膜５０の厚
さも、約０．０３〜５μｍが適当である。
【００４３】このように耐酸化膜５０が表面に形成され
た振動板２０の上部面に酸化物圧電体６０を蒸着させな
がら、これを約９００℃〜１１００℃の温度に焼結させ
る。そして、再び酸化物圧電体６０の上部に上部電極７
０を蒸着させるようになると、必要とするインクジェッ
トプリンタヘッドが形成される。
た振動板２０の上部面に酸化物圧電体６０を蒸着させな
がら、これを約９００℃〜１１００℃の温度に焼結させ
る。そして、再び酸化物圧電体６０の上部に上部電極７
０を蒸着させるようになると、必要とするインクジェッ
トプリンタヘッドが形成される。
【００４４】（実施形態４）図４は、本発明に従う実施
形態４を図示したもので、本実施形態での特徴的構成
は、振動板２０と一体に結合されるチャンバー板１０に
液室が形成されていないことである。
形態４を図示したもので、本実施形態での特徴的構成
は、振動板２０と一体に結合されるチャンバー板１０に
液室が形成されていないことである。
【００４５】即ち、実施形態１〜３のようにチャンバー
板１０に予め液室１１を形成させるようになると、耐酸
化膜５０を形成するとき、高温の熱処理中に液室１１上
部をカバーする薄い薄板である振動板２０の性質が変化
され得る。
板１０に予め液室１１を形成させるようになると、耐酸
化膜５０を形成するとき、高温の熱処理中に液室１１上
部をカバーする薄い薄板である振動板２０の性質が変化
され得る。
【００４６】なぜならば、未だ、耐酸化膜５０が形成さ
れていない状態で耐酸化膜を形成させるために、振動板
２０を約６００℃〜１５００℃の高温で熱処理させるよ
うになると、振動板２０の物性の変化、及び形状の変形
が生じ得るからである。
れていない状態で耐酸化膜を形成させるために、振動板
２０を約６００℃〜１５００℃の高温で熱処理させるよ
うになると、振動板２０の物性の変化、及び形状の変形
が生じ得るからである。
【００４７】従って、本実施形態では、液室が形成され
ていないチャンバー板１０を振動板２０と結合させるこ
とで、チャンバー板１０と振動板２０とがこれ以上、高
温の熱処理によって振動板２０に物性変化のないように
防止されている。
ていないチャンバー板１０を振動板２０と結合させるこ
とで、チャンバー板１０と振動板２０とがこれ以上、高
温の熱処理によって振動板２０に物性変化のないように
防止されている。
【００４８】液室が形成されていないチャンバー板１０
と振動板２０とを一体に結合した構造体が実施形態１で
のような条件、即ち、別途に備えられる加熱炉３０にチ
ャンバー板１０と振動板２０とに被覆させようとする金
属粉末４０とともに容器に納められて挿入される。
と振動板２０とを一体に結合した構造体が実施形態１で
のような条件、即ち、別途に備えられる加熱炉３０にチ
ャンバー板１０と振動板２０とに被覆させようとする金
属粉末４０とともに容器に納められて挿入される。
【００４９】金属粉末４０として主に使用される物質
は、耐酸化性を有するアルミニウムやクロムであり、こ
うしたアルミニウムやクロムにニッケル又はコバルトを
添加して使用することも可能である。
は、耐酸化性を有するアルミニウムやクロムであり、こ
うしたアルミニウムやクロムにニッケル又はコバルトを
添加して使用することも可能である。
【００５０】また、炉３０には、被覆作用を活性化させ
る活性剤、粉末の流れ防止及び焼結を防止する焼結防止
剤等も粉末状態で所定の比率に混合して挿入させる。
る活性剤、粉末の流れ防止及び焼結を防止する焼結防止
剤等も粉末状態で所定の比率に混合して挿入させる。
【００５１】このとき、挿入される活性剤としては、塩
化ナトリウム又は塩化窒素のようなハロゲン化合物を使
用する。焼結防止剤としては、酸化アルミナ又はジルコ
ニアなどを使用する。
化ナトリウム又は塩化窒素のようなハロゲン化合物を使
用する。焼結防止剤としては、酸化アルミナ又はジルコ
ニアなどを使用する。
【００５２】こうした状態で、炉３０を所定の雰囲気条
件、即ち水素などの還元ガスを挿入した還元雰囲気、ア
ルゴンやヘリウム、窒素等の不活性ガスを挿入した不活
性雰囲気、又は１０-5Ｔｏｒｒ〜５０Ｔｏｒｒである真
空の条件や上記のような条件をすべて備えた条件で高温
に加熱すると、チャンバー板１０と振動板２０との表面
には、金属粉末４０が溶融され被覆されることで、耐酸
化性金属膜８０を形成するようになる。尚、この場合、
炉３０は、約５００℃以上で加熱させるのが最もよい。
件、即ち水素などの還元ガスを挿入した還元雰囲気、ア
ルゴンやヘリウム、窒素等の不活性ガスを挿入した不活
性雰囲気、又は１０-5Ｔｏｒｒ〜５０Ｔｏｒｒである真
空の条件や上記のような条件をすべて備えた条件で高温
に加熱すると、チャンバー板１０と振動板２０との表面
には、金属粉末４０が溶融され被覆されることで、耐酸
化性金属膜８０を形成するようになる。尚、この場合、
炉３０は、約５００℃以上で加熱させるのが最もよい。
【００５３】耐酸化性金属膜８０を形成したチャンバー
板１０と振動板２０とを再び６００℃〜１５００℃の酸
化雰囲気で熱処理するようになると、チャンバー板１０
と振動板２０との表面に被覆された耐酸化性金属膜８０
が酸化されながら、耐酸化膜５０を形成するようにな
る。
板１０と振動板２０とを再び６００℃〜１５００℃の酸
化雰囲気で熱処理するようになると、チャンバー板１０
と振動板２０との表面に被覆された耐酸化性金属膜８０
が酸化されながら、耐酸化膜５０を形成するようにな
る。
【００５４】耐酸化膜５０は、チャンバー板１０と振動
板２０とでたいへん緻密な密度を有しつつ、表面内側へ
の酸化を防止するようになる。このとき、形成される耐
酸化膜５０の厚さは、約０．０３〜５μｍが適当であ
り、万一、耐酸化膜５０の厚さがそれ以上過度に大きい
と、振動板２０の振動性能が弱化する悪影響を与えるこ
ととなる。
板２０とでたいへん緻密な密度を有しつつ、表面内側へ
の酸化を防止するようになる。このとき、形成される耐
酸化膜５０の厚さは、約０．０３〜５μｍが適当であ
り、万一、耐酸化膜５０の厚さがそれ以上過度に大きい
と、振動板２０の振動性能が弱化する悪影響を与えるこ
ととなる。
【００５５】耐酸化膜５０が形成された振動板２０の上
部面には、酸化物圧電体６０をスクリーン印刷等によっ
て蒸着した後、約９００℃〜１１００℃の高温で焼結さ
せ、再び酸化物圧電体６０の上部には上部電極７０を積
層させる。
部面には、酸化物圧電体６０をスクリーン印刷等によっ
て蒸着した後、約９００℃〜１１００℃の高温で焼結さ
せ、再び酸化物圧電体６０の上部には上部電極７０を積
層させる。
【００５６】チャンバー板１０と振動板２０とに上部電
極７０まで積層させるようになると、最後にチャンバー
板１０の底面に液室１１を形成する。
極７０まで積層させるようになると、最後にチャンバー
板１０の底面に液室１１を形成する。
【００５７】図５に示すように、液室１１はチャンバー
板１０の底面にまずフォトレジスタ９０を塗布した後、
マスクを利用して露光、現像及び洗滌によって形成させ
ようとする液室１１の平断面積より小さいか同じ大きさ
にフォトレジスタ９０の一部を除去した後、エッチング
によって所望の大きさに形成する。
板１０の底面にまずフォトレジスタ９０を塗布した後、
マスクを利用して露光、現像及び洗滌によって形成させ
ようとする液室１１の平断面積より小さいか同じ大きさ
にフォトレジスタ９０の一部を除去した後、エッチング
によって所望の大きさに形成する。
【００５８】このようにしてチャンバー板１０に液室１
１を形成させるようになると、必要とするインクジェッ
トプリンタヘッドが製作される。
１を形成させるようになると、必要とするインクジェッ
トプリンタヘッドが製作される。
【００５９】（実施形態５）図６は、本発明に従う実施
形態５を示すものであり、本実施形態で振動板２０と一
体に結合されるチャンバー板１０に液室が形成されてい
ないようにするのは、実施形態４と同様である。
形態５を示すものであり、本実施形態で振動板２０と一
体に結合されるチャンバー板１０に液室が形成されてい
ないようにするのは、実施形態４と同様である。
【００６０】このように振動板２０とチャンバー板１０
との表面に振動板２０にスパッタリング又はエバポレー
ションのような真空蒸着方法で耐酸化性金属膜８０を蒸
着する。
との表面に振動板２０にスパッタリング又はエバポレー
ションのような真空蒸着方法で耐酸化性金属膜８０を蒸
着する。
【００６１】このとき、蒸着される耐酸化性金属膜８０
は、事前にすでに酸化された状態の金属を真空蒸着によ
って蒸着させるようにすることもあり、これとは異な
り、耐酸化性金属膜８０自体に耐酸化金属が含まれてい
るものを使用することもある。耐酸化性金属膜８０が蒸
着されたチャンバー板１０と振動板２０とを約６００℃
〜１５００℃の酸化雰囲気で熱処理するようになると、
耐酸化性金属膜８０がすでに酸化されていた状態であっ
ても酸化がさらに促進され、結局、チャンバー板１０と
振動板２０との表面にはたいへん緻密な密度を有する耐
酸化膜５０を形成するようになる。このとき形成される
耐酸化膜５０の厚さは、実施形態１のような約０．０３
〜５μｍが適当である。
は、事前にすでに酸化された状態の金属を真空蒸着によ
って蒸着させるようにすることもあり、これとは異な
り、耐酸化性金属膜８０自体に耐酸化金属が含まれてい
るものを使用することもある。耐酸化性金属膜８０が蒸
着されたチャンバー板１０と振動板２０とを約６００℃
〜１５００℃の酸化雰囲気で熱処理するようになると、
耐酸化性金属膜８０がすでに酸化されていた状態であっ
ても酸化がさらに促進され、結局、チャンバー板１０と
振動板２０との表面にはたいへん緻密な密度を有する耐
酸化膜５０を形成するようになる。このとき形成される
耐酸化膜５０の厚さは、実施形態１のような約０．０３
〜５μｍが適当である。
【００６２】表面に耐酸化膜５０を被覆した振動板２０
の上部面に酸化物圧電体６０を蒸着させながら、これを
約９００℃〜１１００℃の温度で焼結させる。そして、
再び酸化物圧電体６０の上部には上部電極７０を蒸着す
る。
の上部面に酸化物圧電体６０を蒸着させながら、これを
約９００℃〜１１００℃の温度で焼結させる。そして、
再び酸化物圧電体６０の上部には上部電極７０を蒸着す
る。
【００６３】こうして上部電極７０まで蒸着されると、
実施形態４のようにチャンバー板１０の底面に液室１１
が形成される。
実施形態４のようにチャンバー板１０の底面に液室１１
が形成される。
【００６４】即ち、チャンバー板１０の底面にフォトレ
ジスタ９０を塗布した後、マスクを利用して露光、現像
及び洗滌によって形成させようとする液室１１の平断面
積より小さいか同じ大きさにフォトレジスタ９０の一部
を除去した後、エッチングによって所望の大きさに液室
１１を形成する。
ジスタ９０を塗布した後、マスクを利用して露光、現像
及び洗滌によって形成させようとする液室１１の平断面
積より小さいか同じ大きさにフォトレジスタ９０の一部
を除去した後、エッチングによって所望の大きさに液室
１１を形成する。
【００６５】このようにしてチャンバー板１０に液室１
１を形成させることで、必要とするインクジェットプリ
ンタヘッドが製作される （実施形態６）図７は、本発明に従う実施形態６を図示
したもので、本実施形態では振動板２０に一体に結合さ
れるチャンバー板１０に液室が形成されないようにしつ
つ、チャンバー板１０と振動板２０とを実施形態３のよ
うに耐酸化金属が含まれている材質にて構成することに
特徴がある。
１を形成させることで、必要とするインクジェットプリ
ンタヘッドが製作される （実施形態６）図７は、本発明に従う実施形態６を図示
したもので、本実施形態では振動板２０に一体に結合さ
れるチャンバー板１０に液室が形成されないようにしつ
つ、チャンバー板１０と振動板２０とを実施形態３のよ
うに耐酸化金属が含まれている材質にて構成することに
特徴がある。
【００６６】このように、耐酸化金属が含まれたチャン
バー板１０と振動板２０とを約６００℃〜１５００℃の
酸化雰囲気で熱処理するようになると、チャンバー板１
０と振動板２０との表面が酸化されながら、異物質が除
去されて、たいへん緻密な密度を有する耐酸化膜５０を
形成するようになる。尚、このとき形成される耐酸化膜
５０の厚さは、約０．０３〜５μｍが適当である。
バー板１０と振動板２０とを約６００℃〜１５００℃の
酸化雰囲気で熱処理するようになると、チャンバー板１
０と振動板２０との表面が酸化されながら、異物質が除
去されて、たいへん緻密な密度を有する耐酸化膜５０を
形成するようになる。尚、このとき形成される耐酸化膜
５０の厚さは、約０．０３〜５μｍが適当である。
【００６７】このように耐酸化膜５０が表面に形成され
た振動板２０の上部面に酸化物圧電体６０を蒸着させな
がら、これを約９００℃〜１１００℃の温度に焼結させ
る。そして、再び酸化物圧電体６０の上部に上部電極７
０を蒸着する。
た振動板２０の上部面に酸化物圧電体６０を蒸着させな
がら、これを約９００℃〜１１００℃の温度に焼結させ
る。そして、再び酸化物圧電体６０の上部に上部電極７
０を蒸着する。
【００６８】上部電極７０を蒸着した直後、実施形態４
及び実施形態５のようにチャンバー板１０の底面に液室
１１を形成する。
及び実施形態５のようにチャンバー板１０の底面に液室
１１を形成する。
【００６９】即ち、チャンバー板１０の底面にまずフォ
トレジスタ９０を塗布した後、マスクを利用して露光、
現像及び洗滌によって形成させようとする液室１１の平
断面積より小さいか同じ大きさにフォトレジスタ９０の
一部を除去した後、エッチングによって所望の大きさに
液室１１を形成する。
トレジスタ９０を塗布した後、マスクを利用して露光、
現像及び洗滌によって形成させようとする液室１１の平
断面積より小さいか同じ大きさにフォトレジスタ９０の
一部を除去した後、エッチングによって所望の大きさに
液室１１を形成する。
【００７０】このようにしてチャンバー板１０に液室１
１を形成させることで、必要とするインクジェットプリ
ンタヘッドが製作される （実施形態７）図８は、本発明に従う実施形態７を図示
したもので、本実施形態は実施形態１のように液室１１
が形成されているチャンバー板１０を振動板２０と一体
に成形し、こうしたチャンバー板１０と振動板２０とを
別途の炉３０に挿入させ、チャンバー板１０と振動板２
０とに被覆させようとする金属粉末４０とともに容器に
納めて挿入する。
１を形成させることで、必要とするインクジェットプリ
ンタヘッドが製作される （実施形態７）図８は、本発明に従う実施形態７を図示
したもので、本実施形態は実施形態１のように液室１１
が形成されているチャンバー板１０を振動板２０と一体
に成形し、こうしたチャンバー板１０と振動板２０とを
別途の炉３０に挿入させ、チャンバー板１０と振動板２
０とに被覆させようとする金属粉末４０とともに容器に
納めて挿入する。
【００７１】このとき、金属粉末４０として主に使用さ
れる物質は、耐酸化性を有するアルミニウムやクロムで
あり、こうしたアルミニウムやクロムにニッケル又はコ
バルトを添加して使用することも可能である。
れる物質は、耐酸化性を有するアルミニウムやクロムで
あり、こうしたアルミニウムやクロムにニッケル又はコ
バルトを添加して使用することも可能である。
【００７２】また、炉３０には、被覆作用を活性化させ
る活性剤、粉末の流れ防止及び焼結を防止する焼結防止
剤等も粉末状態で所定の比率に混合して挿入させる。
る活性剤、粉末の流れ防止及び焼結を防止する焼結防止
剤等も粉末状態で所定の比率に混合して挿入させる。
【００７３】このとき、挿入される活性剤としては、塩
化ナトリウム又は塩化窒素のようなハロゲン化合物を使
用する。焼結防止剤としては、酸化アルミナ又はジルコ
ニアなどを使用する。
化ナトリウム又は塩化窒素のようなハロゲン化合物を使
用する。焼結防止剤としては、酸化アルミナ又はジルコ
ニアなどを使用する。
【００７４】こうした状態で、炉３０を所定の雰囲気条
件、即ち水素などの還元ガスを挿入した還元雰囲気、ア
ルゴンやヘリウム、窒素等の不活性ガスを挿入した不活
性雰囲気、又は１０-5Ｔｏｒｒ〜５０Ｔｏｒｒである真
空の条件や上記のような条件を同時に備えた条件で高温
に加熱する。尚、この場合、炉３０の加熱温度は、約５
００℃以上が最もよい。
件、即ち水素などの還元ガスを挿入した還元雰囲気、ア
ルゴンやヘリウム、窒素等の不活性ガスを挿入した不活
性雰囲気、又は１０-5Ｔｏｒｒ〜５０Ｔｏｒｒである真
空の条件や上記のような条件を同時に備えた条件で高温
に加熱する。尚、この場合、炉３０の加熱温度は、約５
００℃以上が最もよい。
【００７５】炉３０の加熱によって金属粉末４０は、溶
融状態になり、同時に容器にともに納めたチャンバー板
１０と振動板２０との表面に溶融物が被覆されて耐酸化
性金属膜８０を形成する。
融状態になり、同時に容器にともに納めたチャンバー板
１０と振動板２０との表面に溶融物が被覆されて耐酸化
性金属膜８０を形成する。
【００７６】こうして耐酸化性金属膜８０に被覆された
振動板２０の上部に酸化物圧電体６０を蒸着し、積層さ
せた酸化物圧電体６０を酸化雰囲気で熱処理して焼結さ
せるようになると、チャンバー板１０と振動板２０とに
被覆された耐酸化性金属膜８０が同時に酸化されて耐酸
化膜５０に変わるようになる。
振動板２０の上部に酸化物圧電体６０を蒸着し、積層さ
せた酸化物圧電体６０を酸化雰囲気で熱処理して焼結さ
せるようになると、チャンバー板１０と振動板２０とに
被覆された耐酸化性金属膜８０が同時に酸化されて耐酸
化膜５０に変わるようになる。
【００７７】即ち、実施形態１では、酸化物圧電体６０
を積層させる前にチャンバー板１０と振動板２０とに耐
酸化膜５０を形成させたが、本実施形態では振動板２０
に酸化物圧電体６０を積層させ、積層させた酸化物圧電
体６０を焼結する時に同時に耐酸化膜５０が形成される
ようにするのを特徴とする。
を積層させる前にチャンバー板１０と振動板２０とに耐
酸化膜５０を形成させたが、本実施形態では振動板２０
に酸化物圧電体６０を積層させ、積層させた酸化物圧電
体６０を焼結する時に同時に耐酸化膜５０が形成される
ようにするのを特徴とする。
【００７８】酸化物圧電体６０の焼結と同時に耐酸化膜
５０を形成し、酸化物圧電体６０の上部に上部電極７０
を積層させるようになると、必要とするプリンタヘッド
が形成される。
５０を形成し、酸化物圧電体６０の上部に上部電極７０
を積層させるようになると、必要とするプリンタヘッド
が形成される。
【００７９】（実施形態８）図９は、本発明に従う実施
形態８を示すもので、本実施形態は、実施形態４と同様
に液室が形成されていないチャンバー板１０を振動板２
０と一体に結合し、実施形態７のように結合されたチャ
ンバー板１０と振動板２０とを、チャンバー板１０と振
動板２０とに被覆させようとする金属粉末４０とともに
容器に納めて別途の炉３０に挿入する。
形態８を示すもので、本実施形態は、実施形態４と同様
に液室が形成されていないチャンバー板１０を振動板２
０と一体に結合し、実施形態７のように結合されたチャ
ンバー板１０と振動板２０とを、チャンバー板１０と振
動板２０とに被覆させようとする金属粉末４０とともに
容器に納めて別途の炉３０に挿入する。
【００８０】このとき、金属粉末４０として主に使用さ
れる物質は、耐酸化性を有するアルミニウムやクロムで
あり、こうしたアルミニウムやクロムにニッケル又はコ
バルトを添加して使用することも可能である。
れる物質は、耐酸化性を有するアルミニウムやクロムで
あり、こうしたアルミニウムやクロムにニッケル又はコ
バルトを添加して使用することも可能である。
【００８１】また、炉３０には、被覆作用を活性化させ
る活性剤、粉末の流れ防止及び焼結を防止する焼結防止
剤等も粉末状態で所定の比率に混合して挿入させる。
る活性剤、粉末の流れ防止及び焼結を防止する焼結防止
剤等も粉末状態で所定の比率に混合して挿入させる。
【００８２】このとき、挿入される活性剤としては、塩
化ナトリウム又は塩化窒素のようなハロゲン化合物を使
用する。焼結防止剤としては、酸化アルミナ又はジルコ
ニアなどを使用する。
化ナトリウム又は塩化窒素のようなハロゲン化合物を使
用する。焼結防止剤としては、酸化アルミナ又はジルコ
ニアなどを使用する。
【００８３】こうした状態で、炉３０を所定の雰囲気条
件、即ち水素などの還元ガスを挿入した還元雰囲気、ア
ルゴンやヘリウム、窒素等の不活性ガスを挿入した不活
性雰囲気、又は１０-5Ｔｏｒｒ〜５０Ｔｏｒｒである真
空の条件や上記のような条件を同時に備えた条件で高温
に加熱する。尚、この場合、炉３０の加熱温度は、約５
００℃以上が最もよい。
件、即ち水素などの還元ガスを挿入した還元雰囲気、ア
ルゴンやヘリウム、窒素等の不活性ガスを挿入した不活
性雰囲気、又は１０-5Ｔｏｒｒ〜５０Ｔｏｒｒである真
空の条件や上記のような条件を同時に備えた条件で高温
に加熱する。尚、この場合、炉３０の加熱温度は、約５
００℃以上が最もよい。
【００８４】炉３０の加熱によって金属粉末４０は、溶
融状態になり、同時に容器にともに納めたチャンバー板
１０と振動板２０との表面に溶融物が被覆されて耐酸化
性金属膜８０を形成する。
融状態になり、同時に容器にともに納めたチャンバー板
１０と振動板２０との表面に溶融物が被覆されて耐酸化
性金属膜８０を形成する。
【００８５】こうして耐酸化性金属膜８０が被覆された
振動板２０の上部に酸化物圧電体６０を蒸着し、積層さ
せた酸化物圧電体６０を酸化雰囲気で熱処理して焼結さ
せるようになると、チャンバー板１０と振動板２０とに
被覆された耐酸化性金属膜８０が同時に酸化されながら
耐酸化膜５０に変わるようになる。尚、このときの焼結
温度は、約６００℃〜１５００℃である。
振動板２０の上部に酸化物圧電体６０を蒸着し、積層さ
せた酸化物圧電体６０を酸化雰囲気で熱処理して焼結さ
せるようになると、チャンバー板１０と振動板２０とに
被覆された耐酸化性金属膜８０が同時に酸化されながら
耐酸化膜５０に変わるようになる。尚、このときの焼結
温度は、約６００℃〜１５００℃である。
【００８６】酸化物圧電体６０の焼結と同時に耐酸化膜
５０を形成し、酸化物圧電体６０の上部に上部電極７０
を積層し、チャンバー板１０の底面にフォトレジスタ９
０を塗布した後、マスクを利用して露光、現像及び洗滌
によって形成させようとする液室１１の平断面積より小
さいか同じ大きさにフォトレジスタ９０の一部を除去し
た後、エッチングによって所望の大きさに液室１１を形
成する。
５０を形成し、酸化物圧電体６０の上部に上部電極７０
を積層し、チャンバー板１０の底面にフォトレジスタ９
０を塗布した後、マスクを利用して露光、現像及び洗滌
によって形成させようとする液室１１の平断面積より小
さいか同じ大きさにフォトレジスタ９０の一部を除去し
た後、エッチングによって所望の大きさに液室１１を形
成する。
【００８７】このようにしてチャンバー板１０に液室１
１を形成させることで、必要とするインクジェットプリ
ンタヘッドが製作される。
１を形成させることで、必要とするインクジェットプリ
ンタヘッドが製作される。
【００８８】以上のように、各実施形態でチャンバー板
１０と振動板２０とに被覆させるようになる耐酸化膜５
０は、クロム酸化膜、又はアルミニウム酸化膜であり、
こうした耐酸化膜５０を形成させるために酸化雰囲気で
の熱処理所要時間は、通常、１時間以上が最も好まし
い。
１０と振動板２０とに被覆させるようになる耐酸化膜５
０は、クロム酸化膜、又はアルミニウム酸化膜であり、
こうした耐酸化膜５０を形成させるために酸化雰囲気で
の熱処理所要時間は、通常、１時間以上が最も好まし
い。
【００８９】クロム酸化膜やアルミニウム酸化膜のよう
な耐酸化膜５０は、通常、緻密な密度を有する酸化膜で
あるため、たいへん安定した状態であり、一定の時間が
経過しても、それ以上酸化が進展しないようにするた
め、表面には一定の厚さとしてのみ形成されるという長
所がある。
な耐酸化膜５０は、通常、緻密な密度を有する酸化膜で
あるため、たいへん安定した状態であり、一定の時間が
経過しても、それ以上酸化が進展しないようにするた
め、表面には一定の厚さとしてのみ形成されるという長
所がある。
【００９０】例えば、チャンバー板１０と振動板２０と
の主成分がニッケルであり、チャンバー板１０と振動板
２０とに被覆させる物質がクロムであるとき、実施形態
１、実施形態４及び実施形態８でのような炉３０を利用
して耐酸化性金属であるクロムをチャンバー板１０と振
動板２０とに蒸着させるようになると、はじめには図１
０Ａのような成分比を示すようになる。
の主成分がニッケルであり、チャンバー板１０と振動板
２０とに被覆させる物質がクロムであるとき、実施形態
１、実施形態４及び実施形態８でのような炉３０を利用
して耐酸化性金属であるクロムをチャンバー板１０と振
動板２０とに蒸着させるようになると、はじめには図１
０Ａのような成分比を示すようになる。
【００９１】即ち、母材であるニッケルの表面として
は、耐酸化性金属膜であるクロム層が所定の厚さに形成
され、これを約６００℃〜１５００℃に熱処理されるよ
うになると、図１０Ｂのような表面でのニッケルとクロ
ムとの成分比が急激に変わるようになり、このような熱
処理が酸化雰囲気で遂行されると、図１０Ｃに示すよう
に、表面のクロム層は耐酸化膜であるクロム酸化膜に変
わり、深さ方向には比較的クロム成分が多い合金層でニ
ッケルに成分が徐々に変わるようになる。
は、耐酸化性金属膜であるクロム層が所定の厚さに形成
され、これを約６００℃〜１５００℃に熱処理されるよ
うになると、図１０Ｂのような表面でのニッケルとクロ
ムとの成分比が急激に変わるようになり、このような熱
処理が酸化雰囲気で遂行されると、図１０Ｃに示すよう
に、表面のクロム層は耐酸化膜であるクロム酸化膜に変
わり、深さ方向には比較的クロム成分が多い合金層でニ
ッケルに成分が徐々に変わるようになる。
【００９２】即ち、チャンバー板１０と振動板２０との
表面から徐々にクロム成分が酸化によって酸化膜である
クロム酸化膜に変わるようになるため、表面には主に緻
密な密度の耐酸化膜のみが形成され、内部に入るほど耐
酸化膜の密度は低下し、結局はニッケル成分のみが残る
ようになる。
表面から徐々にクロム成分が酸化によって酸化膜である
クロム酸化膜に変わるようになるため、表面には主に緻
密な密度の耐酸化膜のみが形成され、内部に入るほど耐
酸化膜の密度は低下し、結局はニッケル成分のみが残る
ようになる。
【００９３】しかし、酸化以後、チャンバー板１０と振
動板２０との表面には、耐酸化膜のみが形成されるた
め、酸素の浸透を防止して、それ以上の酸化が防止され
るとともに、以後、外部からの影響、即ち高温の熱、又
は酸素等にも耐熱性及び耐酸化性を有するようになるた
め、チャンバー板１０と振動板２０とを安定した状態で
維持させることができるようになる。
動板２０との表面には、耐酸化膜のみが形成されるた
め、酸素の浸透を防止して、それ以上の酸化が防止され
るとともに、以後、外部からの影響、即ち高温の熱、又
は酸素等にも耐熱性及び耐酸化性を有するようになるた
め、チャンバー板１０と振動板２０とを安定した状態で
維持させることができるようになる。
【００９４】特に、酸化物圧電体６０を焼結させる前、
又は酸化物圧電体６０の焼結と同時に振動板２０に耐酸
化膜５０を形成させるようになると、酸化物圧電体６０
を焼結させるために、必要とされる高温でも振動板２０
は、まったく影響を受けないようになる結果、振動板２
０の変形や物性変化を防ぐことができる。
又は酸化物圧電体６０の焼結と同時に振動板２０に耐酸
化膜５０を形成させるようになると、酸化物圧電体６０
を焼結させるために、必要とされる高温でも振動板２０
は、まったく影響を受けないようになる結果、振動板２
０の変形や物性変化を防ぐことができる。
【００９５】また、チャンバー板１０の液室１１内部に
まで耐酸化膜５０を形成させると、持続的にインクと接
触するために引き起こされる液室１１内部のチャンバー
板１０及び振動板２０の腐食を防止することができるよ
うになる。
まで耐酸化膜５０を形成させると、持続的にインクと接
触するために引き起こされる液室１１内部のチャンバー
板１０及び振動板２０の腐食を防止することができるよ
うになる。
【００９６】一方、耐酸化膜５０は、一般的に絶縁性を
有するため、振動板２０の上部に酸化物圧電体６０を蒸
着させる前に、予めスクリーン印刷等の厚膜工程を利用
して下部電極を形成させることもでき、これと異なり、
被覆される耐酸化膜５０に薄膜工程を利用して電線を形
成することで酸化物圧電体６０への電源供給が安定的に
なされるようにすることも可能である。
有するため、振動板２０の上部に酸化物圧電体６０を蒸
着させる前に、予めスクリーン印刷等の厚膜工程を利用
して下部電極を形成させることもでき、これと異なり、
被覆される耐酸化膜５０に薄膜工程を利用して電線を形
成することで酸化物圧電体６０への電源供給が安定的に
なされるようにすることも可能である。
【００９７】特に、チャンバー板１０と振動板２０とに
耐酸化性金属膜８０を積層させた後、これを酸化雰囲気
で熱処理するようになると、耐酸化性金属膜８０が酸化
されつつ、耐酸化膜５０になるため、結局、本来のチャ
ンバー板１０と振動板２０とに比べ、体積変化がある。
耐酸化性金属膜８０を積層させた後、これを酸化雰囲気
で熱処理するようになると、耐酸化性金属膜８０が酸化
されつつ、耐酸化膜５０になるため、結局、本来のチャ
ンバー板１０と振動板２０とに比べ、体積変化がある。
【００９８】従って、振動板２０にのみ耐酸化膜５０を
形成させるようにする場合には、チャンバー板１０との
結合時に結合が思いどおりにならないため、事前にチャ
ンバー板１０と振動板２０とを一体に結合した後、耐酸
化膜５０を形成させることが最も好ましい。
形成させるようにする場合には、チャンバー板１０との
結合時に結合が思いどおりにならないため、事前にチャ
ンバー板１０と振動板２０とを一体に結合した後、耐酸
化膜５０を形成させることが最も好ましい。
【００９９】
【発明の効果】以上のように、プリンタヘッドを製造す
るようになると、たとえ振動板が若干の変形を招来する
ようになっても、チャンバー板の変形時に振動板を同時
に変形させるようになるため、ヘッドの製作にはまった
く問題がなくなり、外部からの如何なる影響にもヘッド
を安全に保護するようになるという優れた効果を奏す
る。
るようになると、たとえ振動板が若干の変形を招来する
ようになっても、チャンバー板の変形時に振動板を同時
に変形させるようになるため、ヘッドの製作にはまった
く問題がなくなり、外部からの如何なる影響にもヘッド
を安全に保護するようになるという優れた効果を奏す
る。
【図１】本発明に従う実施形態１の製造工程図。
【図２】本発明に従う実施形態２の製造工程図。
【図３】本発明に従う実施形態３の製造工程図。
【図４】本発明に従う実施形態４の製造工程図。
【図５】実施形態４での液室形成を示す工程図。
【図６】本発明に従う実施形態５の製造工程図。
【図７】本発明に従う実施形態６の製造工程図。
【図８】本発明に従う実施形態７の製造工程図。
【図９】本発明に従う実施形態８の製造工程図。
【図１０】Ａ、Ｂ、およびＣは、それぞれ、本発明に従
う耐酸化膜を形成する前後の母材の深さに従う成分の比
較線図。
う耐酸化膜を形成する前後の母材の深さに従う成分の比
較線図。
【図１１】一般的なプリンタヘッドの側断面図。
１０…チャンバー板、１１…液室、２０…振動板、３０
…炉、４０…金属粉末、５０…耐酸化膜、６０…酸化物
圧電体、７０…上部電極、８０…耐酸化性金属膜。
…炉、４０…金属粉末、５０…耐酸化膜、６０…酸化物
圧電体、７０…上部電極、８０…耐酸化性金属膜。
Claims (54)
- 【請求項１】 液室が形成されたチャンバー板と一体に
結合して振動板を成形する段階と、 一体に成形された前記チャンバー板と振動板とともに被
覆しようとする金属粉末と被覆を活性化させる活性剤、
そして粉末の流れ防止及び焼結を防止する焼結防止剤等
を粉末形態で所定の比率に混合して炉に入れる段階と、 前記炉を所定の雰囲気の条件で高温に加熱して前記チャ
ンバー板と振動板との表面に耐酸化性金属膜を形成させ
る段階と、 前記チャンバー板と振動板とを酸化雰囲気で熱処理して
表面を酸化させて耐酸化膜を形成する段階と、 前記振動板の上部面に酸化物圧電体を焼結によって蒸着
させる段階と、 前記酸化物圧電体の上部に上部電極を積層させる段階と
を含んでなることを特徴とするインクジェットプリンタ
のヘッドにおけるアクチエータの製造方法。 - 【請求項２】 前記金属粉末の主成分はアルミニウムで
ある請求項１に記載のインクジェットプリンタのヘッド
におけるアクチュエータの製造方法。 - 【請求項３】 前記金属粉末の主成分はクロムである請
求項１に記載のインクジェットプリンタのヘッドにおけ
るアクチュエータの製造方法。 - 【請求項４】 前記金属粉末は、アルミニウム、クロ
ム、ニッケル及びコバルトが混合されたものである請求
項１に記載のインクジェットプリンタのヘッドにおける
アクチュエータの製造方法。 - 【請求項５】 前記炉の雰囲気の条件は、還元雰囲気で
ある請求項１に記載のインクジェットプリンタのヘッド
におけるアクチュエータの製造方法。 - 【請求項６】 前記炉の雰囲気の条件は、不活性ガスが
挿入される不活性雰囲気である請求項１に記載のインク
ジェットプリンタのヘッドにおけるアクチュエータの製
造方法。 - 【請求項７】 前記炉の雰囲気の条件は、約１０-5Ｔｏ
ｒｒ〜５０Ｔｏｒｒの真空雰囲気である請求項１に記載
のインクジェットプリンタのヘッドにおけるアクチュエ
ータの製造方法。 - 【請求項８】 前記チャンバー板と振動板との酸化雰囲
気での熱処理温度は、約６００℃〜１５００℃である請
求項１に記載のインクジェットプリンタのヘッドにおけ
るアクチュエータの製造方法。 - 【請求項９】 液室が形成されたチャンバー板と一体に
結合して振動板を成形する段階と、 前記チャンバー板が一体に結合された前記振動板の表面
に真空蒸着によって耐酸化性金属膜を蒸着させる段階
と、 前記チャンバー板と前記振動板とを熱処理しつつ、表面
を酸化させて耐酸化膜を形成する段階と、 前記振動板の上部面に酸化物圧電体を焼結によって蒸着
させる段階と、 前記酸化物圧電体の上部に上部電極を積層させる段階と
を含んでなることを特徴とするインクジェットプリンタ
のヘッドにおけるアクチュエータの製造方法。 - 【請求項１０】 前記振動板に蒸着される耐酸化性金属
膜の主成分はアルミニウムである請求項９に記載のイン
クジェットプリンタのヘッドにおけるアクチュエータの
製造方法。 - 【請求項１１】 前記振動板に蒸着される耐酸化性金属
膜の主成分はクロムである請求項９に記載のインクジェ
ットプリンタのヘッドにおけるアクチュエータの製造方
法。 - 【請求項１２】 前記振動板に蒸着される耐酸化性金属
膜は、アルミニウム、クロム、ニッケル及びコバルトが
混合されたものである請求項９に記載のインクジェット
プリンタのヘッドにおけるアクチュエータの製造方法。 - 【請求項１３】 前記耐酸化性金属膜は、予め酸化され
た状態で積層される請求項９に記載のインクジェットプ
リンタのヘッドにおけるアクチュエータの製造方法。 - 【請求項１４】 前記耐酸化性金属膜は、耐酸化金属を
含んでいる請求項９に記載のインクジェットプリンタの
ヘッドにおけるアクチュエータの製造方法。 - 【請求項１５】 前記振動板の熱処理温度は、約６００
℃〜１５００℃である請求項９に記載のインクジェット
プリンタのヘッドにおけるアクチュエータの製造方法。 - 【請求項１６】 耐酸化金属が含まれるようにした振動
板を液室が形成されたチャンバー板と一体に結合して成
形する段階と、前記チャンバー板と一体に成形された前
記振動板を高温で熱処理しつつ、表面を酸化させて耐酸
化膜を形成する段階と、 前記振動板の上部面に酸化物圧電体を焼結によって蒸着
させる段階と、 前記酸化物圧電体の上部に上部電極を積層させる段階と
を含んでなることを特徴とするインクジェットプリンタ
のヘッドにおけるアクチュエータの製造方法。 - 【請求項１７】 前記耐酸化金属は主成分がアルミニウ
ムである請求項１６に記載のインクジェットプリンタの
ヘッドにおけるアクチュエータの製造方法。 - 【請求項１８】 前記耐酸化金属は主成分がクロムであ
る請求項１６に記載のインクジェットプリンタのヘッド
におけるアクチュエータの製造方法。 - 【請求項１９】 前記振動板の熱処理温度は、約６００
℃〜１５００℃である請求項１６に記載のインクジェッ
トプリンタのヘッドにおけるアクチュエータの製造方
法。 - 【請求項２０】 液室が形成されていないチャンバー板
と一体に結合して振動板を成形する段階と、 前記振動板とともに被覆しようとする金属粉末と、被覆
を活性化させる活性剤、そして粉末の流れ防止及び焼結
を防止する焼結防止剤等を粉末形態で所定の比率に混合
して加熱炉に入れる段階と、 前記加熱炉を所定の雰囲気の条件で高温に加熱して前記
チャンバー板と前記振動板との表面に耐酸化性金属膜を
形成させる段階と、 前記チャンバー板と前記振動板とを熱処理しつつ、表面
を酸化させて耐酸化膜を形成する段階と、 前記振動板の上部面に酸化物圧電体を焼結によって蒸着
する段階と、 前記酸化物圧電体の上部に上部電極を積層させる段階
と、 前記チャンバー板に液室をパターニングさせる段階とを
含んでなることを特徴とするインクジェットプリンタの
ヘッドにおけるアクチュエータの製造方法。 - 【請求項２１】 前記金属粉末は、主成分がアルミニウ
ムである請求項２０に記載のインクジェットプリンタの
ヘッドにおけるアクチュエータの製造方法。 - 【請求項２２】 前記金属粉末は、主成分がクロムであ
る請求項２０に記載のインクジェットプリンタのヘッド
におけるアクチュエータの製造方法。 - 【請求項２３】 前記金属粉末は、アルミニウム、クロ
ム、ニッケル及びコバルトが混合されたものである請求
項２０に記載のインクジェットプリンタのヘッドにおけ
るアクチュエータの製造方法。 - 【請求項２４】 前記炉の雰囲気の条件は、還元雰囲気
である請求項２０に記載のインクジェットプリンタのヘ
ッドにおけるアクチュエータの製造方法。 - 【請求項２５】 前記炉の雰囲気の条件は、不活性ガス
が挿入される不活性雰囲気である請求項２０に記載のイ
ンクジェットプリンタのヘッドにおけるアクチュエータ
の製造方法。 - 【請求項２６】 前記炉の雰囲気の条件は、約１０-5Ｔ
ｏｒｒ〜５０Ｔｏｒｒの真空雰囲気である請求項２０に
記載のインクジェットプリンタのヘッドにおけるアクチ
ュエータの製造方法。 - 【請求項２７】 前記振動板の熱処理温度は、約６００
℃〜１５００℃である請求項２０に記載のインクジェッ
トプリンタのヘッドにおけるアクチュエータの製造方
法。 - 【請求項２８】 液室が形成されていないチャンバー板
と一体に結合して振動板を成形する段階と前記チャンバ
ー板が一体に結合された前記振動板の表面に真空蒸着に
よって耐酸化性金属膜を蒸着させる段階と、 前記チャンバー板が一体に結合された前記振動板を熱処
理して、表面を酸化させて耐酸化膜を形成する段階と、 前記振動板の上部面に酸化物圧電体を焼結によって蒸着
する段階と、前記酸化物圧電体の上部に上部電極を積層
させる段階と、 前記チャンバー板に液室をパターニングさせる段階とを
含んでなることを特徴とするインクジェットプリンタの
ヘッドにおけるアクチュエータの製造方法。 - 【請求項２９】 前記振動板に蒸着される耐酸化性金属
膜の主成分は、アルミニウムである請求項２８に記載の
インクジェットプリンタのヘッドにおけるアクチュエー
タの製造方法。 - 【請求項３０】 前記振動板に蒸着される耐酸化性金属
膜の主成分は、クロムである請求項２８に記載のインク
ジェットプリンタのヘッドにおけるアクチュエータの製
造方法。 - 【請求項３１】 前記振動板に蒸着される耐酸化性金属
膜は、アルミニウム、クロム、ニッケル及びコバルトが
混合されたものである請求項２８に記載のインクジェッ
トプリンタのヘッドにおけるアクチュエータの製造方
法。 - 【請求項３２】 前記耐酸化性金属膜は、予め酸化され
た状態で積層される請求項２８に記載のインクジェット
プリンタのヘッドにおけるアクチュエータの製造方法。 - 【請求項３３】 前記耐酸化性金属膜は、耐酸化金属を
含んでいる請求項２８に記載のインクジェットプリンタ
のヘッドにおけるアクチュエータの製造方法。 - 【請求項３４】 前記振動板の熱処理温度は、約６００
℃〜１５００℃である請求項２８に記載のインクジェッ
トプリンタのヘッドにおけるアクチュエータの製造方
法。 - 【請求項３５】 耐酸化金属が含められた振動板を液室
が形成されていないチャンバー板と一体に結合して成形
する段階と、 前記チャンバー板と一体に成形された前記振動板を高温
で熱処理しつつ、前記チャンバー板と前記振動板との表
面を酸化させて耐酸化膜を形成する段階と、 熱処理した前記振動板の上部面に酸化物圧電体を焼結に
よって蒸着する段階と、 前記酸化物圧電体の上部に上部電極を積層させる段階
と、 前記チャンバー板に液室をパターニングさせる段階とを
含んでなることを特徴とするインクジェットプリンタの
ヘッドにおけるアクチュエータの製造方法。 - 【請求項３６】 前記耐酸化金属は、主成分がアルミニ
ウムである請求項３５に記載のインクジェットプリンタ
のヘッドにおけるアクチュエータの製造方法。 - 【請求項３７】 前記耐酸化金属は、主成分がクロムで
ある請求項３５に記載のインクジェットプリンタのヘッ
ドにおけるアクチュエータの製造方法。 - 【請求項３８】 前記振動板の熱処理温度は、約６００
℃〜１５００℃である請求項３５に記載のインクジェッ
トプリンタのヘッドにおけるアクチュエータの製造方
法。 - 【請求項３９】 液室が形成されたチャンバー板と一体
に結合して振動板を成形する段階と、 一体に成形された前記チャンバー板と振動板とともに被
覆しようとする金属粉末と被覆を活性化させる活性剤、
そして粉末の流れ防止及び焼結を防止する焼結防止剤等
を粉末形態で所定の比率に混合して炉に入れる段階と、 前記炉を所定の雰囲気の条件で高温に加熱して前記チャ
ンバー板と振動板との表面に耐酸化性金属膜を形成させ
る段階と、 前記振動板の上部面に酸化物圧電体を蒸着し、酸化雰囲
気で焼結によって蒸着させつつ、前記チャンバー板と振
動板との表面を酸化する段階と、 前記酸化物圧電体の上部に上部電極を積層させる段階と
を含んでなることを特徴とするインクジェットプリンタ
のヘッドにおけるアクチュエータの製造方法。 - 【請求項４０】 前記金属粉末の主成分は、アルミニウ
ムである請求項３９に記載のインクジェットプリンタの
ヘッドにおけるアクチュエータの製造方法。 - 【請求項４１】 前記金属粉末の主成分は、クロムであ
る請求項３９に記載のインクジェットプリンタのヘッド
におけるアクチュエータの製造方法。 - 【請求項４２】 前記金属粉末は、アルミニウム、クロ
ム、ニッケル及びコバルトが混合されたものである請求
項３９に記載のインクジェットプリンタのヘッドにおけ
るアクチュエータの製造方法。 - 【請求項４３】 前記炉の雰囲気の条件は、還元雰囲気
である請求項３９に記載のインクジェットプリンタのヘ
ッドにおけるアクチュエータの製造方法。 - 【請求項４４】 前記炉の雰囲気の条件は、不活性ガス
が挿入される不活性雰囲気である請求項３９に記載のイ
ンクジェットプリンタのヘッドにおけるアクチュエータ
の製造方法。 - 【請求項４５】 前記炉の雰囲気の条件は、約１０-5Ｔ
ｏｒｒ〜５０Ｔｏｒｒの真空雰囲気である請求項３９に
記載のインクジェットプリンタのヘッドにおけるアクチ
ュエータの製造方法。 - 【請求項４６】 前記チャンバー板と振動板との酸化雰
囲気での熱処理温度は、約６００℃〜１５００℃である
請求項３９に記載のインクジェットプリンタのヘッドに
おけるアクチュエータの製造方法。 - 【請求項４７】 液室が形成されていないチャンバー板
と一体に結合して振動板を成形する段階と、 前記振動板とともに被覆しようとする金属粉末と、被覆
を活性化させる活性剤、そして粉末の流れ防止及び焼結
を防止する焼結防止剤等を粉末形態で所定の比率に混合
して加熱炉に入れる段階と前記炉を所定の雰囲気の条件
で高温に加熱して前記チャンバー板と振動板との表面に
耐酸化性金属膜を形成させる段階と、 前記振動板の上部面に酸化物圧電体を蒸着し、酸化雰囲
気で焼結によって蒸着させつつ、前記チャンバー板と振
動板との表面を酸化する段階と、 前記酸化物圧電体の上部に上部電極を積層させる段階
と、 前記チャンバー板に液室をパターニングさせる段階とを
含んでなることを特徴とするインクジェットプリンタの
ヘッドにおけるアクチュエータの製造方法。 - 【請求項４８】 前記金属粉末の主成分はアルミニウム
である請求項４７に記載のインクジェットプリンタのヘ
ッドにおけるアクチュエータの製造方法。 - 【請求項４９】 前記金属粉末の主成分はクロムである
請求項４７に記載のインクジェットプリンタのヘッドに
おけるアクチュエータの製造方法。 - 【請求項５０】 前記金属粉末は、アルミニウム、クロ
ム、ニッケル及びコバルトが混合されたものである請求
項４７に記載のインクジェットプリンタのヘッドにおけ
るアクチュエータの製造方法。 - 【請求項５１】 前記炉の雰囲気の条件は、還元雰囲気
である請求項４７に記載のインクジェットプリンタのヘ
ッドにおけるアクチュエータの製造方法。 - 【請求項５２】 前記炉の雰囲気の条件は、不活性ガス
が挿入される不活性雰囲気である請求項４７に記載のイ
ンクジェットプリンタのヘッドにおけるアクチュエータ
の製造方法。 - 【請求項５３】 前記炉の雰囲気の条件は、約１０-5Ｔ
ｏｒｒ〜５０Ｔｏｒｒの真空雰囲気である請求項４７に
記載のインクジェットプリンタのヘッドにおけるアクチ
ュエータの製造方法。 - 【請求項５４】 前記振動板の熱処理温度は、約６００
℃〜１５００℃である請求項４７に記載のインクジェッ
トプリンタのヘッドにおけるアクチュエータの製造方
法。
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