JP2002248757A - Ink-jet head - Google Patents
Ink-jet headInfo
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- JP2002248757A JP2002248757A JP2001047476A JP2001047476A JP2002248757A JP 2002248757 A JP2002248757 A JP 2002248757A JP 2001047476 A JP2001047476 A JP 2001047476A JP 2001047476 A JP2001047476 A JP 2001047476A JP 2002248757 A JP2002248757 A JP 2002248757A
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- film
- opening
- gap
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Landscapes
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はインクジェットヘッドに
関し、特に静電型インクジェットヘッドに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink jet head, and more particularly to an electrostatic ink jet head.
【0002】[0002]
【従来の技術】プリンタ、ファクシミリ、複写装置等の
画像記録装置或いは画像形成装置として用いるインクジ
ェット記録装置において使用するインクジェットヘッド
として、インク滴を吐出するノズルと、このノズルが連
通する吐出室(インク流路、インク室、圧力室、液室、
加圧室、加圧液室等とも称される。)と、この吐出室の
壁面を形成する振動板と、この振動板に対向する電極と
を備え、振動板を静電力で変形させて、吐出室内の圧力
/体積を変化させることによりノズルからインク滴を吐
出させる静電型インクジェットヘッドが知られている。2. Description of the Related Art As an ink jet head used in an image recording apparatus such as a printer, a facsimile, and a copying apparatus or an ink jet recording apparatus used as an image forming apparatus, a nozzle for discharging ink droplets and a discharge chamber (ink flow) communicating with the nozzle are used. Channel, ink chamber, pressure chamber, liquid chamber,
Also referred to as a pressurized chamber, a pressurized liquid chamber, and the like. ), A diaphragm forming the wall surface of the discharge chamber, and an electrode facing the diaphragm, and the diaphragm is deformed by electrostatic force to change the pressure / volume in the discharge chamber, thereby causing the ink to flow from the nozzles. 2. Description of the Related Art An electrostatic inkjet head for discharging droplets is known.
【0003】このようなインクジェットヘッドでは、可
動部分となる振動板とこれに対向する電極で静電型アク
チュエータを構成している。振動板を可動部分とする静
電型アクチュエータは、上述したインクジェットヘッド
以外にも、マイクロポンプ、マイクロスイッチ(マイク
ロリレー)、マルチ光学レンズのアクチュエータ(マイ
クロミラー)、マイクロ流量計、圧力センサなどにも用
いられているが、以下ではインクジェットヘッドを主に
して説明する。In such an ink jet head, an electrostatic actuator is constituted by a diaphragm serving as a movable portion and electrodes facing the diaphragm. Electrostatic actuators with a diaphragm as a movable part include micro-pumps, micro-switches (micro-relays), multi-optical lens actuators (micro-mirrors), micro flow meters, pressure sensors, etc. Although it is used, the following mainly describes the inkjet head.
【0004】ところで、静電型インクジェットヘッドに
おいて、対向電極間(振動板と電極間)に繰り返し電圧
を印加してヘッドを駆動している間に、対向電極の表
面、即ち対向している振動板の電極側表面や電極の振動
板側表面に水分が付着すると、これらの極性分子の帯電
によって、静電吸引特性あるいは静電反発特性が低下す
るおそれがある。また、振動板表面や電極側表面に吸着
した極性分子が相互に水素結合して振動板が電極側に貼
り付いたままの状態となり、動作不能となるおそれがあ
る。Meanwhile, in an electrostatic ink jet head, while the head is driven by repeatedly applying a voltage between the opposed electrodes (between the diaphragm and the electrodes), the surface of the opposed electrode, that is, the opposed diaphragm is driven. If moisture adheres to the surface of the electrode or the surface of the electrode on the diaphragm side, electrostatic attraction or electrostatic repulsion may be reduced due to the charging of these polar molecules. In addition, the polar molecules adsorbed on the surface of the vibration plate and the surface of the electrode side may be hydrogen-bonded to each other, and the vibration plate may remain stuck to the electrode side, and may not operate.
【0005】そこで、従来の静電型インクジェットヘッ
ドにおいては、例えば、特開平6−71882号公報に
示されるように熱硬化型あるいは光硬化型の樹脂(接着
剤)を用いて振動板と電極との間のギャップ(振動室)
の開口を封止するようにしている。Therefore, in a conventional electrostatic ink jet head, for example, as shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-71882, a diaphragm and electrodes are formed by using a thermosetting or photo-curing resin (adhesive). Gap (vibration chamber)
Is sealed.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のインクジェットヘッドにあっては、接着剤が固
まるときに接着剤から気体が発生する、また接着剤が硬
化収縮することにより振動板が変形をおこし吐出が安定
しない等の課題がある。弾性接着剤を使用して上記のよ
うな硬化収縮あるいは封止剤からのガスによる振動板の
変形を回避する方法もあるが、樹脂での封止膜の場合、
使用環境および保管環境(圧力、温度)が変化した場合
にインク吐出特性、振動板駆動特性等が経時的に変化し
てしまう、つまり、封止剤を介して振動室内部と外部で
空気が通過するという課題がある。However, in the above-mentioned conventional ink jet head, gas is generated from the adhesive when the adhesive is hardened, and the diaphragm is deformed by the curing and contraction of the adhesive. There are problems such as unstable ejection. There is also a method of using an elastic adhesive to avoid deformation of the diaphragm due to curing shrinkage or gas from the sealing agent as described above, but in the case of a sealing film of resin,
When the use environment and the storage environment (pressure, temperature) change, the ink discharge characteristics, the vibration plate driving characteristics, etc. change over time. That is, air passes between the inside and outside of the vibration chamber via the sealant There is a problem to do.
【0007】本発明は上記の課題に鑑みてなされたもの
であり、経時的に安定したインクジェットヘッドを提供
することを目的とする。The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide an ink jet head that is stable over time.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明に係るインクジェットヘッドは、振動板と電
極との間で形成されるギャップの開口を無機膜で封止
し、複数のギャップを外部に連通する連通路の開口を有
機膜で封止したものである。In order to solve the above-mentioned problems, an ink jet head according to the present invention has a plurality of gaps formed by sealing an opening of a gap formed between a diaphragm and an electrode with an inorganic film. The opening of the communication path communicating with the outside is sealed with an organic film.
【0009】ここで、無機膜が酸化膜であることが好ま
しい。この場合、酸化膜はCVD法又は熱酸化法で形成
された膜であることが好ましい。また、有機膜が常温硬
化型樹脂であることが好ましい。さらに、ギャップの開
口がギャップよりも狭いことが好ましい。Here, the inorganic film is preferably an oxide film. In this case, the oxide film is preferably a film formed by a CVD method or a thermal oxidation method. Further, it is preferable that the organic film is a room temperature curable resin. Further, it is preferable that the opening of the gap is narrower than the gap.
【0010】[0010]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面を参照して説明する。図1は本発明に係るインクジ
ェットヘッドの振動板長手方向に沿う断面説明図、図2
は同ヘッドの連通路口部分における振動板長手方向の断
面説明図、図3は同ヘッドの振動板短手方向に沿う要部
断面説明図である。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is an explanatory cross-sectional view of an ink jet head according to the present invention along a longitudinal direction of a diaphragm.
FIG. 3 is an explanatory cross-sectional view of the communication passage opening portion of the head in the longitudinal direction of the diaphragm, and FIG. 3 is an explanatory cross-sectional view of main parts of the head along the lateral direction of the diaphragm.
【0011】このインクジェットヘッドは、結晶面方位
(110)の単結晶シリコン基板、SOI基板などのシ
リコン基板等を用いた第1基板である流路基板1と、こ
の流路基板1の下側に設けた結晶面方位(100)の単
結晶シリコン基板を用いた第2基板である電極基板2
と、流路基板1の上側に設けた第3基板であるノズル板
3とを備え、インク滴を吐出する複数のノズル4、各ノ
ズル4が連通するインク流路である吐出室6、各吐出室
6にインク供給路を兼ねた流体抵抗部7を介して連通す
る共通液室8などを形成している。The ink jet head has a flow path substrate 1 which is a first substrate using a silicon substrate such as a single crystal silicon substrate or an SOI substrate having a crystal plane orientation of (110), and a lower side of the flow path substrate 1. An electrode substrate 2 which is a second substrate using a single crystal silicon substrate having a crystal plane orientation of (100).
A plurality of nozzles 4 for ejecting ink droplets; a discharge chamber 6 as an ink flow path to which each nozzle 4 communicates; A common liquid chamber 8 and the like, which communicate with the chamber 6 via a fluid resistance portion 7 also serving as an ink supply path, are formed.
【0012】流路基板1には吐出室6及びこの吐出室6
の壁面である底部をなす第1電極を兼ねた振動板10を
形成する凹部及び共通液室8を形成する貫通部を形成し
ている。この流路基板1は、例えば単結晶シリコン基板
を用いた場合、予め振動板厚さにボロンを注入してエッ
チングストップ層となる高濃度ボロン層を形成し、電極
基板2と接合した後、吐出室6となる凹部をKOH水溶
液などのエッチング液を用いて異方性エッチングするこ
とにより、このとき高濃度ボロン層がエッチングストッ
プ層となって振動板10が高精度に形成される。The discharge chamber 6 and the discharge chamber 6
A concave portion forming the diaphragm 10 also serving as a first electrode serving as a bottom portion, which is a wall surface, and a through portion forming the common liquid chamber 8 are formed. When a single-crystal silicon substrate is used, for example, when a single-crystal silicon substrate is used, boron is injected in advance to the thickness of the diaphragm to form a high-concentration boron layer serving as an etching stop layer. By anisotropically etching the concave portion serving as the chamber 6 using an etching solution such as a KOH aqueous solution, the high-concentration boron layer serves as an etching stop layer, and the diaphragm 10 is formed with high precision.
【0013】また、シリコンのベース基板に酸化層を介
してシリコンの活性層を接合したSOI基板を用いる場
合には、活性層で振動板10を形成する。なお、このヘ
ッドでは、振動板10は第1電極を兼ねているが、振動
板10とは別に第1電極を振動板10と一体に形成する
こともできる。When an SOI substrate in which a silicon active layer is bonded to a silicon base substrate via an oxide layer is used, the diaphragm 10 is formed of the active layer. In this head, the diaphragm 10 also functions as the first electrode, but the first electrode may be formed integrally with the diaphragm 10 separately from the diaphragm 10.
【0014】また、電極基板2には例えば結晶面方位
(100)に単結晶シリコン基板を用いて、このシリコ
ン基板に熱酸化法などで絶縁層であるシリコン酸化膜層
12を形成し、この酸化膜層12の部分に電極形成用溝
14を形成して、この溝14底面に振動板10に対向す
る第2電極である電極15を設け、振動板10と対向電
極15との間に所要の長さ(ここでは、0.1μm以下
としている。)のギャップ16を形成し、これらの振動
板10と電極15とによって静電アクチュエータ部を構
成している。For example, a single crystal silicon substrate having a crystal plane orientation (100) is used as the electrode substrate 2, and a silicon oxide film layer 12 as an insulating layer is formed on the silicon substrate by a thermal oxidation method or the like. An electrode forming groove 14 is formed in the portion of the film layer 12, an electrode 15 which is a second electrode facing the diaphragm 10 is provided on the bottom surface of the groove 14, and a required electrode is provided between the diaphragm 10 and the counter electrode 15. A gap 16 having a length (here, 0.1 μm or less) is formed, and the diaphragm 10 and the electrode 15 constitute an electrostatic actuator section.
【0015】ここで、電極15は電極形成用溝14に沿
って外部に延設して駆動波形を印加するための外部駆動
回路(ドライバIC)に接続したFPCケーブルなどの
接続手段と接続するための電極パッド部15aを形成し
ている。さらに、この電極15の表面にはSiO2膜な
どの酸化膜系絶縁膜、Si3N4膜などの窒化膜系絶縁膜
からなる電極保護膜17を成膜しているが、対向電極1
5の表面に電極保護膜17を形成しないで、振動板10
側に絶縁膜を形成することもできる。また、電極基板2
には、共通液室8に連通するインク供給口18を形成し
ている。Here, the electrode 15 extends to the outside along the electrode forming groove 14 to connect to a connection means such as an FPC cable connected to an external drive circuit (driver IC) for applying a drive waveform. Is formed. Further, on the surface of the electrode 15, an electrode protective film 17 made of an oxide insulating film such as a SiO 2 film or a nitride insulating film such as a Si 3 N 4 film is formed.
5 without forming the electrode protection film 17 on the surface of the diaphragm 10
An insulating film can be formed on the side. The electrode substrate 2
Has an ink supply port 18 communicating with the common liquid chamber 8.
【0016】また、電極基板2の電極15の材料として
は、TiNを用いているが、この他、通常半導体素子の
形成プロセスで一般的に用いられるAl、Cr、Ni等
の金属材料や、Ti、W等の高融点金属、または不純物
により低抵抗化した多結晶シリコン材料などを用いるこ
とができる。また、電極基板2にシリコン基板を用いる
場合、電極15としては、不純物拡散領域を用いること
ができる。この場合、拡散に用いる不純物は基板シリコ
ンの導電型と反対の導電型を示す不純物を用い、拡散領
域周辺にpn接合を形成し、電極15と電極基板2とを
電気的に絶縁する。Although the electrode 15 of the electrode substrate 2 is made of TiN, other materials such as Al, Cr, Ni, etc., which are generally used in a process of forming a semiconductor element, and TiN are used. , W, or the like, or a polycrystalline silicon material whose resistance is reduced by impurities can be used. When a silicon substrate is used as the electrode substrate 2, an impurity diffusion region can be used as the electrode 15. In this case, the impurity used for the diffusion is an impurity having a conductivity type opposite to the conductivity type of the substrate silicon, a pn junction is formed around the diffusion region, and the electrode 15 and the electrode substrate 2 are electrically insulated.
【0017】さらに、電極基板2には振動板10と電極
15との間の各ギャップ16内に連通する個別連通路2
1を形成するとともに各個別連通路21に連通する共通
連通路22を形成し、この各ノズル列に対応する2本の
共通連通路22は、図2に示すようにノズル列方向端部
で一本にまとめて外部に連通する開口23を形成し、こ
の電極基板2の連通路22の開口23に対応して流路基
板1には大気開放口24を形成している。Further, an individual communication passage 2 communicating with each gap 16 between the diaphragm 10 and the electrode 15 is formed in the electrode substrate 2.
1 and a common communication passage 22 communicating with each of the individual communication passages 21. Two common communication passages 22 corresponding to the respective nozzle rows are connected at one end in the nozzle row direction as shown in FIG. An opening 23 communicating with the outside is formed collectively in the book, and an atmosphere opening port 24 is formed in the flow path substrate 1 corresponding to the opening 23 of the communication passage 22 of the electrode substrate 2.
【0018】これらの流路基板1と電極基板2との接合
は、接着剤による接合も可能であるが、より信頼性の高
い物理的な接合、例えば電極基板2がシリコン基板で形
成される場合、酸化膜を介した直接接合法を用いること
ができる。この直接接合は1000℃程度の高温化で実
施する。また、電極基板2をシリコン基板で形成して、
電極基板2と流路基板1との間にパイレックス(登録商
標)ガラスを成膜し、この膜を介して陽極接合を行うこ
ともできる。さらに、流路基板1と電極基板2にシリコ
ン基板を使用して金等のバインダーを接合面に介在させ
た共晶接合で接合することもできる。The bonding between the flow path substrate 1 and the electrode substrate 2 can be performed by an adhesive, but more reliable physical bonding, for example, when the electrode substrate 2 is formed of a silicon substrate Alternatively, a direct bonding method via an oxide film can be used. This direct bonding is performed at a high temperature of about 1000 ° C. Also, the electrode substrate 2 is formed of a silicon substrate,
Pyrex (registered trademark) glass may be formed between the electrode substrate 2 and the flow path substrate 1, and anodic bonding may be performed via this film. Furthermore, the flow path substrate 1 and the electrode substrate 2 can be bonded by eutectic bonding in which a binder such as gold is interposed between bonding surfaces using a silicon substrate.
【0019】ノズル板3は多数のノズル4を二列配置し
て形成するとともに、共通液室8と吐出室6とを連通す
る流体抵抗部7となる溝を形成し、また、吐出面には撥
水処理を施している。このノズル板3としては、例え
ば、Ni電鋳工法で製作しためっき膜、シリコン基板、
SUSなどの金属、樹脂とジルコニアなどの金属層の複
層構造のものなども用いることができる。ここでは、ノ
ズル板3は流路基板41に接着剤にて接合している。The nozzle plate 3 is formed by arranging a large number of nozzles 4 in two rows, forming a groove serving as a fluid resistance portion 7 which connects the common liquid chamber 8 and the discharge chamber 6, and forming a groove on the discharge surface. Water repellent treatment is applied. Examples of the nozzle plate 3 include a plating film manufactured by Ni electroforming, a silicon substrate,
Metals such as SUS and those having a multilayer structure of a metal layer such as resin and zirconia can also be used. Here, the nozzle plate 3 is bonded to the flow path substrate 41 with an adhesive.
【0020】そして、このインクジェットヘッドにおい
ては、流路基板1と電極基板2の溝14との間で形成さ
れるギャップ16の開口25を無機膜26により封止
し、また、前述した共通連通路22の開口23に対応す
る流路基板1の大気開放口24に有機膜27を充填する
ことで開口23を封止している。In this ink jet head, the opening 25 of the gap 16 formed between the flow path substrate 1 and the groove 14 of the electrode substrate 2 is sealed with an inorganic film 26, and the common communication path described above is used. The opening 23 is sealed by filling the air opening 24 of the flow path substrate 1 corresponding to the opening 23 with the organic film 27.
【0021】このように、ギャップ16の開口25を無
機膜26で封止することにより、接着剤封止を行った場
合のような硬化時の気体の発生、硬化収縮による振動板
10の変形がなく、また振動室(ギャップ16内)への
接着剤の入り込み量のばらつきということがなくなり、
高温高湿下でも高い信頼性で安定した動作が得られると
ともに、連通路21、22を形成して開口23を有機膜
27で封止することによって、減圧下で無機膜26によ
る封止を行った場合に生じる振動板10の変形を防ぐこ
とができる。As described above, by sealing the opening 25 of the gap 16 with the inorganic film 26, generation of gas at the time of curing as in the case of sealing with an adhesive, and deformation of the diaphragm 10 due to curing shrinkage can be prevented. And there is no variation in the amount of adhesive entering the vibration chamber (in the gap 16).
A stable operation can be obtained with high reliability even under high temperature and high humidity. In addition, by forming the communication paths 21 and 22 and sealing the opening 23 with the organic film 27, sealing with the inorganic film 26 is performed under reduced pressure. In this case, it is possible to prevent the diaphragm 10 from being deformed.
【0022】ここで、無機膜26としては酸化膜を用い
ることができる。酸化膜を用いることで、ノズル板3を
接合する前に封止工程を行えば吐出室6や共通液室8な
どの流路壁面に同時に酸化膜を形成することができて接
液信頼性が向上する。このような酸化膜はCVD或いは
熱酸化法で形成することができる。Here, an oxide film can be used as the inorganic film 26. By using an oxide film, if a sealing step is performed before joining the nozzle plate 3, an oxide film can be simultaneously formed on the flow path wall surfaces such as the discharge chamber 6 and the common liquid chamber 8, and liquid contact reliability is improved. improves. Such an oxide film can be formed by CVD or thermal oxidation.
【0023】また、有機膜27としては常温硬化型の樹
脂を用いることができる。常温硬化型樹脂を用いること
で、熱によるアウトガスがなく、振動室内の空気が熱膨
張することによる振動板10の変形を抑えることがで
き、変形量のばらつき(振動板厚さのばらつき)に起因
する振動板振動特性のばらつきやインク滴速度などのば
らつきのを低減することができる。Further, as the organic film 27, a room temperature curing type resin can be used. By using the room-temperature curing resin, there is no outgas due to heat, and the deformation of the diaphragm 10 due to the thermal expansion of the air in the vibration chamber can be suppressed, resulting in a variation in the amount of deformation (variation in the thickness of the diaphragm). The variation in the vibration characteristics of the diaphragm and the variation in the ink droplet speed can be reduced.
【0024】上記のように構成したインクジェットヘッ
ドにおいては、個別の電極15に対して、駆動回路によ
り0V〜35Vのパルス電位を印加することにより、電
極15の表面がプラスに帯電すると対応する振動板10
の下面がマイナス電位に帯電するので、振動板10は静
電引力により電極15側に変形する。次に、電極15へ
のパルス電位の印加をオフにすると、電極15の表面に
蓄積された電荷の放電に伴い吐出室側へ振動板10が復
元し、その際、吐出室6内に急激な体積変化/圧力変化
が生じ、充填されたインク滴がノズル5から吐出され
る。In the ink jet head configured as described above, when a pulse potential of 0 V to 35 V is applied to the individual electrodes 15 by a driving circuit, the surface of the electrodes 15 is positively charged. 10
Is charged to a negative potential, so that the diaphragm 10 is deformed toward the electrode 15 by electrostatic attraction. Next, when the application of the pulse potential to the electrode 15 is turned off, the diaphragm 10 is restored to the discharge chamber side with the discharge of the electric charge accumulated on the surface of the electrode 15, and at that time, the diaphragm 10 suddenly enters the discharge chamber 6. A volume change / pressure change occurs, and the filled ink droplet is ejected from the nozzle 5.
【0025】次に、本発明の係る他のインクジェットヘ
ッドの実施形態をその製造工程とともに図4及び図5を
参照して説明する。先ず、同図(a)に示すように、P
型の結晶面方位(100)のシリコンウエハ30を用意
し、このシリコンウエハ30で電極基板31を形成す
る。この電極基板31には熱酸化法、ウエット酸化など
で酸化膜を形成して、この酸化膜に電極部32(電極部
32は上述した実施形態の電極形成用溝、電極及び電極
保護用絶縁膜を含む)を形成し、各電極部32のギャッ
プ(この状態では電極形成用溝)を連通するように連通
路33を形成し、各列の連通路33をダイシング位置
(ヘッドチップの端部となる)でまとめて開口34を形
成する。なお、この例では、各ギャップ間は連通路35
で相互に連通させており、前記実施形態のように各ギャ
ップ毎に個々に連通する個別連通路21は形成していな
い。Next, another embodiment of the ink jet head according to the present invention will be described with reference to FIGS. First, as shown in FIG.
A silicon wafer 30 having a mold crystal plane orientation (100) is prepared, and an electrode substrate 31 is formed from the silicon wafer 30. An oxide film is formed on the electrode substrate 31 by a thermal oxidation method, wet oxidation, or the like, and the oxide film is formed on the electrode portion 32 (the electrode portion 32 is the electrode forming groove, the electrode, and the electrode protection insulating film of the above-described embodiment). Are formed, and the communication passages 33 are formed so as to communicate the gaps (the electrode forming grooves in this state) of the respective electrode portions 32. ) To form the openings 34 collectively. In this example, the communication passage 35 is provided between the gaps.
The individual communication passages 21 are not formed to communicate with each other for each gap as in the above-described embodiment.
【0026】一方、同図(b)に示すように、高濃度ボ
ロン拡散層を形成した結晶面方位(110)のシリコン
ウエハ40である流路基板となるシリコン基板41を用
意し、同図(c)に示すように、シリコン基板41と電
極基板31(シリコンウエハ30とシリコンウエハ4
0)とを直接接合により接合し、その後シリコン基板4
1の厚さが100μmになるまで研磨して所定の液室高
さにする。On the other hand, as shown in FIG. 2B, a silicon substrate 41 serving as a flow path substrate, which is a silicon wafer 40 having a crystal plane orientation of (110) on which a high-concentration boron diffusion layer is formed, is prepared. c), the silicon substrate 41 and the electrode substrate 31 (the silicon wafer 30 and the silicon wafer 4).
0) and the silicon substrate 4
1 is polished until the thickness becomes 100 μm to obtain a predetermined liquid chamber height.
【0027】次に、電極基板31とシリコン基板41と
を直接接合した積層基板にエッチングマスクとなる窒化
膜をデポし、同図(c)に示すように、電極基板31に
インク供給口を形成するとともに、シリコン基板41に
振動板45を含む吐出室46、共通液室48、仮接着領
域49、連通路開口部(大気開放口)50をウェットエ
ッチングにより形成して流路基板51を得る。連通路開
口部50は、この段階では高濃度ボロン拡散層が残って
おり開口はされていない。Next, a nitride film serving as an etching mask is deposited on the laminated substrate in which the electrode substrate 31 and the silicon substrate 41 are directly bonded, and an ink supply port is formed in the electrode substrate 31 as shown in FIG. At the same time, the discharge chamber 46 including the vibration plate 45, the common liquid chamber 48, the temporary bonding area 49, and the communication path opening (atmosphere opening port) 50 are formed on the silicon substrate 41 by wet etching to obtain the flow path substrate 51. At this stage, the high-concentration boron diffusion layer remains and the communication passage opening 50 is not opened.
【0028】その後、同図(d)に示すように、流路基
板51のうちの電極部32の電極パッド部32aに対応
する部分をドライエッチングにて除去して開口する。Thereafter, as shown in FIG. 2D, a portion of the flow path substrate 51 corresponding to the electrode pad portion 32a of the electrode portion 32 is removed by dry etching to form an opening.
【0029】次いで、図5(a)に示すように流路基板
51と電極基板31との間(ギャップの開口)を無機膜
61によって封止する。この無機膜61による封止を減
圧下で行う場合は、振動板45が下方に撓む形状とな
る。Next, as shown in FIG. 5A, the space between the flow path substrate 51 and the electrode substrate 31 (opening of the gap) is sealed with an inorganic film 61. When sealing with the inorganic film 61 is performed under reduced pressure, the diaphragm 45 has a shape that bends downward.
【0030】次に、同図(b)に示すように電極パッド
部32a上の無機膜61をドライエッチングにて除去し
て開口する。その後、シリコンウエハから各ヘッドチッ
プ毎にダイシングにより切断する。次に、同図(b)に
示すように、流路基板51の大気開放口50に残存して
いる高濃度ボロン拡散層をドライエッチングにて除去し
開口する。無機膜封止を減圧下で行い、振動板45が撓
んでいる状態になっていても、この大気開放口50を開
口することによって連通路33の開口34が大気開放さ
れて電極部32のギャップ内に大気が流入するので、振
動板45は平行の状態に回復する。Next, as shown in FIG. 3B, the inorganic film 61 on the electrode pad portion 32a is removed by dry etching to form an opening. Thereafter, the silicon wafer is cut by dicing for each head chip. Next, as shown in FIG. 3B, the high-concentration boron diffusion layer remaining in the air opening 50 of the flow path substrate 51 is removed by dry etching to form an opening. Even when the diaphragm 45 is bent under the reduced pressure, the opening 34 of the communication passage 33 is opened to the atmosphere by opening the air opening 50, so that the gap of the electrode portion 32 is opened. The diaphragm 45 is restored to the parallel state because the air flows into the inside.
【0031】そして、同図(c)に示すように、電極部
32の露出した個別電極とFPCケーブル62とを異方
性導電膜によって電気的な接続を行なう。ケーブルには
ドライバICがワイヤーボンドによって搭載されてい
る。次に、大気開放口50内に有機封止剤63を充填し
て連通路33の開口34を封止する。この封止により、
ギャップは完全な密閉空間となる。その後、同図(d)
に示すようなノズル54を形成したノズル板53を流路
基板51(アクチュエータ部)上に接合するために、流
路基板51上面に接着剤を塗布し、その後、仮接着塗布
領域49に仮接着剤として光硬化型接着剤64をディス
ペンサーにより塗布する。Then, as shown in FIG. 3C, the exposed individual electrodes of the electrode portion 32 and the FPC cable 62 are electrically connected by an anisotropic conductive film. A driver IC is mounted on the cable by wire bonding. Next, an organic sealant 63 is filled in the air opening 50 to seal the opening 34 of the communication path 33. With this sealing,
The gap becomes a completely enclosed space. Then, FIG.
In order to join the nozzle plate 53 having the nozzles 54 formed on the flow path substrate 51 (actuator section) to the nozzle plate 53, an adhesive is applied to the upper surface of the flow path substrate 51 and then temporarily bonded to the temporary bonding application area 49. A photocurable adhesive 64 is applied as an agent by a dispenser.
【0032】そして、同図(d)に示すように、Ni電
鋳などで形成したノズル54を有するノズル板53と、
接着剤が塗布された静電アクチュエータ部を位置合わせ
し、仮加圧を行なう。ここで光硬化型接着剤に、紫外線
を照射して接着剤64を硬化させ、本加圧を行い加熱硬
化させる。Then, as shown in FIG. 3D, a nozzle plate 53 having a nozzle 54 formed by Ni electroforming or the like,
The electrostatic actuator portion to which the adhesive has been applied is positioned and temporarily pressurized. Here, the photocurable adhesive is irradiated with ultraviolet rays to cure the adhesive 64, and is then subjected to main pressure to be cured by heating.
【0033】このように、各振動室(振動板と電極との
間のギャップ)と外部とを連通する電極形成用溝と流路
基板とで形成されるギャップ開口(第1連通路とい
う。)と、複数の振動室を連通し、かつ外部と連通する
連通路(第2連通路という。)33とを有し、第1連通
路と外部側との開放端を無機膜61により封止し、第2
連通路33と外部側との開放端(開口34)を有機膜6
3により封止することで、耐湿信頼性の高いヘッドが得
られる。As described above, a gap opening (referred to as a first communication passage) formed by the electrode forming groove and the flow path substrate that communicates each vibration chamber (gap between the vibration plate and the electrode) with the outside. And a communication path (referred to as a second communication path) 33 that communicates the plurality of vibration chambers and communicates with the outside. The open end between the first communication path and the outside is sealed with an inorganic film 61. , Second
The open end (opening 34) between the communication path 33 and the outside is formed by the organic
By sealing with 3, the head having high humidity resistance and reliability can be obtained.
【0034】また、第1連通路と外部側との開放端(ギ
ャップ開口)を減圧下で無機膜61による封止を行って
も、その後第2連通路と外部側との開放端を開放するこ
とで振動板は平衡状態に復帰し、振動板の撓み量のばら
つき(振動板厚さのばらつき)に起因する振動板振動特
性のばらつきを低減することができる。Even if the open end (gap opening) between the first communication path and the outside is sealed with the inorganic film 61 under reduced pressure, the open end between the second communication path and the outside is thereafter opened. As a result, the diaphragm returns to the equilibrium state, and it is possible to reduce variations in diaphragm vibration characteristics caused by variations in the amount of deflection of the diaphragm (variations in the thickness of the diaphragm).
【0035】なお、振動室から外部へと通ずる開放端部
での流路基板と電極基板との距離が振動板と該振動板と
対向配置された電極部との距離よりも狭くする、つま
り、ギャップ開口をギャップより狭くすることで、振動
室から外部へと通ずる開放端部を封止する際、より薄膜
の無機膜にて封止することが可能になり、スループット
が向上する。The distance between the flow path substrate and the electrode substrate at the open end communicating from the vibration chamber to the outside is made narrower than the distance between the vibration plate and the electrode portion opposed to the vibration plate. By making the gap opening narrower than the gap, it is possible to seal the open end communicating from the vibration chamber to the outside with a thinner inorganic film, thereby improving the throughput.
【0036】また、無機膜として酸化膜を用いて、酸化
膜による封止を流路部の接液性向上のための酸化膜を形
成するプロセスと同時に行うことも可能で、これによ
り、より信頼性の高いヘッドが得られる。さらに、有機
膜として常温硬化型樹脂を用いることで、封止の際に熱
によるアウトガスがなく、振動室内の空気が熱膨張する
ことによる振動板の変形を抑えることができ、変形量の
ばらつき(振動板厚さのばらつき)に起因するよる振動
板振動特性のばらつき、インク滴速度などのばらつきを
抑制することができる。Further, it is possible to use an oxide film as the inorganic film and perform sealing with the oxide film at the same time as the process of forming an oxide film for improving the liquid contact property of the flow path portion. A highly efficient head is obtained. Furthermore, by using a room-temperature-curable resin as the organic film, there is no outgas due to heat at the time of sealing, and it is possible to suppress deformation of the diaphragm due to thermal expansion of air in the vibration chamber. It is possible to suppress variations in vibration characteristics of the diaphragm due to variations in the thickness of the diaphragm, and variations in ink droplet speed.
【0037】次に、このインクジェットヘッドの製造工
程の具体例を図6乃至図9を参照して具体的に説明す
る。なお、図6及び図7はヘッドの振動室部分における
振動板長手方向に沿う断面説明図、図8及び図9はヘッ
ドの振動室間隔壁部分における振動板長手方向に沿う断
面説明図である。Next, a specific example of the manufacturing process of the ink jet head will be specifically described with reference to FIGS. FIGS. 6 and 7 are cross-sectional explanatory views of the vibration chamber portion of the head along the longitudinal direction of the diaphragm, and FIGS. 8 and 9 are cross-sectional explanatory views of the vibration chamber spacing wall portion of the head along the longitudinal direction of the diaphragm.
【0038】先ず、図6(a)及び図8(a)に示すよ
うに、P型で結晶面方位(100)、厚さ625μmの
電極基板31となるシリコン基板を用意し、電極基板3
1に厚さ2μmの酸化膜72をウェット酸化により形成
した。酸化条件は1050℃、18.5hである。First, as shown in FIGS. 6 (a) and 8 (a), a P-type silicon substrate serving as an electrode substrate 31 having a crystal plane orientation (100) and a thickness of 625 μm is prepared.
In FIG. 1, an oxide film 72 having a thickness of 2 μm was formed by wet oxidation. The oxidation conditions are 1050 ° C. and 18.5 h.
【0039】次に、各図(b)に示すように、グラデー
ションマスクを用いてレジストのパターニングを行い、
ドライエッチング及びウェットエッチングにより酸化膜
72のパターニングを行って電極形成用溝74を形成し
た。このとき、グラデーションマスクを使用して、電極
形成用溝74を形成することにより、非平行のギャップ
(振動板と電極とが非平行状態では位置されるギャッ
プ)を形成することができ、低電圧化に有利なギャップ
形状を形成することが可能となる。Next, as shown in each figure (b), the resist is patterned using a gradation mask.
The oxide film 72 was patterned by dry etching and wet etching to form an electrode forming groove 74. At this time, by forming the electrode forming groove 74 using a gradation mask, a non-parallel gap (a gap where the diaphragm and the electrode are positioned in a non-parallel state) can be formed. It is possible to form a gap shape which is advantageous for the formation.
【0040】また、図8(b)、(c)に示すように、
酸化膜72で形成される各電極形成用溝74間の振動板
短手方向の隔壁73(ギャップスペーサとなる部分)に
は各ギャップを相互に連通する連通路35を形成すると
ともに、酸化膜72にはこの連通路35に連続する連通
路33及び開口34を形成した。As shown in FIGS. 8B and 8C,
In the partition wall 73 (a portion serving as a gap spacer) in the short direction of the diaphragm between the electrode forming grooves 74 formed by the oxide film 72, a communication path 35 that connects each gap to each other is formed, and the oxide film 72 is formed. Formed a communication passage 33 and an opening 34 which are continuous with the communication passage 35.
【0041】そして、図6(c)に示すように、酸化膜
72表面に電極となるTiN303を200nmの厚さ
にスパッタ法で形成し、このTiN膜を電極形状にエッ
チングにして個別電極75を形成し、その後電極保護膜
としてシリコン酸化膜を厚さ200nmで形成し、電極
部32以外のシリコン酸化膜及びTiN膜を各々ドライ
エッチング、ウェットエッチングにより除去して、電極
75上に酸化膜77を形成した。Then, as shown in FIG. 6C, a 200 nm thick TiN 303 is formed on the surface of the oxide film 72 by sputtering, and the TiN film is etched into an electrode shape to form an individual electrode 75. After that, a silicon oxide film is formed to a thickness of 200 nm as an electrode protection film, and the silicon oxide film and the TiN film other than the electrode portion 32 are removed by dry etching and wet etching, respectively, so that an oxide film 77 is formed on the electrode 75. Formed.
【0042】その後、各図(d)に示すように、高濃度
ボロン拡散層42を形成した厚さ400μmで結晶面方
位(110)のシリコン基板41を電極基板31上に接
合温度900〜100℃で直接接合で接合し、シリコン
基板41を所定の液室高さである100μm厚さなるま
で研磨した。Thereafter, as shown in each figure (d), a silicon substrate 41 having a thickness of 400 μm and a crystal plane orientation (110) on which a high-concentration boron diffusion layer 42 is formed is placed on the electrode substrate 31 at a bonding temperature of 900 to 100 ° C. Then, the silicon substrate 41 was polished to a predetermined liquid chamber height of 100 μm.
【0043】次いで、図7(a)及び図9(a)に示す
ように、電極基板31及びシリコン基板41に図示しな
い窒化膜を積層、パターニングをして、電極基板31に
インク供給口78をウェットエッチングにより形成す
る。Next, as shown in FIGS. 7A and 9A, a nitride film (not shown) is laminated and patterned on the electrode substrate 31 and the silicon substrate 41, and an ink supply port 78 is formed in the electrode substrate 31. It is formed by wet etching.
【0044】その後、各図(b)に示すように振動板4
5を有する吐出室46及び共通液室48をウェットエッ
チングにより形成して流路基板51を得た。このとき、
ノズル板接合用の仮接着剤領域49及び連通路開口5
0、電極パッド開口領域も同時に形成した。Thereafter, as shown in FIG.
The discharge chamber 46 and the common liquid chamber 48 having the liquid crystal layer 5 were formed by wet etching to obtain the flow path substrate 51. At this time,
Temporary adhesive area 49 for nozzle plate bonding and communication passage opening 5
0, an electrode pad opening region was also formed at the same time.
【0045】なお、ボロンを注入した領域はボロン注入
していないシリコン領域と比較してエッチングレートが
低下するため、選択的にボロン注入領域のみ振動板45
として残すことが可能である。このとき、減圧下で電極
基板31とシリコン基板41とを接合しているためエッ
チングされて薄膜になった領域(振動板45)は下方に
撓んだ形状となる。Since the etching rate of the region into which boron is implanted is lower than that of the silicon region into which boron is not implanted, the diaphragm 45 is selectively provided only in the region where boron is implanted.
It is possible to leave as. At this time, since the electrode substrate 31 and the silicon substrate 41 are joined under reduced pressure, the region (diaphragm 45) which has been etched and turned into a thin film has a shape bent downward.
【0046】さらに、電極基板31及び酸化膜72をエ
ッチングし、高濃度ボロン拡散層42をエッチングして
インク供給口78と共通液室48とを連通させた。Further, the electrode substrate 31 and the oxide film 72 were etched, and the high-concentration boron diffusion layer 42 was etched to make the ink supply port 78 and the common liquid chamber 48 communicate.
【0047】次いで、各図(c)に示すように、電極パ
ッド部32aの流路基板51をエッチングにて開口し
た。このとき、ギャップ76は大気に開放されるため、
振動板45は水平形状となる。そこで、各振動室から外
部に通ずる開放端(ギャップ76の開口)をCVD法に
より形成した酸化膜61で封止した。Next, as shown in each of the figures (c), the flow path substrate 51 of the electrode pad portion 32a was opened by etching. At this time, since the gap 76 is opened to the atmosphere,
The diaphragm 45 has a horizontal shape. Therefore, an open end (opening of the gap 76) communicating from each vibration chamber to the outside was sealed with an oxide film 61 formed by a CVD method.
【0048】この場合、減圧CVDで行ったため、常圧
に戻した際に、振動板45は下方に撓んだ形状となっ
た。その後、電極パッド部32aの上部にある酸化膜6
1をエッチングにて除去した。そして、ダイシングにて
ウエハからヘッドチップ毎に分離した。その後、各々の
振動室(ギャップ76)に通じて外部につながる連通路
33の開放端(大気開放口34)を開放することで、連
通路33を通じてギャップ76内が大気開放されて一度
撓んだ振動板45は水平状態に復帰した。そこで、連通
路33の開放端は常温硬化型エポキシ接着剤(ウルタイ
ト1540;商品名)にて封止を行った。In this case, the diaphragm 45 was bent downward when the pressure was returned to the normal pressure because the vacuum CVD was performed. Then, the oxide film 6 on the electrode pad portion 32a is formed.
1 was removed by etching. Then, each head chip was separated from the wafer by dicing. Thereafter, by opening the open end (atmosphere opening port 34) of the communication passage 33 connected to the outside through each vibration chamber (gap 76), the inside of the gap 76 is opened to the atmosphere through the communication passage 33 and once bent. The diaphragm 45 has returned to the horizontal state. Therefore, the open end of the communication passage 33 was sealed with a cold-setting epoxy adhesive (Ultite 1540; trade name).
【0049】上記ようにして静電アクチュエータ部81
を作成した。As described above, the electrostatic actuator section 81
It was created.
【0050】次に、上述したアクチュエータ部81を含
むインクジェットヘッドの組み立て工程について図10
を参照して説明する。なお、同図はヘッド全体の分解斜
視説明図である。まず、上述したようにして得られた静
電アクチュエータ部81には、ドライバIC82が搭載
されたにFPCケーブル83を異方性導電膜により接続
する。Next, assembling steps of the ink jet head including the above-described actuator section 81 will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to FIG. This figure is an exploded perspective view of the entire head. First, an FPC cable 83 on which a driver IC 82 is mounted is connected to the electrostatic actuator section 81 obtained as described above by an anisotropic conductive film.
【0051】その後、静電アクチュエータ部81とノズ
ル板53とを接合するために、流路基板51の上面に接
着剤を塗布する。流路基板51とノズル板53とを接着
剤により接合する場合、接着剤のはみ出しが噴射特性に
影響を与えるので、塗布膜厚を1μm前後にする必要が
ある。そこで、流路基板51上面への接着剤の塗布は転
写法により行った。具体的には、ローラにドクターブレ
ードで接着剤を薄膜化し、転写パッドによりローラから
接着剤を転写し、更に転写パッドから流路基板51上面
に接着剤を転写する方法により行った。Thereafter, an adhesive is applied to the upper surface of the flow path substrate 51 in order to join the electrostatic actuator section 81 and the nozzle plate 53. When the flow path substrate 51 and the nozzle plate 53 are joined by an adhesive, since the protrusion of the adhesive affects the ejection characteristics, the coating film thickness needs to be about 1 μm. Therefore, the adhesive was applied to the upper surface of the flow path substrate 51 by a transfer method. Specifically, the method was such that the adhesive was thinned to a roller with a doctor blade, the adhesive was transferred from the roller by a transfer pad, and the adhesive was further transferred from the transfer pad to the upper surface of the flow path substrate 51.
【0052】また、ノズル板53と流路基板51との位
置決め(ノズル54と吐出室46との位置決め)をする
ために、仮接合用の紫外線硬化型接着剤64を流路基板
51に形成した仮接着剤塗布領域49にディスペンサー
により塗布した。そして、Ni電鋳などで形成したノズ
ル板53と接着剤を塗布した静電アクチュエータ部81
とを位置合わせし、仮加圧を行なった。その後、紫外線
硬化型接着剤に紫外線を照射して接着剤を硬化させ、本
加圧を行い加熱硬化させた。In order to position the nozzle plate 53 and the flow path substrate 51 (position the nozzle 54 and the discharge chamber 46), an ultraviolet curing adhesive 64 for temporary bonding is formed on the flow path substrate 51. It was applied to the temporary adhesive application area 49 by a dispenser. Then, a nozzle plate 53 formed by Ni electroforming or the like and an electrostatic actuator portion 81 coated with an adhesive
And were provisionally pressurized. Thereafter, the ultraviolet-curable adhesive was irradiated with ultraviolet rays to cure the adhesive, and then subjected to main pressure to be cured by heating.
【0053】なお、加熱接合する際に、流路基板51を
形成するシリコン基板とノズル板53(例えばNiまた
はSUS)との間の線膨張係数の差により反りが発生す
ると、内部応力によりアクチュエータ部81を破壊して
しまう可能性があるので、接着剤の硬化温度は低い方が
良いため、2液混合型(常温硬化型)のエポキシ系接着
剤を使用することが好ましい。硬化温度は、低いほど良
く、ここでは50℃で硬化を行った。When warping occurs due to a difference in linear expansion coefficient between the silicon substrate forming the flow path substrate 51 and the nozzle plate 53 (for example, Ni or SUS) at the time of heat bonding, the actuator portion is caused by internal stress. Since the adhesive 81 may be broken, the curing temperature of the adhesive is preferably low. Therefore, it is preferable to use a two-component mixed type (room temperature curing type) epoxy adhesive. The lower the curing temperature, the better, and here the curing was performed at 50 ° C.
【0054】また、インク供給タンク又はインクカート
リッジからインクを供給するためのジョイント部86
と、フィルター87が熱溶着されたフレーム88を接着
接合した。フレーム88にアクチュエータ部81を接着
接合するために接着剤を塗布し、アクチュエータ81の
位置合わせをして接着接合を行った。A joint 86 for supplying ink from an ink supply tank or ink cartridge is provided.
Then, the frame 88 to which the filter 87 was heat-welded was bonded and bonded. An adhesive was applied to the frame 88 to bond the actuator section 81, and the actuator 81 was aligned and bonded.
【0055】このインクジェットヘッドについて、従来
の形成方法で作製したインクジェットヘッドとを高温環
境下(70℃)で48時間放置した後室温に戻した時の
振動板変形量および経時変化量の測定を行ったところ図
11に示すようになった。なお、従来のインクジェット
ヘッドは、ギャップ大気に解放させるとギャップの開口
を、基板温度が常温に下がった時点で粘度の高いエポキ
シ等の接着剤で封止したものである。With respect to this ink jet head, the amount of deformation of the diaphragm and the amount of change with time were measured when the ink jet head manufactured by the conventional forming method was left in a high temperature environment (70 ° C.) for 48 hours and then returned to room temperature. FIG. 11 shows the result. In the conventional ink jet head, when the substrate is released to the gap atmosphere, the opening of the gap is sealed with an adhesive such as epoxy having a high viscosity when the substrate temperature falls to room temperature.
【0056】従来のインクジェットヘッドでは、室温に
戻した直後に振動板に0.1μm程度の変形が生じ、時
間の経過とともに変形量が変化していくのに対し、本発
明に係るインクジェットヘッドでは初期変形量は0.0
05μm以下で、経時変化もほとんど見られていないこ
とが分かる。また、耐湿環境測定の結果も良好であっ
た。In the conventional ink jet head, the diaphragm undergoes deformation of about 0.1 μm immediately after returning to room temperature, and the amount of deformation changes over time. Deformation amount is 0.0
It can be seen that there is almost no change with time when the thickness is less than 05 μm. In addition, the result of the humidity resistance environment measurement was good.
【0057】[0057]
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るイン
クジェットヘッドによれば、振動板と電極との間で形成
されるギャップの開口を無機膜で封止し、複数のギャッ
プを外部に連通する連通路の開口を有機膜で封止したの
で、接着剤封止のような硬化時の気体の発生、硬化収縮
による振動板の変形がなく、また振動室への接着剤の入
り込み量のばらつきがなくなり、高温高湿下での信頼性
が向上するとともに、減圧下で無機膜封止を行った場合
に生じる振動板の変形を防ぐことができる。As described above, according to the ink jet head of the present invention, the opening of the gap formed between the diaphragm and the electrode is sealed with the inorganic film, and the plurality of gaps communicate with the outside. The opening of the communicating passage is sealed with an organic film, so there is no gas generated during curing such as adhesive sealing, deformation of the diaphragm due to curing shrinkage, and variation in the amount of adhesive entering the vibration chamber And the reliability under high temperature and high humidity is improved, and the deformation of the diaphragm caused when the inorganic film is sealed under reduced pressure can be prevented.
【0058】ここで、無機膜が酸化膜であるので、流路
壁面内に同時に酸化膜を形成することができて接液信頼
性の向上を図れる。この場合、酸化膜はCVD法又は熱
酸化法で形成された膜であることで容易に酸化膜形成を
行うことができる。また、有機膜を常温硬化型樹脂とす
ることで、振動室内の空気が熱膨張することによる振動
板の変形を抑えることができ、振動板の振動特性のバラ
ツキを低減することができる。さらに、ギャップの開口
がギャップよりも狭い構成とすることで、封止工程のス
ループットを向上することができる。Here, since the inorganic film is an oxide film, an oxide film can be simultaneously formed on the wall surface of the flow path, and the reliability of liquid contact can be improved. In this case, the oxide film can be easily formed because the oxide film is a film formed by a CVD method or a thermal oxidation method. Further, by using the room-temperature curing type resin as the organic film, deformation of the diaphragm due to thermal expansion of the air in the vibration chamber can be suppressed, and variation in the vibration characteristics of the diaphragm can be reduced. Furthermore, by making the opening of the gap narrower than the gap, the throughput of the sealing step can be improved.
【図1】本発明の実施形態に係るインクジェットヘッド
の振動室部分における振動板長手方向に沿う断面説明図FIG. 1 is an explanatory cross-sectional view of a vibration chamber portion of an inkjet head according to an embodiment of the present invention, taken along a longitudinal direction of a diaphragm.
【図2】同ヘッドのノズル配列方向端部における振動板
長手方向に沿う断面説明図FIG. 2 is an explanatory cross-sectional view taken along the longitudinal direction of the diaphragm at the end of the head in the nozzle arrangement direction.
【図3】同ヘッドの振動板短手方向に沿う断面説明図FIG. 3 is an explanatory cross-sectional view of the head taken along a lateral direction of a diaphragm.
【図4】本発明の他の実施形態に係るインクジェットヘ
ッドをその製造工程とともに説明する説明図FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating an inkjet head according to another embodiment of the present invention together with its manufacturing process.
【図5】図4に続く工程を説明する説明図FIG. 5 is an explanatory view illustrating a step following FIG. 4;
【図6】同実施形態に係るインクジェットヘッドの製造
工程を具体的に説明する振動室部分における振動板長手
方向に沿う断面説明図FIG. 6 is an explanatory cross-sectional view along a longitudinal direction of a vibration plate in a vibration chamber portion specifically illustrating a manufacturing process of the inkjet head according to the embodiment;
【図7】図6に続く工程を説明する断面説明図FIG. 7 is an explanatory sectional view illustrating a step following FIG. 6;
【図8】振動室の隔壁部分における振動板長手方向に沿
う断面説明図FIG. 8 is an explanatory cross-sectional view of a partition wall portion of a vibration chamber along a longitudinal direction of the diaphragm.
【図9】図8に続く工程を説明する断面説明図FIG. 9 is an explanatory sectional view illustrating a step following FIG. 8;
【図10】本発明に係るアクチュエータを含むインクジ
ェットヘッドの分解斜視説明図FIG. 10 is an exploded perspective view of an inkjet head including an actuator according to the present invention.
【図11】本発明に係るインクジェットヘッド及び従来
のインクジェットヘッドについての振動板初期変化量と
経時変化の測定結果の一例を説明する説明図FIG. 11 is an explanatory diagram illustrating an example of measurement results of an initial change amount and a change with time of a diaphragm with respect to an inkjet head according to the present invention and a conventional inkjet head.
1、51…流路基板、2、31…電極基板、3、5…ノ
ズル板、4、5…ノズル、6、46…吐出室、7…流体
抵抗部、8、48…共通液室、10、45…振動板、1
5、75…電極、16、76…ギャップ、21…個別連
通路、22…共通連通路、25…ギャップ開口、26、
61…酸化膜、27、63…有機膜、33、35…連通
路。Reference numerals 1, 51: flow path substrate, 2, 31: electrode substrate, 3, 5: nozzle plate, 4, 5: nozzle, 6, 46: discharge chamber, 7: fluid resistance part, 8, 48: common liquid chamber, 10 , 45 ... diaphragm, 1
5, 75: electrode, 16, 76: gap, 21: individual communication path, 22: common communication path, 25: gap opening, 26,
61: oxide film, 27, 63: organic film, 33, 35: communication path.
Claims (6)
連通する吐出室と、この吐出室の少なくとも一部の壁面
を形成する振動板と、この振動板に対向する電極とを有
し、前記振動板を静電力で変形させることでインク滴を
吐出させるインクジェットヘッドにおいて、前記振動板
と電極との間で形成されるギャップの開口を無機膜で封
止し、複数の前記ギャップを外部に連通する連通路の開
口を有機膜で封止したことを特徴とするインクジェット
ヘッド。A nozzle for discharging ink droplets, a discharge chamber communicating with the nozzle, a diaphragm forming at least a part of a wall surface of the discharge chamber, and an electrode facing the diaphragm. In an inkjet head that ejects ink droplets by deforming a vibration plate with electrostatic force, an opening of a gap formed between the vibration plate and an electrode is sealed with an inorganic film, and a plurality of the gaps communicate with the outside. An opening of the communicating passage, which is sealed with an organic film.
において、前記無機膜が酸化膜であることを特徴とする
インクジェットヘッド。2. The ink jet head according to claim 1, wherein said inorganic film is an oxide film.
において、前記酸化膜はCVD法で形成された膜である
ことを特徴とするインクジェットヘッド。3. The ink jet head according to claim 2, wherein said oxide film is a film formed by a CVD method.
において、前記酸化膜は熱酸化法で形成された膜である
ことを特徴とするインクジェットヘッド。4. The ink jet head according to claim 2, wherein said oxide film is a film formed by a thermal oxidation method.
クジェットヘッドにおいて、前記有機膜が常温硬化型樹
脂であることを特徴とするインクジェットヘッド。5. The ink jet head according to claim 1, wherein the organic film is a room temperature curable resin.
クジェットヘッドにおいて、前記ギャップの開口が前記
ギャップよりも狭いことを特徴とするインクジェットヘ
ッド。6. The ink jet head according to claim 1, wherein an opening of the gap is narrower than the gap.
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