JP2002052707A - Electrostatic ink jet head, its manufacturing method, and imaging apparatus comprising it - Google Patents

Electrostatic ink jet head, its manufacturing method, and imaging apparatus comprising it

Info

Publication number
JP2002052707A
JP2002052707A JP2000243385A JP2000243385A JP2002052707A JP 2002052707 A JP2002052707 A JP 2002052707A JP 2000243385 A JP2000243385 A JP 2000243385A JP 2000243385 A JP2000243385 A JP 2000243385A JP 2002052707 A JP2002052707 A JP 2002052707A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid chamber
diaphragm
ink jet
electrostatic
ink
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000243385A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yukito Sato
幸人 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP2000243385A priority Critical patent/JP2002052707A/en
Publication of JP2002052707A publication Critical patent/JP2002052707A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrostatic ink jet head in which ink can be controlled accurately by means of a diaphragm. SOLUTION: The electrostatic ink jet head comprises a nozzle for ejecting an ink liquid drop, a liquid chamber 302 of silicon having a channel for filling ink, and a diaphragm 305 of silicon formed at a part of the liquid chamber 302 wherein a pressure wave is generated in the ink filling the liquid chamber 302 by driving the diaphragm 305 through electrostatic attraction to an electrode 307 disposed oppositely to the diaphragm 305 through a constant gap and an ink liquid drop is ejected from the inside of the liquid chamber 302. A thin metal film or a film of metal oxide or metal nitride is formed on the surface of the diaphragm 305 on the liquid chamber 302 side and a linear recess 304 is made in the surface of the diaphragm 305 on the side opposite to the liquid chamber 302.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロマシンニ
ング技術を用いる微細加工技術に関するものであって、
より具体的にはマイクロマシニング技術を応用して形成
したメンブレンを有するマイクロアクチュエータを具備
する静電型インクジェットヘッド、静電型インクジェッ
トヘッドのの製造方法および静電型インクジェットヘッ
ドを用いた画像形成装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a micromachining technique using a micromachining technique,
More specifically, the present invention relates to an electrostatic inkjet head including a microactuator having a membrane formed by applying micromachining technology, a method of manufacturing the electrostatic inkjet head, and an image forming apparatus using the electrostatic inkjet head. .

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、シリコンで形成されたメンブレン
を有するマイクロアクチュエータとして静電駆動型のマ
イクロポンプが知られている。このマイクロポンプで
は、シリコンメンブレンと対向する位置に、微小ギャッ
プを隔てて電極板が並行に設置されており、シリコンメ
ンブレンと電極板との間に印加する電圧により発生する
静電引力によるメンブレンの変形を利用して流体を押し
出すものである。又、このようなマイクロポンプの応用
技術として静電型インクジェットプリンタヘッドが提案
されている。この静電型インクジェットプリンタヘッド
は、半導体製造技術であるウエハプロセスでの製造が可
能であることから、高密度化が容易で、かつ、大量に特
性の安定した素子を製造することができる。また、静電
型インクジェットプリンタヘッドは、平面構造を基本と
することから小型化が極めて容易になるという長所を有
する。このような理由から、特開平2−289351号
公報、特開平5−050601号公報および特開平6−
071882号公報等に種々のタイプの静電型インクジ
ェットプリンタヘッドが開示されている。これらの静電
型インクジェットヘッドは、液室の一部を構成している
振動板に対向したその外側の位置に、一定距離のギャッ
プを隔てて電極が形成され、振動板と電極間の静電引力
と振動板自体の剛性により振動板を駆動し、液室のイン
クを吸引し吐出することを基本構成としている。
2. Description of the Related Art An electrostatically driven micropump is conventionally known as a microactuator having a membrane formed of silicon. In this micropump, an electrode plate is placed in parallel with a small gap at a position facing the silicon membrane, and the membrane is deformed by electrostatic attraction generated by a voltage applied between the silicon membrane and the electrode plate. The fluid is extruded by utilizing the above. An electrostatic inkjet printer head has been proposed as an application technique of such a micropump. Since the electrostatic ink jet printer head can be manufactured by a wafer process, which is a semiconductor manufacturing technique, it is easy to increase the density and can manufacture a large number of elements with stable characteristics. In addition, the electrostatic ink jet printer head has an advantage that downsizing becomes extremely easy because of its basic structure. For these reasons, JP-A-2-289351, JP-A-5-050601, and JP-A-6-050601
Various types of electrostatic inkjet printer heads are disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 071882. In these electrostatic ink jet heads, electrodes are formed at a position outside the diaphragm, which faces a part of the liquid chamber, with a gap of a fixed distance therebetween. The basic configuration is that the diaphragm is driven by the attractive force and the rigidity of the diaphragm itself to suck and discharge the ink in the liquid chamber.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】一般に、シリコンで形
成された振動板を有する静電型インクジェットヘッドに
おいて、変位量を大きくするためには振動板を薄くした
ほうが同じ電圧での変位量が大きくできる。又、シリコ
ンで形成された振動板は、インクに溶解するため、その
表面に金属薄膜、金属酸化物または金属窒化物の膜が形
成される場合がある。その際、振動板の厚さに対して金
属薄膜、金属酸化物または金属窒化物の膜の割合が大き
いと、外周を固定された振動板は、金属薄膜、金属酸化
物または金属窒化物の膜の圧縮応力により座屈する場合
があり、座屈することで生じる皺状の変形により振動板
によるインクの正確な制御ができなくなるといった問題
があった。本発明の課題は、このような問題を解決する
ことにあり、静電型インクジェットヘッドの振動板に金
属薄膜または金属酸化物または金属窒化物と直線状の窪
みを形成することにより、振動板によるインクの正確な
制御ができる静電型インクジェットヘッド、静電型イン
クジェットヘッドのの製造方法および静電型インクジェ
ットヘッドを用いた画像形成装置を提供することにあ
る。
Generally, in an electrostatic ink jet head having a diaphragm made of silicon, the displacement can be increased at the same voltage by increasing the thickness of the diaphragm in order to increase the displacement. . Further, since a diaphragm made of silicon dissolves in ink, a metal thin film, a metal oxide or a metal nitride film may be formed on the surface thereof. At this time, if the ratio of the metal thin film, the metal oxide or the metal nitride film to the thickness of the diaphragm is large, the diaphragm whose outer periphery is fixed becomes a metal thin film, a metal oxide or a metal nitride film. Buckling may occur due to the compressive stress, and the wrinkle-like deformation caused by the buckling causes a problem that accurate control of ink by the diaphragm cannot be performed. An object of the present invention is to solve such a problem. By forming a metal film or a metal oxide or a metal nitride and a linear depression on a vibration plate of an electrostatic ink jet head, the vibration plate is used. An object of the present invention is to provide an electrostatic inkjet head capable of accurately controlling ink, a method of manufacturing the electrostatic inkjet head, and an image forming apparatus using the electrostatic inkjet head.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、請求項1に記載の発明は、インク液滴を吐出するた
めのノズルと、インクを充填するための流路を有するシ
リコンからなる液室の一部にシリコンからなる振動板が
形成され、この振動板に向かい合った位置に一定のギャ
ップを隔てて設けた電極との間の静電引力で前記振動板
を駆動することによって、前記液室の内部に充填された
インクに圧力波を発生させインク液滴を前記液室の内部
から吐出させる静電型インクジェットヘッドにおいて、
前記振動板の前記液室側の面に金属薄膜、金属酸化物ま
たは金属窒化物からなる膜が形成され、かつ、前記振動
板の前記液室と反対側の面に直線状の窪みが形成されて
いることを特徴とする。請求項2に記載の発明は、請求
項1に記載の静電型インクジェットヘッドにおいて、前
記窪みがメンブレンの中心線上に形成されていることを
特徴とする。請求項3に記載の発明は、請求項1に記載
の静電型インクジェットヘッドにおいて、前記窪みがメ
ンブレンの外周に沿って形成されていることを特徴とす
る。請求項4に記載の発明は、請求項1乃至3のいずれ
か1項に記載の静電型インクジェットヘッドを具備する
ことを特徴とする。請求項5に記載の発明は、直線状の
窪みが設けられた振動板を形成した後に、金属薄膜、金
属酸化物または金属窒化物の膜を前記振動板の上に形成
することを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an ink jet head comprising a nozzle having a nozzle for discharging ink droplets and a silicon having a flow path for filling the ink. A diaphragm made of silicon is formed in a part of the liquid chamber, and the diaphragm is driven by electrostatic attraction between an electrode provided with a certain gap at a position facing the diaphragm, In an electrostatic inkjet head that generates a pressure wave in the ink filled in the liquid chamber and ejects ink droplets from inside the liquid chamber,
A metal thin film, a film made of metal oxide or metal nitride is formed on the surface of the diaphragm on the liquid chamber side, and a linear depression is formed on a surface of the diaphragm on the side opposite to the liquid chamber. It is characterized by having. According to a second aspect of the present invention, in the electrostatic inkjet head according to the first aspect, the depression is formed on a center line of the membrane. According to a third aspect of the present invention, in the electrostatic inkjet head according to the first aspect, the depression is formed along an outer periphery of the membrane. According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the electrostatic inkjet head according to any one of the first to third aspects. The invention according to claim 5 is characterized in that a metal thin film, a metal oxide or a metal nitride film is formed on the vibration plate after forming the vibration plate provided with the linear depression. .

【0005】[0005]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。図1は本発明の実施の形態
に係る静電型インクジェットヘッドを製造する場合にお
けるシリコン基板上に形成されたメンブレンを示す断面
図である。図1には、面配向(1、0、0)のシリコン
基板101上に形成されたメンブレン102が示されて
いる。メンブレン形状は、面配向(1、1、1)方向を
一辺とした正方形または長方形である。このようなメン
ブレンは、酸化膜等をマスクとしてKOH等の異方性エ
ッチングによりシリコンをエッチングして所望の厚さで
エッチングを停止することで容易に形成することができ
る。図2には、図1のメンブレン102上に生じる座屈
の形態が示されている。メンブレン102は、金属薄膜
が圧縮応力をもつ場合が多いため、外周を固定された場
合には座屈してしまい、皺状の変形が発生している。図
3には、本発明の実施の形態に係る静電型インクジェッ
トヘッドのアクチュエータ部分が示されている。図3に
示すように、液室基板301には、液室302と、それ
らにインクを供給するための共通液室303が形成され
ている。室302の底面には、表面に窪み304を付け
た振動板305が形成されている。すなわち、振動板3
05の室302と反対側の面に窪み304が形成されて
いる。液室基板301の下に接合された電極基板306
には、振動板305の静電駆動のための電極307と、
その延長である電極307からの引き出しパッド308
が形成されている。電極307と振動板305の間には
ギャップ309が形成されている。
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a membrane formed on a silicon substrate when manufacturing an electrostatic inkjet head according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 shows a membrane 102 formed on a silicon substrate 101 having a plane orientation (1, 0, 0). The membrane shape is a square or a rectangle having one side in the plane orientation (1, 1, 1) direction. Such a membrane can be easily formed by etching silicon by anisotropic etching such as KOH using an oxide film or the like as a mask and stopping the etching at a desired thickness. FIG. 2 shows the form of buckling occurring on the membrane 102 of FIG. Since the metal thin film often has a compressive stress, the membrane 102 buckles when its outer periphery is fixed, causing a wrinkled deformation. FIG. 3 shows an actuator portion of the electrostatic inkjet head according to the embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, a liquid chamber 302 and a common liquid chamber 303 for supplying ink to them are formed in the liquid chamber substrate 301. On the bottom surface of the chamber 302, a diaphragm 305 having a depression 304 on the surface is formed. That is, the diaphragm 3
A depression 304 is formed on the surface of the area 05 opposite to the chamber 302. Electrode substrate 306 bonded below liquid chamber substrate 301
Has an electrode 307 for electrostatically driving the diaphragm 305,
An extension pad 308 from the electrode 307 which is an extension thereof
Are formed. A gap 309 is formed between the electrode 307 and the diaphragm 305.

【0006】図4および図5に基づいて、本発明の実施
の形態に係るインクジェットヘッドの製造方法を説明す
る。液室、振動板形成には表面にSiN膜401が形成
されたシリコン基板402を用意する(図4(a)参
照)。次に、電極基板の形成には表面に熱酸化膜403
が形成されたシリコン基板404を用いた。熱酸化膜4
03の上にギャップを形成するための深さ0.5μmの
凹部は、レジストマスクでバッファーフッ酸エッチング
することで形成した。この熱酸化膜に形成された凹部
に、電極としてスパッタ法でTiN膜405を1500
Åの厚さで成膜、パターニングし、電極表面を絶縁膜と
してCVD法でSiO2膜406を1000Åの厚さで
成膜した(図4(b)参照)。ここで、電極材料として
はTiNを使用したが、他にも抵抗値が低く、高温耐性
のある材料、たとえば不純物をドープしたpoly−S
i、PtまたはAu等を用いてもよい。また、その絶縁
膜として、ここではSiO2を使用したが、SiNまた
はSiOH等を使用してもよい。次に、この液室、振動
板基板と電極基板を接合した(図4(c)参照)。この
接合によって静電駆動のためのギャップを形成するた
め、接合精度、特に電極と振動板間の距離の精度が必要
となってくることから、ここでは接着層を介さないで直
接両者を接合することができる直接接合を用いた。この
方法では、シリコン基板の清浄面と熱酸化膜の形成され
たシリコン基板の清浄面とを接触させ、1000℃の高
温で熱処理することで両者を接合する。このとき、接合
後に閉ざされたギャップ内の圧力が外気とほぼ等しくな
るように、接合時の圧力を調整した。次に、液室基板上
のSiNをレジストマスクでドライエッチングし、液室
および電極パッド部をパターニングした(図4(d)参
照)。
A method for manufacturing an ink jet head according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. For forming a liquid chamber and a vibration plate, a silicon substrate 402 having a SiN film 401 formed on its surface is prepared (see FIG. 4A). Next, a thermal oxide film 403 is formed on the surface to form an electrode substrate.
The silicon substrate 404 on which was formed was used. Thermal oxide film 4
A recess having a depth of 0.5 μm for forming a gap was formed on buffer 03 by buffer hydrofluoric acid etching using a resist mask. A TiN film 405 is formed as an electrode by sputtering in the concave portion formed in this thermal oxide film by 1500.
A film was formed and patterned to a thickness of パ タ ー ニ ン グ, and a SiO 2 film 406 was formed to a thickness of 1000 で by a CVD method using the electrode surface as an insulating film (see FIG. 4B). Here, TiN was used as the electrode material, but other materials having low resistance and high temperature resistance, such as poly-S doped with impurities, were used.
i, Pt, Au or the like may be used. Further, although SiO 2 is used here as the insulating film, SiN, SiOH, or the like may be used. Next, the liquid chamber, the diaphragm substrate and the electrode substrate were joined (see FIG. 4C). Since a gap for electrostatic drive is formed by this joining, joining accuracy, especially the accuracy of the distance between the electrode and the diaphragm is required, so that the two are directly joined without using an adhesive layer here. Direct bonding was used. In this method, the clean surface of the silicon substrate is brought into contact with the clean surface of the silicon substrate on which the thermal oxide film is formed, and the two are joined by heat treatment at a high temperature of 1000 ° C. At this time, the pressure at the time of joining was adjusted so that the pressure in the gap closed after joining was substantially equal to the outside air. Next, the SiN on the liquid chamber substrate was dry-etched with a resist mask to pattern the liquid chamber and the electrode pad portions (see FIG. 4D).

【0007】次に、30%のKOH溶液中で液室基板を
異方性エッチングすることで液室407および電極パッ
ド部408を形成し、5μmを残してシリコン基板のエ
ッチングを停止することで振動板409を形成した(図
5(e)参照)。この工程で前述の方法と同様の方法で
振動板409の液室407と反対側の面に窪み412を
形成した。次に液室407の内面に耐インク処理とし
て、振動板409の液室407側の面にTiN膜410
をスパッタ法で形成した(図5(f)参照)。その後パ
ッド部のTiN、シリコンをドライエッチングすること
により、電極411を取り出した(図5(g)参照)。
以上で静電型インクジェットの液室及びアクチュエータ
部分が完成した。この上にNiノズルプレートを接着し
てインクジェットヘッドとして完成したものを図6に示
した。液室基板501には、それぞれのノズルに対応し
た液室502と、それらにインクを供給するための共通
液室503と両者を連通する流体抵抗504が形成され
ている。液室502の底面には表面に窪み512を付け
た振動板505が形成されている。液室基板の上に接合
されたノズルプレート506には液室に連通するノズル
507が形成されている。液室基板の下に接合された電
極基板508には振動板の静電駆動のための電極509
と、その延長である電極509からの引き出しパッド5
10が形成され、電極509と振動板505の間にはギ
ャップ511が形成されている。このようにして製造し
たインクジェットヘッドにおいて、電極パッドからワイ
ヤボンディングでリード線を取り出し、個別に電圧を印
加し、振動板を一定周波数で駆動することによりノズル
からのインク吐出を行った。本発明の請求項2及び請求
項3の静電型インクジェットヘッドは、振動板に金属薄
膜または金属酸化物または金属窒化物と直線状の窪みが
形成されており、それぞれ窪みが振動板の中心線上、振
動板の外周に沿って形成されていることを特徴としてい
る。このような窪みの配置は、前述の製法における窪み
のパターンを変えることで容易に設定することができ
る。
Next, the liquid chamber 407 and the electrode pad portion 408 are formed by anisotropically etching the liquid chamber substrate in a 30% KOH solution, and the etching is stopped by stopping the etching of the silicon substrate except for 5 μm. A plate 409 was formed (see FIG. 5E). In this step, a depression 412 was formed on the surface of the vibration plate 409 on the side opposite to the liquid chamber 407 by the same method as described above. Next, the inner surface of the liquid chamber 407 is subjected to an ink-resistant treatment, and a TiN film 410
Was formed by a sputtering method (see FIG. 5F). Thereafter, the electrode 411 was taken out by dry-etching the TiN and silicon in the pad portion (see FIG. 5G).
Thus, the liquid chamber and the actuator portion of the electrostatic ink jet are completed. FIG. 6 shows an ink jet head completed by bonding a Ni nozzle plate thereon. The liquid chamber substrate 501 is formed with liquid chambers 502 corresponding to the respective nozzles, a common liquid chamber 503 for supplying ink to the nozzles, and a fluid resistor 504 for communicating the two. A diaphragm 505 having a depression 512 formed on the surface is formed on the bottom surface of the liquid chamber 502. The nozzle plate 506 joined on the liquid chamber substrate is provided with a nozzle 507 communicating with the liquid chamber. An electrode 509 for electrostatically driving the diaphragm is provided on an electrode substrate 508 bonded below the liquid chamber substrate.
And extension pad 5 from electrode 509 as an extension
10, and a gap 511 is formed between the electrode 509 and the diaphragm 505. In the ink jet head manufactured in this manner, the lead wire was taken out from the electrode pad by wire bonding, a voltage was individually applied, and the diaphragm was driven at a constant frequency to discharge ink from the nozzle. In the electrostatic ink jet head according to the second and third aspects of the present invention, the diaphragm is formed with a linear thin film or a metal oxide or a metal nitride, and each of the recesses is formed on the center line of the diaphragm. , Formed along the outer periphery of the diaphragm. The arrangement of such depressions can be easily set by changing the pattern of the depressions in the above-described manufacturing method.

【0008】[0008]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1に記載の
発明によれば、インク液滴を吐出するためのノズルと、
インクを充填するための流路を有するシリコンからなる
液室の一部にシリコンからなる振動板が形成され、この
振動板に向かい合った位置に一定のギャップを隔てて設
けた電極との間の静電引力で前記振動板を駆動すること
によって、前記液室の内部に充填されたインクに圧力波
を発生させインク液滴を前記液室の内部から吐出させる
静電型インクジェットヘッドにおいて、前記振動板の前
記液室側の面に金属薄膜、金属酸化物または金属窒化物
からなる膜が形成され、かつ、前記振動板の前記液室と
反対側の面に直線状の窪みが形成されているから、前記
窪みが金属薄膜、金属酸化物または金属窒化物の膜の形
成時に膜の圧縮応力によって発生する座屈を吸収するた
め、振動板に不定形の皺が形成されず、振動板によるイ
ンクの正確な制御が可能にすることができる。請求項2
に記載の発明によれば、請求項1に記載の静電型インク
ジェットヘッドにおいて、前記窪みがメンブレンの中心
線上に形成されているから、振動板の変形が中心線に対
して対称となるため、変形に要するエネルギーが小さく
なり、駆動電圧を下げることができる。請求項3の発明
によれば、請求項1記載の静電型インクジェットヘッド
において、前記窪みがメンブレンの外周に沿って形成さ
れているから、動板を変形する際、面全体が上下に移動
することにより局所的なたわみが少なくなり全体として
のストロークが大きくとれるようになるため、駆動電圧
を下げることができる。請求項4に記載の発明によれ
ば、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の静電型イン
クジェットヘッドを具備する画像形成装置であるから、
低電圧駆動すなわち低コストの電源を使うことができ、
さらに、ドットのばらつきのない高画質な画像を形成す
ることができる。請求項5の発明によれば、直線状の窪
みが設けられた振動板を形成した後に、金属薄膜、金属
酸化物または金属窒化物の膜を前記振動板の上に形成す
る静電型インクジェットヘッドの製造方法であるから、
窪みが設けられた振動板を精度よく形成することがで
き、さらに、薄膜材料形成後の内部応力によるひずみを
効果的に吸収できるので、振動板の変形が発生しない。
As described above, according to the first aspect of the present invention, a nozzle for discharging ink droplets,
A vibrating plate made of silicon is formed in a part of a liquid chamber made of silicon having a flow path for filling ink, and a static gap between an electrode provided with a certain gap at a position facing the vibrating plate. An electrostatic ink jet head that drives the vibration plate by an electric attraction force to generate a pressure wave in the ink filled in the liquid chamber and discharge ink droplets from the inside of the liquid chamber. A metal thin film, a film made of a metal oxide or a metal nitride is formed on the surface on the liquid chamber side, and a linear depression is formed on the surface of the diaphragm opposite to the liquid chamber. Since the dent absorbs buckling caused by the compressive stress of the film when forming the metal thin film, the metal oxide or the metal nitride film, irregular wrinkles are not formed on the diaphragm, and the ink is formed by the diaphragm. Precise control It can be made possible. Claim 2
According to the invention described in (1), in the electrostatic inkjet head according to (1), since the depression is formed on the center line of the membrane, the deformation of the diaphragm is symmetric with respect to the center line. The energy required for the deformation is reduced, and the driving voltage can be reduced. According to the third aspect of the present invention, in the electrostatic ink jet head according to the first aspect, since the depression is formed along the outer periphery of the membrane, the entire surface moves up and down when the moving plate is deformed. As a result, local deflection is reduced and the overall stroke can be increased, so that the drive voltage can be reduced. According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus including the electrostatic inkjet head according to any one of the first to third aspects.
Low-voltage drive, that is, a low-cost power supply can be used,
Further, it is possible to form a high-quality image with no variation in dots. According to the invention of claim 5, after forming a diaphragm provided with a linear depression, an electrostatic ink jet head in which a metal thin film, a metal oxide or a metal nitride film is formed on the diaphragm. Because it is a manufacturing method of
The diaphragm provided with the depressions can be formed with high accuracy, and the distortion due to the internal stress after the formation of the thin film material can be effectively absorbed, so that the diaphragm does not deform.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態に係る静電型インクジェッ
トヘッドを製造する場合におけるシリコン基板上に形成
されたメンブレンを示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a membrane formed on a silicon substrate when manufacturing an electrostatic inkjet head according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1のメンブレン102上に生じる座屈の形態
を示す断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a form of buckling occurring on the membrane 102 of FIG.

【図3】本発明の実施の形態に係る静電型インクジェッ
トヘッドのアクチュエータ部分を示す説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an actuator portion of the electrostatic inkjet head according to the embodiment of the present invention.

【図4】(a)〜(d)は本発明の実施の形態に係る静
電型インクジェットヘッドの製造方法を説明するための
説明図である。
FIGS. 4A to 4D are explanatory diagrams for explaining a method of manufacturing an electrostatic inkjet head according to the embodiment of the present invention.

【図5】(e)〜(g)は本発明の実施の形態に係る静
電型インクジェットヘッドの製造方法を説明するための
説明図である。
FIGS. 5E to 5G are explanatory diagrams for explaining a method of manufacturing the electrostatic inkjet head according to the embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施の形態に係る静電型インクジェッ
トヘッドの完成状態を説明するための説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating a completed state of the electrostatic inkjet head according to the embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 シリコン基板、102 メンブレン、201
金属薄膜、301 液室基板、302 液室、303
共通液室、304 窪み、305 振動板、306 電
極基板、307 電極、308 引き出しパッド、30
9 ギャップ、401 SiN膜、402 シリコン基
板、403 熱酸化膜、404 シリコン基板、405
TiN膜、406 SiO2膜、407 液室、40
8 電極パッド部、409 振動板、410 TiN
膜、411 電極、412 窪み、501 液室基板、
502 液室、503 共通液室、504 流体抵抗、
505振動板、506 ノズルプレート、507 ノズ
ル、508 電極基板、509 電極、510 引き出
しパッド、511 ギャップ、512 窪み。
101 silicon substrate, 102 membrane, 201
Metal thin film, 301 liquid chamber substrate, 302 liquid chamber, 303
Common liquid chamber, 304 depression, 305 diaphragm, 306 electrode substrate, 307 electrode, 308 extraction pad, 30
9 gap, 401 SiN film, 402 silicon substrate, 403 thermal oxide film, 404 silicon substrate, 405
TiN film, 406 SiO 2 film, 407 liquid chamber, 40
8 electrode pad part, 409 diaphragm, 410 TiN
Membrane, 411 electrode, 412 depression, 501 liquid chamber substrate,
502 liquid chamber, 503 common liquid chamber, 504 fluid resistance,
505 diaphragm, 506 nozzle plate, 507 nozzle, 508 electrode substrate, 509 electrode, 510 extraction pad, 511 gap, 512 recess.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 インク液滴を吐出するためのノズルと、
インクを充填するための流路を有するシリコンからなる
液室の一部にシリコンからなる振動板が形成され、この
振動板に向かい合った位置に一定のギャップを隔てて設
けた電極との間の静電引力で前記振動板を駆動すること
によって、前記液室の内部に充填されたインクに圧力波
を発生させインク液滴を前記液室の内部から吐出させる
静電型インクジェットヘッドにおいて、前記振動板の前
記液室側の面に金属薄膜、金属酸化物または金属窒化物
からなる膜が形成され、かつ、前記振動板の前記液室と
反対側の面に直線状の窪みが形成されていることを特徴
とする静電型インクジェットヘッド。
A nozzle for discharging ink droplets;
A vibrating plate made of silicon is formed in a part of a liquid chamber made of silicon having a flow path for filling ink, and a static gap between an electrode provided with a certain gap at a position facing the vibrating plate. An electrostatic ink jet head that drives the vibration plate by an electric attraction force to generate a pressure wave in the ink filled in the liquid chamber and discharge ink droplets from the inside of the liquid chamber. A film made of a metal thin film, a metal oxide or a metal nitride is formed on the surface on the liquid chamber side, and a linear depression is formed on a surface of the diaphragm opposite to the liquid chamber. An electrostatic ink jet head characterized by the following.
【請求項2】 請求項1に記載の静電型インクジェット
ヘッドにおいて、前記窪みがメンブレンの中心線上に形
成されていることを特徴とする静電型インクジェットヘ
ッド。
2. The electrostatic ink jet head according to claim 1, wherein the depression is formed on a center line of the membrane.
【請求項3】 請求項1に記載の静電型インクジェット
ヘッドにおいて、前記窪みがメンブレンの外周に沿って
形成されていることを特徴とする静電型インクジェット
ヘッド。
3. The electrostatic ink jet head according to claim 1, wherein the depression is formed along the outer periphery of the membrane.
【請求項4】 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の
静電型インクジェットヘッドを具備することを特徴とす
る画像形成装置。
4. An image forming apparatus comprising the electrostatic inkjet head according to claim 1. Description:
【請求項5】 直線状の窪みが設けられた振動板を形成
した後に、金属薄膜、金属酸化物または金属窒化物の膜
を前記振動板の上に形成することを特徴とする静電型イ
ンクジェットヘッドの製造方法。
5. An electrostatic ink jet apparatus comprising: forming a diaphragm provided with a linear depression, and forming a metal thin film, a metal oxide or a metal nitride film on the diaphragm. Head manufacturing method.
JP2000243385A 2000-08-10 2000-08-10 Electrostatic ink jet head, its manufacturing method, and imaging apparatus comprising it Pending JP2002052707A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000243385A JP2002052707A (en) 2000-08-10 2000-08-10 Electrostatic ink jet head, its manufacturing method, and imaging apparatus comprising it

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000243385A JP2002052707A (en) 2000-08-10 2000-08-10 Electrostatic ink jet head, its manufacturing method, and imaging apparatus comprising it

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2002052707A true JP2002052707A (en) 2002-02-19

Family

ID=18734248

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000243385A Pending JP2002052707A (en) 2000-08-10 2000-08-10 Electrostatic ink jet head, its manufacturing method, and imaging apparatus comprising it

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2002052707A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011056924A (en) * 2009-09-14 2011-03-24 Ricoh Co Ltd Liquid jet head and image forming apparatus
US8452221B2 (en) 2008-11-18 2013-05-28 Ricoh Company, Ltd. Fixation fluid, fixation method, image forming method, fixation device, and image forming apparatus

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8452221B2 (en) 2008-11-18 2013-05-28 Ricoh Company, Ltd. Fixation fluid, fixation method, image forming method, fixation device, and image forming apparatus
JP2011056924A (en) * 2009-09-14 2011-03-24 Ricoh Co Ltd Liquid jet head and image forming apparatus

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1321294B1 (en) Piezoelectric ink-jet printhead and method for manufacturing the same
JP2004209874A (en) Liquid discharging head
JP2002052707A (en) Electrostatic ink jet head, its manufacturing method, and imaging apparatus comprising it
JP6394901B2 (en) Liquid jet head
JP2004209740A (en) Liquid discharging head
JP2001001515A (en) Method for machining silicon basic body, ink jet head employing silicon basic body and manufacture thereof
JP3552854B2 (en) Ink jet recording head and method of manufacturing the same
KR100561866B1 (en) Piezo-electric type inkjet printhead and manufacturing method thereof
JP2002248756A (en) Ink-jet head
JP2002011874A (en) Ink jet recording head, method of manufacturing the ink jet head, and ink jet recording apparatus with the ink jet recording head
JP2008265013A (en) Liquid droplet ejection head, liquid droplet ejector, manufacturing method for liquid droplet ejection head, and manufacturing method for liquid droplet ejector
JP2001010036A (en) Ink jet head and its manufacture and ink jet recording apparatus
JPH11227202A (en) Ink jet recording head, and ink jet recording apparatus
JPH11165412A (en) Ink jet head
JPH11138794A (en) Liquid jet recorder
JPH10146965A (en) Ink jet head
JP2002127415A (en) Liquid drop ejection head and its manufacturing method
JP3883096B2 (en) Droplet discharge head and manufacturing method thereof
JP2002079669A (en) Ink jet recording head
JP2004066537A (en) Process for manufacturing liquid ejection head
JP2000326508A (en) Ink jet head and manufacture thereof
JP4307637B2 (en) Ink jet head and image forming apparatus
JP2002248757A (en) Ink-jet head
JP2002046099A (en) Film structure, method of manufacturing it, sensor equipped therewith, electrostatic actuator, ink jet recording head, method of manufacturing them, and ink jet recording device equipped with the ink jet recording head
JP2002029053A (en) Electrostatic actuator, method of manufacturing the electrostatic actuator, ink jet recording head with the electrostatic actuator, and ink jet recording apparatus with the ink jet recording head