JPH02217254A - インクジェットヘッド及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 １監分互 本発明は、インクジェットヘッド及びその製造方法に関
する。

従米致五 本発明に係る従来技術としては、特開昭５９−１５９３
５６号公報、特公昭６２−５９６７２号公報、特公昭６
３−４４０６７号公報などがある。

これらに記載されているように、従来各種のインクジエ
ツト方式が提案され、試作、或いは、実用化されてきて
いるが、それぞれに長所、短所をもっており、これとい
った決め手になる方式が見つかっていないのが現状であ
るが、その中で現在実用化され、市販されている物の内
、圧電素子を使用した物や、バブルジェット方式による
ドロップオンデマンド方式が比較的有望視されている。

圧電素子を用いた方式にも各種あるが、圧電素子の大き
さが成る程度必要なのと、液室や、流路の関係から高密
度化しにくいなどの欠点がある。

又、圧電素子をカットしたり、張り付けたり等の機械加
工に近い作業が多く含まれる関係から、品質のばらつき
や信頼性に欠けるなどの問題がある。

バブルジェット方式の欠点として、ヒータを発熱させて
その熱でバブルを発生させ、その力でインクを吐出させ
ているが、この時の熱によるストレスや、バブルが壊れ
る時に発生する衝撃でヘッドがダメージを受け、ヘッド
の寿命があまり長くない等の欠点がある。

且−一旗 もので、熱の発生によるストレスが無く長寿命になり、
同一基板上にノズルを二次元的に配置することで高密度
化して全体のドツト密度を上げることが出来、又、ヘッ
ドの製造に当たっては半導体の製造設備や技術がそのま
ま利用出来るようなインクジェットヘッド及びその製造
方法を提供することを目的としてなされたものである。

且−一皮 本発明は、上記目的を達成するために、ノズルが形成さ
れた基板上に、振動板を兼ねた圧力作用室とインク流路
を形成すると共に、前記インク流路に連接するインク供
給流路を形成後、振動板上を除く全面に上蓋を形成し、
前記振動板上に振動子を形成して成ること、更には、前
記振動板の上面と略凹−平面となるようインク供給流路
を形成したこと、更には、前記振動板が酸化シリコンか
らなること、更には、前記インク供給流路、及び、上蓋
を感光性樹脂としたこと、或いは、ノズルが形成された
基板上に、振動板を兼ねた圧力作用室とインク流路を形
成するための充填材を設け、該充填材上にメタルマスク
を用いて酸化シリコンをスパッタし、振動板と圧力作用
室とインク流路を形成する工程と、前記振動板と圧力作
用室とインク流路を形成後、前記充填材を除去する工程
と、前記振動板上面と略凹−平面と成るよう感光性樹脂
を塗布し、該感光性樹脂を写真蝕刻法で蝕刻してインク
供給流路を形成する工程と、前記の工程終了後、全面に
感光性樹脂シートを被せて圧着する工程と、前記感光性
樹脂の振動板上面部分を写真蝕刻法で除去し、振動板上
面を露出させる工程と、前記振動板上面に金属をスパッ
タし、又は。

蒸着して下部電極を形成する工程と、前記下部電極上に
圧電物質をスパッタして圧電体を形成する工程と、前記
圧電体上に金属をスパッタ、又は、蒸着して上面電極を
形成する工程を有すること。

更には、圧力作用室、及び、インク流路を形成するため
の充填材を除去する工程を、全面に感光性樹脂シートを
被せ圧着する工程の後にしたことを特徴としたものであ
る。以下１本発明の実施例に基づいて説明する。

第１図は、本発明によるインクジェットヘッドの一実施
例を説明するための平面図、第２図は、第１図における
Ｂ−Ｂ’断面図で、図中、ｌは基板、２は保護膜（Ｓ　
ｉ　Ｏａ）　、３はフォトレジスト、４はドライフィル
ム、５は上部電極、６は圧電膜、７は下部電極、８は振
動板、９は液室（インク流路）、１０はノズルである。

第３図（ａ）〜（ｇ）は、インクジェットヘッドの製造
工程を説明するための図である。以下、順次説明する。

第３図（ａ）：ノズル１０を加工した基板１の上に振動
板８を兼ねた圧力作用室と、インク流路９を形成するた
めの充填材１１（フォトレジスト）で液室内形状、及び
、インク流路９を形成した後、メタルマスクを使用して
酸化シリコン（ＳｉＯｚ）をスパッタして振動板８を形
成する。こうすることで、振動板８と、圧力作用室が一
体となり、従来の張り合わせ等の工程が無くなると共に
、信頼性の高いヘッドを得ることができる。

ノズル１０の加工は図示していないが、半導体（シリコ
ン）基板１に酸化シリコン膜２を形成後、ノズル部分の
酸化シリコン膜を除去し、酸化シリコン膜をマスクとし
てエツチングで穴あけをする。

この酸化シリコン膜によりヘッドの安定性が増す。

第３図（ｂ）二次に、充填材１１（フォトレジスト）の
溶解、除去を行い、振動板８を兼ねた圧力作用室とイン
ク流路９を形成する。この除去は。

インク供給流路９や共通液室の蓋になるためのドライフ
ィルムを上から圧着後、除去する方がより信頼性を増す
ことができる。即ち、ドライフィルムを上から圧着する
工程で振動板８への応力を和らげることが出来るからで
ある。

第３図（Ｃ）；次に、インク液室、インク流路や、共通
液室を形成するため、振動板上面と路間−面になるよう
、全面にフォトレジスト３を塗布する。

第３図（ｄ）二次に、露光、硬化後、未硬化部分を溶解
、除去してインク供給流路や、共通液室を形成をする。

この第３図（ｄ）は第１図の八−Ａ′断面図を示してい
る。

第３図（ｅ）二次に、インク供給流路や共通液室の蓋に
なるドライフィルム４を上から圧着、露光し、圧電ｒＩ
４６を形成する部分以外を硬化させた後、圧電膜形成部
分のドライフィルムの溶解、除去を行う。

第３図（ｆ）：次に、ＡＱや、Ｃｒ−Ａｕ等の配線材料
をスパッタや蒸着して下部電極７を形成し、配線を振動
板８上と、ドライフィルム４上に形成した後、圧電物質
（酸化亜鉛（ＺｎＯ）　、ＰＺＴ、配向性五酸化タンタ
ル（’ｒａｚｏｓ）、等）のスパッタを行い圧電膜６を
形成する。

第３図（ｇ）二次に、ＡＱや、Ｃｒ　−Ａ　ｕ等の配線
材料をスパッタや蒸着して上部電極５や、配線を形成す
る。

夏−一果 以上の説明から明らかなように、本発明によると、熱の
発生によるストレスが無く長寿命であり、また同一基板
上にノズルを二次元的に配置できるので高密度化が図れ
、機械加工によらない安定したヘッドを得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明によるインクジェットヘッドの一実施
例を説明するための平面図、第２図は、第１図における
Ｂ−Ｂ’断面図、第３図（ａ）〜（ｇ）はインクジェッ
トヘッドの製造工程を説明するための図である。 １・・・基板、２・・・保護膜（Ｓｉｎ、）、３・・・
フォトレジスト、４・・・ドライフィルム、５・・・上
部電極、６・・・圧電膜、７・・・下部電極、８・・・
振動板、９・・・液室（インク流路）、１０・・・ノズ
ル。 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ノズルが形成された基板上に、振動板を兼ねた圧力
   作用室とインク流路を形成すると共に、前記インク流路
   に連接するインク供給流路を形成後、振動板上を除く全
   面に上蓋を形成し、前記振動板上に振動子を形成して成
   ることを特徴とするインクジェットヘッド。 ２、ノズルが形成された基板上に、振動板を兼ねた圧力
   作用室とインク流路を形成するための充填材を設け、該
   充填材上にメタルマスクを用いて酸化シリコンをスパッ
   タし、振動板と圧力作用室とインク流路を形成する工程
   と、 前記振動板と圧力作用室とインク流路を形成後、前記充
   填材を除去する工程と、 前記振動板上面と略同一平面と成るよう感光性樹脂を塗
   布し、該感光性樹脂を写真蝕刻法で蝕刻してインク供給
   流路を形成する工程と、 前記の工程終了後、全面に感光性樹脂シートを被せて圧
   着する工程と、 前記感光性樹脂の振動板上面部分を写真蝕刻法で除去し
   、振動板上面を露出させる工程と、前記振動板上面に金
   属をスパッタし、又は、蒸着して下部電極を形成する工
   程と、 前記下部電極上に圧電物質をスパッタして圧電体を形成
   する工程と、 前記圧電体上に金属をスパッタ、又は、蒸着して上面電
   極を形成する工程を有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。