JP2005144918A - Liquid discharging head and its manufacturing method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a configuration of an inkjet head which prevents a vibrating plate displacement amount decrease even when nozzles are formed by a high density, and prevents a compliance increase of partition walls for partitioning each pressure chamber, and to provide its manufacturing method. <P>SOLUTION: The inkjet head consists of driving elements which expand and contract by an application signal, a vibrating plate which constitutes a part of each pressure generation chamber, partition walls for separating the pressure generation chamber from each pressure generation chamber, an ink feeding passage, an ink feeding liquid chamber, and the nozzles. The inkjet head jets ink droplets from the nozzles by displacing the vibrating plate through deformation of the driving elements, and enhancing an ink pressure in the pressure generation chambers corresponding to the driving elements. The vibrating plate is composed of a plurality of different materials in an in-plane direction of a vibrating plate principal plane. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、印加信号によって伸縮する駆動素子から発生させた機械的エネルギーにより所望の液体を吐出する液体吐出ヘッドとその作製方法、及び該ヘッドを用いた記録装置に関する。   The present invention relates to a liquid discharge head that discharges a desired liquid by mechanical energy generated from a drive element that expands and contracts by an applied signal, a method for manufacturing the same, and a recording apparatus using the head.

従来から液体吐出装置は、微細加工、実験分析、画像形成等の様々な分野で応用されている。特にインクジェットによる記録方法では、インク滴を吐出し、これを被記録媒体上に付着させて画像形成を行なうことにより、高速記録が可能であり、また記録品位も高く、低騒音であるという利点を有している。さらに、この方法はカラー画像記録が容易であって、普通紙等にも記録でき、さらに装置を小型化し易いといった多くの優れた利点を有している。このようなインクジェット記録方法を用いる記録装置には、一般にインクを飛翔インク滴として吐出させるための吐出口と、この吐出口に連通するインク流路と、このインク流路の一部に設けられ、インク流路内のインクに吐出のための吐出エネルギーを与えるエネルギー発生手段とを有する記録ヘッドが備えられる。   Conventionally, liquid ejection devices have been applied in various fields such as microfabrication, experimental analysis, and image formation. In particular, in an ink jet recording method, ink droplets are ejected and deposited on a recording medium to form an image, thereby enabling high speed recording, high recording quality, and low noise. Have. Furthermore, this method has many excellent advantages such as easy color image recording, recording on plain paper and the like, and further facilitating miniaturization of the apparatus. A recording apparatus using such an ink jet recording method is generally provided with an ejection port for ejecting ink as flying ink droplets, an ink channel communicating with the ejection port, and a part of the ink channel, There is provided a recording head having energy generating means for giving ejection energy for ejection to the ink in the ink flow path.

インクを吐出させて記録を行うインクジェットヘッドの代表例としては、特許文献1に開示されているように、ピエゾ素子を振動させてインク室の容積を変化させて第1のタイミングでインクの吸引し、第2のタイミングでインクに圧力を加えて液滴として記録用紙に飛翔させるものや、また特許文献2に示されているように極めて細いノズル形成部材に発熱要素を内蔵させ、熱エネルギによりノズル形成部材に瞬間的に気泡を生じさせ、気泡の膨張力によりインクを吐出させるものなどが提案されている。   As a typical example of an ink jet head that performs recording by ejecting ink, as disclosed in Patent Document 1, the volume of an ink chamber is changed by vibrating a piezo element, and ink is sucked at a first timing. In the second timing, pressure is applied to the ink to make it fly as a droplet onto the recording paper, and as shown in Patent Document 2, a heating element is built in an extremely thin nozzle forming member, and the nozzle is generated by heat energy. There have been proposed ones in which bubbles are instantaneously generated in the forming member and ink is ejected by the expansion force of the bubbles.

ピエゾ素子を用いたインクジェットヘッドは、電圧変位でインク滴の液滴サイズを可変させることができ、インクに熱を加えることがないためインク選択の幅が広がるという利点がある。そうした中、近年の高精細印字の要求により、多ノズル化に伴う精密微細加工と複雑な所望形状が必要とされるようになった。   An ink jet head using a piezo element has the advantage that the ink selection range can be expanded because the ink droplet size can be varied by voltage displacement and heat is not applied to the ink. Under such circumstances, due to the recent demand for high-definition printing, precision fine processing and complicated desired shapes accompanying the increase in the number of nozzles have become necessary.

そのような中、特許文献3(図10)では、圧力発生室2形成の際、Si単結晶基板の異方性エッチングとドライエッチングを組み合わせることで、圧力発生室側の振動板1支持部側壁にテーパー13をもたせる構造を開示している。このようにすることで隔壁5のコンプライアンスを増加させず、振動板1のコンプライアンスを大きくすることができる。そのため圧電素子の変形量を大きくとりながらも、インクを高速で大量に吐出することができる。   Under such circumstances, in Patent Document 3 (FIG. 10), when the pressure generating chamber 2 is formed, the side wall of the diaphragm 1 support portion on the pressure generating chamber side is obtained by combining anisotropic etching and dry etching of the Si single crystal substrate. Discloses a structure having a taper 13. By doing so, the compliance of the diaphragm 1 can be increased without increasing the compliance of the partition walls 5. Therefore, a large amount of ink can be ejected at a high speed while taking a large deformation amount of the piezoelectric element.

また、特許文献4(図11)においては、圧力発生室2側振動板16の一部17のエッチング有無を選択可能とし、振動板のコンプライアンス(変位量)を調整可能としたインクジェットヘッドを開示している。
米国特許第3946398号 特開昭54−161935号公報 特開平10−286960号 特開平11−227190号
Patent Document 4 (FIG. 11) discloses an ink jet head that can select whether or not the part 17 of the pressure generating chamber 2 side diaphragm 16 is etched and can adjust the compliance (displacement amount) of the diaphragm. ing.
U.S. Pat. No. 3,946,398 JP 54-161935 A JP-A-10-286960 JP-A-11-227190

しかしながら特許文献3に示されている作製方法は、テーパー13形成時においてエッチング手法を切り替え、ドライエッチングを用いサイド進行パターン(テーパー)を形成している。そのため正確なテーパー切り込み量を、基板面積、位置依存なく形成することは明らかに難しい。   However, in the manufacturing method disclosed in Patent Document 3, the etching method is switched when the taper 13 is formed, and a side progression pattern (taper) is formed using dry etching. Therefore, it is clearly difficult to form an accurate taper cut amount without depending on the substrate area and position.

また特許文献4に示されている作製方法は、振動板支持部の切れ込み量をエッチングストップ層を用いたウェットエッチングにより制御している。これも上記と同様に、正確なテーパー切り込み量を面積、位置依存存なく形成することは難しい。またテーパー部17が矩形形状となり、ほぼ狭窄した構造であることから、インク内に生じた気泡が一旦テーパー部に入り込むと排除されにくい。   Further, in the manufacturing method disclosed in Patent Document 4, the cutout amount of the diaphragm support portion is controlled by wet etching using an etching stop layer. Similarly to the above, it is difficult to form an accurate taper cut amount without depending on area and position. In addition, since the tapered portion 17 has a rectangular shape and is substantially constricted, it is difficult to eliminate bubbles generated in the ink once entering the tapered portion.

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものである。本発明の目的は、ノズルが高密度化しても振動板変位量低下を招きにくく、且つ各圧力室を隔てる隔壁のコンプライアンス増加を招きにくいインクジェットヘッドとその作製方法を提供することであり、さらには高精細、高速印字記録が可能な記録装置を提供することである。   The present invention has been made in view of the above problems. An object of the present invention is to provide an ink jet head that is less likely to cause a decrease in the displacement amount of the diaphragm even when the nozzle density is increased, and less likely to increase the compliance of the partition walls that separate the pressure chambers. To provide a recording apparatus capable of high-definition and high-speed printing.

本発明の第一は、印加信号によって伸縮する駆動素子と、各圧力発生室の一部を構成する振動板、圧力発生室と各圧力発生室を分離する隔壁、インク供給路、インク供給液室、およびノズルで構成され、該駆動素子の変形によって該振動板を変位させ、該駆動素子に対応した該圧力発生室内のインク圧力を高めることによって該ノズルからインク滴を噴射させるインクジェットヘッドにおいて、前記振動板が振動板主面の面内方向で複数の異なる材料より構成されてなることを特徴とするインクジェットヘッドおよびその製造方法である。   The first of the present invention is a drive element that expands and contracts by an applied signal, a diaphragm that forms part of each pressure generating chamber, a partition that separates the pressure generating chamber from each pressure generating chamber, an ink supply path, and an ink supply liquid chamber And an ink jet head configured to eject ink droplets from the nozzle by displacing the diaphragm by deformation of the driving element and increasing ink pressure in the pressure generating chamber corresponding to the driving element. The diaphragm is made of a plurality of different materials in the in-plane direction of the diaphragm main surface.

上記本発明において、振動板が単結晶シリコンの一部と金属酸化物により形成されてなること、また、単結晶シリコンにB、Au、Pt、C、Tiの少なくとも1つをドーピングした部分と金属酸化物を用いていること、また、単結晶Siの(100)面を用いて形成されていること、単結晶Siとともに形成される金属酸化物材料がSiO、ZrSiO、ZrOの少なくとも1つから形成されること、前記インクジェットヘッドにおいて、前記圧力室が振動板から垂直方向にノズルに向かって、狭くなるようテーパー形状を有すること、隣接する圧力発生室間に位置する隔壁の最小幅が20μm以下であることを好ましい態様として含むものである。 In the present invention, the diaphragm is formed of a part of single crystal silicon and a metal oxide, and a part of the single crystal silicon doped with at least one of B, Au, Pt, C, Ti and a metal The oxide is used, is formed using the (100) plane of single crystal Si, and the metal oxide material formed together with the single crystal Si is at least one of SiO x , ZrSiO x , and ZrO x . In the inkjet head, the pressure chamber has a tapered shape so that the pressure chamber becomes narrower in the vertical direction from the diaphragm toward the nozzle, and the minimum width of the partition located between adjacent pressure generation chambers is It is included as a preferable aspect that it is 20 micrometers or less.

本発明により、振動板のコンプライアンスを任意に調整可能であるとともに、振動板が単結晶シリコンの一部から構成されることにより、振動板の接着不良や剥離という問題が生じることがない。また、圧力室の形状が振動板から垂直方向にノズルに向かって狭くなるような形状を取ることによって、隔壁のコンプライアンスを増加させずに振動板変位量を増大させることが可能になる。   According to the present invention, the compliance of the diaphragm can be arbitrarily adjusted, and since the diaphragm is made of a part of single crystal silicon, problems such as poor adhesion and peeling of the diaphragm do not occur. Further, by adopting such a shape that the shape of the pressure chamber becomes narrower from the diaphragm toward the nozzle in the vertical direction, it is possible to increase the diaphragm displacement without increasing the compliance of the partition wall.

本発明の第二は、前記のインクジェットヘッドの製造方法において、
1)単結晶Siにイオンをドーピングする工程。
A second aspect of the present invention is the above-described method for manufacturing an inkjet head,
1) A step of doping ions into single crystal Si.

2)該ドーピング層を、単結晶Siの(110)、(011)方位と交差する複数のライン状にエッチングする工程。   2) A step of etching the doping layer into a plurality of lines intersecting the (110) and (011) orientations of single crystal Si.

3)アルカリ水溶液を用いて、前記ドーピング層の下部に位置するSiをエッチングする工程。   3) A step of etching Si located under the doping layer using an alkaline aqueous solution.

4)ドーピング層とは逆側の面からエッチングを行い、インク連通口、並びに共通液室を形成する工程。   4) A step of etching from the surface opposite to the doping layer to form an ink communication port and a common liquid chamber.

5)熱酸化処理により、SiOx層を形成する工程。   5) A step of forming a SiOx layer by thermal oxidation treatment.

6)ドーピング層側より金属酸化物を成膜する工程。   6) A step of forming a metal oxide film from the doping layer side.

を含むことを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法である。   A method for manufacturing an ink-jet head, comprising:

上記本発明において、ドーピング層をライン状にエッチングする工程において、エッチングのライン幅が4μm以下であること、ドーピング層下部のSiをエッチングを行うアルカリ水溶液がKOH、EDPのいずれかであること、ドーピング層とは逆側からインク連通口、並びに共通液室を形成する方法がICP−RIEであること、もしくはドーピング層とは逆側からインク連通口を形成する方法がICP−RIEであって、共通液室を形成する方法がアルカリ水溶液を用いた異方性エッチングであること、ドーピング層側より金属酸化物を成膜する方法がLPCVD、PECVDの少なくとも一つを用いていること、ドーピング層側より成膜後、平坦化処理を行うことまた、前記の平坦化処理がエッチバック法であること、インクを吐出するノズルを別途形成し、前記圧力室に連通する連通口に連通するよう張り付けて形成されてなることを好ましい態様として含むものである。   In the present invention, in the step of etching the doping layer in a line shape, the etching line width is 4 μm or less, the alkaline aqueous solution for etching Si under the doping layer is either KOH or EDP, doping The method of forming the ink communication port and the common liquid chamber from the side opposite to the layer is ICP-RIE, or the method of forming the ink communication port from the side opposite to the doping layer is ICP-RIE. The method of forming the liquid chamber is anisotropic etching using an alkaline aqueous solution, the method of forming a metal oxide film from the doping layer side uses at least one of LPCVD and PECVD, and from the doping layer side After film formation, a flattening process is performed, the flattening process is an etch back method, and ink is discharged. Separately forming a nozzle for those comprising a preferred embodiment to be a formed by pasted so as to communicate with the communicating port communicating with the pressure chamber.

本発明により、圧力室の加工を振動板側からアルカリ水溶液を用いて、ウエットエッチングを行うことができるため、圧力室の形状が振動板から垂直方向にノズルに向かって、狭くなるようなテーパー形状を容易に且つ精度良く形成することが可能となる。   According to the present invention, since the pressure chamber can be wet-etched from the diaphragm side using an alkaline aqueous solution, the tapered shape is such that the shape of the pressure chamber becomes narrower in the vertical direction from the diaphragm toward the nozzle. Can be easily and accurately formed.

本発明の第三は、振動板の駆動素子が膜厚10μm以下の薄膜で形成されていることを特徴とする前記のインクジェットヘッドおよびその製造方法である。   A third aspect of the present invention is the above-described ink jet head and a method for manufacturing the same, wherein the driving element of the diaphragm is formed of a thin film having a thickness of 10 μm or less.

上記本発明において、振動板の駆動素子が膜厚10μm以下の圧電体薄膜で形成されていることを好ましい態様として含むものである。   In the present invention, it is preferable that the driving element of the diaphragm is formed of a piezoelectric thin film having a thickness of 10 μm or less.

本発明により、駆動素子に薄膜を用いることにより、従来の機械加工によらず、半導体の製造方法に用いられるフォトリソグラフィーによる高精度な加工を行うことができるとともに振動板変位の応答性の良いインクジェットヘッドを提供することが可能になる。   According to the present invention, by using a thin film as a driving element, high-precision processing by photolithography used in a semiconductor manufacturing method can be performed regardless of conventional machining, and ink jet with good response to diaphragm displacement It becomes possible to provide a head.

本発明の第四は、前記のインクジェットヘッドにおいて、複数の駆動素子、振動板、圧力発生室、ノズルを備え、各駆動素子を伸縮させる電気信号を供給する手段を備えたことを特徴とする記録装置である。   According to a fourth aspect of the present invention, the inkjet head includes a plurality of drive elements, a diaphragm, a pressure generation chamber, and a nozzle, and includes means for supplying an electric signal for expanding and contracting each drive element. Device.

本発明により、任意の波形に対して各ノズルが、所望のインク吐出を得ることができ、更には高解像度・高速印字可能なインクジェット記録装置を提供する事ができる。   According to the present invention, it is possible to provide an ink jet recording apparatus in which each nozzle can obtain desired ink ejection with respect to an arbitrary waveform, and can perform high resolution and high speed printing.

振動板のコンプライアンスを任意に調整可能であるとともに、振動板が単結晶シリコンの一部から構成されることにより、振動板の接着不良や剥離という問題が生じることがない。また、圧力室の形状が振動板から垂直方向にノズルに向かって狭くなるような形状を取ることによって、隔壁のコンプライアンスを増加させずに振動板変位量を増大させることが可能になる。また、圧力室の加工を振動板側からアルカリ水溶液を用いて、ウエットエッチングを行うことができるため、圧力室の形状が振動板から垂直方向にノズルに向かって、狭くなるようなテーパー形状を容易に且つ精度良く形成することが可能となる。   The compliance of the diaphragm can be arbitrarily adjusted, and the diaphragm is composed of a part of single crystal silicon, so that problems such as poor adhesion and peeling of the diaphragm do not occur. Further, by adopting such a shape that the shape of the pressure chamber becomes narrower from the diaphragm toward the nozzle in the vertical direction, it is possible to increase the diaphragm displacement without increasing the compliance of the partition wall. In addition, since the pressure chamber can be wet etched from the diaphragm side using an alkaline aqueous solution, it is easy to taper the pressure chamber shape so that it narrows in the vertical direction from the diaphragm toward the nozzle. In addition, it can be formed with high accuracy.

駆動素子に薄膜を用いることにより、従来の機械加工によらず、半導体の製造方法に用いられるフォトリソグラフィーによる高精度な加工を行うことができるとともに振動板変位の応答性の良いインクジェットヘッドを提供することが可能になる。さらには高精細、
高速印字記録が可能な記録装置を提供することが可能となる。
By using a thin film as a driving element, an inkjet head that can perform high-precision processing by photolithography used in a semiconductor manufacturing method, and has good response to vibration of a vibration plate, regardless of conventional machining. It becomes possible. High definition,
It is possible to provide a recording apparatus capable of high-speed printing.

(インクジェットヘッドの構成)
本発明実施の形態を図面を用いて説明する。図1、図2に本発明実施のインクジェットヘッドの主要部の断面模式図を示す。図1は図2のA−A’切断面から見た断面図を示している。図1に示すように、インクジェットヘッドの主要部は圧力室2と振動板1が一体で形成され、振動板上に駆動素子7が形成されて構成されている。圧力室が形成された基板の他方の面には、ノズル9を有するノズルプレート4が貼り合わせられている。
(Configuration of inkjet head)
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 and 2 are schematic cross-sectional views of the main part of an ink jet head according to the present invention. FIG. 1 shows a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. As shown in FIG. 1, the main part of the ink jet head is formed by integrally forming a pressure chamber 2 and a diaphragm 1 and a drive element 7 on the diaphragm. A nozzle plate 4 having nozzles 9 is bonded to the other surface of the substrate on which the pressure chamber is formed.

各圧力室は隔壁を介して、並行に形成され、前記の各圧力室はインク共通液室と絞り11部を介して連通し、共通液室からインクが各圧力室に充填可能に形成されてなる。   Each pressure chamber is formed in parallel via a partition wall, and each pressure chamber communicates with the ink common liquid chamber via the restrictor 11 so that ink can be filled from the common liquid chamber into each pressure chamber. Become.

振動板は駆動素子に生じた体積変化によって撓むことにより、圧力室の体積変化を起こさせるものである。振動板上に設けられた駆動素子に信号を印加するため、駆動素子の下部に下部電極6が形成されている。下部電極は共通電極として、振動板全面に設けられても良いし、駆動素子の部分やその他必要な部分にのみに設けるものであっても良い。   The diaphragm causes the volume change of the pressure chamber by bending due to the volume change generated in the drive element. In order to apply a signal to the drive element provided on the diaphragm, a lower electrode 6 is formed below the drive element. The lower electrode may be provided on the entire surface of the diaphragm as a common electrode, or may be provided only on the drive element portion and other necessary portions.

前記駆動素子が圧電体によって、形成されている場合の吐出原理は、下部電極と上部電極との間に電圧が印加されていない場合、圧電体素子の体積変化は生じない。従って、電圧が印加されていない圧電体素子に対応する圧力発生室の圧力は変化することなく、ノズルからインクは吐出しない。一方、圧電体素子の下部電極と上部電極の間に、圧電体素子に体積変化を生じさせる電圧が印加された場合には圧電体に体積変化が生じ、電圧が印加されている圧電体素子の取り付けられている振動板は大きく撓み、それに対応する圧力発生室の圧力が瞬間的に高まり、ノズルから液体が吐出される。   The ejection principle when the drive element is formed of a piezoelectric body is that the volume of the piezoelectric element does not change when no voltage is applied between the lower electrode and the upper electrode. Therefore, the pressure in the pressure generating chamber corresponding to the piezoelectric element to which no voltage is applied does not change, and ink is not ejected from the nozzle. On the other hand, when a voltage that causes a volume change in the piezoelectric element is applied between the lower electrode and the upper electrode of the piezoelectric element, the volume change occurs in the piezoelectric element, and the piezoelectric element to which the voltage is applied is applied. The attached diaphragm is greatly bent, the pressure in the corresponding pressure generation chamber is instantaneously increased, and the liquid is discharged from the nozzle.

本発明実施の形態においては、振動板は振動板主面の面内方向で異なる材料から構成される。これによって、振動板の変位可能部分でのヤング率を任意に調整可能となる。具体的には後に説明するように振動板は主にシリコン基板の一部にアルカリ水溶液に不溶となるようイオンをドーピングする事によって形成される。ドーピングのイオン種を変えることによって振動板のヤング率を変化させることができる。そのイオン種としてはB、Au、Pt、C、Tiの少なくとも1つから選ばれることが望ましく、その中でもBが好適に用いられる。また、前述したイオンドーピングによるアルカリ水溶液不溶部の間隙に設けられる材料として、金属酸化物を用いるがこの材料によっても振動板の性質を調整することが可能となる。ここで用いる金属酸化物としては、SiO、ZrSiO、ZrOの少なくとも1つから選ばれてなることが望ましく、シリコン基板を熱酸化することによって容易に形成可能なSiOが好適に用いられる。また、振動板形成時の応力調整のため、ZrSiO、ZrOを同時に用いても良い。 In the embodiment of the present invention, the diaphragm is made of different materials in the in-plane direction of the diaphragm main surface. As a result, the Young's modulus at the displaceable portion of the diaphragm can be arbitrarily adjusted. Specifically, as will be described later, the diaphragm is mainly formed by doping ions into a part of a silicon substrate so as to be insoluble in an alkaline aqueous solution. The Young's modulus of the diaphragm can be changed by changing the ion species of doping. The ion species is preferably selected from at least one of B, Au, Pt, C, and Ti, and among these, B is preferably used. Further, a metal oxide is used as the material provided in the gap between the insoluble portions of the alkaline aqueous solution by the above-described ion doping, but the properties of the diaphragm can be adjusted also by this material. The metal oxide used herein, is preferably used easily formable SiO x by SiO x, ZrSiO x, be composed is selected from at least one of ZrO x Desirably, the silicon substrate is thermally oxidized . Further, ZrSiO x and ZrO x may be used at the same time for stress adjustment when the diaphragm is formed.

前述したように本発明においては振動板として、シリコン基板の一部を用いることから振動板形成のために別途振動板を用いる必要がなく、当然それを接着や各種の接合方法によって、貼り合わせる必要がない。このため、接着不良や振動板の剥離といった従来問題となっていた製造上の不具合が生じる心配もない。また、接着や各種の陽極接合などの各種の接合方法を用いた場合には、接合面がある程度の面積が必要であるため、各圧力発生室間の隔壁を狭くすることは製法上困難であるが、本発明においては、アルカリ水溶液によるエッチングの精度、すなわちシリコンの異方性エッチングの精度によるため、前述の接着や各種接合方法を用いた場合には隔壁の最小幅を20μm以下に形成することも可能である。   As described above, in the present invention, since a part of the silicon substrate is used as the vibration plate, it is not necessary to use a separate vibration plate for forming the vibration plate, and it is naturally necessary to bond them by bonding or various bonding methods. There is no. For this reason, there is no fear of manufacturing problems such as poor adhesion and peeling of the diaphragm. In addition, when various bonding methods such as bonding and various anodic bonding are used, it is difficult to reduce the partition between the pressure generating chambers because the bonding surface needs a certain area. However, in the present invention, because of the accuracy of etching with an alkaline aqueous solution, that is, the accuracy of anisotropic etching of silicon, the minimum width of the partition walls should be 20 μm or less when using the above-described adhesion and various joining methods. Is also possible.

本発明において、圧力発生室が振動板から垂直方向にノズルに向かって、狭くなるようテーパー形状を有する。一般的にノズルが高密度化すると、振動板幅が狭くなり、振動板撓み変形による変形体積量が得にくくなる。ここで圧電素子の撓み変形による振動板の変形体積量Vは、振動板の幅をw、厚さをt、圧力室の長さLとすると、概ね以下の関係である(図8)。   In the present invention, the pressure generating chamber has a tapered shape so as to become narrower in the vertical direction from the diaphragm toward the nozzle. In general, when the density of the nozzle is increased, the diaphragm width becomes narrower, and it becomes difficult to obtain a deformation volume due to diaphragm deformation. Here, the deformation volume V of the diaphragm due to the bending deformation of the piezoelectric element has the following relation when the width of the diaphragm is w, the thickness is t, and the length L of the pressure chamber is as follows (FIG. 8).

V ∝ w・1/t・L ・・・・式1
式1より振動板の変形体積量において、構造値としては振動板の幅が最も大きく寄与することが分かる。そのためヘッドが高密度化しても変形体積量を低下させないためには、振動板幅を極力大きくとることが望ましい。
V w w 3・ 1 / t 2・ L ・ ・ ・ ・ Formula 1
It can be seen from Equation 1 that the diaphragm width contributes the most as a structural value in the deformation volume of the diaphragm. For this reason, it is desirable to make the diaphragm width as large as possible in order not to reduce the deformation volume even when the density of the head is increased.

結果として図8のaに示すように振動板幅を大きく取ることが必要となる。   As a result, it is necessary to increase the diaphragm width as shown in FIG.

次に隔壁の深さ方向(深さd)については、リフィル特性を考慮した設計が必要となる。今回のようなインクジェットヘッド構成のリフィル周期は、等価回路表現においてメニスカスコンプライアンスと圧力室インクイナータンスとの連成振動で記述される。   Next, the depth direction (depth d) of the partition wall needs to be designed in consideration of the refill characteristics. The refill cycle of the ink jet head configuration as described this time is described by a coupled vibration of meniscus compliance and pressure chamber ink inertance in an equivalent circuit expression.

インクのイナータンスは、インク密度をρ、流路断面積をS、圧力室長さをLとするとρ・1/S・Lに比例する。リフィル周期を低下させないためには、インクイナータンスLを少なくする必要がある。これは圧力室断面積を大きくすることに相当し、圧力室深さ(深さd)に直接関係してくる。   The ink inertance is proportional to ρ · 1 / S · L, where ρ is the ink density, S is the cross-sectional area of the flow path, and L is the length of the pressure chamber. In order to prevent the refill cycle from being lowered, it is necessary to reduce the ink inertance L. This corresponds to increasing the pressure chamber cross-sectional area, and is directly related to the pressure chamber depth (depth d).

また隔壁の深さ、厚さについては、隔壁コンプライアンスを考慮した設計も必要となる。一般に、ノズルが高密度化すると隔壁が薄くなり、隔壁コンプライアンスが増加する。そのため隣接圧力室とのクロストーク現象や、アクチュエーターとインクとの連成周波数の低下から吐出液滴速度の低下にもつながる。ここで隔壁のコンプライアンスC(変形量/単位圧力)は、隔壁の構造値(厚さt、深さw、長さL)と以下の関係がある(図4)。   In addition, the depth and thickness of the partition walls must be designed in consideration of partition compliance. In general, as the nozzle density increases, the partition wall becomes thinner and the partition compliance increases. For this reason, a crosstalk phenomenon between adjacent pressure chambers and a decrease in the coupling frequency between the actuator and ink lead to a decrease in the ejected droplet speed. Here, the compliance C (deformation amount / unit pressure) of the partition wall has the following relationship with the structure value (thickness t, depth w, length L) of the partition wall (FIG. 4).

C ∝ w・1/t・L ・・・・式2
隔壁の構造値(厚さt、深さw)はコンプライアンス量に大きく寄与する。そのため、吐出液滴の速度の低下を防ぐには、隔壁コンプライアンスを小さくする必要がある。すなわち、圧力発生室の深さwを小さくし、隔壁の厚さtを小さくすることが望ましい。
C ∝ w 5・ 1 / t 3・ L ・ ・ ・ ・ Formula 2
The structure values (thickness t, depth w) of the partition walls greatly contribute to the compliance amount. Therefore, it is necessary to reduce the partition compliance in order to prevent a decrease in the discharge droplet speed. That is, it is desirable to reduce the depth w of the pressure generating chamber and reduce the thickness t of the partition wall.

高密度ヘッドとなると、圧力発生室幅、隔壁厚双方が狭く、薄くなり、且つ剛性確保の問題から深さも浅くなるので、結果としてヘッド性能(吐出速度、リフィル周期)、作製歩留まりが低下する。しかし上述したようなヘッド構造にすることで、ヘッド性能を大きく劣化させることがなく、作製歩留まりも向上させることができる。   In the case of a high-density head, both the pressure generation chamber width and the partition wall thickness are narrow and thin, and the depth becomes shallow due to the problem of securing rigidity. As a result, the head performance (ejection speed, refill cycle) and production yield decrease. However, with the above-described head structure, the head performance is not greatly deteriorated, and the production yield can be improved.

尚、本発明においては隔壁の振動板および圧力発生室の形成時に正確なテーパーを形成するために、Si(100)単結晶基板のアルカリ水溶液による異方性エッチングを用いることが望ましい。シリコンの異方性エッチングを用いることによって、結晶方位に依存した形状を作製できる。このため、圧力室長さ方向、断面方向においても結晶方位<110>に沿った形状となり、テーパー部は{111}面で形成される。結果として、精度を左右するのはマスクパターンのみとなり必要十分な精度の形状が得られる。   In the present invention, it is desirable to use anisotropic etching of an Si (100) single crystal substrate with an alkaline aqueous solution in order to form an accurate taper when the diaphragm diaphragm and the pressure generating chamber are formed. By using anisotropic etching of silicon, a shape depending on the crystal orientation can be produced. For this reason, it becomes a shape along the crystal orientation <110> also in the pressure chamber length direction and the cross-sectional direction, and the tapered portion is formed by the {111} plane. As a result, only the mask pattern affects the accuracy, and a shape with a necessary and sufficient accuracy can be obtained.

(インクジェットヘッドの製造方法)
次に本発明のインクジェットヘッドの製造方法を図4〜8を用いて詳述する。まず、基板として、シリコンウエファを用意する。圧力室の深さ、連通口の長さ、インク共通液室の容積を考慮し、シリコンウエファの厚さを決めるが、200〜300μm程度の厚さの基板を用いることが望ましい。前記の単結晶シリコン基板の面方位は、圧力室が振動板から垂直方向にノズルに向かって、狭くなるようテーパー形状を形成するためには(100)であることが望ましい。
(Inkjet head manufacturing method)
Next, the manufacturing method of the inkjet head of this invention is explained in full detail using FIGS. First, a silicon wafer is prepared as a substrate. The thickness of the silicon wafer is determined in consideration of the depth of the pressure chamber, the length of the communication port, and the volume of the ink common liquid chamber, but it is desirable to use a substrate having a thickness of about 200 to 300 μm. The plane orientation of the single crystal silicon substrate is preferably (100) in order to form a tapered shape such that the pressure chamber becomes narrower in the vertical direction from the diaphragm toward the nozzle.

前記のシリコンウエファに高濃度にイオンドーピングを施す。ドーピングに用いるイオン種としては、B、Au、Pt、C、Tiの少なくとも1つを用いる。ドーピングのイオン種および濃度によって、後に行われるアルカリ水溶液によるエッチングに対するエッチングレートや振動板として用いる場合の振動板ヤング率に影響を与える。アルカリ水溶液に対する不溶性の観点からBのドーピングが好適に用いられる。ドーピング濃度としては5×1019cm−3以上とすることが望ましい。 The silicon wafer is subjected to ion doping at a high concentration. As an ion species used for doping, at least one of B, Au, Pt, C, and Ti is used. Depending on the ion species and concentration of doping, the etching rate for etching with an aqueous alkali solution to be performed later and the Young's modulus of the diaphragm when used as a diaphragm are affected. The doping of B is preferably used from the viewpoint of insolubility with respect to an aqueous alkali solution. The doping concentration is desirably 5 × 10 19 cm −3 or more.

次に前記のイオンドーピング層を貫通するようライン上にエッチングを行う。スピンナ法、スプレイ法等の方法を用いて、均一な厚さのレジストを塗布し、露光・現像を行い、圧力室の上部に図5に示すようにライン上のパターンを形成する。その後、反応性イオンエッチングによって、前記イオンドーピング層を貫通するようドライエッチングを施す。このときエッチングされたライン状のパターンの幅は4μm以下であることが望ましい、より望ましくは2.5μm以下であることによって、後の成膜工程における振動板形成が容易になる。前記のラインパターンは図4に示すように、シリコン基板の〈110〉、〈011〉方位と交差するように設けられる。図4(b)のように圧力発生室の上部に斜めに設けられても良いが、図4(a)のように〈110〉、〈011〉方位と交差する2つの直線によって、くの字となるよう圧力発生室の上部に配列されても良い。このようなライン状にイオンドーピング層をエッチングしておくと、アルカリ水溶液に対してシリコン基板のエッチングがイオンドーピング層の下部で図4の矢印で示す方向にエッチングが進行し、エッチングレートの極端に遅い(111)面を残すようにエッチングを行うことができる。このときに用いるアルカリ水溶液としてはKOH水溶液、TMAH(水酸化テトラメチルアンモニウム)、EDP(エチレンジアミン・ピロカテコール)が好適に用いられる。中でもKOH水溶液、EDPは(111)に対する(110)のエッチングレートが大きく、マスクパターンから(111)方向へのサイドエッチングが小さいため、隔壁の形状制御が容易になるため好ましい。このようにアルカリ水溶液によるウエットエッチングを施すことにより図7(b)に示すようにイオンドーピング層の一部を梁状に残しつつ、その下部を図に示すように圧力発生室がイオンドーピング面から垂直方向にノズルに向かって、狭くなるようテーパー形状を形成する事ができる。   Next, etching is performed on the line so as to penetrate the ion doping layer. Using a method such as a spinner method or a spray method, a resist having a uniform thickness is applied, exposed and developed, and a pattern on a line is formed in the upper portion of the pressure chamber as shown in FIG. Thereafter, dry etching is performed by reactive ion etching so as to penetrate the ion doping layer. At this time, the width of the etched line-shaped pattern is preferably 4 μm or less, more preferably 2.5 μm or less, so that the diaphragm can be easily formed in the subsequent film forming process. As shown in FIG. 4, the line pattern is provided so as to intersect with the <110> and <011> directions of the silicon substrate. Although it may be provided obliquely at the top of the pressure generating chamber as shown in FIG. 4 (b), it is formed by two straight lines intersecting the <110> and <011> directions as shown in FIG. 4 (a). It may be arranged above the pressure generating chamber. If the ion doping layer is etched in such a line shape, the etching of the silicon substrate proceeds in the direction indicated by the arrow in FIG. 4 below the ion doping layer with respect to the alkaline aqueous solution, and the etching rate becomes extremely high. Etching can be performed to leave a slow (111) plane. As the aqueous alkali solution used at this time, an aqueous KOH solution, TMAH (tetramethylammonium hydroxide), or EDP (ethylenediamine / pyrocatechol) is preferably used. Among them, a KOH aqueous solution and EDP are preferable because the etching rate of (110) with respect to (111) is large and the side etching in the (111) direction from the mask pattern is small, so that the shape control of the partition wall is easy. By performing wet etching with an alkaline aqueous solution in this way, a part of the ion doping layer is left in a beam shape as shown in FIG. 7B, and the pressure generation chamber is formed from the ion doping surface as shown in FIG. A tapered shape can be formed so as to become narrower in the vertical direction toward the nozzle.

次に連通口と共通液室を形成する。連通口は図7(c)に示すように振動板に向かって垂直に形成されることが望ましく、異方性ドライエッチングを用いて形成する。異方性ドライエッチングはエッチングガスとしてSF6(六フッ化硫黄)ガス、あるいはフッ素元素を含む有機ガス、あるいはあるいはSFとフッ素元素を含む有機物の混合ガスを使用し、エッチング後の連通口が目的の形状となるよう反応圧力と前記混合ガスの混合割合を適宜調整し、常温にて、連通口が圧力発生室と貫通するまで行う。同様にインク共通液室についても圧力発生室と絞り部を介して貫通するまでドライエッチングを行う。絞り部の面積はドライエッチングの進行によって広くなるため、反応圧力や前記混合ガスの混合割合、エッチング時間などは精密制御されることが望ましい。また、連通口、インク共通液室の形成は同時に行っても良い。 Next, a communication port and a common liquid chamber are formed. As shown in FIG. 7C, the communication port is preferably formed vertically toward the diaphragm, and is formed using anisotropic dry etching. Anisotropic dry etching using SF6 (sulfur hexafluoride) gas or an organic gas containing fluorine element or or a mixed gas of an organic substance containing SF 6 and elemental fluorine, as an etching gas, the purpose communication port after etching The reaction pressure and the mixing ratio of the mixed gas are appropriately adjusted so as to obtain the shape, and the process is performed at room temperature until the communication port penetrates the pressure generation chamber. Similarly, the ink common liquid chamber is dry-etched until it penetrates through the pressure generating chamber and the throttle portion. Since the area of the narrowed portion becomes wider as the dry etching progresses, it is desirable that the reaction pressure, the mixing ratio of the mixed gas, the etching time, and the like are precisely controlled. The communication port and the ink common liquid chamber may be formed simultaneously.

インク共通液室の形成はアルカリ水溶液によるシリコンの異方性ウエットエッチングによって形成されても良い。異方性ウエットエッチングを用いることによって、複数枚のバッチ処理を行うことが可能となるため、量産性に優れる製造方法となる。   The ink common liquid chamber may be formed by anisotropic wet etching of silicon with an alkaline aqueous solution. By using anisotropic wet etching, it is possible to perform batch processing of a plurality of sheets, so that the manufacturing method is excellent in mass productivity.

次にSiOを熱酸化法により形成する。これによって、シリコン基板全面に膜厚1.0〜2.0μm程度のSiOが形成されるため、イオンドーピング層からなる圧力発生室上部の梁にもSiOxが形成され、最終的に振動板となる部分の一部を形成する。さらにインクジェットヘッドとしては、連通口およびインク共通液室の壁面はSiO膜に覆われることになるため、アルカリ性の液体を吐出させる場合にも、壁面が浸食されるおそれがなく耐久性において問題のないインクジェットヘッドとなる。続いて、LPCVD法によりさらにSiOを堆積することによって、圧力発生室の上面は完全にシールされ、図8(d)のように振動板が形成される。 Next, SiO x is formed by a thermal oxidation method. As a result, SiO x having a film thickness of about 1.0 to 2.0 μm is formed on the entire surface of the silicon substrate, so that SiO x is also formed on the beam in the upper part of the pressure generation chamber made of the ion doping layer, and finally the diaphragm and A part of the part is formed. Furthermore, as the inkjet head, the wall surface of the communication port and the ink common liquid chamber is covered with the SiO x film, so that even when an alkaline liquid is discharged, the wall surface is not eroded and there is a problem in durability. There will be no inkjet head. Subsequently, by further depositing SiO x by the LPCVD method, the upper surface of the pressure generating chamber is completely sealed, and a diaphragm is formed as shown in FIG.

このとき、成膜法はLPCVD法に限らず、デポレートの早い成膜法であれば構わない。LPCVD法以外ではPECVD法が好適に用いることができる。また、成膜する材料としても、SiO以外であっても、圧力発生室を完全にシールすることができれば良い。応力の観点からはZrSiO、ZrOが望ましい。また、これらの材料から複数の材料を用いても構わない。 At this time, the film forming method is not limited to the LPCVD method, and any film forming method having a high deposition rate may be used. Other than the LPCVD method, the PECVD method can be suitably used. Even if the material for forming the film is other than SiO x , it is sufficient if the pressure generating chamber can be completely sealed. From the viewpoint of stress, ZrSiO x and ZrO x are desirable. A plurality of materials may be used from these materials.

前述した連通口およびインク共通液室の形成は熱酸化、成膜による振動板の形成後に行っても良い。この場合、熱酸化法によって形成されたSiO膜が異方性ドライエッチング、アルカリ水溶液によるインク共通液室の異方性ウエットエッチングの双方において、エッチストップ層として機能させることも可能である。 The communication port and the ink common liquid chamber may be formed after the diaphragm is formed by thermal oxidation or film formation. In this case, the SiO x film formed by the thermal oxidation method can function as an etch stop layer in both anisotropic dry etching and anisotropic wet etching of the ink common liquid chamber using an alkaline aqueous solution.

また、金属酸化膜形成後の振動板の上面が平坦でない場合には、平坦化処理を行っても良い。例えば、上記のLPCVDによるSiO膜を厚く形成しておき、後にエッチングによって、表面を一部除去する方法でも良いし、エッチバックの手法を用いても良い。エッチバックでは、平坦化する振動板表面にレジストを塗布し、振動板の構成材料、すなわちSiOとレジストのエッチングレートが等しい条件でエッチングを行う。このとき、エッチングガスとしてはSiOxの場合、CFとOの混合ガスなどを用い、この混合比を適宜調整することによって、SiOとレジストのエッチングレートを調整する。また、必要に応じて、Hを添加しても良い。 Further, when the upper surface of the vibration plate after the metal oxide film is formed is not flat, a flattening process may be performed. For example, the above-described LPCVD SiO x film may be formed thick and a part of the surface may be removed later by etching, or an etch-back technique may be used. In the etch back, a resist is applied to the surface of the vibration plate to be flattened, and etching is performed under the condition that the constituent materials of the vibration plate, that is, the SiO x and the resist etching rate are equal. At this time, in the case of SiOx as the etching gas, a mixed gas of CF 4 and O 2 or the like is used, and the etching rate of SiO x and the resist is adjusted by appropriately adjusting the mixing ratio. Further, if necessary, it may be added H 2.

次に図8(e)に示すように下部電極6を形成する。下部電極としては導電性を有する材料が用いられる。たとえば、白金、イリジウム、パラジウム、あるいはイリジウムとプラチナとの合金、イリジウムとパラジウムの積層膜などを用いることができる。下部電極は共通電極として、振動板上全面に設けられても良いし、駆動素子を形成する部分やその他必要な部分にのみ設けるものであっても良い。   Next, the lower electrode 6 is formed as shown in FIG. A conductive material is used for the lower electrode. For example, platinum, iridium, palladium, an alloy of iridium and platinum, a laminated film of iridium and palladium, or the like can be used. The lower electrode may be provided on the entire surface of the diaphragm as a common electrode, or may be provided only on a portion where the drive element is formed or other necessary portions.

下部電極上に図8(e)に示す駆動素子7を形成する。駆動素子としては圧電体が望ましく、圧電特性を示す強誘電性セラミックスが好適に用いられる。強誘電性セラミックスとしては、例えば、チタン酸鉛(PbTiO)、ジルコン酸チタン酸鉛(Pb(Zr、Ti)O:PZT、ジルコニウム酸鉛(PbZrO)、チタン酸鉛ランタン((Pb、La)TiO)、ジルコニウム酸鉛ランタン((Pb、La)(Zr、Ti)O):PLZT)またはマグネシウムニオブ酸ジルコニウム酸チタン酸鉛(Pb(Mg1/3Nb2/30.1(Zr、Ti)0.9)等を用いることができる。 A drive element 7 shown in FIG. 8E is formed on the lower electrode. As the driving element, a piezoelectric body is desirable, and a ferroelectric ceramic exhibiting piezoelectric characteristics is preferably used. Examples of the ferroelectric ceramic include lead titanate (PbTiO 3 ), lead zirconate titanate (Pb (Zr, Ti) O 3 : PZT, lead zirconate (PbZrO 3 ), lead lanthanum titanate ((Pb, La) TiO 3 ), lead lanthanum zirconate ((Pb, La) (Zr, Ti) O 3 ): PLZT) or lead zirconate titanate magnesium niobate (Pb (Mg 1/3 Nb 2/3 ) 0. 1 (Zr, Ti) 0.9 O 3 ) or the like can be used.

前述の圧電体の形成には、ゾルーゲル(sol−gel)法やスパッタリング法あるいは、MOCVD法などが用いられる。圧電体層の厚みはあまり厚くすると、製造工程が長くなりコスト高となったり、高い駆動電圧が必要になる。あまり薄くすると、厚みを均一に形成できずエッチング後に分離された各圧電体素子の特性がばらついたりする。従って、圧電体層の厚みは、0.5μm〜10μm程度が好ましい。より望ましくは0.5μm〜2μm程度であることによって、振動板との兼ね合いによる変位量を大きくとることができるため、効率の良い吐出を可能にする。   A sol-gel method, a sputtering method, an MOCVD method, or the like is used to form the piezoelectric body. If the thickness of the piezoelectric layer is too thick, the manufacturing process becomes long and the cost becomes high, or a high driving voltage is required. If the thickness is too thin, the thickness cannot be formed uniformly, and the characteristics of the piezoelectric elements separated after etching vary. Therefore, the thickness of the piezoelectric layer is preferably about 0.5 μm to 10 μm. More desirably, when the thickness is about 0.5 μm to 2 μm, a large amount of displacement due to the balance with the vibration plate can be obtained, so that efficient discharge is possible.

上部電極は圧電体に電圧を印加するための電極である。上部電極は下部電極同様に導電性を有する材料、例えば、白金をスパッタ等により形成する。圧電体および上部電極は各圧力室の形状に合わせた形状になるようマスクし、その周囲をエッチングして圧電体および上部電極をパターニングする。すなわちレジストを塗布し、露光・現像を行い、レジストを上部電極上に形成する。これにイオンミリング、ドライエッチング等を適用して、不要な層構造部分を除去する。   The upper electrode is an electrode for applying a voltage to the piezoelectric body. The upper electrode is formed of a material having conductivity similar to the lower electrode, such as platinum, by sputtering or the like. The piezoelectric body and the upper electrode are masked so as to match the shape of each pressure chamber, and the periphery is etched to pattern the piezoelectric body and the upper electrode. That is, a resist is applied, exposed and developed, and a resist is formed on the upper electrode. By applying ion milling, dry etching or the like to this, an unnecessary layer structure portion is removed.

振動板上に下部電極、圧電体、上部電極が形成された後に圧電体材料に合わせて、焼結を行う。圧電体としてPZTをスパッタリングにて成膜した場合には酸素雰囲気下700℃で焼結することにより、圧電体の特性が向上する。   After the lower electrode, the piezoelectric body, and the upper electrode are formed on the diaphragm, sintering is performed according to the piezoelectric material. When PZT is formed by sputtering as a piezoelectric body, the characteristics of the piezoelectric body are improved by sintering at 700 ° C. in an oxygen atmosphere.

最後にノズルプレートを貼り合わせる。ノズルプレートを構成する金属材料としては、ニッケル、ジュラルミン、ステンレスなどが用いることができ、機械加工、放電加工、エッチングなどにより、ノズルを形成しておく。必要に応じて、ノズルの表面には撥水剤などを塗布しても良い。各ノズルが各連通口と一致するように位置合わせを行い貼り合わせる。貼り合わせに用いる接着剤としては例えばエポキシ樹脂等を用いる。   Finally, the nozzle plate is attached. As the metal material constituting the nozzle plate, nickel, duralumin, stainless steel or the like can be used, and the nozzle is formed by machining, electric discharge machining, etching or the like. If necessary, a water repellent may be applied to the surface of the nozzle. The nozzles are aligned and bonded so that each nozzle is aligned with each communication port. As an adhesive used for bonding, for example, an epoxy resin or the like is used.

このようにして形成された圧力発生室、連通口、インク共通液室、およびノズルの形状を透視した模式図を図6に示す。圧力発生室はノズルに向かって、狭くなるように形成され、その長手方向の片側にノズルに通じる連通口が形成されている。また、長手方向のもう一方にはインク共通液室が絞りを介して形成されている。   FIG. 6 shows a schematic view of the shape of the pressure generating chamber, the communication port, the ink common liquid chamber, and the nozzle formed as described above. The pressure generation chamber is formed so as to become narrower toward the nozzle, and a communication port leading to the nozzle is formed on one side in the longitudinal direction. In addition, an ink common liquid chamber is formed on the other side in the longitudinal direction through a diaphragm.

以上の製造工程において、振動板がシリコン基板の一部と金属酸化物から形成され、駆動素子として薄膜材料、すなわち薄膜圧電体を用いることによって、製造工程において、ノズルプレートの貼り合わせ以外は従来の機械加工によらず、半導体の製造方法に用いられるフォトリソグラフィーによる高精度な加工方法によるため、インクジェットヘッドを高精度に形成することが可能となる。   In the above manufacturing process, the diaphragm is formed of a part of a silicon substrate and a metal oxide, and a thin film material, that is, a thin film piezoelectric body is used as a driving element. Ink jet heads can be formed with high accuracy because of high-precision processing using photolithography used in semiconductor manufacturing methods, regardless of machining.

以下に具体的な実施例を示すが駆動素子、振動板、圧力発生室、連通口、インク共通液室、およびノズル等の寸法や形状、材質、駆動条件等は一例であり、設計事項として任意に変更できるものである。   Specific examples are shown below, but the dimensions, shapes, materials, drive conditions, etc. of the drive element, diaphragm, pressure generation chamber, communication port, ink common liquid chamber, nozzle, etc. are examples, and any design items It can be changed to.

(実施例)
以下に実施例を用いて、本発明をさらに詳細に説明する。
(Example)
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples.

図12は本発明実施のインクジェットヘッドのノズル列方向の断面図である。基板としては200μm厚の(100)方位のシリコン単結晶基板を用いた。まずはアルカリ不溶層を形成するため、Bのドーピングを行った。シリコン基板を石英管中に石英ホルダにて固定し、N2をキャリアガスとして用い、BBr3をバブリングした蒸気をO2とともに石英管中に導入し、1100℃にて所定時間処理を行った。このときBイオン濃度は7×1019cm−3となるように設定した。次に図5に示すような複数のライン状パターンをレジストを露光現像することにより形成した。このとき、各ラインの線幅は2.5μmとなるように設定した。レジストパターンが形成されたシリコン基板を反応性イオンエッチングによって、シリコン基板を2μmの深さとなるようにBドーピング層を貫通するようにエッチングを行った。 FIG. 12 is a cross-sectional view in the nozzle row direction of the ink jet head according to the present invention. As the substrate, a (100) -oriented silicon single crystal substrate having a thickness of 200 μm was used. First, in order to form an alkali-insoluble layer, B was doped. A silicon substrate was fixed in a quartz tube with a quartz holder, N2 was used as a carrier gas, and steam bubbling BBr3 was introduced into the quartz tube together with O2, and the treatment was performed at 1100 ° C. for a predetermined time. At this time, the B ion concentration was set to 7 × 10 19 cm −3 . Next, a plurality of line patterns as shown in FIG. 5 were formed by exposing and developing the resist. At this time, the line width of each line was set to 2.5 μm. The silicon substrate on which the resist pattern was formed was etched by reactive ion etching so that the silicon substrate penetrates the B doping layer to a depth of 2 μm.

次にアルカリ水溶液による異方性エッチングによって、圧力発生室を形成する。アルカリ水溶液としては濃度:20重量%のKOH水溶液を用い、80℃で処理を行った。   Next, a pressure generation chamber is formed by anisotropic etching with an alkaline aqueous solution. As the alkaline aqueous solution, a KOH aqueous solution having a concentration of 20% by weight was used, and the treatment was performed at 80 ° C.

次いで、基板反対側より、パターニングを行い、連通口およびインク共通液室のマスクパターンを形成する。ICPーRIE装置を用いて、SF6を主成分とするガスを用いて、圧力発生室に貫通するまで垂直方向にエッチングを行った。これにより、連通口およびインク共通液室が基板裏面形成される。   Next, patterning is performed from the opposite side of the substrate to form a mask pattern for the communication port and the ink common liquid chamber. Using an ICP-RIE apparatus, etching was performed in a vertical direction using a gas containing SF6 as a main component until penetrating the pressure generation chamber. Thereby, the communication port and the ink common liquid chamber are formed on the back surface of the substrate.

その後、シリコン基板を酸素および水蒸気雰囲気中で1100℃、4時間熱酸化処理を施し、シリコン基板の表面全体に厚さ1μmのSiO膜を形成する。さらにLPCVDによって、SiO膜を成膜し、圧力発生室が形成された開口部を完全にシールすることによって、シリコン基板の一部とSiOからなる振動板が形成される。 Thereafter, the silicon substrate is subjected to a thermal oxidation treatment at 1100 ° C. for 4 hours in an oxygen and water vapor atmosphere to form a 1 μm thick SiO x film on the entire surface of the silicon substrate. Further, a SiO x film is formed by LPCVD, and the opening in which the pressure generation chamber is formed is completely sealed, thereby forming a vibration plate made of a part of the silicon substrate and SiO x .

圧電素子の形成には、下部電極として、Ptをスパッタリングにより厚さ150nmで形成した後、圧電体として、Pb(Zr0.52Ti0.48)O膜を厚さ1μm、上部電極としてPtを厚さ150nmで成膜した後、各圧力発生室に対応した形状にパターニングを行う。最後に700℃酸素雰囲気下にて焼成を行う。 For the formation of the piezoelectric element, Pt is formed as a lower electrode by sputtering with a thickness of 150 nm, and then a Pb (Zr 0.52 Ti 0.48 ) O 3 film is formed as a piezoelectric body with a thickness of 1 μm and Pt as an upper electrode. Is formed to a shape corresponding to each pressure generating chamber. Finally, firing is performed at 700 ° C. in an oxygen atmosphere.

圧電体を形成された面と逆の面には、ノズルが20μmφ、インク連通口と接する部分の穴径が50μmφとなるよう機械加工が施されたステンレス製の厚さ50μmのノズルプレートを接着剤を用いて接着する。最後にインク供給のための部材、各圧電素子を駆動するため、電気信号を伝達するフレキケーブルを接合した。   On the surface opposite to the surface on which the piezoelectric body is formed, a 50 μm thick stainless steel nozzle plate that has been machined to have a nozzle diameter of 20 μmφ and a hole diameter of the portion in contact with the ink communication port of 50 μmφ is used as an adhesive. Adhere using. Finally, in order to drive the member for supplying ink and each piezoelectric element, a flexible cable for transmitting an electric signal was joined.

作製したインクジェットヘッドは以下の様にして、インクの吐出状況を観察した。最初にインクを供給せず、ヘッドに関してレーザードップラー変位計で圧力室の振動板変位(駆動素子)を観察した。電気信号としては、矩形波電圧30Vの矩形パルスを印可したところ、振動板中心部では200nm程度の変位量が確認できた。   The manufactured ink jet head was observed as follows for the ink ejection. First, without supplying ink, the vibration plate displacement (drive element) of the pressure chamber was observed with a laser Doppler displacement meter with respect to the head. As an electrical signal, when a rectangular pulse with a rectangular wave voltage of 30 V was applied, a displacement amount of about 200 nm was confirmed at the center of the diaphragm.

次に、圧力発生室にインクを供給し、先端ノズル側から供給インクの流入を確認後、駆動波形を印加して液体吐出を試みた。その際、ヘッドに関して外部ノズル側からCCD顕微鏡で吐出状態、及びレーザードップラー変位計で隣接する圧力室の振動板変位、更には隣接ノズルのメニスカス面を観察した。   Next, ink was supplied to the pressure generating chamber, and after confirming the inflow of the supplied ink from the tip nozzle side, a drive waveform was applied and liquid ejection was attempted. At that time, the ejection state of the head from the external nozzle side was observed with a CCD microscope, the vibration plate displacement of the adjacent pressure chamber was observed with a laser Doppler displacement meter, and the meniscus surface of the adjacent nozzle was observed.

吐出ヘッドの圧電素子の駆動条件を、矩形波電圧30V、周波数10kHzの矩形パルスよりなる電気信号とし、状況をパルス光源と顕微鏡を用い観察した。すなわち、圧電体を駆動するための駆動パルスに同期し、かつ所定の遅延時間をおいてパルス光を発光させながら、吐出状況、及び駆動したノズルの隣接ノズルにおける振動板変位、メニスカス変位を観察した。   The driving condition of the piezoelectric element of the ejection head was an electric signal composed of a rectangular pulse with a rectangular wave voltage of 30 V and a frequency of 10 kHz, and the situation was observed using a pulse light source and a microscope. That is, the discharge state and the vibration displacement and meniscus displacement in the nozzle adjacent to the driven nozzle were observed while emitting pulsed light in synchronization with the driving pulse for driving the piezoelectric body and with a predetermined delay time. .

ヘッドからは10m/s、8pl程度の安定した液滴飛翔を確認できた。また、隔壁における剛性を確保することで、隣接するヘッドにおいて顕著なクロストークは観測されなかった。更には、駆動波形の印加周期と吐出速度を測定することで、リフィル周期の確認を行った。リフィル周期としては、10KHz以上を確保することができ、大きなリフィルの悪化はみられなかった。   From the head, stable droplet flight of 10 m / s, about 8 pl was confirmed. Further, by ensuring the rigidity of the partition walls, no significant crosstalk was observed in the adjacent heads. Furthermore, the refill cycle was confirmed by measuring the application cycle of the drive waveform and the discharge speed. As the refill cycle, 10 KHz or more could be secured, and no significant refill deterioration was observed.

異方性エッチングによって、圧力発生室を形成するまでは実施例1と同様に作成した後、先に振動板の形成を行う。シリコン基板を酸素および水蒸気雰囲気中で1100℃、4時間熱酸化処理を施し、シリコン基板の表面全体に厚さ1μmのSiO膜を形成する。さらにLPCVDによって、SiO膜を成膜し、圧力発生室が形成された開口部を完全にシールすることによって、シリコン基板とSiOからなる振動板を形成した。 By forming the diaphragm in the same manner as in Example 1 until the pressure generation chamber is formed by anisotropic etching, the diaphragm is formed first. The silicon substrate is subjected to thermal oxidation treatment at 1100 ° C. for 4 hours in an oxygen and water vapor atmosphere to form a 1 μm thick SiO x film on the entire surface of the silicon substrate. Further, a SiO x film was formed by LPCVD, and the opening formed with the pressure generation chamber was completely sealed, thereby forming a diaphragm made of a silicon substrate and SiO x .

次に裏面よりICPーRIE装置を用いて、SFを主成分とするガスを用いて、圧力発生室に垂直方向にエッチングを行い、連通口およびインク共通液室の形成を行った。このとき熱酸化によって、形成されたSiO膜がエッチストップ層として機能させることができるため、より精密に形状を制御することができた。次にこのSiO層を取り除くため、バッファード弗酸エッチングを行った。 Next, using an ICP-RIE apparatus from the back surface, etching was performed in a direction perpendicular to the pressure generation chamber using a gas mainly composed of SF 6 to form a communication port and an ink common liquid chamber. At this time, since the formed SiO x film can function as an etch stop layer by thermal oxidation, the shape can be controlled more precisely. Next, in order to remove this SiO x layer, buffered hydrofluoric acid etching was performed.

圧電素子の形成、ノズルプレートの貼り合わせ、インク供給のための部材とフレキケーブルの接合は実施例1と同様に行いインクジェットヘッドを完成した。   Formation of the piezoelectric element, bonding of the nozzle plate, and joining of the member for supplying ink and the flexible cable were performed in the same manner as in Example 1 to complete the ink jet head.

実施例1と同様な評価の結果、ヘッドからは10m/s、8pl程度の安定した液滴飛翔を確認できた。また、隔壁における剛性を確保することで、隣接するヘッドにおいて顕著なクロストークは観測されなかった。更には、駆動波形の印加周期と吐出速度を測定することで、リフィル周期の確認を行った。リフィル周期としては、10KHz以上を確保することができ、大きなリフィルの悪化はみられなかった。   As a result of the same evaluation as in Example 1, it was possible to confirm stable droplet flight of about 10 m / s and about 8 pl from the head. Further, by ensuring the rigidity of the partition walls, no significant crosstalk was observed in the adjacent heads. Furthermore, the refill cycle was confirmed by measuring the application cycle of the drive waveform and the discharge speed. As the refill cycle, 10 KHz or more could be secured, and no significant refill deterioration was observed.

熱酸化処理工程までは実施例1と同様に作成した後、スパッタリング法によって、ZrOを成膜し、圧力発生室が形成された開口部を完全にシールすることによって、シリコン基板の一部とSiOとZrOからなる振動板が形成される。 Up to the thermal oxidation treatment step, the same process as in Example 1 was performed, and then ZrO x was formed by sputtering, and the opening in which the pressure generation chamber was formed was completely sealed. A diaphragm made of SiO x and ZrO x is formed.

圧電素子の形成、ノズルプレートの貼り合わせ、インク供給のための部材とフレキケーブルの接合は実施例1と同様に行いインクジェットヘッドを完成した。   Formation of the piezoelectric element, bonding of the nozzle plate, and joining of the member for supplying ink and the flexible cable were performed in the same manner as in Example 1 to complete the ink jet head.

実施例1と同様な評価の結果、ヘッドからは9m/s、8pl程度の安定した液滴飛翔を確認できた。また、隔壁における剛性を確保することで、隣接するヘッドにおいて顕著なクロストークは観測されなかった。更には、駆動波形の印加周期と吐出速度を測定することで、リフィル周期の確認を行った。リフィル周期としては、10KHz以上を確保することができ、大きなリフィルの悪化はみられなかった。   As a result of the same evaluation as in Example 1, stable droplet flight of about 9 m / s and about 8 pl was confirmed from the head. Further, by ensuring the rigidity of the partition walls, no significant crosstalk was observed in the adjacent heads. Furthermore, the refill cycle was confirmed by measuring the application cycle of the drive waveform and the discharge speed. As the refill cycle, 10 KHz or more could be secured, and no significant refill deterioration was observed.

異方性エッチングインク共通液室。   Liquid chamber for anisotropic etching ink.

異方性エッチングによって、圧力発生室を形成するまでは実施例1と同様に作成した後、裏面より、アルカリ水溶液を用いた異方性エッチングによって、インク共通液室を形成する。アルカリ水溶液としては濃度:20重量%のKOH水溶液を用い、80℃で処理を行った。その後、ICPーRIE装置を用いて、SF6を主成分とするガスを用いて、圧力発生室に垂直方向にエッチングを行い、連通口の形成を行った。これによって、インク共通液室と圧力発生室の間の絞りの大きさと連通口と圧力発生室を連通するためエッチングの制御が独立に行えるため、より精密な加工が可能となる。   The ink common liquid chamber is formed from the back surface by anisotropic etching using an alkaline aqueous solution until the pressure generation chamber is formed by anisotropic etching until the pressure generation chamber is formed. As the alkaline aqueous solution, a KOH aqueous solution having a concentration of 20% by weight was used, and the treatment was performed at 80 ° C. After that, using an ICP-RIE apparatus, etching was performed in a direction perpendicular to the pressure generation chamber using a gas containing SF6 as a main component to form a communication port. Accordingly, since the size of the throttle between the ink common liquid chamber and the pressure generation chamber and the communication port and the pressure generation chamber are communicated with each other, the etching can be controlled independently, so that more precise processing is possible.

以後の振動板形成、圧電素子の形成、ノズルプレートの貼り合わせ、インク供給のための部材とフレキケーブルの接合は実施例1と同様に行いインクジェットヘッドを完成した。   Subsequent vibration plate formation, piezoelectric element formation, nozzle plate bonding, ink supply member and flexible cable were joined in the same manner as in Example 1 to complete the ink jet head.

実施例1と同様な評価の結果、ヘッドからは9m/s、8pl程度の安定した液滴飛翔を確認できた。また、隔壁における剛性を確保することで、隣接するヘッドにおいて顕著なクロストークは観測されなかった。更には、駆動波形の印加周期と吐出速度を測定することで、リフィル周期の確認を行った。リフィル周期としては、10KHz以上を確保することができ、大きなリフィルの悪化はみられなかった。   As a result of the same evaluation as in Example 1, stable droplet flight of about 9 m / s and about 8 pl was confirmed from the head. Further, by ensuring the rigidity of the partition walls, no significant crosstalk was observed in the adjacent heads. Furthermore, the refill cycle was confirmed by measuring the application cycle of the drive waveform and the discharge speed. As the refill cycle, 10 KHz or more could be secured, and no significant refill deterioration was observed.

本実施例のように振動板からノズルに向かい垂直方向に狭くなる形状を有することによって、相対的に圧力発生室幅が拡大することで、変位量の減少の防止、隔壁を介したクロストークの防止、リフィルの悪化も招きにくいことを確認できた。   By having a shape that narrows in the vertical direction from the diaphragm toward the nozzle as in this embodiment, the width of the pressure generating chamber is relatively enlarged, so that the amount of displacement can be prevented from being reduced, and crosstalk through the partition wall can be prevented. It was confirmed that prevention and deterioration of refilling were less likely to occur.

本発明実施の形態に係わるインクジェットヘッドの一部を示すノズル列方向の断面図Sectional drawing of the nozzle row direction which shows a part of inkjet head concerning embodiment of this invention 本発明実施の形態に係わるインクジェットヘッドの一部を示す圧力発生室長手方向断面図1 is a longitudinal sectional view of a pressure generating chamber showing a part of an ink jet head according to an embodiment of the present invention. 隔壁のコンプライアンスを示す模式図Schematic diagram showing bulkhead compliance シリコンの異方性ウエットエッチングの進行を示す模式図Schematic diagram showing the progress of anisotropic wet etching of silicon ドライエッチングパターンを示す模式図Schematic diagram showing dry etching pattern 本発明実施の形態における内部構造を示す模式図The schematic diagram which shows the internal structure in embodiment of this invention 本発明実施の形態に係わるインクジェットヘッドの製造工程を示す工程断面図Process sectional drawing which shows the manufacturing process of the inkjet head concerning embodiment of this invention 本発明実施の形態に係わる同工程断面図Sectional view of the same process according to the embodiment of the present invention 振動板コンプライアンスを説明する概念図Conceptual diagram explaining diaphragm compliance 従来例におけるテーパー構造を示す模式図Schematic diagram showing the taper structure in the conventional example 他の従来例におけるテーパー構造を示す模式図Schematic diagram showing the taper structure in another conventional example 本発明実施の一例におけるインクジェットヘッドの断面図Sectional drawing of the inkjet head in an example of this invention implementation

符号の説明Explanation of symbols

1 振動板
2 圧力発生室
3 連通口
4 ノズルプレート
5 隔壁
6 下部電極
7 駆動素子
8 上部電極
9 ノズル
10 インク共通液室
11 絞り
12 ウエットエッチング用開口部
13 テーパー
14 連通口を有する基板
15 第一の振動板
16 窪みを有する第二の振動板
17 振動板の窪み
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Diaphragm 2 Pressure generating chamber 3 Communication port 4 Nozzle plate 5 Bulkhead 6 Lower electrode 7 Drive element 8 Upper electrode 9 Nozzle 10 Ink common liquid chamber 11 Restriction 12 Wet etching opening 13 Taper 14 Substrate having a communication port 15 First Diaphragm 16 Second diaphragm having dent 17 Diaphragm dent

Claims (19)

印加信号によって伸縮する駆動素子と、各圧力発生室の一部を構成する振動板、圧力発生室と各圧力発生室を分離する隔壁、インク供給路、インク供給液室、およびノズルで構成され、該駆動素子の変形によって該振動板を変位させ、該駆動素子に対応した該圧力発生室内のインク圧力を高めることによって該ノズルからインク滴を噴射させるインクジェットヘッドにおいて、前記振動板が振動板主面の面内方向で複数の異なる材料より構成されてなることを特徴とするインクジェットヘッドおよびその製造方法。   It is composed of a drive element that expands and contracts by an applied signal, a diaphragm that forms part of each pressure generating chamber, a partition that separates the pressure generating chamber and each pressure generating chamber, an ink supply path, an ink supply liquid chamber, and a nozzle, In the inkjet head that ejects ink droplets from the nozzles by displacing the diaphragm by deformation of the driving element and increasing ink pressure in the pressure generating chamber corresponding to the driving element, the diaphragm is the main surface of the diaphragm An inkjet head comprising a plurality of different materials in the in-plane direction and a method for manufacturing the same. 請求項1に記載の振動板が単結晶シリコンの一部と金属酸化物により形成されてなることを特徴とするインクジェットヘッドおよびその製造方法。   2. An ink jet head comprising the diaphragm according to claim 1 formed of a part of single crystal silicon and a metal oxide, and a method for manufacturing the ink jet head. 請求項1に記載の振動板が単結晶SiにB、Au、Pt、C、Tiの少なくとも1つをドーピングした部分と金属酸化物を用いていることを特徴とするインクジェットヘッドおよびその製造方法。   2. The ink jet head according to claim 1, wherein the diaphragm according to claim 1 uses a portion of single crystal Si doped with at least one of B, Au, Pt, C, and Ti, and a metal oxide. 請求項1〜3のいずれかに記載の振動板が単結晶Siの(100)面を、
用いて形成されていることを特徴とするインクジェットヘッドおよびその製造方法。
The diaphragm according to any one of claims 1 to 3, wherein the (100) plane of single crystal Si is
An ink jet head formed by using the ink jet head and a method for manufacturing the ink jet head.
請求項1〜4のいずれかに記載の振動板において、単結晶Siとともに形成される金属酸化物材料がSiO、ZrSiO、ZrOの少なくとも1つから形成されることを特徴とするインクジェットヘッドおよびその製造方法。 5. The inkjet head according to claim 1, wherein the metal oxide material formed together with the single crystal Si is formed of at least one of SiO x , ZrSiO x , and ZrO x. And its manufacturing method. 請求項1〜5のいずれかに記載のインクジェットヘッドにおいて、前記圧力室が振動板から垂直方向にノズルに向かって、狭くなるようテーパー形状を有することを特徴とするインクジェットヘッドおよびその製造方法。   6. The ink jet head according to claim 1, wherein the pressure chamber has a tapered shape so as to become narrower in the vertical direction from the diaphragm toward the nozzle. 請求項1〜6のいずれかに記載のインクジェットヘッドにおいて、隣接する圧力発生室間に位置する隔壁の最小幅が20μm以下であることを特徴とする。   7. The ink jet head according to claim 1, wherein the minimum width of the partition wall located between adjacent pressure generating chambers is 20 [mu] m or less. 請求項1〜7のいずれかに記載のインクジェットヘッドの製造方法において、
1)単結晶Siにイオンをドーピングする工程。
2)該ドーピング層を、単結晶Siの〈110〉、〈011〉方位と交差する複数のライン状にエッチングする工程。
3)アルカリ水溶液を用いて、前記ドーピング層の下部に位置するSiをエッチングする工程。
4)ドーピング層とは逆側の面からエッチングを行い、インク連通口、並びに共通液室を形成する工程。
5)熱酸化処理により、SiO層を形成する工程。
6)ドーピング層側より金属酸化物を成膜する工程。
を含むことを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
In the manufacturing method of the ink-jet head according to any one of claims 1 to 7,
1) A step of doping ions into single crystal Si.
2) A step of etching the doping layer into a plurality of lines intersecting the <110> and <011> orientations of single crystal Si.
3) A step of etching Si located under the doping layer using an alkaline aqueous solution.
4) A step of etching from the surface opposite to the doping layer to form an ink communication port and a common liquid chamber.
5) A step of forming a SiO x layer by thermal oxidation treatment.
6) A step of forming a metal oxide film from the doping layer side.
A method for manufacturing an inkjet head, comprising:
請求項8に記載のドーピング層をライン状にエッチングする工程において、エッチングのライン幅が4μm以下であることを特徴とするインクジェットヘッドおよびその製造方法。   9. An ink jet head and a method for manufacturing the same, wherein in the step of etching the doping layer according to claim 8 in a line shape, the line width of the etching is 4 [mu] m or less. 請求項8に記載のインクジェットヘッドの製造方法において、ドーピング層下部のSiをエッチングを行うアルカリ水溶液がKOH、EDPのいずれかであることを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。   9. The method of manufacturing an ink-jet head according to claim 8, wherein the alkaline aqueous solution for etching Si under the doping layer is either KOH or EDP. 請求項8に記載のインクジェットヘッドの製造方法において、ドーピング層とは逆側からインク連通口、並びに共通液室を形成する方法が異方性ドライエッチングであることを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。   9. The method of manufacturing an ink-jet head according to claim 8, wherein the method of forming the ink communication port and the common liquid chamber from the opposite side to the doping layer is anisotropic dry etching. . 請求項8に記載のインクジェットヘッドの製造方法において、ドーピング層とは逆側からインク連通口を形成する方法が異方性ドライエッチングであって、共通液室を形成する方法がアルカリ水溶液を用いた異方性エッチングであることを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。   9. The method of manufacturing an ink jet head according to claim 8, wherein the method of forming the ink communication port from the side opposite to the doping layer is anisotropic dry etching, and the method of forming the common liquid chamber uses an alkaline aqueous solution. A method of manufacturing an ink-jet head, characterized by anisotropic etching. 請求項8に記載のインクジェットヘッドの製造方法において、ドーピング層側より金属酸化物を成膜する方法がLPCVD、PECVDの少なくとも一つを用いていることを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。   9. The method of manufacturing an ink-jet head according to claim 8, wherein the metal oxide film is formed from the doping layer side by using at least one of LPCVD and PECVD. 請求項8に記載のインクジェットヘッドの製造方法において、ドーピング層側より成膜後、平坦化処理を行うことを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。   9. The method of manufacturing an ink-jet head according to claim 8, wherein a flattening process is performed after film formation from the doping layer side. 請求項14に記載の平坦化処理がエッチバック法であることを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。   The method of manufacturing an ink jet head, wherein the planarization treatment according to claim 14 is an etch back method. インクを吐出するノズルを別途形成し、前記圧力室に連通する連通口に連通するよう張り付けて形成されてなることを特徴とする請求項1〜15のいずれかに記載のインクジェットヘッドおよびその製造方法。   16. An ink jet head according to claim 1, wherein a nozzle for ejecting ink is separately formed and pasted so as to communicate with a communication port communicating with the pressure chamber. . 振動板の駆動素子が膜厚10μm以下の薄膜で形成されていることを特徴とする請求項1〜16のいずれかに記載のインクジェットヘッドおよびその製造方法。   17. The ink jet head according to claim 1, wherein the vibration plate drive element is formed of a thin film having a thickness of 10 [mu] m or less. 振動板の駆動素子が膜厚10μm以下の圧電体薄膜で形成されていることを特徴とする請求項17に記載のインクジェットヘッドおよびその製造方法。   18. The ink jet head according to claim 17, wherein the vibration plate drive element is formed of a piezoelectric thin film having a film thickness of 10 [mu] m or less. 請求項1〜18のいずれかに記載のインクジェットヘッドにおいて、複数の駆動素子、振動板、圧力発生室、ノズルを備え、各駆動素子を伸縮させる電気信号を供給する手段を備えたことを特徴とする記録装置。
The inkjet head according to any one of claims 1 to 18, comprising a plurality of drive elements, a diaphragm, a pressure generating chamber, and a nozzle, and means for supplying an electric signal for expanding and contracting each drive element. Recording device.
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