JP4311933B2 - 圧電方式のインクジェットプリントヘッド及びその製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はインクジェットプリントヘッドに係り、特に微細加工技術を用いてシリコン基板上に具現される圧電方式のインクジェットプリントヘッド及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般にインクジェットプリントヘッドは、印刷用インクの微小な液滴を記録用紙上の所望の位置に吐出して所定色相の画像として印刷する装置である。このようなインクジェットプリンタのインク吐出方式としては、熱源を用いてインクにバブルを生じ、この力でインクを吐き出す電気−熱変換方式(electro−thermal transducer、バブルゼット方式)と、圧電体を用いて圧電体の変形により生じるインクの体積変化によりインクを吐き出す電気−機械変換方式(electro−mechanical transducer、圧電方式)とがある。
【0003】
前記圧電方式のインクジェットプリントヘッドの一般的な構成は、図1に示されている。図1を参照すれば、流路形成板1の内部にはインク流路をなすタンク2、リストリクタ3、インクチャンバ4、及びノズル5が形成されており、流路形成板1の上部には圧電アクチュエータ6が備えられている。タンク2はインクコンテナ(図示せず)から流入されたインクを貯蔵する所であり、リストリクタ3はタンク2からインクチャンバ4にインクが流入される通路である。インクチャンバ4は吐き出されるインクが満たされる所であって、圧電アクチュエータ6の駆動によりその体積が変化することによって、インクの吐出しまたは流入のための圧力変化を生成することになる。このようなインクチャンバ4はその機能によって圧力チャンバとも呼ばれる。
【0004】
流路形成板1は、主にセラミック材、金属材または合成樹脂材の多数の薄板を各々切削加工して前記インク流路の部分を形成した後、これら多数の薄板を積層することでなされる。そして、圧電アクチュエータ6は、インクチャンバ4の上側に備えられ、圧電薄板と、この圧電薄板に電圧を印加するための電極とが積層された形態である。これにより、流路形成板1のインクチャンバ4の上部壁をなす部位は、圧電アクチュエータ6により変形される振動板1aの役割を行う。
【0005】
このような構成を有する従来の圧電方式のインクジェットプリントヘッドの作動を説明すれば、圧電アクチュエータ6の駆動により振動板1aが変形されれば、インクチャンバ4の体積が減少され、これによるインクチャンバ4内の圧力変化により、インクチャンバ4内のインクはノズル5を通じて外部に吐き出される。次いで、圧電アクチュエータ6の駆動により振動板1aが元の形に復元されれば、インクチャンバ4の体積が増加し、これによる圧力変化によりタンク2に貯蔵されているインクがリストリクタ3を通じてインクチャンバ4内に流入される。
【0006】
このような圧電方式のインクジェットプリントヘッドの具体的な例として、図2には米国特許US5,856,837号に開示された従来の圧電方式のインクジェットプリントヘッドが示されている。そして、図3は図2に示された圧力チャンバの長手方向に切断した従来のプリントヘッドの部分断面図であり、図4は図3に示されたA−A’線の断面図である。
【0007】
図2ないし図4を共に参照すれば、従来の圧電方式のインクジェットプリントヘッドは多数の薄いプレート11〜16を積層して接合することでなされる。すなわち、プリントヘッドの底部にはインクを吐き出すためのノズル11aが形成された第1プレート11が配され、その上にタンク12aとインク排出口12bとが形成されている第2プレート12が積層され、またその上にはインク流入口13aとインク排出口13bとが形成されている第3プレート13が積層される。そして、第3プレート13にはインクコンテナ(図示せず)からタンク12aにインクを導入するためのインク導入口17が備えられている。第3プレート13上にはインク流入口14aとインク排出口14bとが形成されている第4プレート6が積層され、その上には両端部が各々インク流入口14aとインク排出口14bとに連通された圧力チャンバ15aが形成されている第5プレート15が積層される。前記インク流入口13a、14aはタンク12aから圧力チャンバ15aにインクが流れ込む通路の役割を行い、インク排出口12b、13b、14bは圧力チャンバ15aからノズル11a側にインクが排出される通路の役割を行う。第5プレート15上には圧力チャンバ15aの上部を閉鎖する第6プレート16が積層され、その上には圧電アクチュエータとして駆動電極20と圧電膜21とが形成されている。したがって、第6プレート16は圧電アクチュエータにより振動する振動板としての機能を行い、その撓み変形によりその下の圧力チャンバ15aの体積を変化させる。
【0008】
前記第1、第2及び第3プレート11、12、13は一般的に金属薄板をエッチングまたはプレス加工することで成形され、前記第4、第5及び第6プレート14、15、16は一般的に薄板状のセラミック材を切削加工することで成形される。一方、タンク12aが形成された第2プレート12は薄いプラスチック材やフィルム状の接着剤を射出モールディングやプレス加工で成形でき、またはペースト状の接着剤をスクリーンプリントにより成形しうる。そして、第6プレート16上に形成される圧電膜21は圧電性を有するペースト状のセラミック材を塗布した後、焼結することで成形される。
【0009】
前述したように図2に示された従来の圧電方式のインクゼットプリントヘッドを製造するためには、多数の金属プレートとセラミックプレート各々を多様な加工方法により別途に加工した後、これらを積層して所定の接着剤により相互接合させる工程を経ることになる。ところが、従来のプリントヘッドでは、これを構成するプレートの数が比較的多く、これによりプレートを整列させる工程が多くなって整列誤差も共に大きくなる短所がある。整列誤差が生じれば、インク流路を通じたインクの流れが円滑でなく、これはプリントヘッドのインク吐き出す性能を低下させる。特に、解像度の向上のためにプリントヘッドを高密度に製作する最近の趨勢に応じて前記整列工程での精度向上はさらに要求され、これは製品コストの上昇に繋がる。
【0010】
そして、プリントヘッドをなす多数のプレートが相異なる材料として相異なる方法により製造されるので、その製造工程の複雑性と異種材料間の接合による難点は製品収率を低下させることになる。また、多数のプレートが製造過程で正確に整列されて接合されたとしても、使用中に周囲温度の変化によって異種材料間の熱膨張係数の差による整列誤差または変形が生じうる問題点もある。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は前記問題点を解決するために創出されたものであって、特に正確な整列と接合特性の向上及びその製造工程の単純化のために3枚の単結晶シリコン基板上にその構成要素を微細加工技術により集積させた圧電方式のインクジェットプリントヘッド及びその製造方法を提供するところにその目的がある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
前記技術的な課題を達成するために本発明は、インクが導入されるインク導入口が貫通形成され、吐き出されるインクが満たされる圧力チャンバがその底面に形成された上部基板と、前記インク導入口と連結されて流入されたインクが貯蔵されるタンクがその上面に形成され、前記圧力チャンバの一端部に対応する位置にダンパーが貫通形成された中間基板と、前記ダンパーと対応する位置にインクを吐き出すためのノズルが貫通形成された下部基板と、前記上部基板上に一体形成されて前記圧力チャンバにインクの吐出のための駆動力を提供する圧電アクチュエータと、を備え、前記上部基板の底面と前記中間基板の上面のうち少なくとも一面には前記圧力チャンバの他端部と前記タンクとを連結するリストリクタが形成され、前記下部基板、中間基板及び上部基板は順次に積層されて相互接合され、前記3枚の基板は全て単結晶シリコン基板よりなることを特徴とする圧電方式のインクジェットプリントヘッドを提供する。
【0013】
本発明の望ましい実施例において、前記上部基板の前記圧力チャンバの上部壁をなす部位は前記圧電アクチュエータの駆動により撓み変形される振動板としての役割を行う。ここで、前記上部基板は、第1シリコン基板と、中間酸化膜と、第2シリコン基板とが順次に積層された構造を有するSOIウェーハよりなり、前記第1シリコン基板に前記圧力チャンバが形成され、前記第2シリコン基板が前記振動板としての役割を行わせることが望ましい。そして、前記圧力チャンバは、前記タンクの両側に2列に配列でき、この場合、前記タンクを左右に分離させるために前記タンクの内部にはその長手方向に隔壁が形成されたことが望ましい。また、前記上部基板と前記圧電アクチュエータとの間にはシリコン酸化膜が形成されうる。ここで、前記シリコン酸化膜は、望ましくは、前記上部基板と前記圧電アクチュエータ間の物質拡散と熱的ストレスを抑制する機能を有することが望ましい。そして、前記圧電アクチュエータは、前記上部基板上に形成される下部電極と、前記下部電極上に前記圧力チャンバの上部に位置するように形成される圧電膜と、前記圧電膜上に形成されて前記圧電膜に電圧を印加するための上部電極と、を含むことが望ましい。ここで、前記下部電極は、Ti層とPt層とが順次に積層された2層構造を有し、望ましくは、前記圧電アクチュエータの共通電極としての機能と、前記上部基板と前記圧電膜間の相互拡散を防止する拡散防止膜としての機能を有する。そして、前記ノズルは、前記下部基板の下部分に形成されるオリフィスと、前記下部基板の上部に形成されて前記ダンパーと前記オリフィスとを連結するインク誘導部と、を含むことが望ましい。ここで、前記インク誘導部は、前記ダンパーから前記オリフィス側に行くほどその断面積が徐々に減少する四角錘状を有することが望ましい。そして、前記リストリクタは、長方形の断面を有しうる。また、前記リストリクタは、水平方向に”T”字状の断面を有し、前記中間基板の上面の前記タンクに対する端部から垂直方向に前記タンクの深さと同じ深さで形成され、前記”T”字状における一端部が前記タンクと連結し、前記”T”字状の断面形状で前記圧力チャンバの他端部と連結しうる。
【0014】
そして、本発明は前記構造のプリントヘッドの製造方法を提供する。
【0015】
本発明の製造方法は、単結晶シリコン基板よりなる上部基板、中間基板及び下部基板を用意する段階と、用意された前記上部基板、中間基板及び下部基板各々を微細加工してインク流路を形成する段階と、前記インク流路が形成された前記下部基板、中間基板及び上部基板を順次に積層して接合させる段階と、前記上部基板上にインクの吐出しのための駆動力を提供する圧電アクチュエータを形成する段階と、を備えることを特徴とする。
【0016】
そして、前記インク流路形成段階前に、前記3枚の基板各々に前記接合段階での整列基準として用いられるベースマークを形成する段階をさらに備えられ、前記圧電アクチュエータ形成段階前に、前記上部基板上にシリコン酸化膜を形成する段階がさらに備えられる。
【0017】
前記流路形成段階は、前記上部基板の底面に吐き出されるインクが満たされる圧力チャンバとインクが導入されるインク導入口を形成する段階と、前記上部基板の底面と前記中間基板の上面のうち少なくとも一面に前記圧力チャンバの一端と連結されるリストリクタを形成する段階と、前記中間基板に前記圧力チャンバの他端と連結されるダンパーを貫通形成する段階と、前記中間基板の上面にその一端が前記インク導入口に連結され、その側面が前記リストリクタに連結されるタンクを形成する段階と、前記下部基板に前記ダンパーに連結されるノズルを貫通形成する段階と、を含むことが望ましい。
【0018】
前記圧力チャンバとインク導入口とを形成する段階において、前記上部基板として第1シリコン基板と、中間酸化膜と、第2シリコン基板とが順次に積層された構造を有するSOIウェーハを使用し、前記中間酸化膜をエッチング停止層として前記第1シリコン基板をエッチングすることによって前記圧力チャンバとインク導入口とを形成することが望ましい。
【0019】
前記リストリクタ形成段階において、前記リストリクタは、前記上部基板の底面または前記中間基板の上面を乾式または湿式エッチングすることで形成されうる。一方、前記リストリクタは前記上部基板の底面にその一部を形成し、前記中間基板の上面にその残りの部分を形成することでなされうる。
【0020】
そして、リストリクタ形成段階において、前記リストリクタは、前記中間基板の上面をICPによる乾式エッチングにより所定深さにエッチングすることによって”T”字状の断面を有するようにしうる。
この場合、前記リストリクタ形成段階と前記タンク形成段階とは同時に行われる。
【0021】
前記ダンパー形成段階は、前記中間基板の上面に前記圧力チャンバの他端部と連結される所定深さのホールを形成する段階と、前記ホールを貫通させて前記圧力チャンバの他端に連結されるダンパーを形成する段階よりなることが望ましい。
ここで、前記ホール形成段階は、サンドブラストまたはICPによる乾式エッチングにより行われ、前記ホール貫通段階は、ICPによる乾式エッチングにより行われうる。また、前記ホール貫通段階は、前記タンク形成段階と同時に行われることが望ましい。
【0022】
前記タンク形成段階は、前記中間基板の上面を所定深さに乾式エッチングすることによって前記タンクを形成することが望ましい。
【0023】
前記ノズル形成段階は、前記下部基板の上面を所定深さだけエッチングして前記ダンパーと連結されるインク誘導部を形成する段階と、前記下部基板の底面をエッチングして前記インク誘導部と連結されるオリフィスを形成する段階と、を含むことが望ましい。
ここで、前記下部基板として(100)方向の結晶面を有するシリコン基板を使用して前記下部基板を異方性湿式エッチングすることによって、その側面が傾いた四角錘状の前記インク誘導部を形成することが望ましい。
【0024】
前記接合段階において、前記3枚の基板の積層はマスク整列装置によって行われることが望ましく、前記3枚の基板間の接合はSDB方法によって行われることが望ましい。そして、前記3枚の基板間の接合性を向上させるために前記上部基板の少なくとも底面と前記下部基板の少なくとも上面にはシリコン酸化膜が形成されていることが望ましい。
【0025】
前記圧電アクチュエータ形成段階は、前記上部基板上にTiとPt層とを順次に積層して下部電極を形成する段階と、前記下部電極上に圧電膜を形成する段階と、前記圧電膜上に上部電極を形成する段階と、を含むことが望ましく、前記上部電極の形成段階後、接合された状態の前記3枚の基板をチップ単位で切断するダイシング段階と、前記圧電アクチュエータの圧電膜に電界を加えて圧電特性を生じるポーリング段階と、をさらに含みうる。
【0026】
前記圧電膜形成段階において、前記圧力チャンバに対応する位置の前記下部電極上にペースト状態の圧電材を塗布した後、これを焼結させることによって前記圧電膜を形成でき、前記圧電材料の塗布はスクリーンプリントにより行われうる。そして、前記圧電材料の焼結中に、前記3枚の基板に形成された前記インク流路の内側壁面に酸化膜を形成させることが望ましい。前記焼結工程は、前記ダイシング工程前/後に行われうる。
【0027】
そして、本発明は、インクコンテナから流入されたインクが貯蔵されるタンクと、吐き出されるインクが満たされる圧力チャンバと、前記タンクと前記圧力チャンバとを連結するリストリクタと、前記圧力チャンバよりインクを吐き出すためのノズルと、前記圧力チャンバにインクの吐出のための駆動力を提供する圧電アクチュエータと、を備え、前記リストリクタは”T”字状の断面を有し、垂直方向に長く形成されることを特徴とする圧電方式のインクジェットプリントヘッドを提供する。
【0028】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面に基づき、本発明の望ましい実施例を詳細に説明する。図面において同じ参照符号は同じ構成要素を示し、図面上で各構成要素の大きさは説明の明瞭性及び便宜上、誇張されうる。また、ある層が基板や他の層上に存在すると説明される時、その層は基板や他の層に直接接しつつその上に存在してもよく、その間に第3の層が存在してもよい。
【0029】
図5は、本発明の望ましい実施例に係る圧電方式のインクジェットプリントヘッドを部分切断して示す分解斜視図であり、図6Aは図5に示された圧力チャンバの長手方向に切断した本発明に係るプリントヘッドの組立て状態の部分断面図であり、図6Bは、図6Aに表示されたB−B’線の拡大断面図である。
【0030】
図5、図6A及び図6Bを共に参照すれば、本発明に係る圧電方式のインクジェットプリントヘッドは3枚の基板100、200、300を積層して接合することでなされる。そして、3枚の基板100、200、300各々にはインク流路をなす構成要素が形成され、上部基板100上にはインクを吐出すための駆動力を発生させる圧電アクチュエータ190が備えられる。特に、3枚の基板100、200、300は全て単結晶シリコンウェーハよりなっている。これにより、フォトリソグラフィーやエッチングのような微細加工技術を用いて3枚の基板100、200、300各々にインク流路を形成する構成要素をさらに微細なサイズに精度よく容易に形成しうる。
【0031】
前述したインク流路は、インクコンテナ(図示せず)からインクが導入されるインク導入口110と、インク導入口110を通じて流入されたインクが貯蔵されるタンク210と、タンク210から圧力チャンバ120にインクを供給するためのリストリクタ220と、吐き出されるインクが満たされ、インクを吐き出すための圧力変化を発生させる圧力チャンバ120と、インクが吐き出されるノズル310とよりなる。そして、圧力チャンバ120とノズル310間には圧電アクチュエータ190により圧力チャンバ120で発生されたエネルギーをノズル310側に集中させ、急激な圧力変化を緩衝するためのダンパー230が形成されうる。このようなインク流路を形成する構成要素は前述したように3枚の基板100、200、300に分けられて配される。
【0032】
まず、上部基板100の底面には所定深さの圧力チャンバ120が形成され、その一側には貫通されたインク導入口110が形成される。圧力チャンバ120はインクの流れ方向にさらに長い直六面体状になっており、中間基板200に形成されるタンク210の両側に2列に配列されている。しかし、圧力チャンバ120はタンク210の一側に1列だけで配列されうる。
【0033】
上部基板100は集積回路の製造に広く用いられる単結晶シリコンウェーハよりなり、特にSOI(Silicon−On−Insulator)ウェーハよりなることが望ましい。SOIウェーハは一般的に第1シリコン基板101と、第1シリコン基板101上に形成された中間酸化膜102と、中間酸化膜102上に接着される第2シリコン基板103の積層構造である。第1シリコン基板101はシリコン単結晶よりなり、略数十ないし数百μm程度の厚さを有しており、中間酸化膜102は第1シリコン基板101の表面を酸化させることによって形成でき、その厚さは略数百オングストローム〜2μm程度である。第2シリコン基板103もシリコン単結晶よりなり、その厚さは略数μmないし数十μm程度である。このように上部基板100としてSOIウェーハを使用する理由は圧力チャンバ120の高さを正確に調節できるからである。すなわち、SOIウェーハの中間層をなす中間酸化膜102がエッチング停止層の役割を行うので、第1シリコン基板101の厚さが決まれば、圧力チャンバ120の高さも共に決まる。また、圧力チャンバ120の上部壁をなす第2シリコン基板103は圧電アクチュエータ190により撓み変形されることによって圧力チャンバ120の体積を変化させる振動板の役割を行うが、この振動板の厚さも第2シリコン基板103の厚さにより決まる。これについては後述する。
【0034】
上部基板100上には圧電アクチュエータ190が一体形成される。そして、上部基板100と圧電アクチュエータ190間にはシリコン酸化膜180が形成される。シリコン酸化膜180は絶縁膜としての機能だけでなく、上部基板100と圧電アクチュエータ190間の物質拡散を抑制して熱的ストレスを調節する機能も有する。圧電アクチュエータ190は共通電極の役割を行う下部電極191、192と、電圧の印加によって変形される圧電膜193と、駆動電極の役割を行う上部電極194とを備える。下部電極191、192は前記シリコン酸化膜180の全面に形成され、Ti層191とPt層192の2枚の金属薄膜層よりなることが望ましい。このようなTi/Pt層191、192は共通電極の役割を行うだけでなく、その上に形成される圧電膜193とその下の上部基板100間の相互拡散(inter−diffusion)を防止する拡散防止層の役割も行う。圧電膜193は下部電極191、192上に形成され、圧力チャンバ120の上部に位置するように配置される。圧電膜193は電圧の印加により変形され、その変形により圧力チャンバ120の上部壁をなす上部基板100の第2シリコン基板103、すなわち振動板を撓み変形させる役割を行う。上部電極194は圧電膜193上に形成され、圧電膜193に電圧を印加する駆動電極の役割を行う。
【0035】
中間基板200の上面には、前記インク導入口110と連結するタンク210とが所定深さに長く形成され、またタンク210と圧力チャンバ120の一端を連結するリストリクタ220がさらに浅く形成される。そして、中間基板200には圧力チャンバ120の他端に対応する位置に垂直に貫通されたダンパー230が形成される。ダンパー230の断面形状は円形または多角形よりなりうる。前述したように圧力チャンバ120がタンク210の両側に2列に配列される場合には、タンク210の内部にその長手方向に隔壁215を形成してタンク210を左右に分離させる。これは、インクの円滑な流れとタンク210の両側に位置した圧力チャンバ120間のクロストークとを防止するのに望ましい。リストリクタ220はタンク210から圧力チャンバ120にインクを供給する通路の役割を行うだけでなく、インクが吐き出される時、圧力チャンバ120からタンク120側にインクが逆流することを抑制する役割も行う。このようなインクの逆流を抑制するためにリストリクタ220は、圧力チャンバ120にインクの量を適正に供給できる範囲内でその断面積が圧力チャンバ120とダンパー230との断面積より非常に小さく形成される。
【0036】
以上、リストリクタ220が中間基板200の上面に形成されるものと図示及び説明された。しかし、リストリクタ220は、上部基板100の底面に形成でき(図示せず)、また上部基板100の底面にその一部が形成され、中間基板200の上面にその残りの部分が形成されうる。リストリクタ220が上部基板100と中間基板200とに分けられて形成された場合には、上部基板100と中間基板200とを接合することで完全な大きさのリストリクタ220がなされる。
【0037】
下部基板300にはダンパー230と対応する位置に貫通されたノズル310が形成される。ノズル310は下部基板300の下部に形成され、インクが吐き出されるオリフィス312と、下部基板300の上部に形成されてダンパー230とオリフィス312とを連結し、ダンパー230からオリフィス312側にインクを加圧誘導するインク誘導部311よりなっている。オリフィス311は一定の直径を有する垂直ホールの形状になっており、インク誘導部311はダンパー230からオリフィス312側に行くほどその断面積が徐々に減少する四角錘状になっている。一方、インク誘導部311は四角錘状でなくても、円錘状などの形状にもなりうる。しかし、後述するように単結晶シリコンウェーハよりなる下部基板300には四角錘状のインク誘導部311を形成することが容易である。
【0038】
このように形成された3枚の基板100、200、300は前述したように積層されて相互接合されることによって、本発明に係る圧電方式のインクジェットプリントヘッドをなす。そして、3枚の基板100、200、300内には、インク導入口110、タンク210、リストリクタ220、圧力チャンバ120、ダンパー230及びノズル310が順次に連結されてなるインク流路が形成される。
【0039】
このような構成を有する本発明に係る圧電方式のインクジェットプリントヘッドの作動を説明すれば次の通りである。インクコンテナ(図示せず)からインク導入口110を通じてタンク210内に流入されたインクはリストリクタ220を通じて圧力チャンバ120内に供給される。圧力チャンバ120内にインクが満たされた状態で、圧電アクチュエータ190の上部電極194を通じて圧電膜193に電圧が印加されれば、圧電膜193は変形され、これにより振動板の役割を行う上部基板100の第2シリコン基板103は下方に撓む。第2シリコン基板103の撓み変形により圧力チャンバ120の体積が減少され、これに係る圧力チャンバ4内の圧力上昇により圧力チャンバ120内のインクはダンパー230を経てノズル310を通じて外部に吐き出される。この際、圧力チャンバ120内の上昇圧力はリストリクタ220よりはるかに広い断面積を有するダンパー230側に集中され、圧力チャンバ120内のインクはほとんどダンパー230側に排出され、リストリクタ220を通じてタンク210側に逆流されることは抑制される。ダンパー230を通じてノズル230に到達されたインクはインク誘導部311で加圧されてオリフィス312を通じて外部に吐き出される。
【0040】
次いで、圧電アクチュエータ190の圧電膜193に印加された電圧が遮断されれば圧電膜193は復元され、これにより振動板の役割を行う第2シリコン基板103が復元されつつ圧力チャンバ120の体積が増加することになる。これに係る圧力チャンバ120内の圧力減少によりタンク210に貯蔵されているインクがリストリクタ220を通じて圧力チャンバ120内に流入されて圧力チャンバ120は再びインクで充満される。
【0041】
一方、図7には”T”字状のリストリクタを有する本発明の他の実施例に係るインクジェットプリントヘッドが示されている。ここで、図5と同じ参照符号は同じ構成要素を示す。
【0042】
示されたように、本実施例はリストリクタ220’を除いては図5に示された実施例と同一である。したがって、同じ構成要素に関する説明は略して違いについてのみ説明する。
【0043】
図7を参照すれば、タンク210から圧力チャンバ120にインクを供給するためのリストリクタ220’は”T”字状の断面を有し、中間基板200の上面から垂直方向に深く形成される。リストリクタ220’の深さはタンク210の深さと同じか若干浅くなりうる。このように、前記リストリクタ220’は図5に示されたリストリクタ220に比べて非常に深いので、その全体体積も図5に示されたリストリクタ220の体積より非常に大きくなる。したがって、圧力チャンバ120とリストリクタ220’間の体積変化が減る。このような形状のリストリクタ220’によれば、タンク210から圧力チャンバ120に供給されるインクの流動抵抗が減少され、リストリクタ220’を通じたインクの供給過程において圧力損失が減る。これにより、リストリクタ220’を通る流量が増加して圧力チャンバ120内のインクの再充填がより円滑で迅速になされる。結果的に、インクジェットプリントヘッドが高周波数で駆動される場合にも均一なインクの吐出し体積と吐出し速度とを有することになる長所がある。
【0044】
一方、前述したように”T”字状の断面を有するリストリクタ220’は、図7に示された構造を有するインクジェットプリントヘッドだけでなく、他の構造を有するインクジェットプリントヘッドにも適用されうる。
【0045】
以下では、添付した図面に基づいて本発明に係る圧電方式のインクジェットプリントヘッドを製造する方法を説明する。以下、製造方法は図5に示された構造を有するインクジェットプリントヘッドを基準に説明される。そして、図7に示された構造を有するインクジェットプリントヘッドの製造方法についてはリストリクタの形成段階についてのみ関連部分で説明する。
【0046】
まず、本発明の望ましい製造方法を概括的に説明すれば、まずインク流路をなす構成要素が形成された上部基板、中間基板及び下部基板を各々製造し、次いで製造された3枚の基板を積層して接合した後、最後に上部基板上に圧電アクチュエータを形成することによって本発明に係る圧電方式のインクジェットプリントヘッドが完成される。一方、上部基板、中間基板及び下部基板を製造する段階は順序に関係なく行われうる。すなわち、下部基板や中間基板が先に製造されることもあり、2枚または3枚の基板が同時に製造されることもある。但し、以下では、説明の便宜上、上部基板、中間基板、下部基板順にそのそれぞれの製造方法を説明する。そして、前述したように、リストリクタは上部基板の底面や中間基板の上面に形成され、また上部基板の底面と下部基板の上面とに分けられて形成されてもよい。しかし、以下では、その説明の複雑さを避けるためにリストリクタが中間基板の上面に形成されることを例として説明する。
【0047】
図8Aないし図8Eは、本発明に係る圧電方式のインクジェットプリントヘッドの望ましい製造方法において上部基板にベースマークを形成する段階を説明するための断面図である。
【0048】
まず、図8Aを参照すれば、本実施例において上部基板100は単結晶シリコン基板よりなる。これは、半導体素子の製造に広く使われるシリコンウェーハをそのまま使用できて量産に効果的であるからである。上部基板100の厚さは100〜200μm、望ましくは約130ないし150μmであり、これは上部基板100の底面に形成される圧力チャンバ(図5の120)の高さに応じて適切に決められる。そして、上部基板100としてSOIウェーハを使用することが圧力チャンバ(図5の120)の高さを正確に形成できるので望ましい。SOIウェーハは前述したように第1シリコン基板101と、第1シリコン基板101上に形成された中間酸化膜102と、中間酸化膜102上に接着された第2シリコン基板103の積層構造である。特に、第2シリコン基板103は前記振動板の厚さを最適化するための条件として数μmないし数十μmの厚さを有する。
【0049】
このような上部基板100を酸化炉に入れて湿式または乾式酸化させれば、上部基板100の上面と底面とが酸化されてシリコン酸化膜151a、151bが形成される。
【0050】
次いで、図8Bに示されたように、上部基板100の上面と底面とに形成されたシリコン酸化膜151a、151bの表面に各々フォトレジスト(PR)を塗布する。次いで、塗布されたPRを現像して上部基板100の縁部にベースマークを形成するための開口部141を形成する。
【0051】
次いで、図8Cに示されたように、前記開口部141を通じて露出された部位のシリコン酸化膜151a、151bをPRをエッチングマスクとして湿式エッチングして除去することによって、上部基板100を部分的に露出した後、PRをストリップする。
【0052】
次いで、図8Dに示されたように、露出された部位の上部基板100をシリコン酸化膜151a、151bをエッチングマスクとして所定深さに湿式エッチングすることによって、ベースマーク140を形成する。この際、上部基板100の湿式エッチングではシリコン用エッチング液として、例えばTMAH(Tetramethyl Ammonium Hydroxide)またはKOHを使用できる。
【0053】
ベースマーク140が形成された後には、残存するシリコン酸化膜151a、151bを湿式エッチングにより除去できる。これは前記段階を経る過程で生じる副産物などの異物をシリコン酸化膜151a、151bの除去と共に洗浄するためのものである。
【0054】
これにより、図8Eに示されたように、上面と底面縁部とにベースマーク140が形成された状態の上部基板100が用意される。
【0055】
前記段階を経て形成されるベースマーク140は、上部基板100と後述する中間基板及び下部基板とを積層して接合する時、これらを正確に整列させるための基準として使われる。したがって、上部基板100の場合には前記ベースマーク140はその底面にのみ形成されうる。また、他の整列方法や装置が使われる場合には、前記ベースマーク140が不要となり、この場合には前記段階は行われない。
【0056】
図9Aないし図9Gは、上部基板に圧力チャンバを形成する段階を説明するための断面図である。
【0057】
まず、図9Aに示されたように、前述した段階を経て準備された上部基板100を酸化炉に入れて湿式または乾式酸化させ、上部基板100の上面と底面とにシリコン酸化膜152a、152bを形成する。この際、上部基板100の底面にのみシリコン酸化膜152bを形成しうる。
【0058】
次いで、図9Bに示されたように、上部基板100の底面に形成されたシリコン酸化膜152bの表面にPRを塗布する。次いで、塗布されたPRを現像して上部基板100の底面に所定深さの圧力チャンバを形成するための開口部121を形成する。
【0059】
次いで、図9Cに示されたように、前記開口部121を通じて露出された部位のシリコン酸化膜152bをPRをエッチングマスクとしてRIE(Reactive Ion etching;反応性イオンエッチング)のような乾式エッチングにより除去することによって、上部基板100の底面を部分的に露出させる。この際、シリコン酸化膜152は乾式エッチングでなく、湿式エッチングにより除去されることもある。
【0060】
次いで、図9Dに示されたように、露出された部位の上部基板100をPRをエッチングマスクとして所定深さだけエッチングすることによって、圧力チャンバ120を形成する。この際、上部基板100のエッチングはICP(Inductively Coupled Plasma)による乾式エッチング法により行われる。
【0061】
そして、示されたように上部基板100としてSOIウェーハを使用すれば、SOIウェーハの中間酸化膜102がエッチング停止層の役割を行うので、この段階では第1シリコン基板101のみがエッチングされる。したがって、第1シリコン基板101の厚さを調節すれば、圧力チャンバ120を所望の高さに正確に合わせうる。そして、第1シリコン基板101の厚さはウェーハ研磨工程で容易に調節しうる。一方、圧力チャンバ120の上部壁をなす第2シリコン基板103は前述したように振動板の役割を行うが、その厚さも同じくウェーハ研磨工程で容易に調節しうる。
【0062】
圧力チャンバ120が形成された後、PRをストリップすれば、図9Eのような状態の上部基板100が用意される。ところが、このような状態では前述した湿式エッチングやRIEまたはICPによる乾式エッチング過程で生じる副産物やポリマーなどの異物が上部基板100の表面に付着されうる。したがって、これら異物を除去するために硫酸溶液またはTMAHを使用して上部基板100全面を洗浄することが望ましい。この際、残存するシリコン酸化膜152a、152bも湿式エッチングにより除去され、上部基板100の中間酸化膜102の一部、すなわち圧力チャンバ120の上部壁面をなす部位も除去される。
【0063】
これにより、図9Fに示されたように、上面と底面縁部とにベースマーク140が形成され、その底面に圧力チャンバ120が形成された状態の上部基板100が用意される。
【0064】
以上、PRをエッチングマスクとして上部基板100を乾式エッチングして圧力チャンバ120を形成した後、PRをストリップすると図示及び説明した。しかし、これとは違って、まずPRをストリップした後、シリコン酸化膜152bをエッチングマスクとして上部基板100を乾式エッチングすることによって、圧力チャンバ120を形成することもある。すなわち、上部基板100の底面に形成されたシリコン酸化膜152bが比較的薄い場合には、PRをそのまま置き、圧力チャンバ120を形成するためのエッチングを行うことが望ましく、シリコン酸化膜152bが比較的厚い場合にはPRをストリップした後、シリコン酸化膜152bをエッチングマスクとしてエッチングを行うことが望ましい。
【0065】
そして、図9Gに示されたように、図9Fに示された状態の上部基板100の上面と底面とに再びシリコン酸化膜153a、153bを形成しうる。この際、図9Fに示された段階で一部除去された中間酸化膜102が前記シリコン酸化膜153bにより補充される。このように、シリコン酸化膜153a、153bを形成すれば、後述する図15Aの段階で上部基板100上に絶縁膜としてシリコン酸化膜180を形成する段階を略せる。また、インク流路を形成する圧力チャンバ120の内面にシリコン酸化膜153bが形成されれば、シリコン酸化膜153bの特性上、ほぼ全ての種類のインクと反応性がないので多様なインクを使用できる。
【0066】
一方、図示しなかったが、インク導入口(図5の110)も図9Aないし図9Gに示された段階を経て圧力チャンバ120と共に形成される。すなわち、図9Gに示された段階に至ると、上部基板100の底面には所定深さの圧力チャンバ120と共に同じ深さのインク導入口(図5の110)が形成される。このように上部基板100の底面に所定深さに形成されたインク導入口(図5の110)は全ての製造工程の完了後、ピンなどの道具を用いて貫通させる。
【0067】
図10Aないし図10Eは、中間基板にリストリクタを形成する段階を説明するための断面図である。
【0068】
図10Aを参照すれば、中間基板200は単結晶シリコン基板よりなり、その厚さは200〜300μmである。中間基板200の厚さはその上面に形成されるタンク(図5の210)の深さと貫通形成されるダンパー(図5の230)の長さとによって適切に決められる。
【0069】
まず、中間基板200の上面と底面縁部にベースマーク240を形成する。中間基板200にベースマーク240を形成する段階は、図8Aないし図8Eに示された段階と同一なので、中間基板200のために別途の図示及びその説明は略す。
【0070】
このようにベースマーク240が形成された状態の中間基板200を酸化炉に入れて湿式または乾式酸化させれば、図10Aに示されたように中間基板200の上面と底面とが酸化されてシリコン酸化膜251a、251bが形成される。
【0071】
次いで、図10Bに示されたように、中間基板200の上面に形成されたシリコン酸化膜251aの表面にPRを塗布する。引き続き、塗布されたPRを現像して中間基板200の上面にリストリクタを形成するための開口部221を形成する。
【0072】
次いで、図10Cに示されたように、前記開口部221を通じて露出された部位のシリコン酸化膜251aをPRをエッチングマスクとして湿式エッチングして除去することによって、中間基板200の上面を部分的に露出した後、PRをストリップする。この際、シリコン酸化膜251aは湿式エッチングでなく、RIEのような乾式エッチングにより除去されうる。
【0073】
次いで、図10Dに示されたように、露出された部位の中間基板200をシリコン酸化膜251aをエッチングマスクとして所定深さに湿式または乾式エッチングすることによって、リストリクタ220を形成する。この際、中間基板200の湿式エッチングではシリコン用エッチング液として、例えばTMAHまたはKOHを使用する。
【0074】
次いで、残存するシリコン酸化膜251a、251bを湿式エッチングにより除去すれば、図10Eに示されたように、上面と底面縁部とにベースマーク240が形成され、その上面にリストリクタ220が形成された状態の中間基板200が用意される。
【0075】
一方、図7に示された”T”字状のリストリクタは、前記段階で形成されない。すなわち、この場合には、前記段階で中間基板220にベースマーク240のみを形成する。そして、”T”字状のリストリクタは、以下の段階でタンクの形成方法と同じ方法によりタンクと共に形成されうる。
【0076】
図11Aないし図11Jは、中間基板にタンクとダンパーとを形成する第1方法を段階別に示す断面図である。
【0077】
まず、図11Aに示されたように、前述した段階を経て用意された中間基板200を酸化炉に入れて湿式または乾式酸化させ、中間基板200の上面と底面とにシリコン酸化膜252a、252bを形成する。この際、リストリクタ220が形成された部位にもシリコン酸化膜252aが形成される。
【0078】
次いで、図11Bに示されたように、中間基板200の上面に形成されたシリコン酸化膜252aの表面にPRを塗布する。引き続き、塗布されたPRを現像して中間基板200の上面にタンクを形成するための開口部211を形成する。この際、タンク内に隔壁が形成される部位にはPRを残存させる。
【0079】
次いで、図11Cに示されたように、前記開口部211を通じて露出された部位のシリコン酸化膜252aをPRをエッチングマスクとして湿式エッチングして除去することによって、中間基板200の上面を部分的に露出する。この際、シリコン酸化膜252aは湿式エッチングでなく、RIEのような乾式エッチングによても除去されうる。
【0080】
次いで、PRをストリップすれば、図11Dに示されたように、その上面中にタンクが形成される部位だけ露出され、残りの部位はシリコン酸化膜252a、252bにより覆われている状態の中間基板200が形成される。
【0081】
次いで、図11Eに示されたように、中間基板200の上面に形成されたシリコン酸化膜252aの表面に再びPRを塗布する。この際、中間基板200の上面中の露出された部位もPRにより覆われる。引き続き、塗布されたPRを現像してダンパーを形成するための開口部231を形成する。
【0082】
次いで、図11Fに示されたように、前記開口部231を通じて露出された部位のシリコン酸化膜252aを、PRをエッチングマスクとして湿式エッチングして除去することによって、ダンパーが形成される部位の中間基板200の上面を部分的に露出させる。この際、シリコン酸化膜252aは湿式エッチングでなく、RIEのような乾式エッチングによっても除去されうる。
【0083】
次いで、図11Gに示されたように、露出された部位の中間基板200をPRをエッチングマスクとして所定深さにエッチングすることによって、ダンパー形成用ホール232を形成する。この際、中間基板200のエッチングはICP(Inductively Coupled Plasma)による乾式エッチング法により行われる。
【0084】
次いで、PRをストリップし、図11Hに示されたように、中間基板200の上面中のタンクが形成される部位を再び露出させる。
【0085】
次いで、中間基板200の上面中の露出部位とダンパー形成用ホール232の底面とを、シリコン酸化膜252aをエッチングマスクとして乾式エッチングすれば、図11Iに示されたように、所定深さのタンク210と中間基板200とを貫通するダンパー230が形成され、またタンク210内にはこれを左右に分離させる隔壁215が形成される。この際、中間基板200のエッチングはICPによる乾式エッチング法によって行われる。
【0086】
次いで、残存するシリコン酸化膜252a、252bを湿式エッチングにより除去できる。これは前記段階を経る過程で生じる副産物などの異物をシリコン酸化膜252の除去と共に洗浄するためのものである。一方、異物は硫酸などのような溶液で洗浄してもよい。
【0087】
これにより、図11Jに示されたように、ベースマーク240、リストリクタ220、タンク210、隔壁215及びダンパー230が形成されている状態の中間基板200が用意される。
【0088】
一方、図示されなかったが、図11Jに示された状態の中間基板200の上面と底面全体に再びシリコン酸化膜を形成しうる。
【0089】
図12A及び図12Bは、中間基板にタンクとダンパーとを形成する第2方法を段階別に示す断面図である。以下で説明する第2方法はダンパーを形成する方法を除いては前述した第1方法と同一である。したがって、以下では前述した第1方法と異なる部分のみを説明する。
【0090】
第2方法において中間基板200の上面中のタンク形成部位だけを露出させる段階までは、第1方法の図11Aないし図11Dに示された段階と同一である。
【0091】
その後、図12Aに示されたように、中間基板200の上面に形成されたシリコン酸化膜252aの表面にPRを塗布する。この際、ドライフィルム状のPRをシリコン酸化膜252aの表面に加熱、加圧して圧着するラミネーション方法により塗布する。このドライフィルム状のPRは後述するサンドブラスト時に中間基板200の他の部位を保護するための保護膜として機能する。引き続き、塗布されたPRを現像してダンパーを形成するための開口部231を形成する。
【0092】
次いで、前記開口部231を通じて露出された部位のシリコン酸化膜252aとその下の所定深さまでの中間基板200とをサンドブラストにより除去すれば、図12Bに示されたように、所定深さのダンパー形成用ホール232が形成される。
その次の段階は、第1方法の図11Hないし図11Jに示された段階と同一である。
【0093】
このように、第2方法はダンパー形成用ホール232を乾式エッチングでなく、サンドブラストにより形成する点が第1方法と違う。すなわち、ダンパー形成用ホール232を形成するために、第1方法ではシリコン酸化膜252aをエッチングした後、中間基板200を所定深さだけ乾式エッチングしたが、第2方法ではシリコン酸化膜252aと所定深さの中間基板200とをサンドブラストにより一気に除去する。したがって、第2方法は第1方法に比べて工程段階が減って工程時間も短縮できる長所がある。
【0094】
図13Aないし図13Hは、下部基板にノズルを形成する段階を説明するための断面図である。
【0095】
図13Aを参照すれば、下部基板300は単結晶シリコン基板よりなり、その厚さは100〜200μmである。
【0096】
まず、下部基板300の上面と底面縁部とにベースマーク340を形成する。下部基板300にベースマーク340を形成する段階は、図8Aないし図8Eに示された段階と同一なので、下部基板300のために別途の図示及びその説明は略す。
【0097】
このようにベースマーク340が形成された状態の下部基板300を酸化炉に入れて湿式または乾式酸化させれば、図13Aに示されたように下部基板300の上面と底面とが酸化されてシリコン酸化膜351a、351bが形成される。
【0098】
次いで、図13Bに示されたように、下部基板300の上面に形成されたシリコン酸化膜351aの表面にPRを塗布する。引き続き、塗布されたPRを現像して下部基板300の上面にノズルのインク誘導部を形成するための開口部315を形成する。前記開口部315は図11Jに示された中間基板200に形成されたダンパー230に対応する位置に形成される。
【0099】
次いで、図13Cに示されたように、前記開口部315を通じて露出された部位のシリコン酸化膜351aをPRをエッチングマスクとして湿式エッチングして除去することによって、下部基板300の上面を部分的に露出した後、PRをストリップする。この際、シリコン酸化膜351aは湿式エッチングでなく、RIEのような乾式エッチングによっても除去されうる。
【0100】
次いで、図13Dに示されたように、露出部位の下部基板300をシリコン酸化膜351aをエッチングマスクとして所定深さだけ湿式エッチングすることによって、インク誘導部311を形成する。この際、下部基板300の湿式エッチングではエッチング液としてTMAHまたはKOHを使用する。そして、下部基板300として(100)方向の結晶面を有するシリコン基板を使用すれば、(100)面と(111)面との異方性湿式エッチング特性を用いて四角錘状のインク誘導部311を形成しうる。すなわち、(111)面のエッチング速度は(100)面のエッチング速度に比べて相当遅いので、結果的に下部基板300は(111)面に沿って傾斜エッチングされて四角錘状のインク誘導部311を形成する。そして、インク誘導部311の底面は(100)面になる。
【0101】
次いで、図13Eに示されたように、下部基板300の底面に形成されたシリコン酸化膜351bの表面にPRを塗布する。引き続き、塗布されたPRを現像して下部基板300の底面にノズルのオリフィスを形成するための開口部316を形成する。
【0102】
次いで、図13Fに示されたように、前記開口部316を通じて露出された部位のシリコン酸化膜351bをPRをエッチングマスクとして湿式エッチングして除去することによって、下部基板300の底面を部分的に露出させる。この際、シリコン酸化膜351bは湿式エッチングでなく、RIEのような乾式エッチングによっても除去されうる。
【0103】
次いで、図13Gに示されたように、露出部位の下部基板300をPRをエッチングマスクとして貫通さるべくエッチングすることによって、インク誘導部311と連結するオリフィス312を形成する。この際、下部基板300のエッチングはICPによる乾式エッチング法によって行われる。
【0104】
次いで、PRをストリップすれば、図13Hに示されたように、上面と底面縁部とにベースマーク340が形成され、インク誘導部311とオリフィス312よりなるノズル310が貫通形成された状態の下部基板300が用意される。
【0105】
以上、インク誘導部311を形成した後、オリフィス312を形成すると説明したが、オリフィス312を先に形成した後、インク誘導部311を形成しても良い。
そして、下部基板300の上面と底面とに形成されているシリコン酸化膜351a、351bは洗浄のために除去でき、引き続き下部基板300の全面に新たにシリコン酸化膜を再び形成してもよい。
【0106】
図14は、下部基板、中間基板及び上部基板を順次に積層して接合する段階を示す断面図である。
【0107】
図14を参照すれば、前述した段階を経て用意された下部基板300、中間基板200及び上部基板100を順次に積層し、これらを相互接合させる。この際、下部基板300上に中間基板200を接合させた後、中間基板200上に上部基板300を再び接合させることになるが、その順序は変われる。3枚の基板100、200、300はマスク整列装置を使用して整列させ、さらに3枚の基板100、200、300各々に整列用ベースマーク140、240、340が形成されているので、整列精度が高い。そして、3枚の基板100、200、300間の接合は公知のSDB(Silicon Direct Bonding)方法により行われる。一方、SDB工程において、シリコンとシリコンとの接合性よりシリコンとシリコン酸化膜との接合性の方が優秀である。したがって、望ましくは、図14に示されたように、上部基板100及び下部基板300はその表面に各々シリコン酸化膜153a、153b、351a、351bが形成されている状態で使われ、中間基板200はその表面にシリコン酸化膜が形成されていない状態で使われる。
【0108】
図15A及び図15Bは上部基板上に圧電アクチュエータを形成し、本発明に係る圧電方式のインクジェットプリントヘッドを完成する段階を説明するための断面図である。
【0109】
まず、図15Aを参照すれば、下部基板100、中間基板200及び上部基板300を順次に積層して接合した状態で、上部基板100の上面に絶縁膜としてシリコン酸化膜180を形成する。しかし、このシリコン酸化膜180を形成する段階は省略されうる。すなわち、図14に示されたように上部基板100の上面に既にシリコン酸化膜153aが形成されている場合、または前述したSDB工程でのアニーリング段階で上部基板100の上面に十分な厚さの酸化膜が既に形成された場合には、再びその上に絶縁膜として図15Aに示されたシリコン酸化膜180を形成する必要がない。
【0110】
次いで、シリコン酸化膜180上に圧電アクチュエータの下部電極191、192を形成する。下部電極191、192はTi層191とPt層192との2つの金属薄膜層よりなる。Ti層191とPt層192とはシリコン酸化膜180の全面に所定厚さだけスパッタリングすることによって形成されうる。このようなTi/Pt層191、192は、圧電アクチュエータの共通電極の役割を行うだけでなく、その上に形成される圧電膜(図15Bの193)とその下の上部基板100との相互拡散を防止する拡散防止層の役割も行うことになる。特に、下のTi層191はPt192層の接着性を向上させる役割も行う。
【0111】
次いで、図15Bに示されたように、下部電極191、192上に圧電膜193と上部電極194とを形成する。具体的に、ペースト状の圧電材をスクリーンプリントにより圧力チャンバ120の上部に所定厚さに塗布した後、これを所定時間乾燥させる。前記圧電材としては多様に使われうるが、望ましくは通常のPZT(Lead Zirconate Titanate)セラミック材が使われる。次いで、乾燥された圧電膜193上に電極材料、例えばAg−Pdペーストをプリンティングする。次いで、圧電膜193を所定温度、例えば900〜1,000℃で焼結させる。この際、圧電膜193の高温焼結過程で生じる圧電膜193と上部基板100との相互拡散は前記一Ti/Pt層191、192により防止される。
【0112】
これにより、上部基板100上に下部電極191、192と、圧電膜193と、上部電極194よりなる圧電アクチュエータ190が形成される。
【0113】
一方、圧電膜193の焼結は大気下で行われるので、その段階で3枚の基板100、200、300に形成されたインク流路の内面にシリコン酸化膜が形成される。このように形成されたシリコン酸化膜はほぼ全種のインクと反応性がないので多様なインクを使用可能となる。また、シリコン酸化膜は親水性を有するので、インクの初期流入時に気泡の流入が防止され、インクの吐出し時にも気泡の発生が抑制される。
【0114】
最後に、接合された状態の3枚の基板100、200、300をチップ単位で切断するダイシング工程と、圧電膜193に電界を加えて圧電特性を生じるポーリング工程を経ると、本発明に係る圧電方式のインクジェットプリントヘッドが完成される。一方、ダイシングは前記圧電膜193の焼結段階前になされても良い。
【0115】
以上、本発明の望ましい実施例を詳細に説明したが、これは例示的なものに過ぎず、当業者ならばこれより多様な変形及び均等な他実施例が可能であるという点を理解しうる。例えば、本発明でプリントヘッドの各構成要素を形成する方法は単に例示されたものであって、多様なエッチング方法を適用でき、製造方法の各段階の順序も例示されたものと異ならせる。したがって、本発明の真の技術的保護範囲は特許請求の範囲によってのみ決まるべきである。
【0116】
【発明の効果】
前述したように本発明に係る圧電方式のインクジェットプリントヘッド及びその製造方法は次のような効果を有する。
【0117】
第1に、シリコン微細加工技術を用いて単結晶シリコンよりなる3枚の基板各々にインク流路をなす構成要素をさらに微細なサイズに精密で容易に形成しうる。したがって、加工公差が減り、これによりインク吐出し性能における偏差が最小化されうる。また、シリコン基板を用いるので、一般の半導体素子の製造工程との互換が可能で、量産しやすくなる。したがって、解像度の向上のためにプリントヘッドを高密度に製作する最近の趨勢に適している。
【0118】
第2に、マスク整列装置を使用して3枚の基板を積層して接合することによって正確な整列及び高い生産性が得られる。すなわち、従来に比べて接合される基板の数が減少されて整列及び接合工程が単純化され、整列工程での誤差も減少される。特に、各基板にベースマークを形成すれば、整列工程での精度がより向上される。
【0119】
第3に、プリントヘッドをなす3枚の基板が全て単結晶シリコン基板よりなって相互接合性に優れ、使用中に周囲温度の変化があっても各基板の熱膨張係数が同一で変形または後続の整列誤差が生じない。
【0120】
第4に、単結晶シリコン基板を基本的な材料として使用するので、乾式または湿式エッチング後のエッチング面の表面粗度値が非常に低くて流体、すなわちインクの挙動に有利な条件を提供する。
【0121】
第5に、製造工程の幾つかの段階でインク流路の内面にほぼ全種のインクと反応性がなく、親水性を有するシリコン酸化膜が形成されるので、多様なインクを使用でき、インクの初期流入時に気泡の流入が防止され、インクの吐出し時にも気泡の発生が抑制される。
【0122】
第6に、機械的特性に優れたシリコンよりなる上部基板の一部が振動板の役割を行うので、圧電アクチュエータと結合された状態で長時間駆動後にも特性の低下がほとんどない。
【0123】
第7に、圧電膜の焼結過程で生じる圧電膜と上部基板、特に振動板間の相互拡散がTi/Pt層により防止され、圧電アクチュエータと振動板間に間隙なしに接合されるので、圧電膜の変形が時間的遅延や変位の損失なしに振動板に伝えられる。したがって、圧電アクチュエータの駆動に係る振動板の応答が即刻的になされるので、インクの吐出し挙動が速くなる。また、高周波領域で駆動しても前記の効果が得られる。
【0124】
第8に、インクジェットプリントヘッドが”T”字状のリストリクタを有する場合には、タンクから圧力チャンバに供給されるインクの流動抵抗が減少され、リストリクタを通じたインクの供給過程において圧力損失が減る。これにより、リストリクタを通過する流量が増加して圧力チャンバ内のインクの再充填がさらに円滑で迅速になされるので、インクジェットプリントヘッドが高周波数で駆動される場合にも均一なインクの吐出し体積と吐出速度とを有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 従来の圧電方式のインクジェットプリントヘッドの一般の構成を説明するための断面図である。
【図2】 従来の圧電方式のインクジェットプリントヘッドの具体的な一例を示す分解斜視図である。
【図3】 図2に示された圧力チャンバの長手方向に切断した従来のプリントヘッドの部分断面図である。
【図4】 図3に示されたA−A’線の断面図である。
【図5】 本発明の望ましい実施例に係る圧電方式のインクジェットプリントヘッドを部分切断して示す分解斜視図である。
【図6A】 図5に示された圧力チャンバの長手方向に切断した本発明の望ましい実施例に係るプリントヘッドの組立状態の部分断面図である。
【図6B】 Aに表示されたB−B’線の拡大断面図である。
【図7】 ”T”字状のリストリクタを有する本発明の他の実施例に係るインクジェットプリントヘッドの分解斜視図である。
【図8A】 本発明に係る圧電方式のインクジェットプリントヘッドの望ましい製造方法において上部基板にベースマークを形成する段階を説明するための断面図である。
【図8B】 本発明に係る圧電方式のインクジェットプリントヘッドの望ましい製造方法において上部基板にベースマークを形成する段階を説明するための断面図である。
【図8C】 本発明に係る圧電方式のインクジェットプリントヘッドの望ましい製造方法において上部基板にベースマークを形成する段階を説明するための断面図である。
【図8D】 本発明に係る圧電方式のインクジェットプリントヘッドの望ましい製造方法において上部基板にベースマークを形成する段階を説明するための断面図である。
【図8E】 本発明に係る圧電方式のインクジェットプリントヘッドの望ましい製造方法において上部基板にベースマークを形成する段階を説明するための断面図である。
【図9A】 上部基板に圧力チャンバを形成する段階を説明するための断面図である。
【図9B】 上部基板に圧力チャンバを形成する段階を説明するための断面図である。
【図9C】 上部基板に圧力チャンバを形成する段階を説明するための断面図である。
【図9D】 上部基板に圧力チャンバを形成する段階を説明するための断面図である。
【図9E】 上部基板に圧力チャンバを形成する段階を説明するための断面図である。
【図9F】 上部基板に圧力チャンバを形成する段階を説明するための断面図である。
【図9G】 上部基板に圧力チャンバを形成する段階を説明するための断面図である。
【図10A】 中間基板にリストリクタを形成する段階を説明するための断面図である。
【図10B】 中間基板にリストリクタを形成する段階を説明するための断面図である。
【図10C】 中間基板にリストリクタを形成する段階を説明するための断面図である。
【図10D】 中間基板にリストリクタを形成する段階を説明するための断面図である。
【図10E】 中間基板にリストリクタを形成する段階を説明するための断面図である。
【図11A】 中間基板にタンクとダンパーとを形成する第1方法を段階別に示す断面図である。
【図11B】 中間基板にタンクとダンパーとを形成する第1方法を段階別に示す断面図である。
【図11C】 中間基板にタンクとダンパーとを形成する第1方法を段階別に示す断面図である。
【図11D】 中間基板にタンクとダンパーとを形成する第1方法を段階別に示す断面図である。
【図11E】 中間基板にタンクとダンパーとを形成する第1方法を段階別に示す断面図である。
【図11F】 中間基板にタンクとダンパーとを形成する第1方法を段階別に示す断面図である。
【図11G】 中間基板にタンクとダンパーとを形成する第1方法を段階別に示す断面図である。
【図11H】 中間基板にタンクとダンパーとを形成する第1方法を段階別に示す断面図である。
【図11I】 中間基板にタンクとダンパーとを形成する第1方法を段階別に示す断面図である。
【図11J】 中間基板にタンクとダンパーとを形成する第1方法を段階別に示す断面図である。
【図12A】 中間基板にタンクとダンパーとを形成する第2方法を段階別に示す断面図である。
【図12B】 中間基板にタンクとダンパーとを形成する第2方法を段階別に示す断面図である。
【図13A】 下部基板にノズルを形成する段階を説明するための断面図である。
【図13B】 下部基板にノズルを形成する段階を説明するための断面図である。
【図13C】 下部基板にノズルを形成する段階を説明するための断面図である。
【図13D】 下部基板にノズルを形成する段階を説明するための断面図である。
【図13E】 下部基板にノズルを形成する段階を説明するための断面図である。
【図13F】 下部基板にノズルを形成する段階を説明するための断面図である。
【図13G】 下部基板にノズルを形成する段階を説明するための断面図である。
【図13H】 下部基板にノズルを形成する段階を説明するための断面図である。
【図14】 下部基板、中間基板及び上部基板を順次積層して接合する段階を示す断面図である。
【図15A】 上部基板上に圧電アクチュエータを形成して本発明に係る圧電方式のインクジェットプリントヘッドを完成する段階を説明するための断面図である。
【図15B】 上部基板上に圧電アクチュエータを形成して本発明に係る圧電方式のインクジェットプリントヘッドを完成する段階を説明するための断面図である。
【符号の説明】
100、200、300: 基板
101: 第1シリコン基板
102: 中間酸化膜
103: 第2シリコン基板
110: インク導入口
120: 圧力チャンバ
180: シリコン酸化膜
190: 圧電アクチュエータ
191: Ti層
192: Pt層
193: 圧電膜
194: 上部電極
200: 中間基板
210: タンク
230: ダンパー
Claims (45)
- インクが導入されるインク導入口が貫通形成され、吐き出されるインクが満たされる圧力チャンバがその底面に形成された上部基板と、
前記インク導入口と連結されて流入されたインクが貯蔵されるタンクがその上面に形成され、前記圧力チャンバの一端部に対応する位置にダンパーが貫通形成された中間基板と、
前記ダンパーと対応する位置にインクを吐き出すためのノズルが貫通形成された下部基板と、
前記上部基板上に一体形成されて前記圧力チャンバにインクの吐出のための駆動力を提供する圧電アクチュエータと、
を備え、
前記中間基板において該中間基板の上面から垂直方向に前記タンクに沿って該タンクと同じ深さで延長形成され、前記圧力チャンバの他端部と前記タンクとを連結するリストリクタが形成され、
前記下部基板、中間基板及び上部基板は順次に積層されて相互接合され、前記3枚の基板は全て単結晶シリコン基板からなり、
前記リストリクタは、
前記中間基板の上面に対して平行な水平面における断面形状が、前記タンクと離隔し該タンクの長手方向に対して平行な長手方向を有するように形成された第1部位と、一端が前記第1部位の長手方向の中央と連結し他端が前記タンクと連結するように延長形成された第2部位と、を含む”T”字状であり、
延長形成された垂直方向における前記”T”字状の断面形状を有する前記中間基板の上面の端部で、前記圧力チャンバの他端部と連結することを特徴とする圧電方式のインクジェットプリントヘッド。 - 前記上部基板の前記圧力チャンバの上部壁をなす部位は前記圧電アクチュエータの駆動により撓み変形される振動板としての役割を行うことを特徴とする請求項1に記載の圧電方式のインクジェットプリントヘッド。
- 前記上部基板は、第1シリコン基板と、中間酸化膜と、第2シリコン基板とが順次に積層された構造を有するSOIウェーハよりなり、
前記第1シリコン基板に前記圧力チャンバが形成され、
前記第2シリコン基板が前記振動板としての役割を行うことを特徴とする請求項2に記載の圧電方式のインクジェットプリントヘッド。 - 前記圧力チャンバは、前記タンクの両側に2列に配されたことを特徴とする請求項1に記載の圧電方式のインクジェットプリントヘッド。
- 前記タンクを左右に分離させるために前記タンクの内部にはその長手方向に隔壁が形成されたことを特徴とする請求項4に記載の圧電方式のインクジェットプリントヘッド。
- 前記上部基板と前記圧電アクチュエータとの間にはシリコン酸化膜が形成されたことを特徴とする請求項1に記載の圧電方式のインクジェットプリントヘッド。
- 前記シリコン酸化膜は、前記上部基板と前記圧電アクチュエータ間の物質拡散及び熱的ストレスを抑制する機能を有することを特徴とする請求項6に記載の圧電方式のインクジェットプリントヘッド。
- 前記圧電アクチュエータは、
前記上部基板上に形成される下部電極と、
前記下部電極上に前記圧力チャンバの上部に位置するように形成される圧電膜と、
前記圧電膜上に形成されて前記圧電膜に電圧を印加するための上部電極と、
を含むことを特徴とする請求項1に記載の圧電方式のインクジェットプリントヘッド。 - 前記下部電極は、Ti層とPt層とが順次に積層された2層構造を有することを特徴とする請求項8に記載の圧電方式のインクジェットプリントヘッド。
- 前記Ti層及びPt層は、
前記圧電アクチュエータの共通電極としての機能と、
前記上部基板と前記圧電膜間の相互拡散を防止する拡散防止膜としての機能と、
を有することを特徴とする請求項9に記載の圧電方式のインクジェットプリントヘッド。 - 前記ノズルは、
前記下部基板の下部分に形成されるオリフィスと、
前記下部基板の上部に形成されて前記ダンパーと前記オリフィスとを連結するインク誘導部と、
を含むことを特徴とする請求項1に記載の圧電方式のインクジェットプリントヘッド。 - 前記インク誘導部は、前記ダンパーから前記オリフィス側に行くほどその断面積が徐々に減少することを特徴とする請求項11に記載の圧電方式のインクジェットプリントヘッド。
- 前記インク誘導部は、四角錘状を有することを特徴とする請求項12に記載の圧電方式のインクジェットプリントヘッド。
- 単結晶シリコン基板よりなる上部基板、中間基板及び下部基板を用意する段階と、
用意された前記上部基板、中間基板及び下部基板各々を微細加工してインク流路を形成する段階と、
前記インク流路が形成された前記下部基板、中間基板及び上部基板を積層して接合させる段階と、
前記上部基板上にインクの吐出しのための駆動力を提供する圧電アクチュエータを形成する段階と、
を備え、
前記流路形成段階は、
前記上部基板の底面に吐き出されるインクが満たされる圧力チャンバとインクが導入されるインク導入口とを形成する段階と、
前記中間基板の上面に、前記圧力チャンバの一端と連結されるリストリクタを形成する段階と、
前記中間基板に前記圧力チャンバの他端と連結されるダンパーを貫通形成する段階と、
前記中間基板の上面にその一端が前記インク導入口に連結され、その側面が前記リストリクタに連結されるタンクを形成する段階と、
前記下部基板に前記ダンパーに連結されるノズルを貫通形成する段階と、
を含み、
前記リストリクタ形成段階では、前記リストリクタを、
前記中間基板において該中間基板の上面から垂直方向に前記タンクに沿って該タンクと同じ深さで延長形成され、
前記中間基板の上面に対して平行な水平面における断面形状が、前記タンクと離隔し該タンクの長手方向に対して平行な長手方向を有するように形成された第1部位と、一端が前記第1部位の長手方向の中央と連結し他端が前記タンクと連結するように延長形成された第2部位と、を含む”T”字状であり、
延長形成された垂直方向における前記”T”字状の断面形状を有する前記中間基板の上面の端部で、前記圧力チャンバの他端部と連結するように、形成することを特徴とする圧電方式のインクジェットプリントヘッドの製造方法。 - 前記インク流路形成段階前に、前記3枚の基板各々に前記接合段階での整列基準として用いられるベースマークを形成する段階をさらに備えることを特徴とする請求項14に記載の圧電方式のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
- 前記ベースマーク形成段階は、前記上部基板の少なくとも底面縁部と、前記中間基板及び下部基板それぞれの上面と底面縁部とを所定深さにエッチングすることによって前記ベースマークを形成することを特徴とする請求項15に記載の圧電方式のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
- 前記ベースマークはエッチング液としてTMAHまたはKOHを使用する湿式エッチングにより形成されることを特徴とする請求項16に記載の圧電方式のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
- 前記圧力チャンバとインク導入口を形成する段階は、前記上部基板の底面を所定深さに乾式エッチングして前記圧力チャンバと前記インク導入口とを同時に形成することを特徴とする請求項14に記載の圧電方式のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
- 前記圧力チャンバとインク導入口とを形成する段階において、前記上部基板として第1シリコン基板と、中間酸化膜と、第2シリコン基板とが順次に積層された構造を有するSOIウェーハを使用し、前記中間酸化膜をエッチング停止層として前記第1シリコン基板をエッチングすることによって前記圧力チャンバとインク導入口とを形成することを特徴とする請求項18に記載の圧電方式のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
- 前記圧力チャンバとインク導入口とを形成した後、TMAHを使用して前記上部基板の全表面を洗浄することを特徴とする請求項18に記載の圧電方式のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
- 前記上部基板の底面に所定深さに形成された前記インク導入口は前記圧電アクチュエータ形成段階後に貫通されることを特徴とする請求項18に記載の圧電方式のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
- 前記リストリクタ形成段階は、前記上部基板の底面を乾式エッチングしたり、エッチング液としてTMAHまたはKOHを使用して湿式エッチングすることによって前記リストリクタを形成することを特徴とする請求項14に記載の圧電方式のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
- 前記リストリクタ形成段階は、前記中間基板の上面を乾式エッチングしたり、エッチング液としてTMAHまたはKOHを使用して湿式エッチングすることによって前記リストリクタを形成することを特徴とする請求項14に記載の圧電方式のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
- 前記リストリクタ形成段階は、前記上部基板の底面と前記中間基板の上面とを各々乾式エッチングしたり、エッチング液としてTMAHまたはKOHを使用して湿式エッチングすることによって、前記上部基板の底面に前記リストリクタの一部を形成して前記中間基板の上面に前記リストリクタの残りの部分を形成することを特徴とする請求項14に記載の圧電方式のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
- 前記リストリクタ形成段階は、前記中間基板の上面をICPによる乾式エッチングにより所定深さにエッチングすることによって前記”T”字状の断面を有する前記リストリクタを形成することを特徴とする請求項14に記載の圧電方式のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
- 前記リストリクタ形成段階と前記タンク形成段階とは同時に行われることを特徴とする請求項25に記載の圧電方式のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
- 前記ダンパー形成段階は、
前記中間基板の上面に前記圧力チャンバの他端部と連結される所定深さのホールを形成する段階と、
前記ホールを貫通させて前記圧力チャンバの他端に連結されるダンパーを形成する段階と、よりなることを特徴とする請求項14に記載の圧電方式のインクジェットプリントヘッドの製造方法。 - 前記ホール形成段階は、サンドブラストにより行われ、前記ホール貫通段階はICPによる乾式エッチングにより行われることを特徴とする請求項27に記載の圧電方式のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
- 前記サンドブラストの前に、前記中間基板の他の部位を保護するための保護膜としてドライフィルム状のフォトレジストを前記中間基板上にラミネーション方法により塗布することを特徴とする請求項28に記載の圧電方式のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
- 前記ホール形成段階及び前記ホール貫通段階は、ICPによる乾式エッチングにより行われることを特徴とする請求項27に記載の圧電方式のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
- 前記ホール貫通段階は、前記タンク形成段階と同時に行われることを特徴とする請求項27に記載の圧電方式のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
- 前記タンク形成段階は、前記中間基板の上面を所定深さに乾式エッチングすることによって前記タンクを形成することを特徴とする請求項14に記載の圧電方式のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
- 前記タンク形成段階において、前記タンクを左右に分離させるために前記タンクの内部にその長手方向に隔壁を形成することを特徴とする請求項32に記載の圧電方式のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
- 前記タンクは、ICPによる乾式エッチングにより形成されることを特徴とする請求項32に記載の圧電方式のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
- 前記ノズル形成段階は、
前記下部基板の上面を所定深さにエッチングして前記ダンパーと連結されるインク誘導部を形成する段階と、
前記下部基板の底面をエッチングして前記インク誘導部と連結されるオリフィスを形成する段階と、
を含むことを特徴とする請求項14に記載の圧電方式のインクジェットプリントヘッドの製造方法。 - 前記インク誘導部形成段階において、前記下部基板として(100)方向の結晶面を有するシリコン基板を使用して前記下部基板を異方性湿式エッチングすることによって、その側面が傾いた四角錘状の前記インク誘導部を形成することを特徴とする請求項35に記載の圧電方式のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
- 前記接合段階において、前記3枚の基板の積層はマスク整列装置によって行われることを特徴とする請求項14に記載の圧電方式のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
- 前記接合段階において、前記3枚の基板間の接合はSDB方法によって行われることを特徴とする請求項14に記載の圧電方式のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
- 前記接合段階において、前記3枚の基板間の接合性を向上させるために前記上部基板の少なくとも底面と前記下部基板の少なくとも上面にはシリコン酸化膜が形成されている状態で前記3枚の基板が接合されることを特徴とする請求項38に記載の圧電方式のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
- 前記圧電アクチュエータ形成段階前に、前記上部基板上にシリコン酸化膜を形成する段階をさらに備えることを特徴とする請求項14に記載の圧電方式のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
- 前記圧電アクチュエータ形成段階は、
前記上部基板上にTiとPt層とを順次に積層して下部電極を形成する段階と、
前記下部電極上に圧電膜を形成する段階と、前記圧電膜上に上部電極を形成する段階と、
を含むことを特徴とする請求項14に記載の圧電方式のインクジェットプリントヘッドの製造方法。 - 前記圧電膜形成段階は、前記圧力チャンバに対応する位置の前記下部電極上にペースト状態の圧電材料を塗布した後、これを焼結させることによって前記圧電膜を形成することを特徴とする請求項41に記載の圧電方式のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
- 前記圧電材料の塗布はスクリーンプリントにより行われることを特徴とする請求項42に記載の圧電方式のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
- 前記圧電材料の中に前記3枚の基板に形成された前記インク流路の内側壁面に酸化膜を形成させることを特徴とする請求項42に記載の圧電方式のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
- 前記圧電アクチュエータ形成段階は、
前記上部電極の形成段階後、接合された状態の前記3枚の基板をチップ単位で切断するダイシング段階と、
前記圧電アクチュエータの圧電膜に電界を加えて圧電特性を生じるポーリング段階と、
をさらに含むことを特徴とする請求項41に記載の圧電方式のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
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KR100438836B1 (ko) * | 2001-12-18 | 2004-07-05 | 삼성전자주식회사 | 압전 방식의 잉크젯 프린트 헤드 및 그 제조방법 |
US7052117B2 (en) | 2002-07-03 | 2006-05-30 | Dimatix, Inc. | Printhead having a thin pre-fired piezoelectric layer |
JP4251019B2 (ja) * | 2003-06-13 | 2009-04-08 | パナソニック株式会社 | 微小固形成分分離デバイスとその製造方法、およびこれを用いた微小固形成分の分離方法 |
JP4218444B2 (ja) * | 2003-06-30 | 2009-02-04 | ブラザー工業株式会社 | インクジェットヘッドの製造方法 |
KR101137643B1 (ko) | 2003-10-10 | 2012-04-19 | 후지필름 디마틱스, 인크. | 박막을 구비한 프린트 헤드 |
US7097286B2 (en) * | 2003-11-12 | 2006-08-29 | Kyocera Corporation | Ink jet recording head structure, ink jet printer, powder molding method, method of manufacturing recording head structure supporting member, and powder molding press apparatus |
US7055939B2 (en) * | 2003-11-20 | 2006-06-06 | Xerox Corporation | Drop generator |
CN100393387C (zh) * | 2003-12-17 | 2008-06-11 | 松下电器产业株式会社 | 成分分离装置及其制造方法、以及使用它的成分分离方法 |
KR100528350B1 (ko) * | 2004-02-27 | 2005-11-15 | 삼성전자주식회사 | 잉크젯 프린트헤드의 압전 액츄에이터 및 그 형성 방법 |
US8491076B2 (en) | 2004-03-15 | 2013-07-23 | Fujifilm Dimatix, Inc. | Fluid droplet ejection devices and methods |
US7281778B2 (en) | 2004-03-15 | 2007-10-16 | Fujifilm Dimatix, Inc. | High frequency droplet ejection device and method |
JP2005288853A (ja) * | 2004-03-31 | 2005-10-20 | Brother Ind Ltd | インクジェットヘッドの製造方法及びインクジェットヘッド |
US7419252B2 (en) | 2004-07-13 | 2008-09-02 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Ink jet head, piezo-electric actuator, and method of manufacturing them |
EP1616700A1 (en) * | 2004-07-13 | 2006-01-18 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Piezoelectric actuator, ink jet head, and method of manufacturing them |
US7347532B2 (en) * | 2004-08-05 | 2008-03-25 | Fujifilm Dimatix, Inc. | Print head nozzle formation |
KR100624692B1 (ko) * | 2004-09-13 | 2006-09-15 | 삼성전자주식회사 | 잉크젯 헤드용 필터 플레이트, 상기 필터 플레이트를구비하는 잉크젯 헤드 및 상기 필터 플레이트의 제조방법 |
KR100590558B1 (ko) | 2004-10-07 | 2006-06-19 | 삼성전자주식회사 | 압전 방식의 잉크젯 프린트 헤드 및 그 제조방법 |
JP2006123212A (ja) * | 2004-10-26 | 2006-05-18 | Seiko Epson Corp | 液体噴射ヘッドの製造方法及び液体噴射ヘッド |
US7347533B2 (en) * | 2004-12-20 | 2008-03-25 | Palo Alto Research Center Incorporated | Low cost piezo printhead based on microfluidics in printed circuit board and screen-printed piezoelectrics |
JP5004806B2 (ja) | 2004-12-30 | 2012-08-22 | フジフィルム ディマティックス, インコーポレイテッド | インクジェットプリント法 |
KR20060081110A (ko) * | 2005-01-07 | 2006-07-12 | 삼성전자주식회사 | 잉크젯 프린트헤드의 대칭형 노즐 형성 방법 |
KR100682917B1 (ko) * | 2005-01-18 | 2007-02-15 | 삼성전자주식회사 | 압전 방식의 잉크젯 프린트헤드 및 그 제조방법 |
KR20060092397A (ko) | 2005-02-17 | 2006-08-23 | 삼성전자주식회사 | 압전 방식의 잉크젯 프린트헤드 및 그 제조방법 |
DE602006017457D1 (de) * | 2005-02-21 | 2010-11-25 | Brother Ind Ltd | Verfahren zur Herstellung eines piezoelektrischen Aktors |
US7735965B2 (en) * | 2005-03-31 | 2010-06-15 | Lexmark International Inc. | Overhanging nozzles |
US20060284936A1 (en) | 2005-06-15 | 2006-12-21 | Xerox Corporation | Drop Generator |
JP4483738B2 (ja) * | 2005-08-19 | 2010-06-16 | セイコーエプソン株式会社 | デバイス実装構造、デバイス実装方法、電子装置、液滴吐出ヘッド、及び液滴吐出装置 |
US7319284B2 (en) * | 2005-09-02 | 2008-01-15 | Precision Instrument Development Center National Applied Research Laboratories | Surface acoustic wave device and method for fabricating the same |
JP4765505B2 (ja) * | 2005-09-16 | 2011-09-07 | リコープリンティングシステムズ株式会社 | インクジェットヘッド |
JP5063892B2 (ja) * | 2005-12-20 | 2012-10-31 | 富士フイルム株式会社 | 液体吐出ヘッドの製造方法 |
KR101153562B1 (ko) * | 2006-01-26 | 2012-06-11 | 삼성전기주식회사 | 압전 방식의 잉크젯 프린트헤드 및 그 제조방법 |
KR100682964B1 (ko) * | 2006-02-09 | 2007-02-15 | 삼성전자주식회사 | 잉크젯 헤드의 압전 액츄에이터 형성 방법 |
KR101068705B1 (ko) * | 2006-03-03 | 2011-09-28 | 실버브룩 리서치 피티와이 리미티드 | 펄스 감쇠 유체 구조 |
US7475976B2 (en) * | 2006-03-03 | 2009-01-13 | Silverbrook Research Pty Ltd | Printhead with elongate array of nozzles and distributed pulse dampers |
US7837297B2 (en) * | 2006-03-03 | 2010-11-23 | Silverbrook Research Pty Ltd | Printhead with non-priming cavities for pulse damping |
US7425465B2 (en) | 2006-05-15 | 2008-09-16 | Fujifilm Diamatix, Inc. | Method of fabricating a multi-post structures on a substrate |
JP4821466B2 (ja) * | 2006-07-03 | 2011-11-24 | 富士ゼロックス株式会社 | 液滴吐出ヘッド |
KR100738117B1 (ko) | 2006-07-06 | 2007-07-12 | 삼성전자주식회사 | 압전 방식의 잉크젯 프린트헤드 |
US7806521B2 (en) * | 2006-08-01 | 2010-10-05 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Liquid transport apparatus and method for producing liquid transport apparatus |
KR101101653B1 (ko) * | 2006-12-12 | 2011-12-30 | 삼성전기주식회사 | 압전방식 페이지 폭 잉크젯프린트헤드 |
KR101170870B1 (ko) | 2006-12-13 | 2012-08-02 | 삼성전기주식회사 | 크로스 토크를 억제하기 위한 복수의 리스트릭터를 가진잉크젯 헤드 |
KR100773566B1 (ko) | 2006-12-27 | 2007-11-05 | 삼성전자주식회사 | 잉크젯 헤드의 댐퍼와 그 형성 방법 |
KR101257841B1 (ko) | 2007-01-05 | 2013-05-07 | 삼성디스플레이 주식회사 | 압전 방식 잉크젯 헤드와 그 제조 방법 |
US7988247B2 (en) | 2007-01-11 | 2011-08-02 | Fujifilm Dimatix, Inc. | Ejection of drops having variable drop size from an ink jet printer |
KR100897556B1 (ko) * | 2007-04-24 | 2009-05-15 | 삼성전기주식회사 | 잉크젯 헤드의 노즐 제조방법 |
JP4979488B2 (ja) * | 2007-07-06 | 2012-07-18 | キヤノン株式会社 | 液体吐出ヘッド及び記録装置 |
JP2009083140A (ja) * | 2007-09-27 | 2009-04-23 | Fujifilm Corp | 液体吐出ヘッド及びその製造方法 |
US7854497B2 (en) * | 2007-10-30 | 2010-12-21 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Fluid ejection device |
KR101301157B1 (ko) * | 2007-11-09 | 2013-09-03 | 삼성전자주식회사 | 다단계 기판 식각 방법 및 이를 이용하여 제조된테라헤르츠 발진기 |
US7922313B2 (en) * | 2007-11-29 | 2011-04-12 | Silverbrook Research Pty Ltd | Printhead with pressure-dampening structures |
US8011773B2 (en) * | 2007-11-29 | 2011-09-06 | Silverbrook Research Pty Ltd | Printer with minimal distance between pressure-dampening structures and nozzles |
US20090147044A1 (en) * | 2007-12-05 | 2009-06-11 | Silverbrook Research Pty Ltd | Pressure capping of inkjet nozzles |
KR100976205B1 (ko) * | 2008-09-30 | 2010-08-17 | 삼성전기주식회사 | 잉크젯 헤드 및 그 제조방법 |
KR100976204B1 (ko) * | 2008-09-30 | 2010-08-17 | 삼성전기주식회사 | 잉크젯 헤드 및 그 제조방법 |
JP2012507417A (ja) * | 2008-10-31 | 2012-03-29 | フジフィルム ディマティックス, インコーポレイテッド | ノズル噴出口成形 |
US8197029B2 (en) * | 2008-12-30 | 2012-06-12 | Fujifilm Corporation | Forming nozzles |
JP5207544B2 (ja) * | 2009-02-24 | 2013-06-12 | 富士フイルム株式会社 | インクジェットヘッドの製造方法及びインクジェット記録装置 |
US8157352B2 (en) * | 2009-02-26 | 2012-04-17 | Fujifilm Corporation | Fluid ejecting with centrally formed inlets and outlets |
JP2010201865A (ja) * | 2009-03-05 | 2010-09-16 | Fujifilm Corp | 液体吐出ヘッド及び画像形成装置 |
US8388116B2 (en) | 2009-10-30 | 2013-03-05 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Printhead unit |
KR101187991B1 (ko) * | 2010-02-23 | 2012-10-04 | 삼성전기주식회사 | 잉크젯 프린트 헤드 및 잉크젯 프린트 헤드 제조방법 |
KR101194524B1 (ko) | 2010-12-24 | 2012-10-24 | 삼성전기주식회사 | 압전소자의 폴링방법 및 그를 이용한 관성센서 제조방법 |
KR101328288B1 (ko) * | 2012-04-27 | 2013-11-14 | 삼성전기주식회사 | 잉크젯 프린트 헤드 |
JP2017109331A (ja) * | 2015-12-15 | 2017-06-22 | セイコーエプソン株式会社 | 液体噴射ヘッド、液体噴射ヘッドユニット、及び、流路部材の製造方法 |
CN107443896B (zh) * | 2016-05-27 | 2020-05-12 | 精工电子打印科技有限公司 | 液体喷射头以及液体喷射装置 |
US10308022B2 (en) | 2016-05-27 | 2019-06-04 | Sii Printek Inc. | Liquid jet head and liquid jet apparatus |
WO2018047576A1 (ja) * | 2016-09-12 | 2018-03-15 | コニカミノルタ株式会社 | 液滴吐出ヘッド及び液滴吐出装置 |
JP6617928B2 (ja) * | 2016-11-18 | 2019-12-11 | 株式会社村田製作所 | 圧電振動素子の製造方法 |
JP7360880B2 (ja) * | 2019-09-30 | 2023-10-13 | ローム株式会社 | サーマルプリントヘッド及びその製造方法 |
CN111038105B (zh) * | 2019-12-19 | 2021-09-07 | 西安增材制造国家研究院有限公司 | 一种压电式喷墨打印头 |
Family Cites Families (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57167272A (en) * | 1981-04-08 | 1982-10-15 | Hitachi Ltd | Ink drop jetting device |
JP3230017B2 (ja) * | 1993-01-11 | 2001-11-19 | 富士通株式会社 | インクジェットヘッドの製造方法 |
IT1268870B1 (it) | 1993-08-23 | 1997-03-13 | Seiko Epson Corp | Testa di registrazione a getto d'inchiostro e procedimento per la sua fabbricazione. |
DE69434514T2 (de) | 1993-12-24 | 2006-06-22 | Seiko Epson Corp. | Tintenstrahlaufzeichnungskopf |
JP3088890B2 (ja) * | 1994-02-04 | 2000-09-18 | 日本碍子株式会社 | 圧電/電歪膜型アクチュエータ |
JP3381473B2 (ja) * | 1994-08-25 | 2003-02-24 | セイコーエプソン株式会社 | 液体噴射ヘッド |
JP3386099B2 (ja) * | 1995-07-03 | 2003-03-10 | セイコーエプソン株式会社 | インクジェット式記録ヘッド用ノズルプレート、これの製造方法、及びインクジェット式記録ヘッド |
JP3402349B2 (ja) * | 1996-01-26 | 2003-05-06 | セイコーエプソン株式会社 | インクジェット式記録ヘッド |
JPH09241962A (ja) * | 1996-03-04 | 1997-09-16 | Nippon Petrochem Co Ltd | ウエブの積層装置 |
JP3461240B2 (ja) * | 1996-05-28 | 2003-10-27 | キヤノン株式会社 | インクジェット記録ヘッドの製造方法 |
JP3713921B2 (ja) * | 1996-10-24 | 2005-11-09 | セイコーエプソン株式会社 | インクジェット式記録ヘッドの製造方法 |
JP4122564B2 (ja) * | 1998-04-24 | 2008-07-23 | セイコーエプソン株式会社 | 圧電体素子、インクジェット式記録ヘッドおよびそれらの製造方法 |
JP4357600B2 (ja) * | 1998-06-18 | 2009-11-04 | パナソニック株式会社 | 流体噴射装置 |
JP2000079685A (ja) | 1998-06-30 | 2000-03-21 | Kansai Shingijutsu Kenkyusho:Kk | インクジェット式プリンタのラインヘッド |
DE69927211T2 (de) * | 1998-06-30 | 2006-06-29 | Canon K.K. | Zeilendruckkopf für Tintenstrahldrucker |
JP2000094696A (ja) * | 1998-09-24 | 2000-04-04 | Ricoh Co Ltd | インクジェットヘッド及びその作製方法 |
US6467886B1 (en) * | 1999-09-16 | 2002-10-22 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Ink-jet head, method for fabricating same, and ink-jet recording device |
DE60005111T2 (de) * | 1999-11-15 | 2004-03-25 | Seiko Epson Corp. | Tintenstrahldruckkopf und Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung |
JP2001179996A (ja) * | 1999-12-22 | 2001-07-03 | Samsung Electro Mech Co Ltd | インクジェットプリンタヘッド及びその製造方法 |
KR100499118B1 (ko) | 2000-02-24 | 2005-07-04 | 삼성전자주식회사 | 단결정 실리콘 웨이퍼를 이용한 일체형 유체 노즐어셈블리 및 그 제작방법 |
JP4144810B2 (ja) * | 2000-06-21 | 2008-09-03 | 株式会社リコー | 液滴吐出ヘッド及びその製造方法、インクジェット記録装置並びに画像形成装置、液滴吐出装置 |
EP1199171A3 (en) * | 2000-10-16 | 2003-04-09 | Seiko Epson Corporation | Ink-jet recording head and ink-jet recording apparatus |
KR100438836B1 (ko) * | 2001-12-18 | 2004-07-05 | 삼성전자주식회사 | 압전 방식의 잉크젯 프린트 헤드 및 그 제조방법 |
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