JPH02289352A - 液体噴射ヘッドとその製造方法、及び液体噴射記録装置 - Google Patents
液体噴射ヘッドとその製造方法、及び液体噴射記録装置Info
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- JPH02289352A JPH02289352A JP2036791A JP3679190A JPH02289352A JP H02289352 A JPH02289352 A JP H02289352A JP 2036791 A JP2036791 A JP 2036791A JP 3679190 A JP3679190 A JP 3679190A JP H02289352 A JPH02289352 A JP H02289352A
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Landscapes
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野コ
本発明は液体噴射記録装置等に用いられる液体噴射ヘッ
ド、その製造方法、及び該液体噴射ヘッドもしくは該製
造方法を用いた液体噴射ヘッドを有する液体噴射記録装
置に関する。
ド、その製造方法、及び該液体噴射ヘッドもしくは該製
造方法を用いた液体噴射ヘッドを有する液体噴射記録装
置に関する。
［従来の技術］
液体噴射記録方式は、直接即時記録であるため装置が簡
単、非接触記録であるため騒音が小さい、カラー化が容
易、高速記録の可能性有り、普通紙の使用ができるため
低ランニングコストである、等の理由で研究、開発が盛
んであり、液体噴射記録装置やそのキーデバイスである
液体噴射ヘッドの研究、開発、製品化も大変盛んになっ
てきている。
単、非接触記録であるため騒音が小さい、カラー化が容
易、高速記録の可能性有り、普通紙の使用ができるため
低ランニングコストである、等の理由で研究、開発が盛
んであり、液体噴射記録装置やそのキーデバイスである
液体噴射ヘッドの研究、開発、製品化も大変盛んになっ
てきている。
従来の液体噴射記録装置におけるカイザー型液体噴射ヘ
ッドは、小林正人他（画像電子学会誌１２巻４号ｐｐ、
２７７〜２８４．１９８３）や、実開昭５８−１４７７
４９等に示されるごとく、基板と該基板に対向して設け
る可動板により圧力室や液体導通路等を形成し、かつ前
記可動板に圧電素子を貼り付け、該圧電素子を振動させ
前記圧力室を加・減圧させ、液体を噴射させる構成であ
った。 また、 Ｋ、 Ｕｔｓｕｍｉ、 ｅｔ
ａｌ。
ッドは、小林正人他（画像電子学会誌１２巻４号ｐｐ、
２７７〜２８４．１９８３）や、実開昭５８−１４７７
４９等に示されるごとく、基板と該基板に対向して設け
る可動板により圧力室や液体導通路等を形成し、かつ前
記可動板に圧電素子を貼り付け、該圧電素子を振動させ
前記圧力室を加・減圧させ、液体を噴射させる構成であ
った。 また、 Ｋ、 Ｕｔｓｕｍｉ、 ｅｔ
ａｌ。
（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃ
ｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ １９８６
Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ、Ｋｏｂｅ、Ｍａｙ ２
８〜３０．ｐｐ、３６〜４２．１９８６）等に示される
ごとく、積層セラミック技術と空孔形成技術を併用し、
カイザー型液体噴射ヘッドを形成している例もある。
ｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ １９８６
Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ、Ｋｏｂｅ、Ｍａｙ ２
８〜３０．ｐｐ、３６〜４２．１９８６）等に示される
ごとく、積層セラミック技術と空孔形成技術を併用し、
カイザー型液体噴射ヘッドを形成している例もある。
［発明が解決しようとする課題］
従来の、基板と該基板に対向して設ける可動板により圧
力室や液体導通路等を形成し、かつ前記可動板に圧電素
子を貼り付け、該圧電素子を振動させ前記圧力室を加・
減圧させ、液体を噴射させる構成の液体噴射ヘッドにお
いては、その製造を行う過程で、圧電素子をハンドリン
グしたり貼り付けたりすることが必要であったため、該
圧電素子を微細化することが困難であり、このため液体
噴射を行うノズルの高密度化や、ノズルをライン状に長
尺に形成するマルチノズル化が困難であった。またこれ
に加え、圧電素子貼り付は等の煩雑な製造工程を有して
いたため、この従来の液体噴射ヘッドは高価格であった
。また、積層セラミック技術と空孔形成技術を併用して
形成した液体噴射ヘッドにおいても、空孔形成パターン
と圧電素子電極との位置ずれが容易に生ずるため、同様
にノズル高密度化やマルチノズル化が困難であり、また
低歩留りのため製品化が困難であった。
力室や液体導通路等を形成し、かつ前記可動板に圧電素
子を貼り付け、該圧電素子を振動させ前記圧力室を加・
減圧させ、液体を噴射させる構成の液体噴射ヘッドにお
いては、その製造を行う過程で、圧電素子をハンドリン
グしたり貼り付けたりすることが必要であったため、該
圧電素子を微細化することが困難であり、このため液体
噴射を行うノズルの高密度化や、ノズルをライン状に長
尺に形成するマルチノズル化が困難であった。またこれ
に加え、圧電素子貼り付は等の煩雑な製造工程を有して
いたため、この従来の液体噴射ヘッドは高価格であった
。また、積層セラミック技術と空孔形成技術を併用して
形成した液体噴射ヘッドにおいても、空孔形成パターン
と圧電素子電極との位置ずれが容易に生ずるため、同様
にノズル高密度化やマルチノズル化が困難であり、また
低歩留りのため製品化が困難であった。
本発明は以上の課題を解決するもので、その目的とする
ところは、ノズル高密度化やマルチノズル化が容易で、
しかも低価格の液体噴射ヘッドを実現し、更に高速高解
像度で記録が可能な液体噴射記録装置を実現することに
ある。
ところは、ノズル高密度化やマルチノズル化が容易で、
しかも低価格の液体噴射ヘッドを実現し、更に高速高解
像度で記録が可能な液体噴射記録装置を実現することに
ある。
［課題を解決するための手段］
以上述べた課題を解決するため、本発明の液体噴射ヘッ
ドは、 （１）圧電素子として下電極、圧電膜、上電極と積層し
たもの、もしくは圧電膜、上電極と積層したものを用い
たこと （２）前記圧電膜を圧電体多層膜としたこと（３）前記
圧電膜に圧電性有機材料を含むこと（４）任意の基板上
に形成された圧電素子、緩衝膜、該緩衝膜表面に形成さ
れたノズル、液体導通路、圧力室、及び前記緩衝膜表面
の一部に接合された対向基板を具備して成ること （５）前記圧電膜中にノズル、液体導通路、圧力室を具
備して成ること （６）任意の基板上に設けた緩衝膜中にノズル、液体導
通路、圧力室を具備し、該緩衝膜上に圧電素子を積層し
て成ること （７）任意の基板表面に形成されたノズル、液体導通路
、圧力室、及び該圧力室上に形成、された圧電素子を具
備して成ること （８）任意の基板上に設けた緩衝膜表面に形成されたノ
ズル、液体導通路、圧力室、及び該圧力室上に形成され
た圧電素子を具備して成ること（９）任意の基板上に設
けた圧電膜の側壁にノズル、液体導通路、圧力室を具備
し、該圧電膜上に対向基板を接合して成ること を特徴とする。
ドは、 （１）圧電素子として下電極、圧電膜、上電極と積層し
たもの、もしくは圧電膜、上電極と積層したものを用い
たこと （２）前記圧電膜を圧電体多層膜としたこと（３）前記
圧電膜に圧電性有機材料を含むこと（４）任意の基板上
に形成された圧電素子、緩衝膜、該緩衝膜表面に形成さ
れたノズル、液体導通路、圧力室、及び前記緩衝膜表面
の一部に接合された対向基板を具備して成ること （５）前記圧電膜中にノズル、液体導通路、圧力室を具
備して成ること （６）任意の基板上に設けた緩衝膜中にノズル、液体導
通路、圧力室を具備し、該緩衝膜上に圧電素子を積層し
て成ること （７）任意の基板表面に形成されたノズル、液体導通路
、圧力室、及び該圧力室上に形成、された圧電素子を具
備して成ること （８）任意の基板上に設けた緩衝膜表面に形成されたノ
ズル、液体導通路、圧力室、及び該圧力室上に形成され
た圧電素子を具備して成ること（９）任意の基板上に設
けた圧電膜の側壁にノズル、液体導通路、圧力室を具備
し、該圧電膜上に対向基板を接合して成ること を特徴とする。
また、本発明の液体噴射ヘッドの製造方法は、（１０）
少なくとも、下電極、圧電膜、上電極と積層するか、も
しくは圧電膜、上電極と積層し圧電素子を形成する工程
を有すること （１１）任意の基板上にパターニングを行いノズル、液
体導通路、圧力室等を形成する工程、別基板上に圧電素
子を形成する工程、前記液体導通路等を形成した基板表
面の一部に圧電素子を形成した基板を接合する工程を有
すること （１２）任意の基板上に緩衝膜を形成する工程、該Ｕ両
膜表面にパターニングを行い液体導通路等を形成する工
程、別基板上に圧電素子を形成する工程、前記液体導通
路等を形成した基板表面の一部に圧電素子を形成した基
板を接合する工程を有すること （１３）任意の基板上に圧電素子を形成する工程、緩衝
膜を形成する工程、該緩衝膜表面にパタニングを行い液
体導通路等を形成する工程、前記緩衝膜表面の一部に対
向基板を接合する工程を有すること （１４）任意の基板上に圧電膜を形成する工程、空孔形
成パターンを形成する工程、更に圧電膜を形成する工程
、前記空孔形成パターンを除去することにより液体導通
路等を形成する工程、及び上電極を形成する工程を有す
ること （１５）任意の基板上に空孔形成パターンを形成する工
程、緩衝膜を形成する工程、及び圧電素子を形成する工
程を有すること （１６）任意の基板にパターニングを行い液体導通路等
を形成する工程、該液体導通路等を覆う空孔形成パター
ンを形成する工程、圧電素子を形成し前記空孔形成パタ
ーンを除去する工程を有すること （１７）任意の基板上に緩衝膜を形成する工程、該緩衝
膜の表面にパターニングを行い液体導通路等を形成する
工程、該液体導通路等を覆う空孔形成パターンを形成す
る工程、圧電素子を形成し前記空孔形成パターンを除去
する工程を有すること（１８）任意の基板上に圧電膜を
形成する工程、該圧電膜にパターニングを行い液体導通
路等を形成する工程、及び前記圧電膜の表面の一部に対
向基板を接合する工程を有すること を特徴とする。
少なくとも、下電極、圧電膜、上電極と積層するか、も
しくは圧電膜、上電極と積層し圧電素子を形成する工程
を有すること （１１）任意の基板上にパターニングを行いノズル、液
体導通路、圧力室等を形成する工程、別基板上に圧電素
子を形成する工程、前記液体導通路等を形成した基板表
面の一部に圧電素子を形成した基板を接合する工程を有
すること （１２）任意の基板上に緩衝膜を形成する工程、該Ｕ両
膜表面にパターニングを行い液体導通路等を形成する工
程、別基板上に圧電素子を形成する工程、前記液体導通
路等を形成した基板表面の一部に圧電素子を形成した基
板を接合する工程を有すること （１３）任意の基板上に圧電素子を形成する工程、緩衝
膜を形成する工程、該緩衝膜表面にパタニングを行い液
体導通路等を形成する工程、前記緩衝膜表面の一部に対
向基板を接合する工程を有すること （１４）任意の基板上に圧電膜を形成する工程、空孔形
成パターンを形成する工程、更に圧電膜を形成する工程
、前記空孔形成パターンを除去することにより液体導通
路等を形成する工程、及び上電極を形成する工程を有す
ること （１５）任意の基板上に空孔形成パターンを形成する工
程、緩衝膜を形成する工程、及び圧電素子を形成する工
程を有すること （１６）任意の基板にパターニングを行い液体導通路等
を形成する工程、該液体導通路等を覆う空孔形成パター
ンを形成する工程、圧電素子を形成し前記空孔形成パタ
ーンを除去する工程を有すること （１７）任意の基板上に緩衝膜を形成する工程、該緩衝
膜の表面にパターニングを行い液体導通路等を形成する
工程、該液体導通路等を覆う空孔形成パターンを形成す
る工程、圧電素子を形成し前記空孔形成パターンを除去
する工程を有すること（１８）任意の基板上に圧電膜を
形成する工程、該圧電膜にパターニングを行い液体導通
路等を形成する工程、及び前記圧電膜の表面の一部に対
向基板を接合する工程を有すること を特徴とする。
また、本発明の液体噴射記録装置は、
（１９）請求項１乃至９記載の液体噴射ヘッド、もしく
は請求項１０乃至１８記載の製造方法を用いて製造した
液体噴射ヘッドを有することを特徴とする。
は請求項１０乃至１８記載の製造方法を用いて製造した
液体噴射ヘッドを有することを特徴とする。
［実施例］
第１図（ａ）は、本発明の実施例における、圧電素子と
して下電極、圧電膜、上電極と榎層したものを用いた液
体噴射ヘッドの液体導通路に沿った断面図、同図（ｂ）
はその平面図である。同図（ａ）において、１０１は基
板、１０２はノズル、１０３は液体導通路、１０４は圧
力室、１０５は振動板、１０６は下電極、１０７は圧電
膜、１０８は上電極、１０９は液体貯蔵室、１１０は液
体噴射孔、１１２は液体導通路等を形成した基板１０１
と振動板１０５との接合部である。また同図（ｂ）にお
いて１１１は下電極１０６、圧電膜１０７、及び上電極
１０８により構成される圧電素子である。本実施例の液
体噴射ヘッドは、圧電素子１１１、ノズル１０２等が平
面的に複数個配列されている例である。これを液体噴射
記録装置に用いた場合の動作の一例を示すと、以下のご
とくなる。まず、ノズル１０２、液体導通路１０３、圧
力室１０４、液体貯蔵室１０９には液体（インク）が満
たされ、また液体貯蔵室１０９とこの液体噴射ヘッドの
外部に設けられたインクタンクはチューブ等を介して接
続されているものとする。
して下電極、圧電膜、上電極と榎層したものを用いた液
体噴射ヘッドの液体導通路に沿った断面図、同図（ｂ）
はその平面図である。同図（ａ）において、１０１は基
板、１０２はノズル、１０３は液体導通路、１０４は圧
力室、１０５は振動板、１０６は下電極、１０７は圧電
膜、１０８は上電極、１０９は液体貯蔵室、１１０は液
体噴射孔、１１２は液体導通路等を形成した基板１０１
と振動板１０５との接合部である。また同図（ｂ）にお
いて１１１は下電極１０６、圧電膜１０７、及び上電極
１０８により構成される圧電素子である。本実施例の液
体噴射ヘッドは、圧電素子１１１、ノズル１０２等が平
面的に複数個配列されている例である。これを液体噴射
記録装置に用いた場合の動作の一例を示すと、以下のご
とくなる。まず、ノズル１０２、液体導通路１０３、圧
力室１０４、液体貯蔵室１０９には液体（インク）が満
たされ、また液体貯蔵室１０９とこの液体噴射ヘッドの
外部に設けられたインクタンクはチューブ等を介して接
続されているものとする。
この状態で下電極１０６と上電極１０８間に電圧を印加
し、圧力室１０４の体積が減少するように圧電膜１０７
や振動板１０５を歪ませる。その時、圧力室１０４中の
インクは加圧され、液体導通路１０３に向かって流出す
る。この内、ノズル１０２側の液体導通路１０３に流出
したインクは、ノズル１０２近傍に満たされていたイン
クを加圧し、このため、ノズル１０２近傍のインクは液
体噴射孔１１０より噴射され、該液体噴射孔に対向して
設けられる記録紙に記録される。その後、下電極１０６
と上電極１０８間に印加されている電圧を取り去れば、
圧電膜１０７や振動板１０５の歪は元の状態に戻り、圧
力室１０４の体積は減少していた状態から増加する。こ
のため、圧力室１０４中のインクは減圧され、液体等通
路１０３よりインクは圧力室１０４へ供給される。この
時、液体貯蔵室１０９よりインクは流出するが、同時に
外部のインクタンクよりインクは液体貯蔵室１０９に供
給される。また、ノズル１０２側のインクも一旦圧力室
１０４へ向かって流れるが、しばらくすると毛細管現象
によりノズル１０２へ戻り、再びノズル１０２、液体導
通路１０３、圧力室１０４、液体貯蔵室１０９にはイン
クが満たされる。
し、圧力室１０４の体積が減少するように圧電膜１０７
や振動板１０５を歪ませる。その時、圧力室１０４中の
インクは加圧され、液体導通路１０３に向かって流出す
る。この内、ノズル１０２側の液体導通路１０３に流出
したインクは、ノズル１０２近傍に満たされていたイン
クを加圧し、このため、ノズル１０２近傍のインクは液
体噴射孔１１０より噴射され、該液体噴射孔に対向して
設けられる記録紙に記録される。その後、下電極１０６
と上電極１０８間に印加されている電圧を取り去れば、
圧電膜１０７や振動板１０５の歪は元の状態に戻り、圧
力室１０４の体積は減少していた状態から増加する。こ
のため、圧力室１０４中のインクは減圧され、液体等通
路１０３よりインクは圧力室１０４へ供給される。この
時、液体貯蔵室１０９よりインクは流出するが、同時に
外部のインクタンクよりインクは液体貯蔵室１０９に供
給される。また、ノズル１０２側のインクも一旦圧力室
１０４へ向かって流れるが、しばらくすると毛細管現象
によりノズル１０２へ戻り、再びノズル１０２、液体導
通路１０３、圧力室１０４、液体貯蔵室１０９にはイン
クが満たされる。
液体噴射ヘッドもしくは記録紙の位置を動かした後に、
この状態で再度上記のインク噴射動作を繰り退す０以上
の動作を繰り返し、液体噴射記録が行われる。この時、
複数個配列されているノズルから同時にインクを噴射す
るようにすれば、液体噴射記録は高速で行われるように
なる。またこの時、ノズルの本数が多い程、即ちマルチ
ノズル化する程高速記録が可能となる０以上の動作はい
わゆる押し打ち法と呼ばれる液体噴射方式であるが、も
ちろん他の液体噴射方式、例えば、小藤治彦（日本機械
学会誌第９０巻第８２４号ｐｐ、５ｓＯ−８８４，１９
８７）に示されている引き打ち法等の方式を用いて液体
噴射させても良い。
この状態で再度上記のインク噴射動作を繰り退す０以上
の動作を繰り返し、液体噴射記録が行われる。この時、
複数個配列されているノズルから同時にインクを噴射す
るようにすれば、液体噴射記録は高速で行われるように
なる。またこの時、ノズルの本数が多い程、即ちマルチ
ノズル化する程高速記録が可能となる０以上の動作はい
わゆる押し打ち法と呼ばれる液体噴射方式であるが、も
ちろん他の液体噴射方式、例えば、小藤治彦（日本機械
学会誌第９０巻第８２４号ｐｐ、５ｓＯ−８８４，１９
８７）に示されている引き打ち法等の方式を用いて液体
噴射させても良い。
第２図は、第１図に示す液体噴射ヘッドの製造工程順の
断面図である。同図において、第１図と同一の記号は第
１図と同一のものを表す、以下、製造工程に従って本発
明の液体噴射ヘッドを説明する。第２図（ａ）は基板１
０１に１段目のパターニングを行った後の断面図、同図
（ｂ）は２段目のパターニングを行った後の断面図、同
図（。）は３段目のパターニングを行った後の断面図で
ある。基板１０１に２段のパターニングを行い、ノズル
１０２の形状を形成し、更に３段目のパターニングを行
い、液体導通路１０３、圧力室１０４、液体貯蔵室１０
９の形状を形成する。基板１０１の材料は任意のもので
良いが、我々はＳｉ （１００）基板を用いた。これに
ＣＦ、と０２の混合ガスを用いてドライエツチングを行
い、２０μｍ角の液体噴射孔１１０、断面３０μｍ角の
液体導通路１０３、深さ５０μｍの圧力室１０４及び液
体貯蔵室１０９を形成した。ノズル１０２、液体導通路
１０３、圧力室１０４等の形状は第２図（ｃ）に示され
るものに限定される必要はなく、例えば、液体導通路１
０３がそのまま液体噴射孔に接続されるような形状にし
ても良い、その様な構成にすれば、パターニング回数を
減らすことが出来る。
断面図である。同図において、第１図と同一の記号は第
１図と同一のものを表す、以下、製造工程に従って本発
明の液体噴射ヘッドを説明する。第２図（ａ）は基板１
０１に１段目のパターニングを行った後の断面図、同図
（ｂ）は２段目のパターニングを行った後の断面図、同
図（。）は３段目のパターニングを行った後の断面図で
ある。基板１０１に２段のパターニングを行い、ノズル
１０２の形状を形成し、更に３段目のパターニングを行
い、液体導通路１０３、圧力室１０４、液体貯蔵室１０
９の形状を形成する。基板１０１の材料は任意のもので
良いが、我々はＳｉ （１００）基板を用いた。これに
ＣＦ、と０２の混合ガスを用いてドライエツチングを行
い、２０μｍ角の液体噴射孔１１０、断面３０μｍ角の
液体導通路１０３、深さ５０μｍの圧力室１０４及び液
体貯蔵室１０９を形成した。ノズル１０２、液体導通路
１０３、圧力室１０４等の形状は第２図（ｃ）に示され
るものに限定される必要はなく、例えば、液体導通路１
０３がそのまま液体噴射孔に接続されるような形状にし
ても良い、その様な構成にすれば、パターニング回数を
減らすことが出来る。
また、エツチングも単なるドライエツチングのみならず
、ＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉ
ｎｇ）法やＲＩＢＥ （ＲｅａｃｔｉｖｅＩｏｎ Ｂ
ｅａｍ Ｅｔｃｈｉｎｇ）法等を用いても良く、また
、弗酸、硝酸の水溶液等を用いてウェットエツチングし
ても良い、第２図（ｄ）は、基板１０１とは別基板であ
る振動板１０５上に下電極１０６、圧電膜１０７、上電
極１０８と積層した状態の断面図である。振動板１０５
、下電極１０６、圧電膜１０７、上電極１０８は任意の
材料で良いが、我々は振動板１０５に厚さ５０μｍの薄
板石英ガラスを用い、下電極１０６にはｐｔを電子ビー
ム蒸着法で厚さ２００ｎｍ形成し、塩酸と硝酸の水溶液
でパターニングを行い、圧電膜１０７にはＰＺＴ （Ｐ
ｂＺｒＯ３とｐｂ’ｒｉ。
、ＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉ
ｎｇ）法やＲＩＢＥ （ＲｅａｃｔｉｖｅＩｏｎ Ｂ
ｅａｍ Ｅｔｃｈｉｎｇ）法等を用いても良く、また
、弗酸、硝酸の水溶液等を用いてウェットエツチングし
ても良い、第２図（ｄ）は、基板１０１とは別基板であ
る振動板１０５上に下電極１０６、圧電膜１０７、上電
極１０８と積層した状態の断面図である。振動板１０５
、下電極１０６、圧電膜１０７、上電極１０８は任意の
材料で良いが、我々は振動板１０５に厚さ５０μｍの薄
板石英ガラスを用い、下電極１０６にはｐｔを電子ビー
ム蒸着法で厚さ２００ｎｍ形成し、塩酸と硝酸の水溶液
でパターニングを行い、圧電膜１０７にはＰＺＴ （Ｐ
ｂＺｒＯ３とｐｂ’ｒｉ。
３の固溶体）をあらかじめ振動板１０５を所望のパター
ンにマスキングしておき、スパッタ法で厚さ２μｍ形成
し、６２０℃で１時間アニールを行い、更に上電極１０
８にはＡ１をスパッタ法で厚さ５００ｎｍ形成し、燐酸
と硝酸と酢酸の水溶液でパターニングを行い、第２図（
ｄ）に示す構造を形成した。この構造やその形成方法も
以上述べた方法に限定される必要はなく、例えば、圧電
膜１０７に用いる材料は、Ｐ ｂ Ｔ ｉ Ｏ３やＺｎ
Ｏ等の圧電材料を用いて良く、またその形成方法もゾル
・ゲル法等の手段を用いても良く、また下電極等を特に
パターニングしなくとも良い６以上のごとく形成した同
図（ｅ）に示す液体導通路等を形成した基板１０１と、
同図（ｄ）に示す圧電素子を形成した基板１０５を接合
して、第１図に示す液体噴射ヘッドが形成される。我々
は、基板１０１における接合部１１２に接着剤を塗布し
、その上から振動板１０５をかぶせて本発明の液体噴射
ヘッドを形成した。もちろん、基板１０１と振動板１０
５を接合する方法はこれに限定されることなく、例えば
、佐原−雄（電気学会論文誌り第１０３巻第３号ｐｐ、
２０６〜２０９．１９８８）に示されるごとく、静電接
合法を用いてＳｉ基板１０１と薄板ガラス振動板１０５
を接合したり、また、基板１０１及び振動板１０５にガ
ラスを用いて、これらを熱融着させ接合したり、基板１
゜１と振動板１０５にＳｉを用いて、Ｓｉ原子が再配列
する温度において接合させても良い。また、以上の実施
例の製造工程順にも本発明は限定される必要はなく、例
えば、第２図（Ｃ）の構造を形成した後、振動板１０５
と基板１０１の接合を行い、更に振動板１０５上に圧電
素子の形成を行う様にしても良い。
ンにマスキングしておき、スパッタ法で厚さ２μｍ形成
し、６２０℃で１時間アニールを行い、更に上電極１０
８にはＡ１をスパッタ法で厚さ５００ｎｍ形成し、燐酸
と硝酸と酢酸の水溶液でパターニングを行い、第２図（
ｄ）に示す構造を形成した。この構造やその形成方法も
以上述べた方法に限定される必要はなく、例えば、圧電
膜１０７に用いる材料は、Ｐ ｂ Ｔ ｉ Ｏ３やＺｎ
Ｏ等の圧電材料を用いて良く、またその形成方法もゾル
・ゲル法等の手段を用いても良く、また下電極等を特に
パターニングしなくとも良い６以上のごとく形成した同
図（ｅ）に示す液体導通路等を形成した基板１０１と、
同図（ｄ）に示す圧電素子を形成した基板１０５を接合
して、第１図に示す液体噴射ヘッドが形成される。我々
は、基板１０１における接合部１１２に接着剤を塗布し
、その上から振動板１０５をかぶせて本発明の液体噴射
ヘッドを形成した。もちろん、基板１０１と振動板１０
５を接合する方法はこれに限定されることなく、例えば
、佐原−雄（電気学会論文誌り第１０３巻第３号ｐｐ、
２０６〜２０９．１９８８）に示されるごとく、静電接
合法を用いてＳｉ基板１０１と薄板ガラス振動板１０５
を接合したり、また、基板１０１及び振動板１０５にガ
ラスを用いて、これらを熱融着させ接合したり、基板１
゜１と振動板１０５にＳｉを用いて、Ｓｉ原子が再配列
する温度において接合させても良い。また、以上の実施
例の製造工程順にも本発明は限定される必要はなく、例
えば、第２図（Ｃ）の構造を形成した後、振動板１０５
と基板１０１の接合を行い、更に振動板１０５上に圧電
素子の形成を行う様にしても良い。
以上述べた実施例における液体噴射ヘッドは、薄膜形成
技術やフォトリソグラフィー技術を用いて液体導通路や
圧電素子等を形成しているため、ノズル高密度化やマル
チノズル化が容易となり、我々は１０ ｄ ｏ ｔ ／
ｍ ｍの解像度で５０ｍｍの長さを持つ液体噴射ヘッ
ドを試作し、これを液体噴射記録装置に用い、良好な印
字特性を得た。また、本発明の構成を持つ液体噴射ヘッ
ドは、将来的には１００ｄｏｔ／ｍｍ程度の超高解像度
で、１００ｍｍ以上の長さにすることも可能である。更
に、この液体噴射ヘッドは、従来のそれに要していた煩
雑な組立工程が不要となったため、低価格なものとなっ
た。
技術やフォトリソグラフィー技術を用いて液体導通路や
圧電素子等を形成しているため、ノズル高密度化やマル
チノズル化が容易となり、我々は１０ ｄ ｏ ｔ ／
ｍ ｍの解像度で５０ｍｍの長さを持つ液体噴射ヘッ
ドを試作し、これを液体噴射記録装置に用い、良好な印
字特性を得た。また、本発明の構成を持つ液体噴射ヘッ
ドは、将来的には１００ｄｏｔ／ｍｍ程度の超高解像度
で、１００ｍｍ以上の長さにすることも可能である。更
に、この液体噴射ヘッドは、従来のそれに要していた煩
雑な組立工程が不要となったため、低価格なものとなっ
た。
第３図は、本発明の実施例における、上側のみに電極を
設けて形成した圧電素子の断面図である。
設けて形成した圧電素子の断面図である。
同図において、第１図と同一の記号は第１図と同一のも
のを表す、振動板１０５上に圧電膜１０７、上電極１０
８と積層形成してかくのごときｆｔ４造を形成する。こ
れを第２図（ｃ）に示すごとき基板に接合し、液体噴射
ヘッドを形成する。二つの上電極１０８間に電圧を印加
すれば圧電膜１０７及び振動板１０５は歪み、この動作
を利用して液体を噴射させる。この様な構成にすれば、
第１図、第２図に示す実施例に比べ製造工程数が減少す
るため、更に液体噴射ヘッドの低価格化が実現される。
のを表す、振動板１０５上に圧電膜１０７、上電極１０
８と積層形成してかくのごときｆｔ４造を形成する。こ
れを第２図（ｃ）に示すごとき基板に接合し、液体噴射
ヘッドを形成する。二つの上電極１０８間に電圧を印加
すれば圧電膜１０７及び振動板１０５は歪み、この動作
を利用して液体を噴射させる。この様な構成にすれば、
第１図、第２図に示す実施例に比べ製造工程数が減少す
るため、更に液体噴射ヘッドの低価格化が実現される。
もちろん、この液体噴射ヘッドにおける圧電素子は、圧
電膜の下側に電極を形成する構成にしても良い。
電膜の下側に電極を形成する構成にしても良い。
第４図は、本発明の実施例における、振動板を下電極に
用いている圧電素子の断面図である。同図において、第
１図と同一の記号は第１図と同一のものを表す、振動板
１０５にＰｔ、Ｎｉ等の金属材料を用い、圧電膜１０７
、上電極１０８と積層形成すればかくのごとき構造が得
られる。これも、第２図（ｃ）に示すごとき基板に接合
すれば液体噴射ヘッドが形成される。振動板兼下電極１
０５と上電極１０８間に電圧を印加すれば圧電膜１０７
や振動板兼下電極１０５は歪み、この動作を利用して液
体を噴射させる。第３図に示す実施例と同様に、本実施
例も第１図、第２図に示す実施例に比べ製造工程数が減
少するため、更に液体噴射ヘッドの低価格化が実現され
る。
用いている圧電素子の断面図である。同図において、第
１図と同一の記号は第１図と同一のものを表す、振動板
１０５にＰｔ、Ｎｉ等の金属材料を用い、圧電膜１０７
、上電極１０８と積層形成すればかくのごとき構造が得
られる。これも、第２図（ｃ）に示すごとき基板に接合
すれば液体噴射ヘッドが形成される。振動板兼下電極１
０５と上電極１０８間に電圧を印加すれば圧電膜１０７
や振動板兼下電極１０５は歪み、この動作を利用して液
体を噴射させる。第３図に示す実施例と同様に、本実施
例も第１図、第２図に示す実施例に比べ製造工程数が減
少するため、更に液体噴射ヘッドの低価格化が実現され
る。
第５図は、本発明の実施例における、圧電多層膜を用い
た圧電素子の断面図である。同図において、第１図と同
一の記号は第１図と同一のものを表す、振動板１０５上
に１層目電極５０１．１層目圧電膜５０２．２層目電極
５０３．２層目圧電膜５０４．３層目電極５０５と積層
形成し、かくのごとき構造が得られる。これも、第２図
（Ｃ）に示すごとき基板に接合すれば液体噴射ヘッドが
形成される。圧電バイモルフ素子の場合、通常は１層目
電極５０１と３層目電極５０５は同電位にされ、これら
と２層目電極５０３との間に電圧が印加される。すると
１層目圧電膜５０２．２層目圧電膜５０４、振動板１０
５は歪み、この動作を利用して液体を噴射させる０以上
の構成の圧電バイモルフ素子の場合、振動板１０５の歪
み量や歪み速度を大きくすることが出来、液体噴射特性
を向上することが出来る。もちろん、種々の目的により
、各層重極間の印加電圧を変えたり、各層の電極材料や
圧電材料を変えることも可能である。
た圧電素子の断面図である。同図において、第１図と同
一の記号は第１図と同一のものを表す、振動板１０５上
に１層目電極５０１．１層目圧電膜５０２．２層目電極
５０３．２層目圧電膜５０４．３層目電極５０５と積層
形成し、かくのごとき構造が得られる。これも、第２図
（Ｃ）に示すごとき基板に接合すれば液体噴射ヘッドが
形成される。圧電バイモルフ素子の場合、通常は１層目
電極５０１と３層目電極５０５は同電位にされ、これら
と２層目電極５０３との間に電圧が印加される。すると
１層目圧電膜５０２．２層目圧電膜５０４、振動板１０
５は歪み、この動作を利用して液体を噴射させる０以上
の構成の圧電バイモルフ素子の場合、振動板１０５の歪
み量や歪み速度を大きくすることが出来、液体噴射特性
を向上することが出来る。もちろん、種々の目的により
、各層重極間の印加電圧を変えたり、各層の電極材料や
圧電材料を変えることも可能である。
更に、圧電膜の特性向上やその制御のため、圧電多層膜
は超格子等の人工格子であっても良い。また、応力緩和
や信頼性向上のため、本実施例に限らず本発明の実施例
の液体噴射ヘッドにおける圧電膜には、ＰＶＤＦ （ポ
リ弗化ビニリデン）等の有機材料や、特開昭５６−１５
８４等に示される複合材料等を用いて良い。
は超格子等の人工格子であっても良い。また、応力緩和
や信頼性向上のため、本実施例に限らず本発明の実施例
の液体噴射ヘッドにおける圧電膜には、ＰＶＤＦ （ポ
リ弗化ビニリデン）等の有機材料や、特開昭５６−１５
８４等に示される複合材料等を用いて良い。
第６図は、本発明の実施例における、任意の基板上に緩
衝膜を設け、該緩衝膜表面にパターニングを行い液体導
通路等を形成した、液体噴射ヘッド基板の製造工程順の
断面図である。同図において、第１図と同一の記号は第
１図と同一のものを表す。まず、基板１０１上に緩衝膜
６０１を形成し、第６図（ａ）に示す構造となる。更に
、緩衝膜６０１の表面から数回パターニングを行い、ノ
ズル１０２、液体導通路１０３、圧力室１０４、液体貯
蔵室１０９を形成し、同図（ｂ）に示す構造となる。こ
れと、第２図（ｄ）に示すごとき圧電素子を形成した別
基板とを接合すれば、液体噴射ヘッドが形成される。本
実施例においては、緩衝膜６０１の表面をパターニング
するため、緩ＩＳｊ膜６０１に加工し易い材料、例えば
、ＳｉＯ２等の材料を用いて、更に精度良く液体導通路
等が形成できる。また、この液体噴射ヘッドを液体噴射
記録装置に用いる場合において、使用するインクが中性
のもの以外の時、例えば緩衝膜６０１にジルコニウムガ
ラス等を用いれば、インクと液体導通路等の経時的な反
応を抑えることが出来、基板保護の役割も果たす様にな
る。この緩衝膜６０１の形成方法はもちろん任意で良く
、−殻内な薄膜形成方法以外にも、例えば、貼り合わせ
法でガラスを貼り付けるとか、熱拡散法を用いてＳｉの
ｐｎ接合を形成し、ｐ型Ｓｉ層を緩衝膜とする等、種々
の方法が考えられる。
衝膜を設け、該緩衝膜表面にパターニングを行い液体導
通路等を形成した、液体噴射ヘッド基板の製造工程順の
断面図である。同図において、第１図と同一の記号は第
１図と同一のものを表す。まず、基板１０１上に緩衝膜
６０１を形成し、第６図（ａ）に示す構造となる。更に
、緩衝膜６０１の表面から数回パターニングを行い、ノ
ズル１０２、液体導通路１０３、圧力室１０４、液体貯
蔵室１０９を形成し、同図（ｂ）に示す構造となる。こ
れと、第２図（ｄ）に示すごとき圧電素子を形成した別
基板とを接合すれば、液体噴射ヘッドが形成される。本
実施例においては、緩衝膜６０１の表面をパターニング
するため、緩ＩＳｊ膜６０１に加工し易い材料、例えば
、ＳｉＯ２等の材料を用いて、更に精度良く液体導通路
等が形成できる。また、この液体噴射ヘッドを液体噴射
記録装置に用いる場合において、使用するインクが中性
のもの以外の時、例えば緩衝膜６０１にジルコニウムガ
ラス等を用いれば、インクと液体導通路等の経時的な反
応を抑えることが出来、基板保護の役割も果たす様にな
る。この緩衝膜６０１の形成方法はもちろん任意で良く
、−殻内な薄膜形成方法以外にも、例えば、貼り合わせ
法でガラスを貼り付けるとか、熱拡散法を用いてＳｉの
ｐｎ接合を形成し、ｐ型Ｓｉ層を緩衝膜とする等、種々
の方法が考えられる。
第７図は、本発明の実施例における、任意の基板上に形
成された圧電素子、緩１ｊ膜、該緩衝膜表面に形成され
た液体導通路等、及び前記緩衝膜表面の一部に接合され
た対向基板を具備した液体噴射ヘッドの、液体等通路に
沿った断面図である。
成された圧電素子、緩１ｊ膜、該緩衝膜表面に形成され
た液体導通路等、及び前記緩衝膜表面の一部に接合され
た対向基板を具備した液体噴射ヘッドの、液体等通路に
沿った断面図である。
同図において、第１図と同一の記号は第１図と同一のも
のを表す、７０１は緩衝膜、７０２は対向基板である。
のを表す、７０１は緩衝膜、７０２は対向基板である。
下電極１０６と上電極１０８間に電圧を印加し、圧電膜
１０７や緩ｉｊ膜７０１を歪ませ、液体噴射孔１１０か
ら液体を噴射させる。以下、製造工程に従って本実施例
の液体噴射ヘッドを説明する。まず、基板１０１上に下
電極１０６、圧電膜１０７、上電極１０８と積層し、圧
電素子を形成する。そして緩衝膜７０１を形成し、更に
該緩衝膜の表面から数回パターニングを行い、ノズル１
０２、液体導通路１０３、圧力室１０４、液体貯蔵室１
０９を形成する。最後に対向基板７０２を緩ｆｉｊ膜７
０１の表面の一部に接合し、第７図に示すごとき液体噴
射ヘッドが形成される。基板１０１、圧電素子、緩衝膜
７０１、液体導通路１０３等は、前述の材料や方法に準
じて形成すれば良いが、特に基板１０１にＳｒＴｉＯ３
等のペロブスカイト構造を持つ単結晶基板、下電極１０
６にｐｔを用いた場合、圧電膜１０７をＰＺＴ、ＰｂＴ
ｉＯ３等のペロブスカイト構造を持つ圧電材料にした場
合、エピタキシャル成長させることが可能であり、その
圧電特性も良い、また、対向基板７０２も任意の材料で
よいが、例えば、ジルコニウムガラスを熱圧着法により
緩衝膜７０１の表面に接合すれば良い、この液体噴射ヘ
ッドは、薄膜形成技術とフォトリソグラフィー技術を用
いて圧電素子や液体導通路等が完全に連続形成できるた
め、ノズル高密度化やマルチノズル化がきわめて容易と
なった。また、対向基板７０２の接合に関しても、パタ
ーン合わせが不要となり、製造方法がきわめて簡単にな
り、この結果液体噴射ヘッドの低価格化が実現された。
１０７や緩ｉｊ膜７０１を歪ませ、液体噴射孔１１０か
ら液体を噴射させる。以下、製造工程に従って本実施例
の液体噴射ヘッドを説明する。まず、基板１０１上に下
電極１０６、圧電膜１０７、上電極１０８と積層し、圧
電素子を形成する。そして緩衝膜７０１を形成し、更に
該緩衝膜の表面から数回パターニングを行い、ノズル１
０２、液体導通路１０３、圧力室１０４、液体貯蔵室１
０９を形成する。最後に対向基板７０２を緩ｆｉｊ膜７
０１の表面の一部に接合し、第７図に示すごとき液体噴
射ヘッドが形成される。基板１０１、圧電素子、緩衝膜
７０１、液体導通路１０３等は、前述の材料や方法に準
じて形成すれば良いが、特に基板１０１にＳｒＴｉＯ３
等のペロブスカイト構造を持つ単結晶基板、下電極１０
６にｐｔを用いた場合、圧電膜１０７をＰＺＴ、ＰｂＴ
ｉＯ３等のペロブスカイト構造を持つ圧電材料にした場
合、エピタキシャル成長させることが可能であり、その
圧電特性も良い、また、対向基板７０２も任意の材料で
よいが、例えば、ジルコニウムガラスを熱圧着法により
緩衝膜７０１の表面に接合すれば良い、この液体噴射ヘ
ッドは、薄膜形成技術とフォトリソグラフィー技術を用
いて圧電素子や液体導通路等が完全に連続形成できるた
め、ノズル高密度化やマルチノズル化がきわめて容易と
なった。また、対向基板７０２の接合に関しても、パタ
ーン合わせが不要となり、製造方法がきわめて簡単にな
り、この結果液体噴射ヘッドの低価格化が実現された。
第８図（ａ）は、本発明の実施例における、圧電膜中に
液体導通路等を具備した液体噴射ヘッドの液体導通路に
沿った断面図であり、同図（ｂ）は、その液体噴射孔か
ら見た断面図、同図（Ｃ）は、その平面図である。同図
（ａ）において、第１図と同一の記号は第１図と同一の
ものを表す。
液体導通路等を具備した液体噴射ヘッドの液体導通路に
沿った断面図であり、同図（ｂ）は、その液体噴射孔か
ら見た断面図、同図（Ｃ）は、その平面図である。同図
（ａ）において、第１図と同一の記号は第１図と同一の
ものを表す。
基板１０１上に下電極１０６、圧電膜１０７、上電極１
０８と積層され、圧電膜１０７中にノズル１０２、液体
導通路１０３、圧力室１０４、液体貯蔵室１０９が形成
されている。同図（ｂ）において、第１図と同一の記号
は第１図と同一のものを表し、８０１乃至８０４は複数
個配列された液体噴射孔、８０５乃至８０８は圧電膜１
０７中に形成された圧力室、８０９乃至８１３は上電極
である。同図（Ｃ）にも示されるごとく、上電極８０９
乃至８１３は圧力室側壁上に存在し、このため、圧力室
側壁が圧電素子となる。以下、この液体噴射ヘッドの動
作の一例を説明すると、上電極８０９及び８１０と下電
極１０６間に電圧を印加し、圧力室８０５の両側壁の圧
電膜が内側に変位する様にする。すると圧力室８０５の
体積は減少し、その内部の液体は加圧され、液体噴射孔
８゜１より液体は噴射される。この時、隣接した圧力室
８０６の体積も減少し、その内部の液体も加圧されるが
、圧力室の大きさや液体導通路の長さ等の諸条件を、隣
接した液体噴射孔８０２より液体が噴射されない様に設
定しておけば良い０次に、前記電圧印加を止め、上電極
８１０及び８１１と下電極１０６間に電圧を印加すれば
、液体噴射孔８０２より液体が噴射される０以上の動作
を順次繰り返し、この液体噴射ヘッドは動作する。また
、上電極８０９及び８１０．８１２及び８１３、等と下
電極１０６間の電圧を同時に印加するようにすれば、こ
の液体噴射ヘッドはノズルが何本あっても、以上の動作
を３回繰り返せば全ノズルから液体が噴射されるように
なり、高速動作するようになる。
０８と積層され、圧電膜１０７中にノズル１０２、液体
導通路１０３、圧力室１０４、液体貯蔵室１０９が形成
されている。同図（ｂ）において、第１図と同一の記号
は第１図と同一のものを表し、８０１乃至８０４は複数
個配列された液体噴射孔、８０５乃至８０８は圧電膜１
０７中に形成された圧力室、８０９乃至８１３は上電極
である。同図（Ｃ）にも示されるごとく、上電極８０９
乃至８１３は圧力室側壁上に存在し、このため、圧力室
側壁が圧電素子となる。以下、この液体噴射ヘッドの動
作の一例を説明すると、上電極８０９及び８１０と下電
極１０６間に電圧を印加し、圧力室８０５の両側壁の圧
電膜が内側に変位する様にする。すると圧力室８０５の
体積は減少し、その内部の液体は加圧され、液体噴射孔
８゜１より液体は噴射される。この時、隣接した圧力室
８０６の体積も減少し、その内部の液体も加圧されるが
、圧力室の大きさや液体導通路の長さ等の諸条件を、隣
接した液体噴射孔８０２より液体が噴射されない様に設
定しておけば良い０次に、前記電圧印加を止め、上電極
８１０及び８１１と下電極１０６間に電圧を印加すれば
、液体噴射孔８０２より液体が噴射される０以上の動作
を順次繰り返し、この液体噴射ヘッドは動作する。また
、上電極８０９及び８１０．８１２及び８１３、等と下
電極１０６間の電圧を同時に印加するようにすれば、こ
の液体噴射ヘッドはノズルが何本あっても、以上の動作
を３回繰り返せば全ノズルから液体が噴射されるように
なり、高速動作するようになる。
第９図は、第８図に示す液体噴射ヘッドの製造工程順の
、液体噴射孔側から見た断面図である。
、液体噴射孔側から見た断面図である。
同図において、第１図及び第８図と同一の記号は、それ
ぞれ第１図及び第８図と同一の記号を表す。
ぞれ第１図及び第８図と同一の記号を表す。
第９図（ａ）は１層目の空孔形成パターンを形成した後
の断面図、同図（ｂ）は２層目の空孔形成パターンを形
成した後の断面図、同図（Ｃ）は３層目の空孔形成パタ
ーンを形成した後の断面図、同図（ｄ）は２層目の圧電
膜を形成した後の断面図、同図（ｅ）は上電極を形成し
た後の断面図である。以下、製造工程に従って本実施例
の液体噴射ヘッドを説明する。まず、基板１０１上に下
電極１０６．１層目の圧電膜９０１を形成し、更に１層
目の空孔形成パターン９０２を形成して、同図（ａ）の
ごとき断面図となる。基板１０１、下電極１０６．１層
目圧電膜９０１は既に述べた材料や方法を用いて形成す
れば良い。空孔形成パターンは、 Ｋ、 Ｕｔｓｕｍ
ｉ、 ａｔ ａｌ、 （Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏ
ｎａｌ Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ
ｎｆｅｒｅｎｃｅ １９８６Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ
、Ｋｏｂｅ、Ｍａｙ２８〜３０．ｐｐ、３６〜４２．１
９８６）に示されるごとく、有機樹脂で形成すれば良い
０例えば、フォトレジストを用いれば良く、またＡｕＣ
ｌ３やＴｅＯ２等のごとき数百度で昇華する物質やＡ１
等の金属を用いても良い、１層目空孔形成パターン９０
２は液体噴射孔８０１等の大きさに合わせて形成される
１次に２層目の空孔形成パターン９０３を形成して、同
図（ｂ）のごとき断面図となる。更に３層目の空孔形成
パターン９０４を形成して、同図（ｅ）のごとき断面図
となる。
の断面図、同図（ｂ）は２層目の空孔形成パターンを形
成した後の断面図、同図（Ｃ）は３層目の空孔形成パタ
ーンを形成した後の断面図、同図（ｄ）は２層目の圧電
膜を形成した後の断面図、同図（ｅ）は上電極を形成し
た後の断面図である。以下、製造工程に従って本実施例
の液体噴射ヘッドを説明する。まず、基板１０１上に下
電極１０６．１層目の圧電膜９０１を形成し、更に１層
目の空孔形成パターン９０２を形成して、同図（ａ）の
ごとき断面図となる。基板１０１、下電極１０６．１層
目圧電膜９０１は既に述べた材料や方法を用いて形成す
れば良い。空孔形成パターンは、 Ｋ、 Ｕｔｓｕｍ
ｉ、 ａｔ ａｌ、 （Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏ
ｎａｌ Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ
ｎｆｅｒｅｎｃｅ １９８６Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ
、Ｋｏｂｅ、Ｍａｙ２８〜３０．ｐｐ、３６〜４２．１
９８６）に示されるごとく、有機樹脂で形成すれば良い
０例えば、フォトレジストを用いれば良く、またＡｕＣ
ｌ３やＴｅＯ２等のごとき数百度で昇華する物質やＡ１
等の金属を用いても良い、１層目空孔形成パターン９０
２は液体噴射孔８０１等の大きさに合わせて形成される
１次に２層目の空孔形成パターン９０３を形成して、同
図（ｂ）のごとき断面図となる。更に３層目の空孔形成
パターン９０４を形成して、同図（ｅ）のごとき断面図
となる。
２層目、３層目の空孔形成パターンも１層目と同様の材
料で形成すれば良く、また例えば、１層目と３層目を有
機材料、２層目を金属材料で形成したりすることも可能
である。２層目空孔形成パターン９０３は液体導通路１
０３．３層目空孔形成パターンは圧力室８０５等の大き
さに合わせて形成される。そして、２層目の圧電膜９０
５を形成して、同図（ｄ）のごとき断面図となる。２層
目圧電膜９０５も既に述べた材料や方法を用いて形成す
れば良いが、結晶性を良くするため、１層目圧電膜９０
１と同じ材料または同じ結晶構造や近い格子定数を持つ
もの、例えば、１層目にＰｂＴｉＯ３，２層目にＰＺＴ
を用いれば良い、最後に空孔形成パターン９０２乃至９
０４を除去し、上電極８０９乃至８１３を形成して、同
図（ｅ）のごとき断面図となる。空孔形成パターンに有
機樹脂や高温で昇華する物質を用いた場合は、熱処理を
行いこれを除去すれば良く、また金属材料を用いた場合
は、ウェットエツチングを行いこれを除去すれば良い、
この様にして、液体噴射孔８０１乃至８０４、液体導通
路１０３、圧力室８０５乃至８０８等が形成される。上
電極は、既に述べた材料や方法を用いて形成すれば良い
０以上の実施例の液体噴射ヘッドは、薄膜形成技術、フ
ォトリソグラフィー技術、及び空孔形成技術を用いて完
全に連続形成することが可能であるため、ノズル高密度
化、マルチノズル化がきわめて容易となり、またその低
価格化が実現された。この液体噴射ヘッドの構成は以上
の実施例に限定されるものではなく、例えば、第９図（
ｅ）において、上電極８１Ｏ等が中心で切断され左右に
分割されているような構成でも良く、また第１層目圧電
膜９０１は存在しなくとも良く、また液体導通路等の形
状も第８図及び第９図に示すものである必要はない。
料で形成すれば良く、また例えば、１層目と３層目を有
機材料、２層目を金属材料で形成したりすることも可能
である。２層目空孔形成パターン９０３は液体導通路１
０３．３層目空孔形成パターンは圧力室８０５等の大き
さに合わせて形成される。そして、２層目の圧電膜９０
５を形成して、同図（ｄ）のごとき断面図となる。２層
目圧電膜９０５も既に述べた材料や方法を用いて形成す
れば良いが、結晶性を良くするため、１層目圧電膜９０
１と同じ材料または同じ結晶構造や近い格子定数を持つ
もの、例えば、１層目にＰｂＴｉＯ３，２層目にＰＺＴ
を用いれば良い、最後に空孔形成パターン９０２乃至９
０４を除去し、上電極８０９乃至８１３を形成して、同
図（ｅ）のごとき断面図となる。空孔形成パターンに有
機樹脂や高温で昇華する物質を用いた場合は、熱処理を
行いこれを除去すれば良く、また金属材料を用いた場合
は、ウェットエツチングを行いこれを除去すれば良い、
この様にして、液体噴射孔８０１乃至８０４、液体導通
路１０３、圧力室８０５乃至８０８等が形成される。上
電極は、既に述べた材料や方法を用いて形成すれば良い
０以上の実施例の液体噴射ヘッドは、薄膜形成技術、フ
ォトリソグラフィー技術、及び空孔形成技術を用いて完
全に連続形成することが可能であるため、ノズル高密度
化、マルチノズル化がきわめて容易となり、またその低
価格化が実現された。この液体噴射ヘッドの構成は以上
の実施例に限定されるものではなく、例えば、第９図（
ｅ）において、上電極８１Ｏ等が中心で切断され左右に
分割されているような構成でも良く、また第１層目圧電
膜９０１は存在しなくとも良く、また液体導通路等の形
状も第８図及び第９図に示すものである必要はない。
更にその製造方法も、上電極８１０等を形成した後に空
孔形成パターンを除去するようにしても良い。
孔形成パターンを除去するようにしても良い。
第１０図は、本発明の実施例における、任意の基板上に
設けた緩衝膜中に液体導通路等を具備し、該緩衝膜上に
圧電素子を積層した液体噴射ヘッドの、液体噴射孔側か
ら見た断面図である。同図において、第１図と同一の記
号は第１図と同一のものを表す、１００１は緩衝膜であ
り、この中に液体導通路や圧力室１０４等が具備されて
いる。下電極１０６と上電極１０８間に電圧を印加し、
圧電膜１０７や緩衝膜１００１を歪ませ、液体噴射孔１
１０より液体を噴射させる。以下、製造工程に従って本
実施例の液体噴射ヘッドを説明する。
設けた緩衝膜中に液体導通路等を具備し、該緩衝膜上に
圧電素子を積層した液体噴射ヘッドの、液体噴射孔側か
ら見た断面図である。同図において、第１図と同一の記
号は第１図と同一のものを表す、１００１は緩衝膜であ
り、この中に液体導通路や圧力室１０４等が具備されて
いる。下電極１０６と上電極１０８間に電圧を印加し、
圧電膜１０７や緩衝膜１００１を歪ませ、液体噴射孔１
１０より液体を噴射させる。以下、製造工程に従って本
実施例の液体噴射ヘッドを説明する。
まず、基板１０１上に液体導通路や圧力室等の形状に合
わせて空孔形成パターンを形成する。そして緩ｆ！ｊ膜
１００１を形成し、空孔形成パターンを取り除き、液体
噴射孔１１０、液体導通路、圧力室１０４等を形成する
。そして、下電極１０６、圧電膜１０７、上電極１０８
を形成し、液体噴射ヘッドが形成される。以上の構成要
素は、既に述べた材料や方法を用いて形成すれば良い０
以上の実施例の液体噴射ヘッドも、薄膜形成技術、フォ
トリソグラフィー技術、及び空孔形成技術を用いて完全
に連続形成することが可能であるため、ノズル高密度化
、マルチノズル化がきわめて容易となり、またその低価
格化が実現された。この液体噴射ヘッドの構成や形成方
法は以上の実施例に限定されるものではなく、例えば、
緩衝膜１００１と基板１０１との間に別の膜を設けるよ
うな構成にしても良い。
わせて空孔形成パターンを形成する。そして緩ｆ！ｊ膜
１００１を形成し、空孔形成パターンを取り除き、液体
噴射孔１１０、液体導通路、圧力室１０４等を形成する
。そして、下電極１０６、圧電膜１０７、上電極１０８
を形成し、液体噴射ヘッドが形成される。以上の構成要
素は、既に述べた材料や方法を用いて形成すれば良い０
以上の実施例の液体噴射ヘッドも、薄膜形成技術、フォ
トリソグラフィー技術、及び空孔形成技術を用いて完全
に連続形成することが可能であるため、ノズル高密度化
、マルチノズル化がきわめて容易となり、またその低価
格化が実現された。この液体噴射ヘッドの構成や形成方
法は以上の実施例に限定されるものではなく、例えば、
緩衝膜１００１と基板１０１との間に別の膜を設けるよ
うな構成にしても良い。
第１１図は、本発明の実施例における、任意の基板表面
に形成された液体導通路や圧力室等、及び該圧力室上に
形成された圧電素子を具備した液体噴射ヘッドの、液体
噴射孔側から見た断面図である。同図において、第１図
と同一の記号は第１図と同一のものを表す。下電極１０
６と上電極１０８間に電圧を印加し、圧電膜１０７を歪
ませ、圧力室１０４の体積を変化させ、液体噴射孔１１
０より液体を噴射させる。以下、製造工程に従って本実
施例の液体噴射ヘッドを説明する。まず、基板１０１に
パターニングを行い、液体噴射孔１１０、液体導通路、
圧力室１０４等を形成する。
に形成された液体導通路や圧力室等、及び該圧力室上に
形成された圧電素子を具備した液体噴射ヘッドの、液体
噴射孔側から見た断面図である。同図において、第１図
と同一の記号は第１図と同一のものを表す。下電極１０
６と上電極１０８間に電圧を印加し、圧電膜１０７を歪
ませ、圧力室１０４の体積を変化させ、液体噴射孔１１
０より液体を噴射させる。以下、製造工程に従って本実
施例の液体噴射ヘッドを説明する。まず、基板１０１に
パターニングを行い、液体噴射孔１１０、液体導通路、
圧力室１０４等を形成する。
そして、該パターニングにより形成された基板１０１の
凹部に空孔形成パターンを形成し、基板１０１の表面を
平坦化する。そして、下電極１０６、圧電膜１０７、上
電極１０８と積層形成して圧電素子を形成し、空孔形成
パターンを除去すれば、液体噴射ヘッドが形成される０
以上の構成要素は、既に述べた材料や方法を用いて形成
すれば良い。
凹部に空孔形成パターンを形成し、基板１０１の表面を
平坦化する。そして、下電極１０６、圧電膜１０７、上
電極１０８と積層形成して圧電素子を形成し、空孔形成
パターンを除去すれば、液体噴射ヘッドが形成される０
以上の構成要素は、既に述べた材料や方法を用いて形成
すれば良い。
本実施例の構成は、基板１０１を直接パターニングする
構成であるため、第８図乃至第１０図に示す実施例に比
べ、更に精度良く液体噴射孔等が形成できる０以上の実
施例の液体噴射ヘッドも、薄膜形成技術、フォトリソグ
ラフィー技術、及び空孔形成技術を用いて完全に連続形
成することが可能であるため、ノズル高密度化、マルチ
ノズル化がきわめて容易となり、またその低価格化が実
現された。この液体噴射ヘッドの構成や形成方法は以上
の実施例に限定されるものではなく、例えば、圧電素子
の下側に別の膜を設けるような構成としたり、圧電素子
を形成する工程中に空孔形成パターンを除去するような
方法を採っても良い。
構成であるため、第８図乃至第１０図に示す実施例に比
べ、更に精度良く液体噴射孔等が形成できる０以上の実
施例の液体噴射ヘッドも、薄膜形成技術、フォトリソグ
ラフィー技術、及び空孔形成技術を用いて完全に連続形
成することが可能であるため、ノズル高密度化、マルチ
ノズル化がきわめて容易となり、またその低価格化が実
現された。この液体噴射ヘッドの構成や形成方法は以上
の実施例に限定されるものではなく、例えば、圧電素子
の下側に別の膜を設けるような構成としたり、圧電素子
を形成する工程中に空孔形成パターンを除去するような
方法を採っても良い。
第１２図は、本発明の実施例における、任意の基板上に
設けた緩衝膜表面に形成された液体導通路や圧力室等、
及び該圧力室上に形成された圧電素子を具備した液体噴
射ヘッドの、液体噴射孔側から見た断面図である。同図
において、第１図と同一の記号は第１図と同一のものを
表す。１２０１は緩衝膜である。下電極１０６と上電極
１０８間に電圧を印加し、圧電膜１０７を歪ませ、圧力
室１０４の体積を変化させ、液体噴射孔１１０より液体
を噴射させる。以下、製造工程に従って本実施例の液体
噴射ヘッドを説明する。まず、基板１０１上に緩衝膜１
２０１を形成し、該緩衝膜表面にパターニングを行い、
液体噴射孔１１０、液体導通路、圧力室１０４等を形成
する。その後は第１１図に示す実施例と同様に、空孔形
成パターンの形成、圧電素子の形成、空孔形成パターン
の除去を行い、液体噴射ヘッドを形成する。本実施例の
構成も、基板１０１上の緩１ｊ膜１２０１を直接パター
ニングする構成であるため、第８図乃至第１０図に示す
実施例に比べ、更に精度良く液体噴射孔等が形成できる
６以上の実施例の液体噴射ヘッドも、薄膜形成技術、フ
ォトリソグラフィー技術、及び空孔形成技術を用いて完
全に連続形成することが可能であるため、ノズル高密度
化、マルチノズル化がきわめて容易となり、またその低
価格化が実現された。また、第１１図実施例と同様に、
この液体噴射ヘッドの構成や形成方法は以上の実施例に
限定されるものではなく、例えば、圧電素子の下側に別
の膜を設けるような構成としたり、圧電素子を形成する
工程中に空孔形成パターンを除去するような方法を採っ
ても良い。
設けた緩衝膜表面に形成された液体導通路や圧力室等、
及び該圧力室上に形成された圧電素子を具備した液体噴
射ヘッドの、液体噴射孔側から見た断面図である。同図
において、第１図と同一の記号は第１図と同一のものを
表す。１２０１は緩衝膜である。下電極１０６と上電極
１０８間に電圧を印加し、圧電膜１０７を歪ませ、圧力
室１０４の体積を変化させ、液体噴射孔１１０より液体
を噴射させる。以下、製造工程に従って本実施例の液体
噴射ヘッドを説明する。まず、基板１０１上に緩衝膜１
２０１を形成し、該緩衝膜表面にパターニングを行い、
液体噴射孔１１０、液体導通路、圧力室１０４等を形成
する。その後は第１１図に示す実施例と同様に、空孔形
成パターンの形成、圧電素子の形成、空孔形成パターン
の除去を行い、液体噴射ヘッドを形成する。本実施例の
構成も、基板１０１上の緩１ｊ膜１２０１を直接パター
ニングする構成であるため、第８図乃至第１０図に示す
実施例に比べ、更に精度良く液体噴射孔等が形成できる
６以上の実施例の液体噴射ヘッドも、薄膜形成技術、フ
ォトリソグラフィー技術、及び空孔形成技術を用いて完
全に連続形成することが可能であるため、ノズル高密度
化、マルチノズル化がきわめて容易となり、またその低
価格化が実現された。また、第１１図実施例と同様に、
この液体噴射ヘッドの構成や形成方法は以上の実施例に
限定されるものではなく、例えば、圧電素子の下側に別
の膜を設けるような構成としたり、圧電素子を形成する
工程中に空孔形成パターンを除去するような方法を採っ
ても良い。
第１３図は、本発明の実施例における、圧電膜側壁に液
体導通路、圧力室等を具備し、該圧電膜上に対向基板を
接合した液体噴射ヘッドの、液体噴射孔側から見た断面
図である。同図において、第１図と同一の記号は第１図
と同一のものを表す。
体導通路、圧力室等を具備し、該圧電膜上に対向基板を
接合した液体噴射ヘッドの、液体噴射孔側から見た断面
図である。同図において、第１図と同一の記号は第１図
と同一のものを表す。
１３０１は下電極、１３０２は対向基板であり、圧電素
子の上電極を兼ねている。下電極１３０１と上電極１３
０２間に電圧を印加し、圧電膜１０７を歪ませ、圧力室
１０４の体積を変化させ、液体噴射孔１１０から液体を
噴射させる。以下、製造工程に従って本実施例の液体噴
射ヘッドを説明する。まず、高抵抗のＳｉ基板１０１に
不純物を拡散させ、下電極１３０１を形成する。下電極
１３０１の領域における導電型はｐ、ｎいずれの型で良
く、その形成方法も任意の方法で良い。次に圧電膜１０
７を形成し、その表面にパターニングを行い液体噴射孔
１１０、液体導通路、圧力室１０４等を形成する。圧電
膜１０７にＰＺＴを用いた場合、そのパターニングは塩
酸系や弗酸系の水溶液で行えば良い、そして圧電膜１０
７の表面に対向基板１３０２を接合する。対向基板１３
０２は上電極を兼ねるため、金属板、例えばＡｌ板を接
着剤を用いて接合すれば良い、かくのごとき方法で液体
噴射ヘッドを形成すれば、はとんどの工程を薄膜形成技
術、フォトリソグラフィー技術を用いて形成することが
可能であるため、ノズル高密度化やマルチノズル化が容
易となり、また製造工程数が著しく減少し、しかも簡単
になるため、液体噴射ヘッドの大幅な低価格化が実現さ
れた。
子の上電極を兼ねている。下電極１３０１と上電極１３
０２間に電圧を印加し、圧電膜１０７を歪ませ、圧力室
１０４の体積を変化させ、液体噴射孔１１０から液体を
噴射させる。以下、製造工程に従って本実施例の液体噴
射ヘッドを説明する。まず、高抵抗のＳｉ基板１０１に
不純物を拡散させ、下電極１３０１を形成する。下電極
１３０１の領域における導電型はｐ、ｎいずれの型で良
く、その形成方法も任意の方法で良い。次に圧電膜１０
７を形成し、その表面にパターニングを行い液体噴射孔
１１０、液体導通路、圧力室１０４等を形成する。圧電
膜１０７にＰＺＴを用いた場合、そのパターニングは塩
酸系や弗酸系の水溶液で行えば良い、そして圧電膜１０
７の表面に対向基板１３０２を接合する。対向基板１３
０２は上電極を兼ねるため、金属板、例えばＡｌ板を接
着剤を用いて接合すれば良い、かくのごとき方法で液体
噴射ヘッドを形成すれば、はとんどの工程を薄膜形成技
術、フォトリソグラフィー技術を用いて形成することが
可能であるため、ノズル高密度化やマルチノズル化が容
易となり、また製造工程数が著しく減少し、しかも簡単
になるため、液体噴射ヘッドの大幅な低価格化が実現さ
れた。
第１４図は、本発明の実施例における、圧電膜側壁に液
体導通路、圧力室等を具備し、該圧電膜上に対向基板を
接合した液体噴射ヘッドのもう一つの実施例を、液体噴
射孔側から見た断面図である。同図において、第１図及
び第１３図と同一の記号は、それぞれ第１図及び第１３
図と同一のものを表す、１４０１は対向基板表面に形成
した上電極である６本実施例の液体噴射ヘッドの動作に
、第１３図に示す実施例のものに準する。以下、製造工
程に従って本実施例の液体噴射ヘッドを説明する。基板
１０１上に下電極１０６、圧電膜１０７と積層形成し、
該圧電膜表面にパターニングを行い液体噴射孔１１０、
液体導通路、圧力室１０４等を形成する。そして、対向
基板１３０２上に上電極１４０１を形成する。最後に、
圧電膜１０７の表面の一部と上電極１４０１を接合し、
液体噴射ヘッドが形成される。対向基板１３０２は任意
の材料、例えばガラス板等を用いて良く、また上電極１
４０１は任意の導電材料を任意の形成方法で、例えばＡ
１等をスパッタ法で形成して用いれば良い、他の構成要
素や形成方法は、既に述べた材料や方法を用いて形成す
れば良い、かくのごとき方法で液体噴射ヘッドを形成す
れば、はとんどの工程を薄膜形成技術、フォトリソグラ
フィー技術を用いて形成することが可能であるため、ノ
ズル高密度化やマルチノズル化が容易となる。また、対
向基板１３０２に安価なガラス等の材料を用いることが
出来るため、第１３図に示す実施例に比べ、更に低価格
の液体噴射ヘッドが実現される。また、この液体噴射ヘ
ッドの構成や形成方法は以上の実施例に限定されるもの
ではなく、例えば、対向基板１３０２に金属板、１４０
１を該金属板を保護する保護膜としても良い。保護膜１
４０１が絶縁体であっても、圧電膜１０７には電界がか
かるため、この液体噴射ヘッドは前記の動作を行う、。
体導通路、圧力室等を具備し、該圧電膜上に対向基板を
接合した液体噴射ヘッドのもう一つの実施例を、液体噴
射孔側から見た断面図である。同図において、第１図及
び第１３図と同一の記号は、それぞれ第１図及び第１３
図と同一のものを表す、１４０１は対向基板表面に形成
した上電極である６本実施例の液体噴射ヘッドの動作に
、第１３図に示す実施例のものに準する。以下、製造工
程に従って本実施例の液体噴射ヘッドを説明する。基板
１０１上に下電極１０６、圧電膜１０７と積層形成し、
該圧電膜表面にパターニングを行い液体噴射孔１１０、
液体導通路、圧力室１０４等を形成する。そして、対向
基板１３０２上に上電極１４０１を形成する。最後に、
圧電膜１０７の表面の一部と上電極１４０１を接合し、
液体噴射ヘッドが形成される。対向基板１３０２は任意
の材料、例えばガラス板等を用いて良く、また上電極１
４０１は任意の導電材料を任意の形成方法で、例えばＡ
１等をスパッタ法で形成して用いれば良い、他の構成要
素や形成方法は、既に述べた材料や方法を用いて形成す
れば良い、かくのごとき方法で液体噴射ヘッドを形成す
れば、はとんどの工程を薄膜形成技術、フォトリソグラ
フィー技術を用いて形成することが可能であるため、ノ
ズル高密度化やマルチノズル化が容易となる。また、対
向基板１３０２に安価なガラス等の材料を用いることが
出来るため、第１３図に示す実施例に比べ、更に低価格
の液体噴射ヘッドが実現される。また、この液体噴射ヘ
ッドの構成や形成方法は以上の実施例に限定されるもの
ではなく、例えば、対向基板１３０２に金属板、１４０
１を該金属板を保護する保護膜としても良い。保護膜１
４０１が絶縁体であっても、圧電膜１０７には電界がか
かるため、この液体噴射ヘッドは前記の動作を行う、。
第１５図は、本発明の実施例における、片持ち梁上に圧
電素子を積層形成した液体噴射ヘッドの断面図である。
電素子を積層形成した液体噴射ヘッドの断面図である。
同図において、１５０１は基板、１５０２はノズル、１
５０３は圧力室、１５０４は片持ち梁、１５０５は下電
極、１５０６は圧電膜、１５０７は上電極であり、下電
極１５０５、圧電膜１５０６、上電極１５０７により圧
電素子が構成されている。この圧電素子を取り巻く空間
や圧力室１５０３、ノズル１５０２には液体が満たされ
ているものとする。下電極１５０５と上電極１５０７間
に電圧を印加し、圧電膜１５０６や下電極１５０４を振
動させる。すると、圧力室１５０３中の液体に圧力が発
生し、このためノズル１５０２近傍に存在していた液体
は基板１５０１の外側へ噴射される。この液体噴射ヘッ
ドの製造方法の一例を以下に示すと、基板１５０１に５
ｉ（１００）基板を用いて、その表面にＢをドーピング
した層を形成しておき、奥山雅則ｆ［！！（材料別冊筒
３８巻筒４２５号ｐｐ、ａ９〜９９）に示されるごとく
、エチレンジアミン、ピロカテコール、及び水の混合液
により選択エツチングし、片持ち梁１５０４及び圧力室
１５０３を形成する。そして、片持ち梁１５０４と反対
側の基板表面からＲＩＢＥ法等の方法でノズル１５０２
を形成する。
５０３は圧力室、１５０４は片持ち梁、１５０５は下電
極、１５０６は圧電膜、１５０７は上電極であり、下電
極１５０５、圧電膜１５０６、上電極１５０７により圧
電素子が構成されている。この圧電素子を取り巻く空間
や圧力室１５０３、ノズル１５０２には液体が満たされ
ているものとする。下電極１５０５と上電極１５０７間
に電圧を印加し、圧電膜１５０６や下電極１５０４を振
動させる。すると、圧力室１５０３中の液体に圧力が発
生し、このためノズル１５０２近傍に存在していた液体
は基板１５０１の外側へ噴射される。この液体噴射ヘッ
ドの製造方法の一例を以下に示すと、基板１５０１に５
ｉ（１００）基板を用いて、その表面にＢをドーピング
した層を形成しておき、奥山雅則ｆ［！！（材料別冊筒
３８巻筒４２５号ｐｐ、ａ９〜９９）に示されるごとく
、エチレンジアミン、ピロカテコール、及び水の混合液
により選択エツチングし、片持ち梁１５０４及び圧力室
１５０３を形成する。そして、片持ち梁１５０４と反対
側の基板表面からＲＩＢＥ法等の方法でノズル１５０２
を形成する。
そして、片持ち梁１５０４上に下電極１５０５、圧電膜
１５０６、上電極１５０７を積層形成し、液体噴射ヘッ
ドを形成する。この様な構成の液体噴射ヘッドは、第１
４図まで説明を行ってきたカイザー型液体噴射ヘッドと
構成は異なるが、薄膜形成技術とフォトリソグラフィー
技術を用いて、液体噴射ヘッドのノズル高密度化、マル
チノズル化、低価格化できる点においては同じである。
１５０６、上電極１５０７を積層形成し、液体噴射ヘッ
ドを形成する。この様な構成の液体噴射ヘッドは、第１
４図まで説明を行ってきたカイザー型液体噴射ヘッドと
構成は異なるが、薄膜形成技術とフォトリソグラフィー
技術を用いて、液体噴射ヘッドのノズル高密度化、マル
チノズル化、低価格化できる点においては同じである。
本実施例において、圧力室１５０３上に張る梁は、片持
ち梁のみならず、両端支持梁等の他の形式の梁であって
もまったく差し支えない。
ち梁のみならず、両端支持梁等の他の形式の梁であって
もまったく差し支えない。
第１６図は、本発明の液体噴射ヘッド、もしくは本発明
の製造方法を用いた液体噴射ヘッドを有する液体噴射記
録装置の模式図である。同図において、１６０１は本発
明の液体噴射ヘッド、もしくは本発明の製造方法を用い
た液体噴射ヘッド、１６０２は記録紙、１６０３は給紙
ローラ、１６０４は紙送りローうである。液体噴射ヘッ
ド１６０１からインクを噴射し、記録紙１６０２に記録
を行う、そして、液体噴射ヘッド１６０１や、紙送りロ
ーラ１６０４を適宜動かして、液体噴射記録を行ってい
く０本発明の液体噴射ヘッド、もしくは本発明の製造方
法を用いた液体噴射ヘッドは、既に述べたごとくノズル
高密度化やマルチノズル化が容易であるため、液体噴射
ヘッド１６０１は高解像度でしかもノズル数の多いもの
である。このため、記録紙１６０２に記録される像、文
字等は高解像度となり、またその記録速度も高速なもの
となる。加えて、以上の液体噴射ヘッドにおいて、液体
にさらされる部分の材質は任意であるため、液体噴射記
録装置に用いた場合、使用できるインクの自由度が増し
、このため記録紙に適合したインクの使用が可能となり
、記録される像、文字等は高品位なものとなる。更に、
液体噴射ヘッド１６０１は低価格であるため、この液体
噴射記録装置も低価格なものとなる。また、この液体噴
射記録装置でカラー画像を記録する場合、高解像度の液
体噴射ヘッドを用いることが出来る本発明は、非常に有
用なものとなる。
の製造方法を用いた液体噴射ヘッドを有する液体噴射記
録装置の模式図である。同図において、１６０１は本発
明の液体噴射ヘッド、もしくは本発明の製造方法を用い
た液体噴射ヘッド、１６０２は記録紙、１６０３は給紙
ローラ、１６０４は紙送りローうである。液体噴射ヘッ
ド１６０１からインクを噴射し、記録紙１６０２に記録
を行う、そして、液体噴射ヘッド１６０１や、紙送りロ
ーラ１６０４を適宜動かして、液体噴射記録を行ってい
く０本発明の液体噴射ヘッド、もしくは本発明の製造方
法を用いた液体噴射ヘッドは、既に述べたごとくノズル
高密度化やマルチノズル化が容易であるため、液体噴射
ヘッド１６０１は高解像度でしかもノズル数の多いもの
である。このため、記録紙１６０２に記録される像、文
字等は高解像度となり、またその記録速度も高速なもの
となる。加えて、以上の液体噴射ヘッドにおいて、液体
にさらされる部分の材質は任意であるため、液体噴射記
録装置に用いた場合、使用できるインクの自由度が増し
、このため記録紙に適合したインクの使用が可能となり
、記録される像、文字等は高品位なものとなる。更に、
液体噴射ヘッド１６０１は低価格であるため、この液体
噴射記録装置も低価格なものとなる。また、この液体噴
射記録装置でカラー画像を記録する場合、高解像度の液
体噴射ヘッドを用いることが出来る本発明は、非常に有
用なものとなる。
なお、以上述べてきた実施例にも示されるごとく、本発
明の液体噴射ヘッドには種々の形態が考えられ、以上の
実施例に本発明の請求範囲は限定されるものではない。
明の液体噴射ヘッドには種々の形態が考えられ、以上の
実施例に本発明の請求範囲は限定されるものではない。
例えば、ステムメ型やグールド型の液体噴射ヘッドに本
発明の構成や製造方法を適用しても良く、また、コンテ
ィニュアス型の液体噴射記録装置に本発明の液体噴射ヘ
ッドもしくは本発明の製造方法を用いた液体噴射ヘッド
を用いても良い、また、本発明の液体噴射ヘッド、もし
くは本発明の製造方法を用いた液体噴射ヘッドは、液体
噴射記録装置のみならず、塗装装置、捺染装置等に広く
適用される。
発明の構成や製造方法を適用しても良く、また、コンテ
ィニュアス型の液体噴射記録装置に本発明の液体噴射ヘ
ッドもしくは本発明の製造方法を用いた液体噴射ヘッド
を用いても良い、また、本発明の液体噴射ヘッド、もし
くは本発明の製造方法を用いた液体噴射ヘッドは、液体
噴射記録装置のみならず、塗装装置、捺染装置等に広く
適用される。
［発明の効果］
以上述べたごとく本発明を用いることにより、薄膜形成
技術やフォトリソグラフィー技術、もしくは更に空孔形
成技術を用いて液体噴射ヘッドが形成出来る。このため
、従来は実現が困難であった液体噴射ヘッドのノズル高
密度化やマルチノズル化が容易となった。また、煩雑な
組立工程が不要となったため、同時に液体噴射ヘッドの
低価格化が実現された。また、以上の液体噴射ヘッドを
用いた液体噴射記録装置は、高速高解像度で高品位の液
体噴射記録が可能であり、しかも低価格なものとなる。
技術やフォトリソグラフィー技術、もしくは更に空孔形
成技術を用いて液体噴射ヘッドが形成出来る。このため
、従来は実現が困難であった液体噴射ヘッドのノズル高
密度化やマルチノズル化が容易となった。また、煩雑な
組立工程が不要となったため、同時に液体噴射ヘッドの
低価格化が実現された。また、以上の液体噴射ヘッドを
用いた液体噴射記録装置は、高速高解像度で高品位の液
体噴射記録が可能であり、しかも低価格なものとなる。
第１図（ａ）は、本発明の実施例における、圧電素子と
して下電極、圧電膜、上電極と積層したものを用いた液
体噴射ヘッドの液体導通路に沿った断面図、同図（ｂ）
はその平面図。 第２図（ａ）〜（ｄ）は、第１図に示す液体噴射ヘッド
の製造工程順の断面図。 第３図は、本発明の実施例における、上側のみに電極を
設けて形成した圧電素子の断面図。 第４図は、本発明の実施例における、振動板を下電極に
用いている圧電素子の断面図。 第５図は、本発明の実施例における、圧電多層膜を用い
た圧電素子の断面図。 第６図（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施例における、任
意の基板上に緩衝膜を設け、該緩衝膜表面にパターニン
グを行い液体導通路等を形成した、液体噴射ヘッド基板
の製造工程順の断面図。 第７図は、本発明の実施例における、任意の基板上に形
成された圧電素子、緩衝膜、該緩衝膜表面に形成された
液体導通路等、及び前記緩衝膜表面の一部に接合された
対向基板を具備した液体噴射ヘッドの、液体導通路に沿
った断面図。 第８図（ａ）は、本発明の実施例における、正電膜中に
液体導通路等を具備した液体噴射ヘッドの液体導通路に
沿った断面図、同図（ｂ）は、その液体噴射孔から見た
断面図、同図（Ｃ）は、その平面図。 第９図（ａ）〜（ｅ）は２第８図に示す液体噴射ヘッド
の製造工程順の、液体噴射孔側から兄た断面図。 第１０図は、本発明の実施例における、任意の基板上に
設けた緩衝膜中に液体導通路等を具備し、該緩衝膜上に
圧電素子を積層した液体噴射ヘッドの、液体噴射孔側か
ら見た断面図。 第１１図は、本発明の実施例における、任意の基板表面
に形成された液体導通路や圧力室等、及び該圧力室上に
形成された圧電素子を具備した液体噴射ヘッドの、液体
噴射孔側から見た断面図。 第１２図は、本発明の実施例における、任意の基板上に
設けた緩衝膜表面に形成された液体導通路や圧力室等、
及び該圧力室上に形成された圧電素子を具備した液体噴
射ヘッドの、液体噴射孔側から見た断面図。 第１３図は、本発明の実施例における、圧電膜側壁に液
体導通路、圧力室等を具備し、該圧電膜上に対向基板を
接合した液体噴射ヘッドの、液体噴射孔側から見た断面
図。 第１４図は、本発明の実施例における、圧電膜側壁に液
体導通路、圧力室等を具備し、該圧電膜上に対向基板を
接合した液体噴射ヘッドのもう一つの実施例を、液体噴
射孔側から見た断面図。 第１５図は、本発明の実施例における、片持ち梁上に圧
電素子を積層形成した液体噴射ヘッドの断面図。 第１６図は、本発明の液体噴射ヘッド１．もしくは本発
明の製造方法を用いた液体噴射ヘッドを有する液体噴射
記録装置の模式図。 １０１・・・基板 １０２・・・ノズル １０３・・・液体噴射孔 １０４・・・圧力室 １０５・・・振動板 １０６・・・下電極 １０７・・・圧電膜 １０８・・・上電極 １０９・・・液体貯蔵室 １１０・・・液体噴射孔 １１１・・・圧電素子 １１２・・・接合部 以 上 第２図 （ｄ） 第１０図 第１１図 第１２図 簗１３図 第９図 （ａ） 第９図 （ｂ） 第９図 （Ｃ） 第９図 （ｄ） 第９図 （ｅ） 第１４図 第１５図 票１６図
して下電極、圧電膜、上電極と積層したものを用いた液
体噴射ヘッドの液体導通路に沿った断面図、同図（ｂ）
はその平面図。 第２図（ａ）〜（ｄ）は、第１図に示す液体噴射ヘッド
の製造工程順の断面図。 第３図は、本発明の実施例における、上側のみに電極を
設けて形成した圧電素子の断面図。 第４図は、本発明の実施例における、振動板を下電極に
用いている圧電素子の断面図。 第５図は、本発明の実施例における、圧電多層膜を用い
た圧電素子の断面図。 第６図（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施例における、任
意の基板上に緩衝膜を設け、該緩衝膜表面にパターニン
グを行い液体導通路等を形成した、液体噴射ヘッド基板
の製造工程順の断面図。 第７図は、本発明の実施例における、任意の基板上に形
成された圧電素子、緩衝膜、該緩衝膜表面に形成された
液体導通路等、及び前記緩衝膜表面の一部に接合された
対向基板を具備した液体噴射ヘッドの、液体導通路に沿
った断面図。 第８図（ａ）は、本発明の実施例における、正電膜中に
液体導通路等を具備した液体噴射ヘッドの液体導通路に
沿った断面図、同図（ｂ）は、その液体噴射孔から見た
断面図、同図（Ｃ）は、その平面図。 第９図（ａ）〜（ｅ）は２第８図に示す液体噴射ヘッド
の製造工程順の、液体噴射孔側から兄た断面図。 第１０図は、本発明の実施例における、任意の基板上に
設けた緩衝膜中に液体導通路等を具備し、該緩衝膜上に
圧電素子を積層した液体噴射ヘッドの、液体噴射孔側か
ら見た断面図。 第１１図は、本発明の実施例における、任意の基板表面
に形成された液体導通路や圧力室等、及び該圧力室上に
形成された圧電素子を具備した液体噴射ヘッドの、液体
噴射孔側から見た断面図。 第１２図は、本発明の実施例における、任意の基板上に
設けた緩衝膜表面に形成された液体導通路や圧力室等、
及び該圧力室上に形成された圧電素子を具備した液体噴
射ヘッドの、液体噴射孔側から見た断面図。 第１３図は、本発明の実施例における、圧電膜側壁に液
体導通路、圧力室等を具備し、該圧電膜上に対向基板を
接合した液体噴射ヘッドの、液体噴射孔側から見た断面
図。 第１４図は、本発明の実施例における、圧電膜側壁に液
体導通路、圧力室等を具備し、該圧電膜上に対向基板を
接合した液体噴射ヘッドのもう一つの実施例を、液体噴
射孔側から見た断面図。 第１５図は、本発明の実施例における、片持ち梁上に圧
電素子を積層形成した液体噴射ヘッドの断面図。 第１６図は、本発明の液体噴射ヘッド１．もしくは本発
明の製造方法を用いた液体噴射ヘッドを有する液体噴射
記録装置の模式図。 １０１・・・基板 １０２・・・ノズル １０３・・・液体噴射孔 １０４・・・圧力室 １０５・・・振動板 １０６・・・下電極 １０７・・・圧電膜 １０８・・・上電極 １０９・・・液体貯蔵室 １１０・・・液体噴射孔 １１１・・・圧電素子 １１２・・・接合部 以 上 第２図 （ｄ） 第１０図 第１１図 第１２図 簗１３図 第９図 （ａ） 第９図 （ｂ） 第９図 （Ｃ） 第９図 （ｄ） 第９図 （ｅ） 第１４図 第１５図 票１６図
Claims (19)
- （１）液体を噴射するノズル、該ノズルに接続した液体
導通路及び圧力室、及び該圧力室を加・減圧する圧電素
子を具備して成る液体噴射ヘッドにおいて、前記圧電素
子として下電極、圧電膜、上電極と積層したもの、もし
くは圧電膜、上電極と積層したものを用いたことを特徴
とする、液体噴射ヘッド。 - （２）前記圧電膜を圧電体多層膜としたことを特徴とす
る、請求項１記載の液体噴射ヘッド。 - （３）前記圧電膜に圧電性有機材料を含むことを特徴と
する、請求項１または請求項２記載の液体噴射ヘッド。 - （４）任意の基板上に形成された圧電素子、緩衝膜、該
緩衝膜表面に形成されたノズル、液体導通路、圧力室、
及び前記緩衝膜表面の一部に接合された対向基板を具備
して成ることを特徴とする、請求項１、請求項２、また
は請求項３記載の液体噴射ヘッド。 - （５）前記圧電膜中にノズル、液体導通路、圧力室を具
備して成ることを特徴とする、請求項１、請求項２、ま
たは請求項３記載の液体噴射ヘッド。 - （６）任意の基板上に設けた緩衝膜中にノズル、液体導
通路、圧力室を具備し、該緩衝膜上に圧電素子を積層し
て成ることを特徴とする、請求項１、請求項２、または
請求項３記載の液体噴射ヘッド。 - （７）任意の基板表面に形成されたノズル、液体導通路
、圧力室、及び該圧力室上に形成された圧電素子を具備
して成ることを特徴とする、請求項１、請求項２、また
は請求項３記載の液体噴射ヘッド。 - （８）任意の基板上に設けた緩衝膜表面に形成されたノ
ズル、液体導通路、圧力室、及び該圧力室上に形成され
た圧電素子を具備して成ることを特徴とする、請求項１
、請求項２、または請求項３記載の液体噴射ヘッド。 - （９）任意の基板上に設けた圧電膜の側壁にノズル、液
体導通路、圧力室を具備し、該圧電膜上に対向基板を接
合して成ることを特徴とする、請求項１、請求項２、ま
たは請求項３記載の液体噴射ヘッド。 - （１０）少なくとも、下電極、圧電膜、上電極と積層す
るか、もしくは圧電膜、上電極と積層し圧電素子を形成
する工程を有することを特徴とする、液体噴射ヘッドの
製造方法。 - （１１）任意の基板上にパターニングを行いノズル、液
体導通路、圧力室等を形成する工程、別基板上に圧電素
子を形成する工程、前記液体導通路等を形成した基板表
面の一部に圧電素子を形成した基板を接合する工程を有
することを特徴とする、請求項１０記載の液体噴射ヘッ
ドの製造方法。 - （１２）任意の基板上に緩衝膜を形成する工程、該緩衝
膜表面にパターニングを行い液体導通路等を形成する工
程、別基板上に圧電素子を形成する工程、前記液体導通
路等を形成した基板表面の一部に圧電素子を形成した基
板を接合する工程を有することを特徴とする、請求項１
０記載の液体噴射ヘッドの製造方法。 - （１３）任意の基板上に圧電素子を形成する工程、緩衝
膜を形成する工程、該緩衝膜表面にパターニングを行い
液体導通路等を形成する工程、前記緩衝膜表面の一部に
対向基板を接合する工程を有することを特徴とする、請
求項１０記載の液体噴射ヘッドの製造方法。 - （１４）任意の基板上に圧電膜を形成する工程、空孔形
成パターンを形成する工程、更に圧電膜を形成する工程
、前記空孔形成パターンを除去することにより液体導通
路等を形成する工程、及び上電極を形成する工程を有す
ることを特徴とする、請求項１０記載の液体噴射ヘッド
の製造方法。 - （１５）任意の基板上に空孔形成パターンを形成する工
程、緩衝膜を形成する工程、及び圧電素子を形成する工
程を有することを特徴とする、請求項１０記載の液体噴
射ヘッドの製造方法。 - （１６）任意の基板にパターニングを行い液体導通路等
を形成する工程、該液体導通路等を覆う空孔形成パター
ンを形成する工程、圧電素子を形成し前記空孔形成パタ
ーンを除去する工程を有することを特徴とする、請求項
１０記載の液体噴射ヘッドの製造方法。 - （１７）任意の基板上に緩衝膜を形成する工程、該緩衝
膜の表面にパターニングを行い液体導通路等を形成する
工程、該液体導通路等を覆う空孔形成パターンを形成す
る工程、圧電素子を形成し前記空孔形成パターンを除去
する工程を有することを特徴とする、請求項１０記載の
液体噴射ヘッドの製造方法。 - （１８）任意の基板上に圧電膜を形成する工程、該圧電
膜にパターニングを行い液体導通路等を形成する工程、
及び前記圧電膜の表面の一部に対向基板を接合する工程
を有することを特徴とする、液体噴射ヘッドの製造方法
。 - （１９）請求項１乃至９記載の液体噴射ヘッド、もしく
は請求項１０乃至１８記載の製造方法を用いて製造した
液体噴射ヘッドを有することを特徴とする、液体噴射記
録装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3679190A JP2952934B2 (ja) | 1989-02-21 | 1990-02-17 | 液体噴射ヘッドとその製造方法、及び液体噴射記録装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4069589 | 1989-02-21 | ||
| JP1-40695 | 1989-02-21 | ||
| JP3679190A JP2952934B2 (ja) | 1989-02-21 | 1990-02-17 | 液体噴射ヘッドとその製造方法、及び液体噴射記録装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02289352A true JPH02289352A (ja) | 1990-11-29 |
| JP2952934B2 JP2952934B2 (ja) | 1999-09-27 |
Family
ID=26375887
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3679190A Expired - Lifetime JP2952934B2 (ja) | 1989-02-21 | 1990-02-17 | 液体噴射ヘッドとその製造方法、及び液体噴射記録装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2952934B2 (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04251750A (ja) * | 1991-01-28 | 1992-09-08 | Fuji Electric Co Ltd | インクジェット記録ヘッド |
| EP0723867A2 (en) * | 1992-08-26 | 1996-07-31 | Seiko Epson Corporation | Ink jet recording head |
| US5637126A (en) * | 1991-12-27 | 1997-06-10 | Rohm Co., Ltd. | Ink jet printing head |
| EP0800920A2 (en) * | 1996-04-10 | 1997-10-15 | Seiko Epson Corporation | Ink jet recording head |
| EP1346829A2 (en) | 2002-03-18 | 2003-09-24 | Seiko Epson Corporation | Piezoelectric actuator, liquid jetting head incorporating the same, and method of manufacturing the actuator and head |
| EP1346828A2 (en) | 2002-03-18 | 2003-09-24 | Seiko Epson Corporation | Piezoelectric actuator, liquid jetting head incorporating the same, piezoelectric element, and method of manufacturing the same |
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