JP2951498B2 - インクジェットヘッドの製造方法 - Google Patents
インクジェットヘッドの製造方法Info
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- JP2951498B2 JP2951498B2 JP300593A JP300593A JP2951498B2 JP 2951498 B2 JP2951498 B2 JP 2951498B2 JP 300593 A JP300593 A JP 300593A JP 300593 A JP300593 A JP 300593A JP 2951498 B2 JP2951498 B2 JP 2951498B2
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- piezoelectric
- piezoelectric layer
- heating
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、インク滴を吐出させ
て記録を行うためのインクジェットヘッドの製造方法に
関する。
て記録を行うためのインクジェットヘッドの製造方法に
関する。
【０００２】インクジェット記録方式は、構造が簡単で
カラー化がし易く、騒音も無いなどの特長があり、今後
の記録方式の主流として期待されている。
カラー化がし易く、騒音も無いなどの特長があり、今後
の記録方式の主流として期待されている。
【０００３】
【従来の技術】インクジェットヘッドからインク滴を吐
出させるには、圧力室に面して設けられた振動板を振動
させて、圧力室内のインクに吐出圧力を与えるようにし
ている。
出させるには、圧力室に面して設けられた振動板を振動
させて、圧力室内のインクに吐出圧力を与えるようにし
ている。
【０００４】振動板を振動させるのは一般に圧電素子で
あり、圧力室の位置に対応して振動板の表面に密着して
設けられている。そのような圧電素子は、従来は、圧電
体を電極でサンドイッチ状に挟んで圧力室に対応する大
きさに形成され、一つ一つ振動板の表面に接着されてい
た。
あり、圧力室の位置に対応して振動板の表面に密着して
設けられている。そのような圧電素子は、従来は、圧電
体を電極でサンドイッチ状に挟んで圧力室に対応する大
きさに形成され、一つ一つ振動板の表面に接着されてい
た。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、インクジェッ
トヘッドにはインク吐出ノズルの数と同数の圧電素子を
取り付ける必要があるので、圧電素子を一つ一つ振動板
に接着するのは大変手間がかかり、ヘッドの製造コスト
を押し上げてしまう。
トヘッドにはインク吐出ノズルの数と同数の圧電素子を
取り付ける必要があるので、圧電素子を一つ一つ振動板
に接着するのは大変手間がかかり、ヘッドの製造コスト
を押し上げてしまう。
【０００６】そこで、振動板の表面に、下部電極層、圧
電体層及び上部電極層を順に印刷成形した後、加熱焼成
することによって、振動板上に圧電素子を直接形成する
ことも考えられる。
電体層及び上部電極層を順に印刷成形した後、加熱焼成
することによって、振動板上に圧電素子を直接形成する
ことも考えられる。
【０００７】しかし、そのように、圧電体層と電極層と
を同時に加熱焼成すると、圧電体層と電極層との間で物
質移動が生じ、各層に不純物が混入して各々の特性が損
なわれてしまう。
を同時に加熱焼成すると、圧電体層と電極層との間で物
質移動が生じ、各層に不純物が混入して各々の特性が損
なわれてしまう。
【０００８】そこで本発明は、ヘッドの製造コストを大
幅に低減することができ、しかも電極層及び圧電体層に
不純物混入の発生しないインクジェットヘッドの製造方
法を提供することを目的とする。
幅に低減することができ、しかも電極層及び圧電体層に
不純物混入の発生しないインクジェットヘッドの製造方
法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明のインクジェットヘッドの製造方法は、図１
に示されるように、圧力室３内に収容されたインク液に
吐出圧力を与えるために上記圧力室３に面して設けられ
る振動板１の表面に、まず下部電極層２を印刷した後、
加熱、焼成し、次に、上記下部電極層２の表面に圧電体
層４を印刷した後、加熱、焼成し、さらに上記圧電体層
４の表面に、上部電極層５を印刷した後、加熱、焼成す
ることを特徴とする。
め、本発明のインクジェットヘッドの製造方法は、図１
に示されるように、圧力室３内に収容されたインク液に
吐出圧力を与えるために上記圧力室３に面して設けられ
る振動板１の表面に、まず下部電極層２を印刷した後、
加熱、焼成し、次に、上記下部電極層２の表面に圧電体
層４を印刷した後、加熱、焼成し、さらに上記圧電体層
４の表面に、上部電極層５を印刷した後、加熱、焼成す
ることを特徴とする。
【００１０】なお、上記上部電極層５の加熱焼成温度が
上記圧電体層４の加熱焼成温度以下であり、さらに上記
圧電体層４の加熱焼成温度が上記下部電極層２の加熱焼
成温度以下であるとよい。
上記圧電体層４の加熱焼成温度以下であり、さらに上記
圧電体層４の加熱焼成温度が上記下部電極層２の加熱焼
成温度以下であるとよい。
【００１１】
【作用】振動板１の表面にまず下部電極層２が印刷、焼
成された後に、その表面に圧電体層４が印刷、焼成さ
れ、焼成後の圧電体層４の表面に、上部電極層５が印
刷、焼成される。
成された後に、その表面に圧電体層４が印刷、焼成さ
れ、焼成後の圧電体層４の表面に、上部電極層５が印
刷、焼成される。
【００１２】このように、各層について、印刷及び焼成
後に次の層の印刷と焼成が行われるので、各層間の物質
移動が抑えられる。そして、後に印刷、焼成される層の
加熱焼成温度を先に印刷、焼成された層の加熱焼成温度
以下にすることにより、各層間の物質移動がより完全に
抑えられる。
後に次の層の印刷と焼成が行われるので、各層間の物質
移動が抑えられる。そして、後に印刷、焼成される層の
加熱焼成温度を先に印刷、焼成された層の加熱焼成温度
以下にすることにより、各層間の物質移動がより完全に
抑えられる。
【００１３】
【実施例】図面を参照して実施例を説明する。図２は、
振動板１上に電極層と圧電体層をスクリーン印刷するた
めの装置を略示しており、５１は、印刷パターンが形成
されたスクリーン、５２はスキージである。
振動板１上に電極層と圧電体層をスクリーン印刷するた
めの装置を略示しており、５１は、印刷パターンが形成
されたスクリーン、５２はスキージである。
【００１４】振動板１として、ここではシリコン単結晶
ウェハが用いられており、１２００℃程度までの高温の
熱処理によって溶解されず、歪みも発生しない。なお、
振動板として酸化アルミニウム板等を用いてもよい。
ウェハが用いられており、１２００℃程度までの高温の
熱処理によって溶解されず、歪みも発生しない。なお、
振動板として酸化アルミニウム板等を用いてもよい。
【００１５】ここでは、まず振動板１の表面の広い範囲
に、下部電極層２を一様にスクリーン印刷する。図３は
その状態を示しており、例えば銀及びパラジウムの粉末
とそれらを結合させるためのバインダと有機溶媒とを混
合した導電ペーストを、スクリーン５１上に塗り、スキ
ージ５２を押さえつけながら移動させる。これによっ
て、下部電極層２が振動板１の表面に印刷される。
に、下部電極層２を一様にスクリーン印刷する。図３は
その状態を示しており、例えば銀及びパラジウムの粉末
とそれらを結合させるためのバインダと有機溶媒とを混
合した導電ペーストを、スクリーン５１上に塗り、スキ
ージ５２を押さえつけながら移動させる。これによっ
て、下部電極層２が振動板１の表面に印刷される。
【００１６】続いて、これを乾燥させた後、電気炉によ
って、大気中１０００℃にて２時間加熱焼成する。表面
観察の結果では、１０００〜１１００℃の温度で１時間
以上加熱することによって、電極層２中のポア（気泡）
が減少し、物質移動が抑制される。
って、大気中１０００℃にて２時間加熱焼成する。表面
観察の結果では、１０００〜１１００℃の温度で１時間
以上加熱することによって、電極層２中のポア（気泡）
が減少し、物質移動が抑制される。
【００１７】なお、導電ペーストとしては白金ペースト
を用いてもよく、その場合には銀及びパラジウムより高
い白金の融点に合わせて、焼成温度は１２００〜１４０
０℃にするとよい。
を用いてもよく、その場合には銀及びパラジウムより高
い白金の融点に合わせて、焼成温度は１２００〜１４０
０℃にするとよい。
【００１８】次に、図４に示されるように、後述する圧
力室３の位置、形状に合致する印刷パターンが形成され
たスクリーン５４を用いて、下部電極層２の表面に圧電
体層４をスクリーン印刷する。
力室３の位置、形状に合致する印刷パターンが形成され
たスクリーン５４を用いて、下部電極層２の表面に圧電
体層４をスクリーン印刷する。
【００１９】図５に示されるように、一枚の振動板１
は、多数のインクジェットヘッド１０をまとめて形成す
る大きさであり、その一つのインクジェットヘッド１０
の一部分Ａを示す図６に示されるように、各インクジェ
ットヘッド１０に多数の（例えば６４個の）圧電体層４
が印刷される。
は、多数のインクジェットヘッド１０をまとめて形成す
る大きさであり、その一つのインクジェットヘッド１０
の一部分Ａを示す図６に示されるように、各インクジェ
ットヘッド１０に多数の（例えば６４個の）圧電体層４
が印刷される。
【００２０】圧電体ペーストとしては、例えば０．５Ｐ
ＮＮ−０．３５ＰＴ−０．１５ＰＺの圧電微粉末とそれ
ら粉末どうしを結合させるためのバインダとしてのエチ
ルセルロースと有機溶媒であるテレピネオールとを、重
量比で例えば１００対１対２０で混合したものを用い
る。ただし、ＰＺＴ系及びその他第三成分の入ったもの
を用いてもよい。
ＮＮ−０．３５ＰＴ−０．１５ＰＺの圧電微粉末とそれ
ら粉末どうしを結合させるためのバインダとしてのエチ
ルセルロースと有機溶媒であるテレピネオールとを、重
量比で例えば１００対１対２０で混合したものを用い
る。ただし、ＰＺＴ系及びその他第三成分の入ったもの
を用いてもよい。
【００２１】そして、圧電体層４を印刷して乾燥させた
後、電気炉によって、大気中１０００℃で２時間加熱、
焼成する。この場合、９００℃以上の高温にすれば圧電
体層４が緻密になって脆くならず、２時間の焼成時間に
よってその緻密化が促進される。
後、電気炉によって、大気中１０００℃で２時間加熱、
焼成する。この場合、９００℃以上の高温にすれば圧電
体層４が緻密になって脆くならず、２時間の焼成時間に
よってその緻密化が促進される。
【００２２】次に、図７に示されるように、下部電極層
２と同じ導電ペーストを用いて、各圧電体層４の表面に
上部電極層５をスクリーン印刷し、乾燥後、電気炉によ
って大気中、１０００℃で２時間加熱、焼成する。ただ
し上部電極層５には、金その他低い温度での焼成が可能
な導電ペーストを用いてもよい。
２と同じ導電ペーストを用いて、各圧電体層４の表面に
上部電極層５をスクリーン印刷し、乾燥後、電気炉によ
って大気中、１０００℃で２時間加熱、焼成する。ただ
し上部電極層５には、金その他低い温度での焼成が可能
な導電ペーストを用いてもよい。
【００２３】Ｘ線回折（ＸＲＤ）によって検討したとこ
ろ、電極層と圧電体層の一体焼成では、図９に示される
ように、各層間の物質移動によって、圧電性のないパイ
クロア相が生成されていたのに対して、本実施例の試料
では、図１０に示されるように、各層間物質移動が抑え
られて、圧電性のあるペロブスカイト相が生成している
ことが認められた。
ろ、電極層と圧電体層の一体焼成では、図９に示される
ように、各層間の物質移動によって、圧電性のないパイ
クロア相が生成されていたのに対して、本実施例の試料
では、図１０に示されるように、各層間物質移動が抑え
られて、圧電性のあるペロブスカイト相が生成している
ことが認められた。
【００２４】図８は、このようにして電極層２，５と圧
電体層４が直接印刷、焼成された振動板１を、インク流
路６に連通して圧力室３が形成された基板７に接合した
状態を示している。８はノズル孔である。
電体層４が直接印刷、焼成された振動板１を、インク流
路６に連通して圧力室３が形成された基板７に接合した
状態を示している。８はノズル孔である。
【００２５】ただし、振動板１と基板７の接合を、電極
層２，５と圧電体層４の焼成より先に行ってもよいし、
圧力室３とインク流路６を振動板１と一体的に形成して
もよい。
層２，５と圧電体層４の焼成より先に行ってもよいし、
圧力室３とインク流路６を振動板１と一体的に形成して
もよい。
【００２６】このようにして形成されたインクジェット
ヘッドにおいては、インク液をインク流路６から圧力室
３内に満たし、上下両電極２，５間に電圧を印加するこ
とによって、圧電体層４が変形し、それによって振動板
１が振動して圧力室３内のインク液に吐出圧力が加わ
り、圧力室３内のインクがノズル孔８からインク滴とな
って吐出して記録が行われる。
ヘッドにおいては、インク液をインク流路６から圧力室
３内に満たし、上下両電極２，５間に電圧を印加するこ
とによって、圧電体層４が変形し、それによって振動板
１が振動して圧力室３内のインク液に吐出圧力が加わ
り、圧力室３内のインクがノズル孔８からインク滴とな
って吐出して記録が行われる。
【００２７】なお、上述の実施例においては、各層２，
４，５の焼成温度を各々１０００℃に設定したが、例え
ば、下部電極層２の焼成温度を１１００℃、圧電体層４
の焼成温度を１０００℃、上部電極層５の焼成温度を８
５０℃とするように、後で加熱焼成する部分の焼成温度
を既に焼成済の部分の焼成温度より低くすることによっ
て、各層間の物質移動をより完全に抑えることができ、
図１１に示されるようにペロブスカイト相がより多く生
成される。
４，５の焼成温度を各々１０００℃に設定したが、例え
ば、下部電極層２の焼成温度を１１００℃、圧電体層４
の焼成温度を１０００℃、上部電極層５の焼成温度を８
５０℃とするように、後で加熱焼成する部分の焼成温度
を既に焼成済の部分の焼成温度より低くすることによっ
て、各層間の物質移動をより完全に抑えることができ、
図１１に示されるようにペロブスカイト相がより多く生
成される。
【００２８】
【発明の効果】本発明のインクジェットヘッドの製造方
法によれば、振動板の表面に圧電体層が印刷、焼成によ
って直接形成されるので、組み立て工数が削減されて大
幅なコストダウンが達成され、しかも、電極層と圧電体
層の各層について、印刷及び焼成後に次の層の印刷と焼
成を行うので、各層間の物質移動が抑えられて、各層に
不純物が混入せず、各層の特性が損なわれない優れた効
果を有する。
法によれば、振動板の表面に圧電体層が印刷、焼成によ
って直接形成されるので、組み立て工数が削減されて大
幅なコストダウンが達成され、しかも、電極層と圧電体
層の各層について、印刷及び焼成後に次の層の印刷と焼
成を行うので、各層間の物質移動が抑えられて、各層に
不純物が混入せず、各層の特性が損なわれない優れた効
果を有する。
【００２９】そして、後で加熱焼成する部分の焼成温度
を既に焼成済の部分の焼成温度以下にすれば、各層間の
物質移動をより完全に抑えることができる。
を既に焼成済の部分の焼成温度以下にすれば、各層間の
物質移動をより完全に抑えることができる。
【図１】本発明の原理図である。
【図２】実施例の製造工程を示す斜視図である。
【図３】実施例の製造工程を示す側面図である。
【図４】実施例の製造工程を示す側面図である。
【図５】実施例の振動板の平面図である。
【図６】実施例の振動板の部分拡大平面図である。
【図７】実施例の製造工程を示す側面図である。
【図８】実施例のインクジェットヘッドの部分側面断面
図である。
図である。
【図９】電極層と圧電体層とを一体焼成した場合のＸ線
回折特性線図である。
回折特性線図である。
【図１０】実施例によるＸ線回折特性線図である。
【図１１】実施例によるＸ線回折特性線図である。
１ 振動板 ２ 下部電極層 ３ 圧力室 ４ 圧電体層 ５ 上部電極層
フロントページの続き (72)発明者 中澤 明 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (56)参考文献 特開 平５−286131（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−198895（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B41J 2/16 B41J 2/045 B41J 2/055
Claims (1)
- 【請求項１】圧力室内に収容されたインク液に吐出圧力
を与えるために上記圧力室に面して設けられる振動板の
表面に、まず下部電極層を印刷した後、加熱、焼成し、 次に、上記下部電極層の表面に圧電体層を印刷した後、
上記下部電極層の加熱焼成温度以下の温度で加熱、焼成
し、 さらに上記圧電体層の表面に、上部電極層を印刷した
後、上記圧電体層の加熱焼成温度以下の温度で加熱、焼
成することを特徴とするインクジェットヘッドの製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP300593A JP2951498B2 (ja) | 1993-01-12 | 1993-01-12 | インクジェットヘッドの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP300593A JP2951498B2 (ja) | 1993-01-12 | 1993-01-12 | インクジェットヘッドの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06206317A JPH06206317A (ja) | 1994-07-26 |
| JP2951498B2 true JP2951498B2 (ja) | 1999-09-20 |
Family
ID=11545243
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP300593A Expired - Lifetime JP2951498B2 (ja) | 1993-01-12 | 1993-01-12 | インクジェットヘッドの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2951498B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4911669B2 (ja) * | 2005-12-13 | 2012-04-04 | 富士フイルム株式会社 | 圧電アクチュエータ、液体吐出ヘッドの製造方法及び液体吐出ヘッド並びに画像形成装置 |
-
1993
- 1993-01-12 JP JP300593A patent/JP2951498B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06206317A (ja) | 1994-07-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19990629 |