JP3166535B2 - インクジェット記録ヘッド - Google Patents
インクジェット記録ヘッドInfo
- Publication number
- JP3166535B2 JP3166535B2 JP4148195A JP4148195A JP3166535B2 JP 3166535 B2 JP3166535 B2 JP 3166535B2 JP 4148195 A JP4148195 A JP 4148195A JP 4148195 A JP4148195 A JP 4148195A JP 3166535 B2 JP3166535 B2 JP 3166535B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- recording head
- film
- silicon substrate
- ink
- piezoelectric
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、インク噴射特性のバ
ラツキを少なくして印字品質の向上が図れ、ＰＺＴ膜の
厚さが１００μｍ以下でも歩留り率の向上が図れるイン
クジェット記録ヘッドに関する。
ラツキを少なくして印字品質の向上が図れ、ＰＺＴ膜の
厚さが１００μｍ以下でも歩留り率の向上が図れるイン
クジェット記録ヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来例について、そのキャビティ板の平
面図である図２と、その断面図である図３とを参照しな
がら説明する。キャビティ板１４は、製造が容易で多量
生産できる理由から、射出成形によるプラスチック成形
品が用いられ、これには、厚さ方向を軸線とするインク
ノズル３が貫通してあけられ、その上側の表面には、イ
ンクノズル３につながる噴射流路１３、インク加圧室
４、インク供給路５およびフィルタ流路７の複数組（図
では５組）と、共通なインク溜め６とが、連通する凹部
の形で彫り込まれる。この凹部を覆う形で振動板８がキ
ャビティ板１４に接合され、振動板８の外側表面には、
インク加圧室４の位置に対応して、電気機械変換素子と
しての圧電素子１０の５個が共通電極９を介して接合さ
れる。この接合には熱硬化性接着剤が用いられる。この
各圧電素子１０の外側表面には駆動電極１１が形成さ
れ、この駆動電極１１と共通電極９とにインク噴射用の
駆動電圧が印加される。この駆動電圧の印加による圧電
素子１０の伸縮運動に基づき、バイモルフ作用によっ
て、振動板８は面と直角方向に振動する。この振動板８
の面と直角方向の振動が、インク加圧室４の体積を急激
に減少させ、噴射流路１３をへてインクノズル３からイ
ンク滴を噴射させて図示してない記録紙に印字記録させ
る。
面図である図２と、その断面図である図３とを参照しな
がら説明する。キャビティ板１４は、製造が容易で多量
生産できる理由から、射出成形によるプラスチック成形
品が用いられ、これには、厚さ方向を軸線とするインク
ノズル３が貫通してあけられ、その上側の表面には、イ
ンクノズル３につながる噴射流路１３、インク加圧室
４、インク供給路５およびフィルタ流路７の複数組（図
では５組）と、共通なインク溜め６とが、連通する凹部
の形で彫り込まれる。この凹部を覆う形で振動板８がキ
ャビティ板１４に接合され、振動板８の外側表面には、
インク加圧室４の位置に対応して、電気機械変換素子と
しての圧電素子１０の５個が共通電極９を介して接合さ
れる。この接合には熱硬化性接着剤が用いられる。この
各圧電素子１０の外側表面には駆動電極１１が形成さ
れ、この駆動電極１１と共通電極９とにインク噴射用の
駆動電圧が印加される。この駆動電圧の印加による圧電
素子１０の伸縮運動に基づき、バイモルフ作用によっ
て、振動板８は面と直角方向に振動する。この振動板８
の面と直角方向の振動が、インク加圧室４の体積を急激
に減少させ、噴射流路１３をへてインクノズル３からイ
ンク滴を噴射させて図示してない記録紙に印字記録させ
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来例では、圧電素子
１０が共通電極９を介して振動板８に、熱硬化性接着剤
を用いて接合された。この従来例では、接着剤の量のバ
ラツキや、接着後の位置ずれのバラツキに起因して、圧
電素子１０の振動がインク加圧室４のインクに伝達する
ときの伝達効率にバラツキが起こる。また、ここでは圧
電素子１０は５個として図示したが、実際にはさらに多
くの個数が接合されるから、接着剤による接合では工数
がかかるだけでなく、とくに圧電素子１０の厚さが１０
０μｍ以下になると接着の難しさのため歩留り率が低下
する。なお、圧電素子１０の厚さを１００μｍ以下にす
るのは、駆動電圧を下げて駆動回路のコスト低減を図り
たいためである。
１０が共通電極９を介して振動板８に、熱硬化性接着剤
を用いて接合された。この従来例では、接着剤の量のバ
ラツキや、接着後の位置ずれのバラツキに起因して、圧
電素子１０の振動がインク加圧室４のインクに伝達する
ときの伝達効率にバラツキが起こる。また、ここでは圧
電素子１０は５個として図示したが、実際にはさらに多
くの個数が接合されるから、接着剤による接合では工数
がかかるだけでなく、とくに圧電素子１０の厚さが１０
０μｍ以下になると接着の難しさのため歩留り率が低下
する。なお、圧電素子１０の厚さを１００μｍ以下にす
るのは、駆動電圧を下げて駆動回路のコスト低減を図り
たいためである。
【０００４】この発明が解決しようとする課題は、従来
の技術がもつ以上の問題点を解消して、インク噴射特性
のバラツキを少なくして印字品質の向上が図れ、ＰＺＴ
膜の厚さが１００μｍ以下でも歩留り率の向上が図れる
インクジェット記録ヘッドを提供することにある。
の技術がもつ以上の問題点を解消して、インク噴射特性
のバラツキを少なくして印字品質の向上が図れ、ＰＺＴ
膜の厚さが１００μｍ以下でも歩留り率の向上が図れる
インクジェット記録ヘッドを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明は、圧電ユニッ
トの所定配置された圧電素子の駆動によりインク噴射す
る、キャビティ板と振動板とを有する記録ヘッドにおい
て、圧電ユニットの圧電素子としてのＰＺＴ膜が、基板
上の所定配置箇所にガスデポジション法によって形成さ
れ、基板は、シリコン基板と、この上の所定配置箇所に
積層被着されたチタンおよび白金とからなる。なお、Ｐ
ＺＴ膜の厚さを１μｍ以上１００μｍ以下にすることが
好ましい。また、圧電ユニットを、振動板上に接合した
り、または振動板に代えて直接キャビティ板に接合する
ことができる。
トの所定配置された圧電素子の駆動によりインク噴射す
る、キャビティ板と振動板とを有する記録ヘッドにおい
て、圧電ユニットの圧電素子としてのＰＺＴ膜が、基板
上の所定配置箇所にガスデポジション法によって形成さ
れ、基板は、シリコン基板と、この上の所定配置箇所に
積層被着されたチタンおよび白金とからなる。なお、Ｐ
ＺＴ膜の厚さを１μｍ以上１００μｍ以下にすることが
好ましい。また、圧電ユニットを、振動板上に接合した
り、または振動板に代えて直接キャビティ板に接合する
ことができる。
【０００６】
【作用】この発明では、圧電ユニットの基板上の所定配
置箇所に、ＰＺＴ膜をガスデポジション法によって、つ
まりＰＺＴの超微粒子をガス流にのせ、ノズルを通して
高速で噴射することによって成膜することができる。と
くに、シリコン基板上の白金膜により、熱処理中の鉛が
シリコン基板へ拡散するのを抑えることができ、またチ
タン膜により、シリコン基板と白金膜との密着性を向上
させることができる。ＰＺＴ膜の厚さを１μｍ以上１０
０μｍ以下にしても、従来のように接着によらないか
ら、歩留り率の向上を図ることができる。
置箇所に、ＰＺＴ膜をガスデポジション法によって、つ
まりＰＺＴの超微粒子をガス流にのせ、ノズルを通して
高速で噴射することによって成膜することができる。と
くに、シリコン基板上の白金膜により、熱処理中の鉛が
シリコン基板へ拡散するのを抑えることができ、またチ
タン膜により、シリコン基板と白金膜との密着性を向上
させることができる。ＰＺＴ膜の厚さを１μｍ以上１０
０μｍ以下にしても、従来のように接着によらないか
ら、歩留り率の向上を図ることができる。
【０００７】
【実施例】この発明に係る記録ヘッドの実施例につい
て、以下に図１の圧電ユニットの模式的斜視図を参照し
ながら説明する。図１において、圧電ユニット２０は、
シリコン基板２１と、チタン膜２２と、白金膜２３と、
圧電素子であるＰＺＴ膜２４と、上部電極（駆動電極）
である金電極２５からなる。シリコン基板２１は、キャ
ビティ板または振動板に接合される、厚さ0.15mmの共通
な部材である。チタン膜２２および白金膜２３は、それ
ぞれ厚さが0.3 μｍ，0.5 μｍで、シリコン基板２１の
全表面にわたって積層被着（スパッタによって）され
る。さらに、その上にＰＺＴ膜２４を、ガスデポジショ
ン法によって、すなわちＰＺＴの超微粒子をガス流にの
せ、ノズルを通して高速で噴射することによって、厚さ
50μｍ，幅２mm，長さ４mmで成膜する。これを大気雰囲
気中で600 ℃、0.5 時間の条件で焼成した後に、ＰＺＴ
膜２４の上に幅１mm，長さ３mmの金電極２５を被着す
る。ここで、白金膜２３の働きは、熱処理中のＰＺＴ膜
２４の鉛がシリコン基板２１へ拡散するのを抑えること
であり、チタン膜２２の働きは、シリコン基板２１と白
金膜２３との密着性を向上させることである。なお、こ
の実施例におけるＰＺＴ膜２４の配置と、先に述べた従
来例における圧電素子１０の配置とは対応していない。
て、以下に図１の圧電ユニットの模式的斜視図を参照し
ながら説明する。図１において、圧電ユニット２０は、
シリコン基板２１と、チタン膜２２と、白金膜２３と、
圧電素子であるＰＺＴ膜２４と、上部電極（駆動電極）
である金電極２５からなる。シリコン基板２１は、キャ
ビティ板または振動板に接合される、厚さ0.15mmの共通
な部材である。チタン膜２２および白金膜２３は、それ
ぞれ厚さが0.3 μｍ，0.5 μｍで、シリコン基板２１の
全表面にわたって積層被着（スパッタによって）され
る。さらに、その上にＰＺＴ膜２４を、ガスデポジショ
ン法によって、すなわちＰＺＴの超微粒子をガス流にの
せ、ノズルを通して高速で噴射することによって、厚さ
50μｍ，幅２mm，長さ４mmで成膜する。これを大気雰囲
気中で600 ℃、0.5 時間の条件で焼成した後に、ＰＺＴ
膜２４の上に幅１mm，長さ３mmの金電極２５を被着す
る。ここで、白金膜２３の働きは、熱処理中のＰＺＴ膜
２４の鉛がシリコン基板２１へ拡散するのを抑えること
であり、チタン膜２２の働きは、シリコン基板２１と白
金膜２３との密着性を向上させることである。なお、こ
の実施例におけるＰＺＴ膜２４の配置と、先に述べた従
来例における圧電素子１０の配置とは対応していない。
【０００８】ここで、ＰＺＴ膜２４は、ガスデポジショ
ン法によって、容易に（歩留り率の良さを維持しなか
ら）その厚さを１μｍ以上１００μｍ以下にすることが
でき、また、ＰＺＴ膜２４と同じ幅の、ＰＺＴ超微粒子
噴射用のノズルを用いて、シリコン基板２１の移動と、
ノズルからのＰＺＴ超微粒子の噴射・停止の操作によっ
て、キャビティ板のインク加圧室に対応し所定配置させ
ることができる。
ン法によって、容易に（歩留り率の良さを維持しなか
ら）その厚さを１μｍ以上１００μｍ以下にすることが
でき、また、ＰＺＴ膜２４と同じ幅の、ＰＺＴ超微粒子
噴射用のノズルを用いて、シリコン基板２１の移動と、
ノズルからのＰＺＴ超微粒子の噴射・停止の操作によっ
て、キャビティ板のインク加圧室に対応し所定配置させ
ることができる。
【０００９】このようにして得られた圧電ユニット２０
は、ここには図示してないが、振動板上に接着剤によっ
て接着されたり、または、振動板を省略して直接キャビ
ティ板に接着される。
は、ここには図示してないが、振動板上に接着剤によっ
て接着されたり、または、振動板を省略して直接キャビ
ティ板に接着される。
【００１０】
【発明の効果】この発明によれば、次のような優れた効
果が期待できる。 (1) 従来例と違って、駆動時の加圧室への振動伝達効率
にバラツキを生じないから、インク噴射特性のバラツキ
を少なくして印字品質の向上が図れる。 (2) ＰＺＴ膜の厚さが１００μｍ以下でも歩留り率良く
形成できるから、駆動電圧を下げて駆動回路のコスト低
減を図ることができる。 (3) ＰＺＴ膜と同じ幅のＰＺＴ超微粒子噴射用のノズル
を用いて、基板の移動と噴射のオン・オフ操作によって
所定配置させることができ、とくに特別な型を必要とし
ないから、コスト低減につながる。 (4) とくに基板として、シリコン基板上にチタンおよび
白金の膜を積層することで、鉛のシリコン基板への拡散
を抑え、シリコン基板と白金膜の密着を増すことがで
き、品質の良好な圧電ユニットひいては記録ヘッドを得
ることができる。 (5) 圧電ユニットを、振動板上に接合したり、または振
動板に代えて直接キャビティ板に接合することによっ
て、設計上，製造上の柔軟性が増す。
果が期待できる。 (1) 従来例と違って、駆動時の加圧室への振動伝達効率
にバラツキを生じないから、インク噴射特性のバラツキ
を少なくして印字品質の向上が図れる。 (2) ＰＺＴ膜の厚さが１００μｍ以下でも歩留り率良く
形成できるから、駆動電圧を下げて駆動回路のコスト低
減を図ることができる。 (3) ＰＺＴ膜と同じ幅のＰＺＴ超微粒子噴射用のノズル
を用いて、基板の移動と噴射のオン・オフ操作によって
所定配置させることができ、とくに特別な型を必要とし
ないから、コスト低減につながる。 (4) とくに基板として、シリコン基板上にチタンおよび
白金の膜を積層することで、鉛のシリコン基板への拡散
を抑え、シリコン基板と白金膜の密着を増すことがで
き、品質の良好な圧電ユニットひいては記録ヘッドを得
ることができる。 (5) 圧電ユニットを、振動板上に接合したり、または振
動板に代えて直接キャビティ板に接合することによっ
て、設計上，製造上の柔軟性が増す。
【図１】この発明に係る圧電ユニットの模式的斜視図
【図２】従来例におけるキャビティ板の平面図
【図３】従来例の断面図
２０ 圧電ユニット ２１ シリコン基板 ２２ チタン膜 ２３ 白金膜 ２４ ＰＺＴ膜（圧電素子） ２５ 金電極（上部電極）
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B41J 2/045 B41J 2/055 B41J 2/16 C23C 24/04
Claims (4)
- 【請求項１】圧電ユニットの所定配置された圧電素子の
駆動によってインク噴射する、キャビティ板と振動板と
を有する記録ヘッドにおいて、 圧電ユニットは、圧電素子としてのチタン酸ジルコン酸
鉛（以下、ＰＺＴと表記する）膜が、基板上の所定配置
箇所にガスデポジション法によって形成され、 基板は、
シリコン基板と、この上の所定配置箇所に積層被着され
たチタンおよび白金とからなることを特徴とするインク
ジェット記録ヘッド。 - 【請求項２】請求項１に記載の記録ヘッドにおいて、Ｐ
ＺＴ膜は、厚さが１μｍ以上１００μｍ以下であること
を特徴とするインクジェット記録ヘッド。 - 【請求項３】請求項１に記載の記録ヘッドにおいて、圧
電ユニットは、振動板上に接合されてなることを特徴と
するインクジェット記録ヘッド。 - 【請求項４】請求項１に記載の記録ヘッドにおいて、圧
電ユニットは、直接キャビティ板に接合されてなること
を特徴とするインクジェット記録ヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4148195A JP3166535B2 (ja) | 1995-03-01 | 1995-03-01 | インクジェット記録ヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4148195A JP3166535B2 (ja) | 1995-03-01 | 1995-03-01 | インクジェット記録ヘッド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08230181A JPH08230181A (ja) | 1996-09-10 |
| JP3166535B2 true JP3166535B2 (ja) | 2001-05-14 |
Family
ID=12609548
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4148195A Expired - Lifetime JP3166535B2 (ja) | 1995-03-01 | 1995-03-01 | インクジェット記録ヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3166535B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69839540D1 (de) * | 1997-06-20 | 2008-07-10 | Seiko Epson Corp | Piezoelektrisches Schichtelement, Verfahren zum Herstellen und Tintenstrahldruckkopf |
| JP2001156349A (ja) * | 1999-11-25 | 2001-06-08 | Ricoh Co Ltd | 圧電アクチュエータ及び流体搬送ポンプ |
| JP4868200B2 (ja) | 2004-09-22 | 2012-02-01 | ブラザー工業株式会社 | 圧電アクチュエータおよびインクジェットヘッドの製造方法 |
| JP4894137B2 (ja) * | 2004-09-22 | 2012-03-14 | ブラザー工業株式会社 | 圧電アクチュエータおよびインクジェットヘッドの製造方法 |
| JP2006240020A (ja) | 2005-03-02 | 2006-09-14 | Fuji Photo Film Co Ltd | 液体吐出ヘッド及び液体吐出ヘッドの製造方法 |
-
1995
- 1995-03-01 JP JP4148195A patent/JP3166535B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08230181A (ja) | 1996-09-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |