JPH0452144A - 液体噴射ヘッド - Google Patents
液体噴射ヘッドInfo
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- JPH0452144A JPH0452144A JP16171690A JP16171690A JPH0452144A JP H0452144 A JPH0452144 A JP H0452144A JP 16171690 A JP16171690 A JP 16171690A JP 16171690 A JP16171690 A JP 16171690A JP H0452144 A JPH0452144 A JP H0452144A
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- Japan
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- cantilever
- silicon substrate
- piezoelectric element
- nozzle plate
- ink
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- Pending
Links
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- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 24
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
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Landscapes
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
- Recording Measured Values (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】
［従来の技術］
従来のインクジェットプリンタにおける液体噴射ヘッド
には、特公昭６０−８９５３に示されるごとく、片持ち
梁構造の圧電振動子を印字信号に応じたパルス電圧でた
わみ振動させることにより、インクへ圧力を加えインク
滴を飛翔させるタイプのものが知られている。
には、特公昭６０−８９５３に示されるごとく、片持ち
梁構造の圧電振動子を印字信号に応じたパルス電圧でた
わみ振動させることにより、インクへ圧力を加えインク
滴を飛翔させるタイプのものが知られている。
［発明が解決しようとする課題］
従来の、片持ち梁の圧電薄膜振動子より成る液体噴射ヘ
ッドにおいては、片持ち梁を形成するために異方性エツ
チングを用いていたが、エッチストップ層を用いてエツ
チングの制御を行なっていた。エッチストップ層の上に
片持ち梁を残して除去するためのエピタキシャル層を形
成し、更に梁となる酸化シリコン層を形成していた。エ
ッチストップ層を形成する工程や、エピタキシャル層を
形成する工程をなくし、工程数を減らすことを目的とす
る。
ッドにおいては、片持ち梁を形成するために異方性エツ
チングを用いていたが、エッチストップ層を用いてエツ
チングの制御を行なっていた。エッチストップ層の上に
片持ち梁を残して除去するためのエピタキシャル層を形
成し、更に梁となる酸化シリコン層を形成していた。エ
ッチストップ層を形成する工程や、エピタキシャル層を
形成する工程をなくし、工程数を減らすことを目的とす
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、 （ａ）シリコン基板、 （ｂ）該シリコン基板上に等方性エツチングで形成した
インク液室、 （Ｃ）該シリコン基板上に形成された酸化シリコン膜で
形成した片持ち梁、 （ｄ）該片持ち梁上に形成した圧電膜による圧電素子、 （ｅ）複数のノズルを形成したノズルプレート、（ｆ）
該ノズルプレートと該シリコン基板とを接着する接着層
、 より構成されていることを特徴とする。
ドは、 （ａ）シリコン基板、 （ｂ）該シリコン基板上に等方性エツチングで形成した
インク液室、 （Ｃ）該シリコン基板上に形成された酸化シリコン膜で
形成した片持ち梁、 （ｄ）該片持ち梁上に形成した圧電膜による圧電素子、 （ｅ）複数のノズルを形成したノズルプレート、（ｆ）
該ノズルプレートと該シリコン基板とを接着する接着層
、 より構成されていることを特徴とする。
［実施例］
第１図（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ本発日月の実施例
における液体噴射ヘッドの片持ち梁の圧電薄膜振動子の
平面図と断面図である。第１図（ｃ）は、前記液体噴射
ヘッドの断面図である。第１Ｖ（ａ）及び（ｂ）におい
て、１０１番まシ】ノコン基板、１０２はその一部が片
持ち梁を形成してν）る酸化シリコン層、１０３は酸化
シリコンの片持ち梁上に形成された圧電素子、１０４１
よインク液室である。この基板とノズルプレート１０８
とを接着して第１図（ｃ）に示したような液体噴η寸へ
・ンドとなる。同図において、片持ち梁上【こ形成され
た圧電素子１０３の伸縮運動によって、前記片持ち梁が
たわみ運動をし、インク液室１０４内及び前記片持ち梁
とノズルプレート１０７との間（こ存在する液体をノズ
ルプレート１０７上のノズル１０８より噴出させる。
における液体噴射ヘッドの片持ち梁の圧電薄膜振動子の
平面図と断面図である。第１図（ｃ）は、前記液体噴射
ヘッドの断面図である。第１Ｖ（ａ）及び（ｂ）におい
て、１０１番まシ】ノコン基板、１０２はその一部が片
持ち梁を形成してν）る酸化シリコン層、１０３は酸化
シリコンの片持ち梁上に形成された圧電素子、１０４１
よインク液室である。この基板とノズルプレート１０８
とを接着して第１図（ｃ）に示したような液体噴η寸へ
・ンドとなる。同図において、片持ち梁上【こ形成され
た圧電素子１０３の伸縮運動によって、前記片持ち梁が
たわみ運動をし、インク液室１０４内及び前記片持ち梁
とノズルプレート１０７との間（こ存在する液体をノズ
ルプレート１０７上のノズル１０８より噴出させる。
このような構造は、まずシリコン基板１０１上に酸化シ
リコン層１０２、下部電極、圧電薄膜、上部電極からな
る圧電素子１０３を積層し）＼ターニングした後、シリ
コン基板１０１の等方性エツチングを行なう。１０〜２
００μｍはどエツチングが進んだ時点で終了とする。こ
れで、片持ち梁の振動に必要なインク液室１０４が、片
持ち梁の下のシリコン基板１０１上に形成される。ノズ
ルプレート１０７は電鋳によって形成した。ノズルプレ
ート１０７と片持ち梁を形成した基板とは光硬化性樹脂
で接着した。光硬化性樹脂の接着力が十分でない場合に
、ノズルプレートを更に外側から固定する手段を用いて
もよい。また、片持ち梁上の圧電素子１０３は、全体を
酸化膜で覆ってもよい。こうする事により、耐液性が向
上する上、液体噴射ヘッドの扱える液体の種類が増すこ
とになる。
リコン層１０２、下部電極、圧電薄膜、上部電極からな
る圧電素子１０３を積層し）＼ターニングした後、シリ
コン基板１０１の等方性エツチングを行なう。１０〜２
００μｍはどエツチングが進んだ時点で終了とする。こ
れで、片持ち梁の振動に必要なインク液室１０４が、片
持ち梁の下のシリコン基板１０１上に形成される。ノズ
ルプレート１０７は電鋳によって形成した。ノズルプレ
ート１０７と片持ち梁を形成した基板とは光硬化性樹脂
で接着した。光硬化性樹脂の接着力が十分でない場合に
、ノズルプレートを更に外側から固定する手段を用いて
もよい。また、片持ち梁上の圧電素子１０３は、全体を
酸化膜で覆ってもよい。こうする事により、耐液性が向
上する上、液体噴射ヘッドの扱える液体の種類が増すこ
とになる。
第２図は本発明の液体噴射ヘッドの他の実施例を示す平
面図で、液体噴射ヘッドへのインクの供給を改善したも
のである。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。第１図の実施例と同様の方法で、
シリコン基板上に形成した酸化シリコン層１０２上に圧
電素子１０３を形成し等方性エツチングによりインク液
室１０４を形成する。この後、シリコン基板を貫通する
インク供給穴２０５をレーザで開ける。このインク供給
穴２０５を通してシリコン基板裏側からインクがインク
液室へ供給される。
面図で、液体噴射ヘッドへのインクの供給を改善したも
のである。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。第１図の実施例と同様の方法で、
シリコン基板上に形成した酸化シリコン層１０２上に圧
電素子１０３を形成し等方性エツチングによりインク液
室１０４を形成する。この後、シリコン基板を貫通する
インク供給穴２０５をレーザで開ける。このインク供給
穴２０５を通してシリコン基板裏側からインクがインク
液室へ供給される。
このような片持ち梁の構造を形成する方法は以上の方法
に限定されるわけではない。例えば、シリコン基板上に
酸化シリコンで片持ち梁を形成し、エツチングでインク
室を形成してから、圧電素子を形成してもよい。また、
基板を貫通するインク供給路２０５の形成方法も以上の
方法に限定されるわけではなく、例えば、異方性エツチ
ングや、レーザアシストエツチング等の方法も利用でき
る。
に限定されるわけではない。例えば、シリコン基板上に
酸化シリコンで片持ち梁を形成し、エツチングでインク
室を形成してから、圧電素子を形成してもよい。また、
基板を貫通するインク供給路２０５の形成方法も以上の
方法に限定されるわけではなく、例えば、異方性エツチ
ングや、レーザアシストエツチング等の方法も利用でき
る。
また圧電薄膜はＰｂ （Ｚｒ、Ｔｉ）０３のみに限定さ
れるわけではなく、これ以外にも（Ｐｂ、Ｌａ）（Ｚｒ
、Ｔｉ）０３．ＰｂＴｉＯ２，ＬｉＴａＯ２，ＬｉＮｂ
Ｏ３，ＢａＴｉＯ３等も利用できる。
れるわけではなく、これ以外にも（Ｐｂ、Ｌａ）（Ｚｒ
、Ｔｉ）０３．ＰｂＴｉＯ２，ＬｉＴａＯ２，ＬｉＮｂ
Ｏ３，ＢａＴｉＯ３等も利用できる。
以上のごとき液体噴射ヘッドは、片持ち梁の圧電素子１
０３をフォトリソグラフィー技術を用いて形成できるた
め、精度良くかつ微細に形成できる。特にこの様な構造
の液体噴射ヘッドにおける液体噴射特性を大きく支配す
る、片持ち梁の大きさや、厚さを容易に制街できる。こ
のため、液体噴射を行な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容易とな
り、１０ｄｏｔｓ／ｍｍの解像度で５ｃｍ（Ｄ長さを持
つライン液体噴射ヘッドが形成できた。
０３をフォトリソグラフィー技術を用いて形成できるた
め、精度良くかつ微細に形成できる。特にこの様な構造
の液体噴射ヘッドにおける液体噴射特性を大きく支配す
る、片持ち梁の大きさや、厚さを容易に制街できる。こ
のため、液体噴射を行な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容易とな
り、１０ｄｏｔｓ／ｍｍの解像度で５ｃｍ（Ｄ長さを持
つライン液体噴射ヘッドが形成できた。
なお、本発明の液体噴射ヘッドは以上述べた実施例のみ
ならず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において広く応
用が可能であり、また、インクジェットプリンタのみな
らず、他の印字、印刷装置（例えば、タイプライタ、コ
ピー機出力等）や、塗装装置、捺染装置等に広く適用さ
れる。
ならず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において広く応
用が可能であり、また、インクジェットプリンタのみな
らず、他の印字、印刷装置（例えば、タイプライタ、コ
ピー機出力等）や、塗装装置、捺染装置等に広く適用さ
れる。
［発明の効果コ
以上述べたように本発明によれば、片持ち梁の圧電素子
を用いた液体噴射ヘッドにおいて、シリコン基板上に等
方性エツチングで形成されるインク液室と片持ち梁とを
用いてるので、構造が非常に簡単になり、工程数が減り
、信頼性が増した。
を用いた液体噴射ヘッドにおいて、シリコン基板上に等
方性エツチングで形成されるインク液室と片持ち梁とを
用いてるので、構造が非常に簡単になり、工程数が減り
、信頼性が増した。
第１図（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ本発明の実施例に
おける液体噴射ヘッドの片持ち梁の圧電薄膜振動子の平
面図及び断面図。第１図（Ｃ）は前記液体噴射ヘッドの
断面図。 第２図は、本発明の他の実施例における液体噴射ヘッド
の平面図。 １０１・・・シリコン基板 １０２・・・酸化シリコン層 １０３・・・圧電素子 １０４・・・インク液室 １０６・・・樹脂層 １０７・・・ノズルプレート １０８−・・ノズル ２０５・・・インク供給穴 以 上
おける液体噴射ヘッドの片持ち梁の圧電薄膜振動子の平
面図及び断面図。第１図（Ｃ）は前記液体噴射ヘッドの
断面図。 第２図は、本発明の他の実施例における液体噴射ヘッド
の平面図。 １０１・・・シリコン基板 １０２・・・酸化シリコン層 １０３・・・圧電素子 １０４・・・インク液室 １０６・・・樹脂層 １０７・・・ノズルプレート １０８−・・ノズル ２０５・・・インク供給穴 以 上
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （ａ）シリコン基板、 （ｂ）該シリコン基板上に等方性エッチングで形成した
インク液室、 （ｃ）該シリコン基板上に形成された酸化シリコン膜で
形成した片持ち梁、 （ｄ）該片持ち梁上に形成した圧電膜による圧電素子、 （ｅ）複数のノズルを形成したノズルプレート、（ｆ）
該ノズルプレートと該シリコン基板とを接着する接着層
、 より構成されていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16171690A JPH0452144A (ja) | 1990-06-20 | 1990-06-20 | 液体噴射ヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16171690A JPH0452144A (ja) | 1990-06-20 | 1990-06-20 | 液体噴射ヘッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0452144A true JPH0452144A (ja) | 1992-02-20 |
Family
ID=15740524
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16171690A Pending JPH0452144A (ja) | 1990-06-20 | 1990-06-20 | 液体噴射ヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0452144A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5666141A (en) * | 1993-07-13 | 1997-09-09 | Sharp Kabushiki Kaisha | Ink jet head and a method of manufacturing thereof |
| US5684519A (en) * | 1994-04-19 | 1997-11-04 | Sharp Kabushiki Kaisha | Ink jet head with buckling structure body |
| US6682874B2 (en) | 2000-04-20 | 2004-01-27 | Hewlett-Packard Development Company L.P. | Droplet plate architecture |
| US6698868B2 (en) | 2001-10-31 | 2004-03-02 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Thermal drop generator for ultra-small droplets |
| US7033521B2 (en) * | 2002-03-27 | 2006-04-25 | Seiko Epson Corporation | Piezoelectric actuator, ink jet head, and discharge apparatus |
| US7125731B2 (en) | 2001-10-31 | 2006-10-24 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Drop generator for ultra-small droplets |
| KR100731310B1 (ko) * | 2003-02-07 | 2007-06-21 | 캐논 가부시끼가이샤 | 잉크젯 헤드 제조 방법 |
-
1990
- 1990-06-20 JP JP16171690A patent/JPH0452144A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5666141A (en) * | 1993-07-13 | 1997-09-09 | Sharp Kabushiki Kaisha | Ink jet head and a method of manufacturing thereof |
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| US6837572B2 (en) | 2000-04-20 | 2005-01-04 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Droplet plate architecture |
| US6698868B2 (en) | 2001-10-31 | 2004-03-02 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Thermal drop generator for ultra-small droplets |
| US7125731B2 (en) | 2001-10-31 | 2006-10-24 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Drop generator for ultra-small droplets |
| US7490924B2 (en) | 2001-10-31 | 2009-02-17 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Drop generator for ultra-small droplets |
| US7033521B2 (en) * | 2002-03-27 | 2006-04-25 | Seiko Epson Corporation | Piezoelectric actuator, ink jet head, and discharge apparatus |
| KR100731310B1 (ko) * | 2003-02-07 | 2007-06-21 | 캐논 가부시끼가이샤 | 잉크젯 헤드 제조 방법 |
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