JP2000141665A - マイクロインジェクティングデバイスとその製造方法 - Google Patents
マイクロインジェクティングデバイスとその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 機械的特性，および動作応答性が良好で，イ
ンク噴射機能が優れたマイクロインジェクティングデバ
イスおよびその製造方法を提供する。 【解決手段】メンブレン２０ａのメイン動作部の構造
を，高い引張力伝達特性を有する衝撃膜２４（例えば，
ニッケル膜）と，高い伸縮性を持つ有機膜２１（例え
ば，ポリイミド膜）とに二元化し，各々の領域がインク
を強く押し上げる衝撃力伝達媒体としての役割，迅速な
初期化媒体としての役割とともに，応力を分散して除去
し，しわ等の損傷を防止する役割を実行するようにす
る。
ンク噴射機能が優れたマイクロインジェクティングデバ
イスおよびその製造方法を提供する。 【解決手段】メンブレン２０ａのメイン動作部の構造
を，高い引張力伝達特性を有する衝撃膜２４（例えば，
ニッケル膜）と，高い伸縮性を持つ有機膜２１（例え
ば，ポリイミド膜）とに二元化し，各々の領域がインク
を強く押し上げる衝撃力伝達媒体としての役割，迅速な
初期化媒体としての役割とともに，応力を分散して除去
し，しわ等の損傷を防止する役割を実行するようにす
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はインクジェットプリ
ンタ，医療機器のマイクロポンプ，燃料噴射装置等に適
用されるマイクロインジェクティングデバイスに関し，
特に，メンブレンの構造を改善して変形を防止すること
により，全体的なプリンティング性能が向上するように
したマイクロインジェクティングデバイスとその製造方
法に関するものである。
ンタ，医療機器のマイクロポンプ，燃料噴射装置等に適
用されるマイクロインジェクティングデバイスに関し，
特に，メンブレンの構造を改善して変形を防止すること
により，全体的なプリンティング性能が向上するように
したマイクロインジェクティングデバイスとその製造方
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】通常，マイクロインジェクティングデバ
イスは，インク，走査液，揮発油等の物質を特定対象
物，例えば，印刷用紙，人体，自動車等に微量供給しよ
うとする場合，供給する物質に一定の大きさの電気的お
よび熱的エネルギーを加えて体積変化を誘導することに
より，微量の供給物質を所望する対象物に適切に供給で
きるように設計された装置である。
イスは，インク，走査液，揮発油等の物質を特定対象
物，例えば，印刷用紙，人体，自動車等に微量供給しよ
うとする場合，供給する物質に一定の大きさの電気的お
よび熱的エネルギーを加えて体積変化を誘導することに
より，微量の供給物質を所望する対象物に適切に供給で
きるように設計された装置である。
【０００３】最近，このようなマイクロインジェクティ
ングデバイスは，電気および電子技術の発達に伴い急速
に発展しており，全般的な生活領域にわたって幅広く適
用範囲が拡大されている。マイクロインジェクティング
デバイスの適用例としては，インクジェットプリンタが
ある。
ングデバイスは，電気および電子技術の発達に伴い急速
に発展しており，全般的な生活領域にわたって幅広く適
用範囲が拡大されている。マイクロインジェクティング
デバイスの適用例としては，インクジェットプリンタが
ある。
【０００４】インクジェットプリンタは，既存のドット
プリンタとは異なり，例えば，カートリッジの使用によ
って多様な色が印刷可能である。また，騒音が少ない，
あるいは印字品質が美麗である等の多くの長所を有して
おり，その使用領域が拡大されている。
プリンタとは異なり，例えば，カートリッジの使用によ
って多様な色が印刷可能である。また，騒音が少ない，
あるいは印字品質が美麗である等の多くの長所を有して
おり，その使用領域が拡大されている。
【０００５】一方，このような長所を有するインクジェ
ットプリンタには，通常，微小直径のノズルを持つプリ
ントヘッドが装着される。インクジェットプリンタにお
いて，プリントヘッドは，外部からオンおよびオフされ
る電気的な信号を介して液体状態のインクを気泡状態に
状態変化，および体積膨脹させて外部に噴射することに
より，印刷用紙への円滑な印刷作業の進行を可能とす
る。
ットプリンタには，通常，微小直径のノズルを持つプリ
ントヘッドが装着される。インクジェットプリンタにお
いて，プリントヘッドは，外部からオンおよびオフされ
る電気的な信号を介して液体状態のインクを気泡状態に
状態変化，および体積膨脹させて外部に噴射することに
より，印刷用紙への円滑な印刷作業の進行を可能とす
る。
【０００６】従来の技術によるインクジェットプリント
ヘッドの多様な構成及び動作原理等は米国特許公報第４
４９０７２８号“Ｔｈｅｒｍａｌ ｉｎｋｊｅｔ ｐｒ
ｉｎｔｅｒ”，米国特許公報第４８０９４２８号“Ｔｈ
ｉｎ ｆｉｌｍ ｄｅｖｉｃｅ ｆｏｒ ａｎ ｉｎｋ
ｊｅｔ ｐｒｉｎｔ ｈｅａｄ ａｎｄ ｐｒｏｃｅｓ
ｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ｓ
ａｍｅ”，米国特許公報第５１４０３４５号“Ｍｅｔｈ
ｏｄ ｏｆ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ａｓｕｂｓ
ｔｒａｔｅ ｆｏｒ ａｌｉｑｕｉｄ ｊｅｔ ｒｅｃ
ｏｒｄｉｎｇｈｅａｄ ａｎｄ ｓｕｂｓｔｒａｔｅ
ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｍｅｔｈｏ
ｄ”，米国特許公報第５２７４４００号，“Ｉｎｋ ｐ
ａｔｈｇｅｏｍｅｔｒｙ ｆｏｒ ｈｉｇｈ ｔｅｍｐ
ｅｒａｔｕｒｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎｏｆ ｉｎｋ―ｊ
ｅｔ ｐｒｉｎｔ ｈｅａｄｓ”，あるいは米国特許公
報第５４２０６２７号“Ｉｎｋｊｅｔ ｐｒｉｎｔ ｈ
ｅａｄ”等に詳細に開示されている。
ヘッドの多様な構成及び動作原理等は米国特許公報第４
４９０７２８号“Ｔｈｅｒｍａｌ ｉｎｋｊｅｔ ｐｒ
ｉｎｔｅｒ”，米国特許公報第４８０９４２８号“Ｔｈ
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ｊｅｔ ｐｒｉｎｔ ｈｅａｄ ａｎｄ ｐｒｏｃｅｓ
ｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ｓ
ａｍｅ”，米国特許公報第５１４０３４５号“Ｍｅｔｈ
ｏｄ ｏｆ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ａｓｕｂｓ
ｔｒａｔｅ ｆｏｒ ａｌｉｑｕｉｄ ｊｅｔ ｒｅｃ
ｏｒｄｉｎｇｈｅａｄ ａｎｄ ｓｕｂｓｔｒａｔｅ
ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｍｅｔｈｏ
ｄ”，米国特許公報第５２７４４００号，“Ｉｎｋ ｐ
ａｔｈｇｅｏｍｅｔｒｙ ｆｏｒ ｈｉｇｈ ｔｅｍｐ
ｅｒａｔｕｒｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎｏｆ ｉｎｋ―ｊ
ｅｔ ｐｒｉｎｔ ｈｅａｄｓ”，あるいは米国特許公
報第５４２０６２７号“Ｉｎｋｊｅｔ ｐｒｉｎｔ ｈ
ｅａｄ”等に詳細に開示されている。
【０００７】通常，このような従来のマイクロインジェ
クティングデバイスでは，インクを外部に噴射するた
め，加熱層により与えられる高熱を利用する。この時，
加熱層により発生した高熱が長時間にわたってインクチ
ャンバ内部のインクに影響を及ぼすと，インク成分に熱
的変化が発生してこれを収容している装置の耐久性が急
激に低下するという問題点が発生する。
クティングデバイスでは，インクを外部に噴射するた
め，加熱層により与えられる高熱を利用する。この時，
加熱層により発生した高熱が長時間にわたってインクチ
ャンバ内部のインクに影響を及ぼすと，インク成分に熱
的変化が発生してこれを収容している装置の耐久性が急
激に低下するという問題点が発生する。
【０００８】最近，かかる問題点を解決するため，加熱
層とインクチャンバとの間に板状のメンブレンを形成
し，加熱チャンバに充填されたワーキング溶液の蒸気圧
を利用してメンブレンの動的変形を誘導することによ
り，インクチャンバ内のインクを外部に円滑に噴射する
新たな方法が提案されている。この場合，インクチャン
バと加熱層との間にはメンブレンが形成されているた
め，インクと加熱層は直接に接触しないことになり，イ
ンクの熱的変化が最小化できる。
層とインクチャンバとの間に板状のメンブレンを形成
し，加熱チャンバに充填されたワーキング溶液の蒸気圧
を利用してメンブレンの動的変形を誘導することによ
り，インクチャンバ内のインクを外部に円滑に噴射する
新たな方法が提案されている。この場合，インクチャン
バと加熱層との間にはメンブレンが形成されているた
め，インクと加熱層は直接に接触しないことになり，イ
ンクの熱的変化が最小化できる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかし，従来のマイク
ロインジェクティングデバイスにおいて，メンブレンは
加熱チャンバ内のワーキング溶液から伝達される蒸気圧
により収縮および膨脹して体積変形を発生させた後，イ
ンクチャンバ内部のインクに一定大きさの衝撃力を連続
的に伝達する。これにより，インクが外部の用紙に強く
噴射される。
ロインジェクティングデバイスにおいて，メンブレンは
加熱チャンバ内のワーキング溶液から伝達される蒸気圧
により収縮および膨脹して体積変形を発生させた後，イ
ンクチャンバ内部のインクに一定大きさの衝撃力を連続
的に伝達する。これにより，インクが外部の用紙に強く
噴射される。
【００１０】この時，メンブレンは上述の体積変形を自
身の全面にわたって同時に発生させる。ここで，衝撃力
伝達特性または動作復原性を考慮してメンブレンを，例
えば，ニッケル材質で形成するものとする。ニッケル材
質のメンブレンは頻繁な体積変形により，自身の構造的
に脆弱な特定部分，例えば，“加熱チャンバ構造により
支持されない部分”に変形を発生させることによりしわ
現象を起こす。
身の全面にわたって同時に発生させる。ここで，衝撃力
伝達特性または動作復原性を考慮してメンブレンを，例
えば，ニッケル材質で形成するものとする。ニッケル材
質のメンブレンは頻繁な体積変形により，自身の構造的
に脆弱な特定部分，例えば，“加熱チャンバ構造により
支持されない部分”に変形を発生させることによりしわ
現象を起こす。
【００１１】さらに，“加熱チャンバの形成により支持
されない部分”は，メンブレンがインクを押し上げるメ
イン動作部であるため，そのようなメイン動作部にしわ
等の変形が進行すると，メンブレンの機械的な特性は顕
著に低下する。
されない部分”は，メンブレンがインクを押し上げるメ
イン動作部であるため，そのようなメイン動作部にしわ
等の変形が進行すると，メンブレンの機械的な特性は顕
著に低下する。
【００１２】また，加熱チャンバおよびインクチャンバ
との接触性または耐応力性等を考慮してメンブレンを，
例えば，ポリイミド材質で形成するものとする。この場
合，メンブレンのメイン動作部は一定な軟性を維持して
しわ等の変形は多少低減できるが，衝撃力伝達特性，復
原性等は非常に脆弱になる。よって加熱チャンバの蒸気
圧発生に迅速な動作応答が不可能になり，円滑なインク
噴射機能が実行できない。したがって，プリントヘッド
の全体的なプリンティング性能が低下する。
との接触性または耐応力性等を考慮してメンブレンを，
例えば，ポリイミド材質で形成するものとする。この場
合，メンブレンのメイン動作部は一定な軟性を維持して
しわ等の変形は多少低減できるが，衝撃力伝達特性，復
原性等は非常に脆弱になる。よって加熱チャンバの蒸気
圧発生に迅速な動作応答が不可能になり，円滑なインク
噴射機能が実行できない。したがって，プリントヘッド
の全体的なプリンティング性能が低下する。
【００１３】本発明は従来のマイクロインジェクティン
グデバイスが有する上記問題点に鑑みてなされたもので
あり，本発明の第１の目的は，メンブレンの全体領域の
中で構造的に脆弱な特定部分，例えば，メイン動作部，
にかかる応力を分散させてしわ等の損傷を防止すること
により，メイン動作部の機械的特性を向上させることに
ある。
グデバイスが有する上記問題点に鑑みてなされたもので
あり，本発明の第１の目的は，メンブレンの全体領域の
中で構造的に脆弱な特定部分，例えば，メイン動作部，
にかかる応力を分散させてしわ等の損傷を防止すること
により，メイン動作部の機械的特性を向上させることに
ある。
【００１４】また，本発明の第２の目的は，メイン動作
部の動作応答性を向上させることによりメンブレンの全
体的なインク噴射機能を向上させることにある。
部の動作応答性を向上させることによりメンブレンの全
体的なインク噴射機能を向上させることにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記課題を達成するた
め，第１の発明は，保護膜が形成された基板と，保護膜
上に形成されて加熱チャンバを加熱する加熱層と，保護
膜上に形成され，かつ加熱層と接触して電気的な信号を
伝達する電極層と，加熱層を囲み，ワーキング溶液を充
填された加熱チャンバの範囲を決定するため，電極層上
に形成される加熱チャンババリヤ層と，加熱チャンババ
リヤ層上に形成され，加熱チャンバと接触して加熱チャ
ンバに充填されたワーキング溶液の体積変化によって伸
縮して振動する膜であるメンブレンと，加熱チャンバと
同一軸上に位置されたインクチャンバの範囲を決定する
ためメンブレン上に形成されるインクチャンババリヤ層
と，インクチャンバと接触するノズルの範囲を決定する
ためインクチャンババリヤ層上に形成されるノズルプレ
ートとを含み，メンブレンは，加熱チャンバの上部を覆
うように加熱チャンババリヤ層の全面に形成される有機
膜と，加熱チャンバと同一軸上に位置して，加熱チャン
バ形成領域に対応するように有機膜上に形成される衝撃
膜とを含むことを特徴とするマイクロインジェクティン
グデバイスである。
め，第１の発明は，保護膜が形成された基板と，保護膜
上に形成されて加熱チャンバを加熱する加熱層と，保護
膜上に形成され，かつ加熱層と接触して電気的な信号を
伝達する電極層と，加熱層を囲み，ワーキング溶液を充
填された加熱チャンバの範囲を決定するため，電極層上
に形成される加熱チャンババリヤ層と，加熱チャンババ
リヤ層上に形成され，加熱チャンバと接触して加熱チャ
ンバに充填されたワーキング溶液の体積変化によって伸
縮して振動する膜であるメンブレンと，加熱チャンバと
同一軸上に位置されたインクチャンバの範囲を決定する
ためメンブレン上に形成されるインクチャンババリヤ層
と，インクチャンバと接触するノズルの範囲を決定する
ためインクチャンババリヤ層上に形成されるノズルプレ
ートとを含み，メンブレンは，加熱チャンバの上部を覆
うように加熱チャンババリヤ層の全面に形成される有機
膜と，加熱チャンバと同一軸上に位置して，加熱チャン
バ形成領域に対応するように有機膜上に形成される衝撃
膜とを含むことを特徴とするマイクロインジェクティン
グデバイスである。
【００１６】また，第２の発明は，保護膜が形成された
第１基板上に加熱層を形成した後，保護膜に加熱層と接
触するように電極層を形成する段階と，加熱層と接触す
る加熱チャンバの範囲を決定するため電極層上に加熱チ
ャンババリヤ層を形成する段階とを有する第１の工程
と，保護膜が形成された第２基板上に有機膜を形成する
段階と，有機膜上に接触膜を形成する段階と，接触膜上
に衝撃膜を形成する段階と，パターン膜をマスクとして
衝撃膜と接触膜をエッチングして有機膜の一部を露出さ
せる段階と，接触膜と衝撃膜を第２基板から分離する段
階とを有する第２の工程と，保護膜が形成された第３基
板上にノズルを持つノズルプレートを形成する段階と，
ノズルプレート上にインクチャンバを持つインクチャン
ババリヤ層を形成する段階と，ノズルプレートとインク
チャンババリヤ層を第３基板から分離する段階とを有す
る第３の工程とを備え，第１工程で形成された加熱層お
よび加熱チャンババリヤ層部品上に，第２工程で形成さ
れたメンブレンを組立てた後，メンブレン上に第３工程
で形成されたノズルプレートおよびインクチャンババリ
ヤ層部品を組立てる段階とで製造されることを特徴とす
るマイクロインジェクティングデバイスの製造方法であ
る。
第１基板上に加熱層を形成した後，保護膜に加熱層と接
触するように電極層を形成する段階と，加熱層と接触す
る加熱チャンバの範囲を決定するため電極層上に加熱チ
ャンババリヤ層を形成する段階とを有する第１の工程
と，保護膜が形成された第２基板上に有機膜を形成する
段階と，有機膜上に接触膜を形成する段階と，接触膜上
に衝撃膜を形成する段階と，パターン膜をマスクとして
衝撃膜と接触膜をエッチングして有機膜の一部を露出さ
せる段階と，接触膜と衝撃膜を第２基板から分離する段
階とを有する第２の工程と，保護膜が形成された第３基
板上にノズルを持つノズルプレートを形成する段階と，
ノズルプレート上にインクチャンバを持つインクチャン
ババリヤ層を形成する段階と，ノズルプレートとインク
チャンババリヤ層を第３基板から分離する段階とを有す
る第３の工程とを備え，第１工程で形成された加熱層お
よび加熱チャンババリヤ層部品上に，第２工程で形成さ
れたメンブレンを組立てた後，メンブレン上に第３工程
で形成されたノズルプレートおよびインクチャンババリ
ヤ層部品を組立てる段階とで製造されることを特徴とす
るマイクロインジェクティングデバイスの製造方法であ
る。
【００１７】第２工程で有機膜のみ形成し，先に第１工
程で製作された部品上に組立て，その組立品の上部に接
触膜および衝撃膜を形成した後に，上述の第３工程を行
うようにしてもよい。
程で製作された部品上に組立て，その組立品の上部に接
触膜および衝撃膜を形成した後に，上述の第３工程を行
うようにしてもよい。
【００１８】かかる構成によれば，メンブレンのメイン
動作部の構造を，高い引張力伝達特性を有する衝撃膜領
域（例えば，ニッケル膜領域）と，高い伸縮性を持つ有
機膜領域（例えば，ポリイミド膜領域）とで二元化し
て，二元化された各々の領域がインクを強く押し上げる
衝撃力伝達媒体としての役割，迅速な初期化媒体として
の役割とともに，応力を分散して除去するヒンジとして
の役割を実行するようにすることにより，メンブレンの
変形を防止して，耐応力性と動作応答性を同時に向上さ
せることが可能である。
動作部の構造を，高い引張力伝達特性を有する衝撃膜領
域（例えば，ニッケル膜領域）と，高い伸縮性を持つ有
機膜領域（例えば，ポリイミド膜領域）とで二元化し
て，二元化された各々の領域がインクを強く押し上げる
衝撃力伝達媒体としての役割，迅速な初期化媒体として
の役割とともに，応力を分散して除去するヒンジとして
の役割を実行するようにすることにより，メンブレンの
変形を防止して，耐応力性と動作応答性を同時に向上さ
せることが可能である。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下，添附図面を参照しながら第
１の発明にかかるマイクロインジェクティングデバイス
とその製造方法の好適な実施の形態について詳細に説明
する。なお，本明細書および図面において，実質的に同
一の機能を有する構成要素については，同一の符号を付
することにより重複説明を省略する。
１の発明にかかるマイクロインジェクティングデバイス
とその製造方法の好適な実施の形態について詳細に説明
する。なお，本明細書および図面において，実質的に同
一の機能を有する構成要素については，同一の符号を付
することにより重複説明を省略する。
【００２０】（第１の実施の形態）図１は，本実施の形
態にかかるマイクロインジェクティングデバイスＡを示
す斜視図，図２は図１のＩＩ−ＩＩ面における断面図，
図３は本発明における第１の実施の形態にかかるメンブ
レン２０ａの形状を示す平面図である。
態にかかるマイクロインジェクティングデバイスＡを示
す斜視図，図２は図１のＩＩ−ＩＩ面における断面図，
図３は本発明における第１の実施の形態にかかるメンブ
レン２０ａの形状を示す平面図である。
【００２１】図１，及び図２に図示されるように，本実
施の形態にかかるマイクロインジェクティングデバイス
Ａにおいては，Ｓｉ材質の基板１上部にＳｉＯ２材質の
保護膜２が形成される。保護膜２の上部には，外部から
印加される電気的なエネルギーにより加熱される加熱層
１１が形成される。
施の形態にかかるマイクロインジェクティングデバイス
Ａにおいては，Ｓｉ材質の基板１上部にＳｉＯ２材質の
保護膜２が形成される。保護膜２の上部には，外部から
印加される電気的なエネルギーにより加熱される加熱層
１１が形成される。
【００２２】加熱層１１の上部に，外部の電気的なエネ
ルギーを加熱層１１に供給する電極層３が形成される。
電極層３は共通電極１２と連結されている。電極層３か
ら供給された電気的なエネルギーは，加熱層１１により
熱エネルギーに変換される。
ルギーを加熱層１１に供給する電極層３が形成される。
電極層３は共通電極１２と連結されている。電極層３か
ら供給された電気的なエネルギーは，加熱層１１により
熱エネルギーに変換される。
【００２３】一方，加熱チャンバ４は，加熱層１１を覆
うように，電極層３，およびその上部の加熱チャンババ
リヤ層５により囲まれて形成される。加熱層１１により
変換された熱は，加熱チャンバ４に伝達される。
うように，電極層３，およびその上部の加熱チャンババ
リヤ層５により囲まれて形成される。加熱層１１により
変換された熱は，加熱チャンバ４に伝達される。
【００２４】加熱チャンバ４の内部には，蒸気圧発生が
容易なワーキング溶液が充填されおり，ワーキング溶液
は加熱層１１から伝達された熱により急速に気化され
る。また，ワーキング溶液の気化により発生した蒸気圧
は，加熱チャンババリヤ層５上に形成されたメンブレン
２０ａに伝達される。
容易なワーキング溶液が充填されおり，ワーキング溶液
は加熱層１１から伝達された熱により急速に気化され
る。また，ワーキング溶液の気化により発生した蒸気圧
は，加熱チャンババリヤ層５上に形成されたメンブレン
２０ａに伝達される。
【００２５】メンブレン２０ａの上部には，インクチャ
ンババリヤ層７により囲まれ，上述の加熱チャンバ４と
同一軸上に位置するインクチャンバ９が形成される。イ
ンクチャンバ９の内部には適正量のインクが充填され
る。
ンババリヤ層７により囲まれ，上述の加熱チャンバ４と
同一軸上に位置するインクチャンバ９が形成される。イ
ンクチャンバ９の内部には適正量のインクが充填され
る。
【００２６】ノズル１０は，インクチャンバ９を覆うよ
うにインクチャンババリヤ層７の上部に形成され，イン
クの噴射ゲートとしての役割を実行する。このようなノ
ズル１０は，上述の加熱チャンバ４，インクチャンバ９
と同一軸上に位置するようにノズルプレート８を貫通し
て形成される。
うにインクチャンババリヤ層７の上部に形成され，イン
クの噴射ゲートとしての役割を実行する。このようなノ
ズル１０は，上述の加熱チャンバ４，インクチャンバ９
と同一軸上に位置するようにノズルプレート８を貫通し
て形成される。
【００２７】上述の構成において，本発明の主要部を構
成するメンブレン２０ａは，加熱チャンバ４の上部を覆
うように加熱チャンババリヤ層５の全面に形成される有
機膜２１と，加熱チャンバ４と同一軸上に位置して加熱
チャンバ４形成領域に対応するように有機膜２１上に形
成される接触膜２３と，接触膜２３上に形成される衝撃
膜２４との，連続的な積層構造からなる。
成するメンブレン２０ａは，加熱チャンバ４の上部を覆
うように加熱チャンババリヤ層５の全面に形成される有
機膜２１と，加熱チャンバ４と同一軸上に位置して加熱
チャンバ４形成領域に対応するように有機膜２１上に形
成される接触膜２３と，接触膜２３上に形成される衝撃
膜２４との，連続的な積層構造からなる。
【００２８】すなわち，加熱チャンバ４の形成位置に対
応するメンブレン２０ａのメイン動作部には衝撃膜２４
が位置し，その下部には有機膜２１が衝撃膜２４と接触
形成される。
応するメンブレン２０ａのメイン動作部には衝撃膜２４
が位置し，その下部には有機膜２１が衝撃膜２４と接触
形成される。
【００２９】ここで，衝撃膜２４は迅速に体積変形させ
られ，その上部に形成されたインクチャンバ９内部のイ
ンクに，強い衝撃力を伝達する役割を実行する。有機膜
２１は良好な伸縮性を維持した状態で，上述の衝撃膜２
４の動作とともに迅速に体積変形させられ，衝撃膜２４
にかかる応力を分散除去する役割をする。
られ，その上部に形成されたインクチャンバ９内部のイ
ンクに，強い衝撃力を伝達する役割を実行する。有機膜
２１は良好な伸縮性を維持した状態で，上述の衝撃膜２
４の動作とともに迅速に体積変形させられ，衝撃膜２４
にかかる応力を分散除去する役割をする。
【００３０】例えば，有機膜２１は伸縮性及び軟性が優
れたポリイミド材質で形成され，メンブレン２０ａの上
部に形成されるインクチャンババリヤ層７と相互に接着
する構造になっている。
れたポリイミド材質で形成され，メンブレン２０ａの上
部に形成されるインクチャンババリヤ層７と相互に接着
する構造になっている。
【００３１】通常，インクチャンババリヤ層７は，イン
クに強い耐性を持つポリイミド材質で形成される。この
時，上述のように本実施の形態の有機膜２１は，それと
同一な材質であるポリイミド材質で形成されることによ
り，インクチャンババリヤ層７と堅固な接着力が維持で
きる。
クに強い耐性を持つポリイミド材質で形成される。この
時，上述のように本実施の形態の有機膜２１は，それと
同一な材質であるポリイミド材質で形成されることによ
り，インクチャンババリヤ層７と堅固な接着力が維持で
きる。
【００３２】また，衝撃膜２４は優れた引張力を持った
ニッケルで形成される。これによって，ニッケル材質の
衝撃膜２４はワーキング溶液の気化による蒸気圧発生に
迅速に応答して迅速に体積変形させられることにより，
その上部に形成されたインクチャンバ９内部のインク
を，ノズル１０側に迅速に押し上げる。
ニッケルで形成される。これによって，ニッケル材質の
衝撃膜２４はワーキング溶液の気化による蒸気圧発生に
迅速に応答して迅速に体積変形させられることにより，
その上部に形成されたインクチャンバ９内部のインク
を，ノズル１０側に迅速に押し上げる。
【００３３】一方，有機膜２１と衝撃膜２４との間には
その接触力を向上させるための接触膜２３が形成され
る。したがって，異なる材質の有機膜２１と衝撃膜２４
は堅固な接触力が維持できる。この時，接触膜２３はバ
ナジウム，チタン，クロムで構成されたグループから選
択されたいずれか一つの材質で構成される。
その接触力を向上させるための接触膜２３が形成され
る。したがって，異なる材質の有機膜２１と衝撃膜２４
は堅固な接触力が維持できる。この時，接触膜２３はバ
ナジウム，チタン，クロムで構成されたグループから選
択されたいずれか一つの材質で構成される。
【００３４】従来，メンブレンがニッケル材質で形成さ
れた場合，メンブレンのメイン動作部にしわ等の変形が
発生することによってメンブレンの機械的な特性は顕著
に低下し，メンブレンがポリイミド材質で形成された場
合は，メンブレンのメイン動作部が加熱チャンバの蒸気
圧に対して迅速な動作応答ができないため，装置の全体
的な印刷機能が顕著に低下していた。
れた場合，メンブレンのメイン動作部にしわ等の変形が
発生することによってメンブレンの機械的な特性は顕著
に低下し，メンブレンがポリイミド材質で形成された場
合は，メンブレンのメイン動作部が加熱チャンバの蒸気
圧に対して迅速な動作応答ができないため，装置の全体
的な印刷機能が顕著に低下していた。
【００３５】しかし，本発明は上記のような従来の問題
を解決するため，メンブレン２０ａのメイン動作部にニ
ッケルとポリイミド材質を同時に適用する。即ち，図３
に示すように，メンブレン２０ａのメイン動作部に引張
力が優れた衝撃膜２４を形成し，その下部に軟性が優れ
た有機膜２１を連続的に形成する。
を解決するため，メンブレン２０ａのメイン動作部にニ
ッケルとポリイミド材質を同時に適用する。即ち，図３
に示すように，メンブレン２０ａのメイン動作部に引張
力が優れた衝撃膜２４を形成し，その下部に軟性が優れ
た有機膜２１を連続的に形成する。
【００３６】これにより，加熱チャンバ４の蒸気圧によ
って衝撃膜２４にかかる応力は，伸縮性が良好な有機膜
２１に伝達された後に，適切に分散されて除去され，メ
ンブレン２０ａは変形することなくワーキング溶液の蒸
気圧発生に迅速な動作応答性が維持できる。したがっ
て，全体的な印刷品質が顕著に向上する。
って衝撃膜２４にかかる応力は，伸縮性が良好な有機膜
２１に伝達された後に，適切に分散されて除去され，メ
ンブレン２０ａは変形することなくワーキング溶液の蒸
気圧発生に迅速な動作応答性が維持できる。したがっ
て，全体的な印刷品質が顕著に向上する。
【００３７】以下，上述のような本実施の形態にかかる
メンブレン２０ａの作用について詳細に説明する。
メンブレン２０ａの作用について詳細に説明する。
【００３８】図４は本実施の形態にかかるマイクロイン
ジェクティングデバイスＡの電気信号印加状態を示す
図，図５は本実施の形態にかかるメンブレン２０ａの電
気信号印加時の動作状態を示す図，図６は本実施の形態
にかかるマイクロインジェクティングデバイスＡの電気
信号遮断状態を示す図，図７は本実施の形態にかかるメ
ンブレン２０ａの電気信号遮断時の動作状態を示す図で
ある。
ジェクティングデバイスＡの電気信号印加状態を示す
図，図５は本実施の形態にかかるメンブレン２０ａの電
気信号印加時の動作状態を示す図，図６は本実施の形態
にかかるマイクロインジェクティングデバイスＡの電気
信号遮断状態を示す図，図７は本実施の形態にかかるメ
ンブレン２０ａの電気信号遮断時の動作状態を示す図で
ある。
【００３９】図４に示されるように，まず，外部の電源
から電極層３に電気的な信号が印加されると，電極層３
と接触している加熱層１１はその電気的なエネルギーの
供給を受け，瞬間的に約５００℃以上の高温で急速に加
熱される。この過程で電気的なエネルギーは，５００℃
〜５５０℃程度の熱エネルギーに変換される。
から電極層３に電気的な信号が印加されると，電極層３
と接触している加熱層１１はその電気的なエネルギーの
供給を受け，瞬間的に約５００℃以上の高温で急速に加
熱される。この過程で電気的なエネルギーは，５００℃
〜５５０℃程度の熱エネルギーに変換される。
【００４０】変換された熱は，加熱層１１と接触された
加熱チャンバ４に伝達される。加熱チャンバ４内部に充
填されたワーキング溶液は，伝達された熱により急速に
気化され，一定の大きさの蒸気圧を発生させる。
加熱チャンバ４に伝達される。加熱チャンバ４内部に充
填されたワーキング溶液は，伝達された熱により急速に
気化され，一定の大きさの蒸気圧を発生させる。
【００４１】蒸気圧は，加熱チャンババリヤ層５の上部
に位置されたメンブレン２０ａに伝達され，メンブレン
２０ａには一定の大きさの衝撃力Ｐが加わる。このと
き，メンブレン２０ａは図４に示されるように，矢印方
向に急速に膨脹して凸形に曲げられ，その上部に形成さ
れたインクチャンバ９内部に充填されたインク１００に
は，強い衝撃力が伝達される。これにより，インク１０
０は上述の衝撃力により飽和されて噴射直前の状態にな
る。
に位置されたメンブレン２０ａに伝達され，メンブレン
２０ａには一定の大きさの衝撃力Ｐが加わる。このと
き，メンブレン２０ａは図４に示されるように，矢印方
向に急速に膨脹して凸形に曲げられ，その上部に形成さ
れたインクチャンバ９内部に充填されたインク１００に
は，強い衝撃力が伝達される。これにより，インク１０
０は上述の衝撃力により飽和されて噴射直前の状態にな
る。
【００４２】この時，上述のようにメンブレン２０ａ
は，優れた衝撃力伝達特性を持つ衝撃膜２４と，その衝
撃膜２４にかかる応力を分散除去する有機膜２１とで二
元化されて形成されるため，従来のメンブレンから発生
したしわ等の変形が発生しない。
は，優れた衝撃力伝達特性を持つ衝撃膜２４と，その衝
撃膜２４にかかる応力を分散除去する有機膜２１とで二
元化されて形成されるため，従来のメンブレンから発生
したしわ等の変形が発生しない。
【００４３】ここで，ニッケル材質の衝撃膜２４は，ポ
リイミド材質の有機膜２１より単位面積当りの重量が大
きいため，図５に示されるように，本発明の衝撃膜２４
は，Ｐ＝ｍΔＶ (ここで，Ｐは衝撃力，ｍは膜の重
量，Ｖは膜の体積)で表現される衝撃力伝達公式によっ
て，その上部に形成されたインクチャンバ９内部のイン
クに強い衝撃力が伝達できる。
リイミド材質の有機膜２１より単位面積当りの重量が大
きいため，図５に示されるように，本発明の衝撃膜２４
は，Ｐ＝ｍΔＶ (ここで，Ｐは衝撃力，ｍは膜の重
量，Ｖは膜の体積)で表現される衝撃力伝達公式によっ
て，その上部に形成されたインクチャンバ９内部のイン
クに強い衝撃力が伝達できる。
【００４４】また，ポリイミド材質の有機膜２１はニッ
ケル材質の衝撃膜２４より伸縮性が優れるため，図５に
示されるように，衝撃膜２４にかかる応力δ２を応力δ
１で吸収して適切に分散および除去できる。
ケル材質の衝撃膜２４より伸縮性が優れるため，図５に
示されるように，衝撃膜２４にかかる応力δ２を応力δ
１で吸収して適切に分散および除去できる。
【００４５】一方，このような状態で，図６に示される
ように，外部の電源から供給された電気的な信号が遮断
されて加熱層１１が急速に冷却されると，加熱チャンバ
４の内部で維持された蒸気圧は急速に低減され，加熱チ
ャンバ４の内部は迅速に真空状態になる。このような真
空は，メンブレン２０ａに上述の衝撃力に対応する強い
バックリング力Ｑを加えることになり，メンブレン２０
ａは瞬間的に収縮されて初期化される。
ように，外部の電源から供給された電気的な信号が遮断
されて加熱層１１が急速に冷却されると，加熱チャンバ
４の内部で維持された蒸気圧は急速に低減され，加熱チ
ャンバ４の内部は迅速に真空状態になる。このような真
空は，メンブレン２０ａに上述の衝撃力に対応する強い
バックリング力Ｑを加えることになり，メンブレン２０
ａは瞬間的に収縮されて初期化される。
【００４６】この場合，メンブレン２０ａは図６に示さ
れるように，矢印方向に急速に収縮されて，インクチャ
ンバ９の内部に強いバックリング力Ｑを伝達する。これ
によって，メンブレン２０ａの膨脹過程で噴射直前の状
態にあったインク１００は，自体の重量により楕円形か
ら円形に順に変形され，外部の印刷用紙に噴射されるこ
とになり，外部の印刷用紙は迅速にプリンティングされ
る。
れるように，矢印方向に急速に収縮されて，インクチャ
ンバ９の内部に強いバックリング力Ｑを伝達する。これ
によって，メンブレン２０ａの膨脹過程で噴射直前の状
態にあったインク１００は，自体の重量により楕円形か
ら円形に順に変形され，外部の印刷用紙に噴射されるこ
とになり，外部の印刷用紙は迅速にプリンティングされ
る。
【００４７】この時，メンブレン２０ａは優れた引張力
を維持する衝撃膜２４とその衝撃膜２４にかける応力を
分散除去する有機膜２１で二元化されて形成されるた
め，従来のメンブレンから発生したしわ等の変形が発生
しないだけではなく，加熱チャンバ４側に迅速に初期化
されることにより動作応答性が良好になる。
を維持する衝撃膜２４とその衝撃膜２４にかける応力を
分散除去する有機膜２１で二元化されて形成されるた
め，従来のメンブレンから発生したしわ等の変形が発生
しないだけではなく，加熱チャンバ４側に迅速に初期化
されることにより動作応答性が良好になる。
【００４８】ここで，ポリイミド材質の有機膜２１は，
ニッケル材質の衝撃膜２４より伸縮性が優れるため，図
７に示されるように，衝撃膜２４にかかる応力δ４を応
力δ３に吸収して適切に分散および除去できる。
ニッケル材質の衝撃膜２４より伸縮性が優れるため，図
７に示されるように，衝撃膜２４にかかる応力δ４を応
力δ３に吸収して適切に分散および除去できる。
【００４９】（第２の実施の形態）図８は本実施の形態
にかかるマイクロインジェクティングデバイスＢを示す
斜視図である。図８に示されるように，マイクロインジ
ェクティングデバイスＢでは，メンブレン２０ｂの有機
膜２１上に，衝撃膜２４の側面に接触し，加熱チャンバ
４の縁部上部と重ねて配置される補助有機膜２２がさら
に形成される。
にかかるマイクロインジェクティングデバイスＢを示す
斜視図である。図８に示されるように，マイクロインジ
ェクティングデバイスＢでは，メンブレン２０ｂの有機
膜２１上に，衝撃膜２４の側面に接触し，加熱チャンバ
４の縁部上部と重ねて配置される補助有機膜２２がさら
に形成される。
【００５０】この場合，補助有機膜２２は有機膜２１の
伸縮性をより補強する役割を果たすため，有機膜２１は
衝撃膜２４にかかる応力を，第１の実施の形態における
場合より一層円滑に除去できる。
伸縮性をより補強する役割を果たすため，有機膜２１は
衝撃膜２４にかかる応力を，第１の実施の形態における
場合より一層円滑に除去できる。
【００５１】このように，有機膜２１の上部に補助有機
膜２２がさらに形成されると，補助有機膜２２はメンブ
レン２０ｂの上部に形成されるインクチャンババリヤ層
７と相互に接触するようになる。この時，補助有機膜２
２は上述の有機膜２１と同様に，インクチャンババリヤ
層７と同一な材質のポリイミドで形成されることによ
り，インクチャンババリヤ層７とより堅固な接着力が維
持できる。
膜２２がさらに形成されると，補助有機膜２２はメンブ
レン２０ｂの上部に形成されるインクチャンババリヤ層
７と相互に接触するようになる。この時，補助有機膜２
２は上述の有機膜２１と同様に，インクチャンババリヤ
層７と同一な材質のポリイミドで形成されることによ
り，インクチャンババリヤ層７とより堅固な接着力が維
持できる。
【００５２】以下，上述のように構成された第２の発明
にかかるマイクロインジェクティングデバイスの製造方
法について詳細に説明する。本発明にかかるマイクロイ
ンジェクティングデバイスの製造方法は二つある。
にかかるマイクロインジェクティングデバイスの製造方
法について詳細に説明する。本発明にかかるマイクロイ
ンジェクティングデバイスの製造方法は二つある。
【００５３】（第１の製造方法）その第１の製造方法
は，相互に別個で進行される第１工程，第２工程，第３
工程の組合せからなる。このような個別の工程において
製造された各部品，例えば，加熱層１１および加熱チャ
ンババリヤ層５部品，メンブレン２０ａ，ノズルプレー
ト８およびインクチャンババリヤ層７部品等は，後に行
われる調整過程において適正位置に組立てられることに
より，マイクロインジェクティングデバイスとして完成
される。
は，相互に別個で進行される第１工程，第２工程，第３
工程の組合せからなる。このような個別の工程において
製造された各部品，例えば，加熱層１１および加熱チャ
ンババリヤ層５部品，メンブレン２０ａ，ノズルプレー
ト８およびインクチャンババリヤ層７部品等は，後に行
われる調整過程において適正位置に組立てられることに
より，マイクロインジェクティングデバイスとして完成
される。
【００５４】図９は，第１の発明にかかるマイクロイン
ジェクティングデバイスＡの製造方法を順次に示す断面
工程図，図１０は第２の発明にかかる，メンブレン２０
ａの第１の製造方法を示す断面工程図，図１１は第２の
発明にかかる，メンブレン２０ｂの第１の製造方法を示
す断面工程図である。
ジェクティングデバイスＡの製造方法を順次に示す断面
工程図，図１０は第２の発明にかかる，メンブレン２０
ａの第１の製造方法を示す断面工程図，図１１は第２の
発明にかかる，メンブレン２０ｂの第１の製造方法を示
す断面工程図である。
【００５５】まず，図９（ａ）に示されるように第１の
製造方法は，ＳｉＯ２等の保護膜２が形成されたＳｉ基
板１上に金属物質，例えば，ポリシリコンを蒸着し，パ
ターン膜(図示せず)を用いて保護膜２の一部が露出され
るようにポリシリコンをエッチングすることにより保護
層２の上部に加熱層１１を形成する。
製造方法は，ＳｉＯ２等の保護膜２が形成されたＳｉ基
板１上に金属物質，例えば，ポリシリコンを蒸着し，パ
ターン膜(図示せず)を用いて保護膜２の一部が露出され
るようにポリシリコンをエッチングすることにより保護
層２の上部に加熱層１１を形成する。
【００５６】次に，加熱層１１が覆われるように保護膜
２の上部に金属物質，例えば，アルミニウムを蒸着し，
パターン膜を用いて加熱層１１の中央部表面が露出され
るようにアルミニウムをエッチングすることにより，加
熱層１１の両側部と接触された形状の電極層３を形成す
る。
２の上部に金属物質，例えば，アルミニウムを蒸着し，
パターン膜を用いて加熱層１１の中央部表面が露出され
るようにアルミニウムをエッチングすることにより，加
熱層１１の両側部と接触された形状の電極層３を形成す
る。
【００５７】さらに，加熱層１１が覆われるように電極
層３の上部に有機物質，例えば，ポリイミドを蒸着す
る。続いてパターン膜を用いて加熱層１１の一部表面と
その周辺の電極層３が露出されるようにポリイミドをエ
ッチングし，加熱チャンバ４の形成領域を決定する加熱
チャンババリヤ層５を形成することにより，第１工程を
完了する。
層３の上部に有機物質，例えば，ポリイミドを蒸着す
る。続いてパターン膜を用いて加熱層１１の一部表面と
その周辺の電極層３が露出されるようにポリイミドをエ
ッチングし，加熱チャンバ４の形成領域を決定する加熱
チャンババリヤ層５を形成することにより，第１工程を
完了する。
【００５８】一方，第１工程とは別に，図９（ｂ）に示
されるようなメンブレン２０ａを形成するための第２工
程が進行される。ここで，第２工程を，図１０を参照し
ながらより詳細に説明する。
されるようなメンブレン２０ａを形成するための第２工
程が進行される。ここで，第２工程を，図１０を参照し
ながらより詳細に説明する。
【００５９】まず，図１０（ａ）に示されるように，Ｓ
ｉＯ２等の保護膜２０１が形成されたＳｉ基板２００上
に，有機物質，例えば，ポリイミドを用いて有機膜２１
を形成する。この時，有機膜２１はメンブレンの厚さの
調節が容易なスピンコーティング法により形成されるの
が好ましい。有機膜２１の厚さは，約２μｍ〜２.５μ
ｍを維持するのが好ましい。
ｉＯ２等の保護膜２０１が形成されたＳｉ基板２００上
に，有機物質，例えば，ポリイミドを用いて有機膜２１
を形成する。この時，有機膜２１はメンブレンの厚さの
調節が容易なスピンコーティング法により形成されるの
が好ましい。有機膜２１の厚さは，約２μｍ〜２.５μ
ｍを維持するのが好ましい。
【００６０】次に，有機膜２１を約１３０℃〜２９０℃
の温度で一定の時間間隔をおいて２回程度熱処理する。
その熱処理の結果，有機膜２１は全ての表面にわたって
良好な粘性を持つようになり，接触膜２３が堅固に蒸着
できるようになる。この時，例えば，有機膜２１の熱処
理過程は約１５０℃と約２８０℃の温度で各々行われ
る。
の温度で一定の時間間隔をおいて２回程度熱処理する。
その熱処理の結果，有機膜２１は全ての表面にわたって
良好な粘性を持つようになり，接触膜２３が堅固に蒸着
できるようになる。この時，例えば，有機膜２１の熱処
理過程は約１５０℃と約２８０℃の温度で各々行われ
る。
【００６１】次に，図１０（ｂ）に示されるように，有
機膜２１の上部にスパッタリング法等を利用して金属物
質，例えば，バナジウム，チタン，クロム等を蒸着する
ことにより接触膜２３を形成する。この時，例えば，接
触膜２３の厚さは約０.１μｍ〜０.２μｍを維持する。
機膜２１の上部にスパッタリング法等を利用して金属物
質，例えば，バナジウム，チタン，クロム等を蒸着する
ことにより接触膜２３を形成する。この時，例えば，接
触膜２３の厚さは約０.１μｍ〜０.２μｍを維持する。
【００６２】次に，接触膜２３の上部にスパッタリング
法等を利用して金属物質，例えば，ニッケルを蒸着する
ことにより衝撃膜２４を形成する。この時，例えば，衝
撃膜２４の厚さは約０.２μｍ〜０.５μｍを維持する。
また，衝撃膜２４は自身の全面にわたって良好な粘性及
び機械的耐性を持たせるため約１５０℃〜１８０℃の温
度で熱処理される。
法等を利用して金属物質，例えば，ニッケルを蒸着する
ことにより衝撃膜２４を形成する。この時，例えば，衝
撃膜２４の厚さは約０.２μｍ〜０.５μｍを維持する。
また，衝撃膜２４は自身の全面にわたって良好な粘性及
び機械的耐性を持たせるため約１５０℃〜１８０℃の温
度で熱処理される。
【００６３】次に，図１０（ｃ）に示されるように，衝
撃膜２４および接触膜２３の形状を完成するため，衝撃
膜２３の一部表面にパターン膜３０を形成する。その
後，パターン膜３０をマスクとして利用して衝撃膜２４
および接触膜２３をエッチングして，残存するパターン
膜３０を化学的処理により除去する。こうして衝撃膜２
４および接触膜２３の両側周辺に有機膜２１が露出し，
最終構造のメンブレン２０ａを完成する。
撃膜２４および接触膜２３の形状を完成するため，衝撃
膜２３の一部表面にパターン膜３０を形成する。その
後，パターン膜３０をマスクとして利用して衝撃膜２４
および接触膜２３をエッチングして，残存するパターン
膜３０を化学的処理により除去する。こうして衝撃膜２
４および接触膜２３の両側周辺に有機膜２１が露出し，
最終構造のメンブレン２０ａを完成する。
【００６４】この時，第２の実施の形態にかかるマイク
ロインジェクティングデバイスＢの構造のように，上述
の衝撃膜２４および接触膜２３をエッチングして，有機
膜２１の一部を露出させる段階後に，有機膜２１の伸縮
性を補強する補助有機膜２２を形成する過程を追加する
こともできる。
ロインジェクティングデバイスＢの構造のように，上述
の衝撃膜２４および接触膜２３をエッチングして，有機
膜２１の一部を露出させる段階後に，有機膜２１の伸縮
性を補強する補助有機膜２２を形成する過程を追加する
こともできる。
【００６５】このような追加過程では，まず，図１１
（ａ）に示されるように，衝撃膜２４および接触膜２３
が覆われるように有機膜２１の上部に化学気相成長法等
の製膜法を利用して有機物質，例えば，ポリイミド２２
ａを製膜する。
（ａ）に示されるように，衝撃膜２４および接触膜２３
が覆われるように有機膜２１の上部に化学気相成長法等
の製膜法を利用して有機物質，例えば，ポリイミド２２
ａを製膜する。
【００６６】次に，図１１（ｂ）に示されるように，衝
撃膜２４の表面が露出するまでエッチバック過程を進行
してポリイミド２２ａをエッチングすることにより，衝
撃膜２４および接触膜２３の両側と接触する構造の補助
有機膜２２を形成する。
撃膜２４の表面が露出するまでエッチバック過程を進行
してポリイミド２２ａをエッチングすることにより，衝
撃膜２４および接触膜２３の両側と接触する構造の補助
有機膜２２を形成する。
【００６７】このような追加工程により形成された補助
有機膜２２は，衝撃膜２４および接触膜２３の両側と接
触するとともに，有機膜２１の上部に堅固に接着するこ
とにより，最終的に完成されるメンブレン２０ｂの全体
的な伸縮性を一層向上させる役割をする。
有機膜２２は，衝撃膜２４および接触膜２３の両側と接
触するとともに，有機膜２１の上部に堅固に接着するこ
とにより，最終的に完成されるメンブレン２０ｂの全体
的な伸縮性を一層向上させる役割をする。
【００６８】以後，上述の過程を通してメンブレンの構
造が完成されると，図１０（ｄ）に示されるように，フ
ッ化水素等の化学物質を使用して保護層２０１が形成さ
れた基板２００から完成されたメンブレンを剥離させる
ことにより第２工程を完了する。
造が完成されると，図１０（ｄ）に示されるように，フ
ッ化水素等の化学物質を使用して保護層２０１が形成さ
れた基板２００から完成されたメンブレンを剥離させる
ことにより第２工程を完了する。
【００６９】一方，第２工程とは別に第３工程が進行さ
れる。第３工程は，まず，図９（ｃ）に示されるよう
に，ＳｉＯ２等の保護膜３０１が形成されたＳｉ基板３
００上に電気めっき法等を利用して金属物質，例えば，
ニッケルを製膜する。続いて，パターン膜を用いて保護
膜３０１の一部が露出するようにニッケルをエッチング
することにより，ノズル１０の形成領域を決定するノズ
ルプレート８を形成する。
れる。第３工程は，まず，図９（ｃ）に示されるよう
に，ＳｉＯ２等の保護膜３０１が形成されたＳｉ基板３
００上に電気めっき法等を利用して金属物質，例えば，
ニッケルを製膜する。続いて，パターン膜を用いて保護
膜３０１の一部が露出するようにニッケルをエッチング
することにより，ノズル１０の形成領域を決定するノズ
ルプレート８を形成する。
【００７０】次に，保護膜３０１が覆われるようにノズ
ルプレート８の上部に有機物質，例えば，ポリイミドを
蒸着する。続いてパターン膜を用いて保護膜３０１の一
部表面とその周辺のノズルプレート８が露出されるよう
にポリイミドをエッチングすることにより，インクチャ
ンバ９の形成領域を決定するインクチャンババリヤ層７
を形成する。
ルプレート８の上部に有機物質，例えば，ポリイミドを
蒸着する。続いてパターン膜を用いて保護膜３０１の一
部表面とその周辺のノズルプレート８が露出されるよう
にポリイミドをエッチングすることにより，インクチャ
ンバ９の形成領域を決定するインクチャンババリヤ層７
を形成する。
【００７１】上述の過程を通してノズルプレート８およ
びインクチャンババリヤ層７部品の構造が完成される
と，フッ化水素等の化学物質を使用して保護層３０１が
形成された基板３００から，完成されたノズルプレート
８およびインクチャンババリヤ層７部品を剥離させるこ
とにより第３工程を完了する。
びインクチャンババリヤ層７部品の構造が完成される
と，フッ化水素等の化学物質を使用して保護層３０１が
形成された基板３００から，完成されたノズルプレート
８およびインクチャンババリヤ層７部品を剥離させるこ
とにより第３工程を完了する。
【００７２】一方，上述の第１工程から第３工程が全て
完了されると，各工程により製造された部品を一つの組
立品として組立てる工程に進む。すなわち，第１工程で
形成された加熱層１１および加熱チャンババリヤ層５部
品の上部に第２工程で形成されたメンブレン２０ａまた
は２０ｂを組立て，メンブレンの上部に第３工程で形成
されたノズルプレート８およびインクチャンババリヤ層
７部品を組立てる。
完了されると，各工程により製造された部品を一つの組
立品として組立てる工程に進む。すなわち，第１工程で
形成された加熱層１１および加熱チャンババリヤ層５部
品の上部に第２工程で形成されたメンブレン２０ａまた
は２０ｂを組立て，メンブレンの上部に第３工程で形成
されたノズルプレート８およびインクチャンババリヤ層
７部品を組立てる。
【００７３】この時，メンブレン２０ａまたは２０ｂの
衝撃膜２４および接触膜２３は，加熱層１１および加熱
チャンババリヤ層５部品の加熱チャンバ４と同一位置に
調整される。また，ノズルプレート８およびインクチャ
ンババリヤ層７部品のノズル１０は加熱チャンバ４，衝
撃膜２４および接触膜２３と同一位置に調整される。
衝撃膜２４および接触膜２３は，加熱層１１および加熱
チャンババリヤ層５部品の加熱チャンバ４と同一位置に
調整される。また，ノズルプレート８およびインクチャ
ンババリヤ層７部品のノズル１０は加熱チャンバ４，衝
撃膜２４および接触膜２３と同一位置に調整される。
【００７４】上述の第１工程から第３工程にわたって完
成された各部品は，調整過程と組立過程を経由して一つ
の組立品として組立てられ，図９（ｄ）に示されるよう
な完成されたプリンタヘッドとなる。
成された各部品は，調整過程と組立過程を経由して一つ
の組立品として組立てられ，図９（ｄ）に示されるよう
な完成されたプリンタヘッドとなる。
【００７５】（第２の製造方法）以下，第２の発明にか
かる第２の製造方法による，メンブレンの製造方法につ
いて説明する。図１２は第２の製造方法によるメンブレ
ンの製造方法を順次に示す断面工程図である。
かる第２の製造方法による，メンブレンの製造方法につ
いて説明する。図１２は第２の製造方法によるメンブレ
ンの製造方法を順次に示す断面工程図である。
【００７６】この製造方法は上述の製造方法と比較し
て，多数個の衝撃膜２４および接触膜２３と多数個の加
熱チャンバ４をともに同一位置に迅速に調整できる。
て，多数個の衝撃膜２４および接触膜２３と多数個の加
熱チャンバ４をともに同一位置に迅速に調整できる。
【００７７】まず，第２の製造方法は第１の製造方法と
同様に，図９（ａ）に示されるような第１工程を行う。
すなわち，ＳｉＯ２等の保護膜２が形成されたＳｉ基板
１上にポリシリコン材質の加熱層１１を形成し，加熱層
１１の両側部にはそれと接触するアルミニウム材質の電
極層３を形成し，加熱層１１を含む電極層３の上部には
加熱チャンバ４の形成領域を決定するポリイミド材質の
加熱チャンババリヤ層５を形成する。
同様に，図９（ａ）に示されるような第１工程を行う。
すなわち，ＳｉＯ２等の保護膜２が形成されたＳｉ基板
１上にポリシリコン材質の加熱層１１を形成し，加熱層
１１の両側部にはそれと接触するアルミニウム材質の電
極層３を形成し，加熱層１１を含む電極層３の上部には
加熱チャンバ４の形成領域を決定するポリイミド材質の
加熱チャンババリヤ層５を形成する。
【００７８】一方，その第１工程とは別にメンブレン２
０ａを形成するための第２，第３工程が進められる。第
２の製造方法の第２，第３工程は第１の製造方法で進め
られたメンブレン２０ａの製造工程とは異なる。すなわ
ち，衝撃膜２４および接触膜２３が形成されていない有
機膜２１を，加熱層１１および加熱チャンババリヤ層５
部品に先に組立てた後，組立てが完了された有機膜２１
上に衝撃膜２４および接触膜２３を形成する。
０ａを形成するための第２，第３工程が進められる。第
２の製造方法の第２，第３工程は第１の製造方法で進め
られたメンブレン２０ａの製造工程とは異なる。すなわ
ち，衝撃膜２４および接触膜２３が形成されていない有
機膜２１を，加熱層１１および加熱チャンババリヤ層５
部品に先に組立てた後，組立てが完了された有機膜２１
上に衝撃膜２４および接触膜２３を形成する。
【００７９】ここで，第２及び第３工程について図１２
を参照してより詳細に説明する。まず，図１２（ａ）に
示されるように，ＳｉＯ２等の保護膜２０１が形成され
たＳｉ基板２００上に有機物質，例えば，ポリイミドを
蒸着して有機膜２１を形成する。
を参照してより詳細に説明する。まず，図１２（ａ）に
示されるように，ＳｉＯ２等の保護膜２０１が形成され
たＳｉ基板２００上に有機物質，例えば，ポリイミドを
蒸着して有機膜２１を形成する。
【００８０】この時，例えば，有機膜２１は第１製造方
法と同様にメンブレンの厚さの調節が容易なスピンコー
ティング法により製膜され，有機膜２１の厚さは例えば
２μｍ〜２.５μｍを維持するのが好ましい。
法と同様にメンブレンの厚さの調節が容易なスピンコー
ティング法により製膜され，有機膜２１の厚さは例えば
２μｍ〜２.５μｍを維持するのが好ましい。
【００８１】次に，有機膜２１を約１３０℃〜２９０℃
の温度で一定な時間間隔をおいて２回程度熱処理する。
その熱処理の結果，有機膜２１は全ての表面にわたって
良好な粘性を持つことになり，接触膜２３が堅固に蒸着
できる。この時，有機膜２１の熱処理過程は約１５０℃
と約２８０℃の温度で各々行われるのが好ましい。
の温度で一定な時間間隔をおいて２回程度熱処理する。
その熱処理の結果，有機膜２１は全ての表面にわたって
良好な粘性を持つことになり，接触膜２３が堅固に蒸着
できる。この時，有機膜２１の熱処理過程は約１５０℃
と約２８０℃の温度で各々行われるのが好ましい。
【００８２】次に，有機膜２１の構造が完成されると，
図１２（ｂ）に示されるようにフッ化水素等の化学物質
を使用して保護層２０１が形成された基板２００から有
機膜２１を剥離させた後に，剥離された有機膜２１を上
述の第１工程で完成された加熱層１１および加熱チャン
ババリヤ層５部品上に組立てる。
図１２（ｂ）に示されるようにフッ化水素等の化学物質
を使用して保護層２０１が形成された基板２００から有
機膜２１を剥離させた後に，剥離された有機膜２１を上
述の第１工程で完成された加熱層１１および加熱チャン
ババリヤ層５部品上に組立てる。
【００８３】次に，図１２（ｃ）に示されるように，加
熱層１１および加熱チャンババリヤ層５部品上に組立て
られた有機膜２１の上部に，スパッタリング法等の製膜
法を利用して金属物質，例えば，バナジウム，チタン，
クロム等を蒸着することにより接触膜２３を形成する。
この時，例えば，接触膜２３の厚さは約０.１μｍ〜０.
２μｍを維持する。
熱層１１および加熱チャンババリヤ層５部品上に組立て
られた有機膜２１の上部に，スパッタリング法等の製膜
法を利用して金属物質，例えば，バナジウム，チタン，
クロム等を蒸着することにより接触膜２３を形成する。
この時，例えば，接触膜２３の厚さは約０.１μｍ〜０.
２μｍを維持する。
【００８４】さらに，接触膜２３の上部にスパッタリン
グ法等の製膜法を利用して金属物質，例えば，ニッケル
を蒸着することにより衝撃膜２４を形成する。この時，
衝撃膜２４の厚さは第１の製造方法と同様に約０.２μ
ｍ〜０.５μｍを維持する。衝撃膜２４は，自身の全面
にわたって良好な粘性及び機械的耐性を持たせるため，
約１５０℃~１８０℃の温度で熱処理されるのが好まし
い。
グ法等の製膜法を利用して金属物質，例えば，ニッケル
を蒸着することにより衝撃膜２４を形成する。この時，
衝撃膜２４の厚さは第１の製造方法と同様に約０.２μ
ｍ〜０.５μｍを維持する。衝撃膜２４は，自身の全面
にわたって良好な粘性及び機械的耐性を持たせるため，
約１５０℃~１８０℃の温度で熱処理されるのが好まし
い。
【００８５】次に，衝撃膜２４および接触膜２３の形状
を完成するため，図１２（ｄ）に示したように，衝撃膜
２４の一部表面にパターン膜３０を形成した後，パター
ン膜３０をマスクとして利用して衝撃膜２４および接触
膜２３をエッチングする。
を完成するため，図１２（ｄ）に示したように，衝撃膜
２４の一部表面にパターン膜３０を形成した後，パター
ン膜３０をマスクとして利用して衝撃膜２４および接触
膜２３をエッチングする。
【００８６】残存するパターン膜３０は，化学物質によ
り除去することで，衝撃膜２４および接触膜２３の両側
周辺に有機膜２１が露出されるようにし，図１２（ｅ）
に示されるような最終構造のメンブレン２０ａを完成す
る。この時，衝撃膜２４および接触膜２３は加熱チャン
バ４の形成位置と同一な位置に形成される。
り除去することで，衝撃膜２４および接触膜２３の両側
周辺に有機膜２１が露出されるようにし，図１２（ｅ）
に示されるような最終構造のメンブレン２０ａを完成す
る。この時，衝撃膜２４および接触膜２３は加熱チャン
バ４の形成位置と同一な位置に形成される。
【００８７】上述のように，本発明にかかる第２の製造
方法では，有機膜２１が加熱チャンバ上部に組立てられ
た状態で加熱チャンバ４の形成位置と対応するように衝
撃膜２４および接触膜２３を形成することにより，第１
の製造方法とは異なり，加熱層１１および加熱チャンバ
バリヤ層５部品の上部にメンブレン２０ａを組立てる時
に，多数個の衝撃膜２４および接触膜２３と多数個の加
熱チャンバ４を同一位置に一つずつ調整する作業が不必
要になる。その結果，装置の全体的な製造工程収率が顕
著に向上される。
方法では，有機膜２１が加熱チャンバ上部に組立てられ
た状態で加熱チャンバ４の形成位置と対応するように衝
撃膜２４および接触膜２３を形成することにより，第１
の製造方法とは異なり，加熱層１１および加熱チャンバ
バリヤ層５部品の上部にメンブレン２０ａを組立てる時
に，多数個の衝撃膜２４および接触膜２３と多数個の加
熱チャンバ４を同一位置に一つずつ調整する作業が不必
要になる。その結果，装置の全体的な製造工程収率が顕
著に向上される。
【００８８】また，第２の製造方法において，第１の製
造方法と同様に衝撃膜２４および接触膜２３をエッチン
グして有機膜２１の一部を露出させる段階後に有機膜２
１の伸縮性を補強して補助有機膜２２を形成する過程を
さらに行うこともできる。
造方法と同様に衝撃膜２４および接触膜２３をエッチン
グして有機膜２１の一部を露出させる段階後に有機膜２
１の伸縮性を補強して補助有機膜２２を形成する過程を
さらに行うこともできる。
【００８９】その補助有機膜２２は，衝撃膜２４および
接触膜２３の両側と接触されると同時に有機膜２４の上
部に堅固に接着されることにより，完成されたメンブレ
ン２０ｂの全体的な伸縮性を一層向上させる。
接触膜２３の両側と接触されると同時に有機膜２４の上
部に堅固に接着されることにより，完成されたメンブレ
ン２０ｂの全体的な伸縮性を一層向上させる。
【００９０】一方，第２及び第３工程とは別に第２の製
造方法では第４工程が進行される。第４工程では上述の
第１の製造方法と同様に，図９（ｃ）に示されるような
工程を行い，ＳｉＯ２等の保護膜３０１が形成されたＳ
ｉ基板３００上にノズール１０の形成領域を決定するニ
ッケル材質のノズルプレート８を形成する。
造方法では第４工程が進行される。第４工程では上述の
第１の製造方法と同様に，図９（ｃ）に示されるような
工程を行い，ＳｉＯ２等の保護膜３０１が形成されたＳ
ｉ基板３００上にノズール１０の形成領域を決定するニ
ッケル材質のノズルプレート８を形成する。
【００９１】次に，ノズルプレート８の上部にインクチ
ャンバ９の形成領域を決定するポリイミド材質のインク
チャンババリヤ層７を形成する。ノズルプレート８およ
びインクチャンババリヤ層７部品の構造が完成される
と，フッ化水素等の化学物質を使用し，保護層３０１が
形成された基板３００から完成されたノズルプレート８
およびインクチャンババリヤ層７部品を剥離させること
により第４工程を完了する。
ャンバ９の形成領域を決定するポリイミド材質のインク
チャンババリヤ層７を形成する。ノズルプレート８およ
びインクチャンババリヤ層７部品の構造が完成される
と，フッ化水素等の化学物質を使用し，保護層３０１が
形成された基板３００から完成されたノズルプレート８
およびインクチャンババリヤ層７部品を剥離させること
により第４工程を完了する。
【００９２】一方，上述の第１工程から第４工程が全て
完了されると，各工程で製造された部品を一つの組立品
として組立てる工程が進められる。この時，第２の製造
方法では上述のように各部品が一つの組立品として組立
てられる前に第１工程で形成された加熱層１１および加
熱チャンババリヤ層５部品の上部に第２，第３工程で形
成されたメンブレン２０ａ，または２０ｂが組立てられ
て形成されることにより，本格的な組立工程では第３工
程で形成されたノズルプレート８およびインクチャンバ
バリヤ層７部品だけをメンブレン２０ａまたは２０ｂの
上部に組立てることで充分である。
完了されると，各工程で製造された部品を一つの組立品
として組立てる工程が進められる。この時，第２の製造
方法では上述のように各部品が一つの組立品として組立
てられる前に第１工程で形成された加熱層１１および加
熱チャンババリヤ層５部品の上部に第２，第３工程で形
成されたメンブレン２０ａ，または２０ｂが組立てられ
て形成されることにより，本格的な組立工程では第３工
程で形成されたノズルプレート８およびインクチャンバ
バリヤ層７部品だけをメンブレン２０ａまたは２０ｂの
上部に組立てることで充分である。
【００９３】これによって，製品の全体的な製造工程収
率は顕著に向上される。この場合，ノズルプレート８お
よびインクチャンババリヤ層７部品のノズル１０は加熱
チャンバ４，衝撃膜２４および接触膜２３と同一位置に
調整される。
率は顕著に向上される。この場合，ノズルプレート８お
よびインクチャンババリヤ層７部品のノズル１０は加熱
チャンバ４，衝撃膜２４および接触膜２３と同一位置に
調整される。
【００９４】上述のような第１工程から第４工程を経由
して完成された各部品は，調整過程と組立過程を経由し
て一つの組立品として組立てられ，図９（ｄ）に示され
るような完成されたプリンタヘッドとなる。
して完成された各部品は，調整過程と組立過程を経由し
て一つの組立品として組立てられ，図９（ｄ）に示され
るような完成されたプリンタヘッドとなる。
【００９５】このように本発明では，メンブレンの構造
を，膨脹力を伝達する衝撃膜と，衝撃膜にかかる応力を
分散して除去する有機膜に二元化することで，メイン動
作部の変形を未然に防止するとともに，その迅速な動作
応答性を達成することにより，プリントヘッドの全体的
なプリンティング性能を顕著に向上させることができ
る。
を，膨脹力を伝達する衝撃膜と，衝撃膜にかかる応力を
分散して除去する有機膜に二元化することで，メイン動
作部の変形を未然に防止するとともに，その迅速な動作
応答性を達成することにより，プリントヘッドの全体的
なプリンティング性能を顕著に向上させることができ
る。
【００９６】以上，本発明にかかるマイクロインジェク
ティングデバイスおよびその製造方法の好適な実施形態
について詳細に記述したが，本発明はかかる例に限定さ
れない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された
技術的思考の範疇において各種の変更例または修正例に
想到し得ることは明らかであり，それらについても当然
に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
ティングデバイスおよびその製造方法の好適な実施形態
について詳細に記述したが，本発明はかかる例に限定さ
れない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された
技術的思考の範疇において各種の変更例または修正例に
想到し得ることは明らかであり，それらについても当然
に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００９７】例えば，本発明はインクジェットプリント
ヘッドの製造方法に局限されず生産ラインで製造される
全ての機種のマイクロインジェクティングデバイスにお
いて全般的に有用な効果がある。
ヘッドの製造方法に局限されず生産ラインで製造される
全ての機種のマイクロインジェクティングデバイスにお
いて全般的に有用な効果がある。
【００９８】
【発明の効果】以上のように本発明によるマイクロイン
ジェクティングデバイスとその製造方法では，メンブレ
ンのメイン動作部の構造を，高引張力伝達特性を持つ衝
撃膜領域，例えば，ニッケル膜領域と，高伸縮性を持つ
有機膜領域，例えば，ポリイミド膜領域で二元化して，
その二元化された各々の領域がインクを強く持ち上げる
衝撃力伝達媒体としての役割，迅速な初期化媒体として
の役割とともに，応力を分散して除去するヒンジとして
の役割をともに担うことにより，メンブレンの変形を防
止して，耐応力性及び動作応答性を同時に向上できる。
これによって，本発明では装置の全体的なプリンティン
グ性能が顕著に向上した，マイクロインジェクティング
デバイスおよびその製造方法が提供できる。
ジェクティングデバイスとその製造方法では，メンブレ
ンのメイン動作部の構造を，高引張力伝達特性を持つ衝
撃膜領域，例えば，ニッケル膜領域と，高伸縮性を持つ
有機膜領域，例えば，ポリイミド膜領域で二元化して，
その二元化された各々の領域がインクを強く持ち上げる
衝撃力伝達媒体としての役割，迅速な初期化媒体として
の役割とともに，応力を分散して除去するヒンジとして
の役割をともに担うことにより，メンブレンの変形を防
止して，耐応力性及び動作応答性を同時に向上できる。
これによって，本発明では装置の全体的なプリンティン
グ性能が顕著に向上した，マイクロインジェクティング
デバイスおよびその製造方法が提供できる。
【図１】第１の実施の形態にかかるマイクロインジェク
ティングデバイスＡを示す斜視図である。
ティングデバイスＡを示す斜視図である。
【図２】図１のＩＩ―ＩＩ面における断面図である。
【図３】第１の実施の形態にかかるマイクロインジェク
ティングデバイスＡのメンブレン２０ａの形状を示す平
面図である。
ティングデバイスＡのメンブレン２０ａの形状を示す平
面図である。
【図４】第１の実施の形態にかかるマイクロインジェク
ティングデバイスＡの電気信号印加状態を示す図であ
る。
ティングデバイスＡの電気信号印加状態を示す図であ
る。
【図５】第１の実施の形態にかかるメンブレン２０ａの
電気信号印加時の動作状態を示す図である。
電気信号印加時の動作状態を示す図である。
【図６】第１の実施の形態にかかるマイクロインジェク
ティングデバイスＡの電気信号遮断状態を示す図であ
る。
ティングデバイスＡの電気信号遮断状態を示す図であ
る。
【図７】第１の実施の形態にかかるメンブレン２０ａの
電気信号遮断時の動作状態を示す図である。
電気信号遮断時の動作状態を示す図である。
【図８】第２の実施の形態にかかるマイクロインジェク
ティングデバイスＢを示す斜視図である。
ティングデバイスＢを示す斜視図である。
【図９】本発明にかかるマイクロインジェクティングデ
バイスＡの第１の製造方法を順次に示す断面工程図であ
る。
バイスＡの第１の製造方法を順次に示す断面工程図であ
る。
【図１０】第２の発明にかかる，メンブレン２０ａの第
１の製造方法を順次に示す断面工程図である。
１の製造方法を順次に示す断面工程図である。
【図１１】第２の発明にかかる，メンブレン２０ｂの第
１の製造方法を順次に示す断面工程図である。
１の製造方法を順次に示す断面工程図である。
【図１２】第２の製造方法によるメンブレンの製造方法
を順次に示す断面工程図である。
を順次に示す断面工程図である。
１ 基板 ２ 保護膜 ３ 電極層 ４ 加熱チャンバ ５ 加熱チャンババリヤ層 ７ インクチャンババリヤ層 ８ ノズルプレート ９ インクチャンバ １０ ノズル １１ 加熱層 １２ 共通電極 ２０ａ，２０ｂ メンブレン ２１ 有機膜 ２２ 補助有機膜 ２２ａ ポリイミド ２３ 接触膜 ２４ 衝撃膜 ３０ パターン膜 １００ インク ２００ 基板 ２０１ 保護層 ３００ 基板 ３０１ 保護膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジュコフ アンドレイ アレクサンドロビ ッチ ロシア 109029 モスクワ ニゼゴロズス カヤ街９−ビー アパート29
Claims (17)
- 【請求項１】 保護膜が形成された基板と，前記保護膜
上に形成されて加熱チャンバを加熱する加熱層と，前記
保護膜上に形成され，かつ前記加熱層と接触して電気的
な信号を伝達する電極層と，前記加熱層を囲み，ワーキ
ング溶液を充填された加熱チャンバの範囲を決定するた
め，前記電極層上に形成される加熱チャンババリヤ層
と，前記加熱チャンババリヤ層上に形成され，前記加熱
チャンバと接触して前記加熱チャンバに充填されたワー
キング溶液の体積変化によって伸縮して振動するメンブ
レンと，前記加熱チャンバと同一軸上に位置されたイン
クチャンバの範囲を決定するため前記メンブレン上に形
成されるインクチャンババリヤ層と，前記インクチャン
バと接触するノズルの範囲を決定するため前記インクチ
ャンババリヤ層上に形成されるノズルプレートとを含
み，前記メンブレンは，前記加熱チャンバの上部を覆う
ように前記加熱チャンババリヤ層の全面に形成される有
機膜と，前記加熱チャンバと同一軸上に位置して，前記
加熱チャンバ形成領域に対応するように前記有機膜上に
形成される衝撃膜と，を含むことを特徴とするマイクロ
インジェクティングデバイス。 - 【請求項２】 前記有機膜上には，前記衝撃膜の両側面
と接触し，前記加熱チャンバの縁部の上部と重ねて配置
される補助有機膜がさらに形成されることを特徴とする
請求項１記載のマイクロインジェクティングデバイス。 - 【請求項３】 前記有機膜は，ポリイミドで形成される
ことを特徴とする請求項１記載のマイクロインジェクテ
ィングデバイス。 - 【請求項４】 前記衝撃膜は，ニッケルで形成されるこ
とを特徴とする請求項１記載のマイクロインジェクティ
ングデバイス。 - 【請求項５】 前記衝撃膜と前記有機膜との間には，前
記衝撃膜と前記有機膜の接触力を向上させるための接触
膜が形成されることを特徴とする請求項１記載のマイク
ロインジェクティングデバイス。 - 【請求項６】 前記接触膜は，バナジウム，チタン，ク
ロムで構成されたグループから選択された，いずれか一
つの物質で形成されることを特徴とする請求項５記載の
マイクロインジェクティングデバイス。 - 【請求項７】 保護膜が形成された第１基板上に加熱層
を形成した後，前記保護膜に前記加熱層と接触するよう
に電極層を形成する段階と，前記加熱層と接触する加熱
チャンバの範囲を決定するため前記電極層上に加熱チャ
ンババリヤ層を形成する段階とを有する第１の工程と，
保護膜が形成された第２基板上に有機膜を形成する段階
と，前記有機膜上に接触膜を形成する段階と，前記接触
膜上に衝撃膜を形成する段階と，パターン膜をマスクと
して前記衝撃膜と接触膜をエッチングして前記有機膜の
一部を露出させる段階と，前記接触膜と衝撃膜を前記第
２基板から分離する段階とを有する第２の工程と，保護
膜が形成された第３基板上にノズルを持つノズルプレー
トを形成する段階と，前記ノズルプレート上にインクチ
ャンバを持つインクチャンババリヤ層を形成する段階
と，前記ノズルプレートとインクチャンババリヤ層を前
記第３基板から分離する段階とを有する第３の工程とを
備え，前記第１工程で形成された加熱層および加熱チャ
ンババリヤ層部品上に，前記第２工程で形成されたメン
ブレンを組立てた後，前記メンブレン上に前記第３工程
で形成されたノズルプレートおよびインクチャンババリ
ヤ層部品を組立てる段階とで製造される，ことを特徴と
するマイクロインジェクティングデバイスの製造方法。 - 【請求項８】 前記衝撃膜と接触膜をエッチングして前
記有機膜の一部を露出させる段階後に，前記衝撃膜を覆
うように前記有機膜の全面に補助有機膜を形成する段階
と，前記衝撃膜が露出されるように前記補助有機膜をエ
ッチバックする段階とをさらに含むことを特徴とする請
求項７記載のマイクロインジェクティングデバイスの製
造方法。 - 【請求項９】 前記有機膜は，スピンコーティング法に
より形成されることを特徴とする請求項７記載のマイク
ロインジェクティングデバイスの製造方法。 - 【請求項１０】 前記有機膜は，２μｍ〜２.５μｍの
厚さで形成されることを特徴とする請求項７記載のマイ
クロインジェクティングデバイスの製造方法。 - 【請求項１１】 前記有機膜は，１３０℃〜２９０℃の
温度で，時間間隔をおいて数回，熱硬化処理されること
を特徴とする請求項７記載のマイクロインジェクティン
グデバイスの製造方法。 - 【請求項１２】 前記有機膜は，２回熱硬化処理される
ことを特徴とする請求項１１記載のマイクロインジェク
ティングデバイスの製造方法。 - 【請求項１３】 前記熱硬化処理は，各々１５０℃と２
８０℃の温度で行われることを特徴とする請求項１２記
載のマイクロインジェクティングデバイスの製造方法。 - 【請求項１４】 前記接触膜は，０.１μｍ〜０.２μｍ
の厚さで形成されることを特徴とする請求項７記載のマ
イクロインジェクティングデバイスの製造方法。 - 【請求項１５】 前記衝撃膜は，１５０℃〜１８０℃の
温度でアニーリング処理されることを特徴とする請求項
７記載のマイクロインジェクティングデバイスの製造方
法。 - 【請求項１６】 前記衝撃膜は，０.２μｍ〜０.５μｍ
の厚さで形成されることを特徴とする請求項１５記載の
マイクロインジェクティングデバイスの製造方法。 - 【請求項１７】 保護膜が形成された第１基板上に加熱
層を形成した後に前記保護膜上に前記加熱層と接触する
ように電極層を形成する段階と，前記加熱層と接触する
加熱チャンバの範囲を決定するため，前記電極層上に加
熱チャンババリヤ層を形成する段階とを有する第１の工
程と，保護膜が形成された第２基板上に有機膜を形成す
る段階と，前記保護膜から前記有機膜を分離する段階
と，前記有機膜を前記加熱チャンバババリヤ層上に組立
てる段階とを有する第２の工程と，前記有機膜上に接触
膜を形成する段階と，前記接触膜上に衝撃膜を形成する
段階と，パターン膜をマスクとして前記衝撃膜と接触膜
をエッチングして前記有機膜の一部を露出させる段階と
を有する第３の工程と，保護膜が形成された第３基板上
にノズルを持つノズルプレートを形成する段階と，前記
ノズルプレート上にインクチャンバを持つインクチャン
ババリヤ層を形成する段階と，前記ノズルプレートと前
記インクチャンババリヤ層を前記第３基板から分離する
段階とを有する第４の工程とを備え，前記第１工程で形
成された加熱層および加熱チャンババリヤ層部品上に前
記第２工程で一部形成されたメンブレンを組立て，前記
第３工程で前記メンブレンの形成を完了した後に，前記
メンブレン上に前記第４工程で形成されたノズルプレー
トおよびインクチャンババリヤ層部品を組立てる段階で
製造されることを特徴とするマイクロインジェクティン
グデバイスの製造方法。
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|---|---|---|---|
| RU98119890 | 1998-11-03 | ||
| RU98119890A RU2144470C1 (ru) | 1998-11-03 | 1998-11-03 | Микроинжектор и способ его изготовления (варианты) |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31440499A Expired - Fee Related JP3269050B2 (ja) | 1998-11-03 | 1999-11-04 | マイクロインジェクティングデバイスとその製造方法 |
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