JPH06328691A

JPH06328691A - 印字ヘッドおよびその製造方法

Info

Publication number: JPH06328691A
Application number: JP12263693A
Authority: JP
Inventors: Koji Kubota; 浩司久保田; Masaharu Kimura; 正治木村; Norihiro Ochi; 教博越智
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1993-05-25
Filing date: 1993-05-25
Publication date: 1994-11-29

Abstract

(57)【要約】【目的】より低電圧で駆動することができかつ小型で
高集積可能なインクジェットプリンタの印字ヘッドを提
供することである。【構成】本発明の印字ヘッドは、インクを滴出するた
めのノズル１に連通しかつＳｉ基材で形成されるインク
液室９と、インク液室９内に設けられかつインクに振動
を伝達するための振動部材とを備えている。この振動部
材はＳｉ基材の表面に形成されたＳｉＯ₂薄膜から成形
されてなる振動板５と、圧電薄膜４が一対の電極層６
ａ，６ｂに挟持されてなる振動子１１とから構成され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インクジェットプリン
タの印字ヘッドの改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の代表的なインクジェットプリンタ
の印字ヘッドには、ピエゾ素子の振動力を利用し、イン
クの充填されたインク室に圧力波を生じさせ、インク吐
出口よりインク滴を吐出させる方式のものと、インク室
にヒータを設置し、ヒータと接するインクを急激に加熱
して気泡を発生させ、その膨張圧でインク吐出口外に押
出す方式のものとがある。

【０００３】図１４は、ピエゾ素子の圧電現象を利用し
たインクジェットプリンタの印字ヘッドの典型的な一例
を示す図である。

【０００４】図１４に示すように、印字ヘッド３０の内
部にはインク室２０、圧力室２１等が設けられており、
これらは結合通路２２により連通している。インク室２
０にはインク供給口２５を介して外部からインクが供給
される。圧力室２１の背面には振動板２６が設けられ、
振動板２６上にはインクに高周波振動を与えるピエゾ素
子２４が取付けられている。

【０００５】ピエゾ素子２４の歪み運動による圧力によ
り、インク室２０内のインクが同期されて連続的にイン
ク滴となり、インク吐出口２３から吐出される。

【０００６】図１５（ａ）および（ｂ）は、ピエゾ素子
の圧電現象を利用したインクジェットプリンタの印字ヘ
ッドの他の例を示す図である。

【０００７】図１５（ａ）は、ピエゾ素子２４および振
動板２６が圧力室２７を圧縮する方向に湾曲した状態を
示し、（ｂ）はその逆に湾曲した状態を示している。

【０００８】図１４に示した従来例と異なる点は、ピエ
ゾ素子２４がインク供給口２５とインク吐出口２３との
間の圧力障壁を形成している点である。

【０００９】上述した従来のインクジェットプリンタの
印字ヘッド３０，３１は、インク室２０、圧力室２１，
２７などが設けられたＳｉ構造体に、別体のＳＵＳ材等
からなる振動板２６とピエゾ素子２４とをそれぞれ接着
し一体に形成されていた。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ピエゾ素子は、電気−
機械変換素子であり、図１６に示すように圧電体４１を
一対の電極層４２で挟込んだ基本構造からなる。一対の
電極層４２に電気信号Ｖ′を印加すると、電気エネルギ
ーが機械エネルギーに変換されて圧電体４１に歪みが生
じる。この歪みは、圧電体４１の厚みをｔ´、圧電体４
１の長さをｌ´とすると、機械的変位量δ₁、δ₂とし
て、次式で与えられる。

【００１１】

【数１】

【００１２】

【数２】

【００１３】（ここで、ｄ₁は圧電縦効果定数、ｄ₂は
圧電横効果定数、Ｖ´は印加電圧とする。）インクの滴
吐出には一定量以上の機械的変位量が必要とされる。し
かし、従来の印字ヘッドに用いられていたセラミックス
のバルク結晶からなる圧電体では、圧電材料自体の圧電
効果定数が小さかったため、一定量以上の機械的変位量
を確保しようとすると、上式（１），（２）からも示唆
されるように、圧電体の厚さｔ´を小さくするか、ある
いは圧電体の長さｌ´を大きくする必要があった。

【００１４】ところが、セラミックスのバルク結晶から
なる圧電体４１の厚みｔ´を小さくして圧電効果をより
高めることは、エッチング処理等の精密加工技術により
制約を受ける。

【００１５】現在までのところ、セラミックスのバルク
結晶からなる圧電体では０．１ｍｍ程度の厚みを持つも
のまでを製造するのが限界であった。

【００１６】そこで、これまでは圧電体の長さｌ´をあ
る程度の大きさにすることで、圧電効果を確保するやり
方がとられてきた。

【００１７】しかし、圧電体の長さｌ´を大きくするこ
とは、ピエゾ素子の寸法をある大きさ以上にすることに
ほかならず、印字ヘッドの小型化を進める上で大きな障
害となっていた。

【００１８】また、たとえば従来の標準的なサイズとし
て縦１ｍｍ×横１ｍｍ×厚さ０．２ｍｍのセラミックス
からなる圧電体を用いた場合には、上式（２）より最大
機械的変位量δ₂を１μｍ得るためには、約６６７Ｖも
の大きな駆動電圧を必要としていた。

【００１９】本発明は、上述した従来の印字ヘッドの有
する課題を解決するためになされたものであって、より
低電圧で駆動することができかつ小型で高集積可能なイ
ンクジェットプリンタの印字ヘッドを提供することを目
的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明は、圧電効果を利
用してインクを滴出するインクジェットプリンタの印字
ヘッドであって、インクを滴出するためのノズルに連通
し、かつ所定の材料で形成されるインク液室と、インク
液室内に設けられ、インクに振動を伝達するための振動
部材とを備え、振動部材は、インク液室を形成する所定
材料の一部が成形されてなる薄片状の部分と、薄片状の
部分上に設けられかつ圧電材料からなる薄膜が一対の電
極層に挟持されてなる振動子とからなることを特徴とす
る。

【００２１】本発明に係る印字ヘッドにおいて、インク
液室を形成する所定の材料はＳｉであることが好まし
い。所定の材料にＳｉを用いることで、薄片状の部分を
シリコン酸化膜（ＳｉＯ₂）から成形することができ
る。

【００２２】ここで、Ｓｉを好ましいとするのは、Ｓｉ
は莫大な半導体技術を背景に持ち高純度な材料としてウ
ェハを適正な価格で容易に入手可能であり、その加工技
術は高度に確立されているためである。また、ウェハ表
面に熱酸化により極めて薄いシリコン酸化膜（Ｓｉ
Ｏ₂）を簡単に形成することができ、シリコン酸化膜
（ＳｉＯ₂）は、信頼性、安定性にすぐれているからで
ある。

【００２３】本発明に係る印字ヘッドにおいて、薄片状
の部分の厚みは２０μｍ以下とすることができ、より好
ましくは２μｍ以上１０μｍ以下の範囲にすることがで
きる。また、圧電材料からなる薄膜の厚みは２０μｍ以
下とすることができ、より好ましくは２μｍ以上５μｍ
以下の範囲とすることができる。

【００２４】本発明においてインク液室を形成する所定
の材料の一部が成形されてなる薄片状の部分は、たとえ
ば、インク液室を形成する所定の材料にＳｉを用いた場
合には、以下のようにして提供される。

【００２５】たとえば、既知の技術を適用して、以下の
実施例においても示すように、Ｓｉウェハの表面に選択
的にＳｉＯ₂薄膜を形成させ、このＳｉＯ₂薄膜の所定
の領域を残しながら、異方性エッチングによりＳｉウェ
ハをエッチングし、インク液室を構成する凹部を形成す
れば、薄片状の部分を簡便に形成することができる。
〔「ＤｙｎａｍｉｃＭｉｃｒｏｍｅｃｈａｎｉｃｓ
ｏｎＳｉｌｉｃｏｎ；Ｔｅｃｈｎｅｑｕｅｓａｎｄ
Ｄｅｖｉｃｅ」ｂｙＫＵＲＴＥ．ＰＥＴＥＲＳ
ＥＮＩＥＥＥＴｒａｎ．ｏｎＥｌｅｃｔｏｒｎ
Ｄｅｖｉｃｅｓｖｏｌ．ＥＤ−２５，Ｎｏ．１０Ｏ
ｃｔ．１９７８．参照〕また、本発明において圧電材料からなる薄膜は、スパッ
タリングまたはＣＶＤ法などによって所望の膜厚に形成
することができる。

【００２６】圧電材料としては、ＺｎＯ、Ｐｂ（Ｚｒ，
Ｔｉ）Ｏ₃、またはＰＺＴ等を好ましく用いることがで
きる。

【００２７】また、本発明は、インクを滴出するための
ノズルに連通し、かつ所定の材料で形成されるインク液
室と、インク液室内に設けられ、インクに振動を伝達す
るための振動部材とを備えるインクジェットプリンタの
印字ヘッドの製造方法を提供するものである。

【００２８】本発明法は、インク液室を構成するための
第１の基材を準備する工程と、第１の基材の表面部分に
位置する薄片状の部分を残しながら、異方性エッチング
により、インク液室を構成するための１つまたは複数の
凹部を形成する工程と、インク液室を構成するための第
２の基材を準備する工程と、第２の基材にインク液室を
構成するための１つまたは複数の凹部を形成する工程
と、凹部がそれぞれ形成された第１の基材と第２の基材
とを接合して、凹部によりインク液室が構成される空間
内に振動可能な薄片状の部分が突出している構造体を形
成する工程とを備え、第１の基材と第２の基材とを接合
する前に、薄片状の部分上に圧電材料からなる薄膜が一
対の金属層で挟まれた積層構造を設けることにより振動
部材が形成されることを特徴とする。

【００２９】本発明法において、第１の基材と第２の基
材とを接合する前に、薄片状の部分上に圧電材料からな
る薄膜が一対の金属層で挟まれた積層構造を設けること
により振動部材を形成するに際しては、製造プロセス
上、第１の基材の表面部分に位置する薄片状の部分を残
しながら、異方性エッチングによりインク液室を構成す
るための１つまたは複数の凹部を形成する工程前に、予
め薄片状の部分に相当する第１の基材の領域上に金属
層、圧電材料からなる薄膜、金属層を順次積層しておく
ことが好ましい。

【００３０】本発明法において、第１の基材と第２の基
材とを接合するのに、金・シリコン合金、有機接着剤等
を好ましく用いることができる。

【００３１】本発明法において、インク液室を構成する
ために第１の基材および第２の基材に設けられる凹部
は、基材表面において矩形状であることが好ましい。凹
部が矩形状であれば、基材上の所定の領域内に複数の凹
部を効率よく配置することができる。

【００３２】したがって、第１の基材および第２の基材
を接合し、各々の基材に設けられた複数の凹部を一体化
すれば、隣接した複数のインク液室を一度に得ることが
でき、印字ヘッドの高集積化を図ることができる。

【００３３】また、インク液室を構成するために第１の
基材および第２の基材に設けられる１つまたは複数の凹
部は、通常異方性エッチングにより形成されることで、
角すい台形状をとることが多い。

【００３４】

【作用】インクジェットプリンタの印字ヘッドは、これ
まで以上により低電圧で駆動しかつ小型で、プリンタ装
置に高密度に搭載できることが求められてきた。

【００３５】本発明に係る印字ヘッドでは、インクに振
動を伝達するため歪み運動を行う薄片状の部分が、イン
ク液室を形成する基材の一部からインク液室と一体的に
成形されることで、その厚みを２０μｍ以下に薄くする
ことができる。これは、ＳＵＳ材等からなり、別途製作
後インク液室構造体に接着されていた従来の印字ヘッド
の振動板の厚みに比べて１〜２桁程度小さな値に抑えら
れている。

【００３６】このように薄片状の部分が極めて薄く形成
されていることで、薄片状の部分を歪み運動させるのに
要するエネルギーを減らすことができ、その分インクに
圧力として伝達するエネルギーの割合を大きくすること
ができる。

【００３７】また、通常、振動子の電圧効果すなわち機
械的変位量は、圧電体に加えられる電界強度に比例して
大きくなることが知られている。

【００３８】一対の電極層に印加する電圧をＶ、圧電体
の厚みをｔとすると、電界強度Ｅは次の関係で示され
る。

【００３９】Ｅ＝Ｖ／ｔ上式より、圧電体の厚みｔを小さくすれば、一対の電極
層に同じ大きさの電圧Ｖを印加しても、より大きな電界
強度Ｅが得られることがわかる。

【００４０】本発明に係る印字ヘッドでは、振動子が薄
片状の部分上に設けられ、かつ圧電材料からなる薄膜が
一対の電極層に挟持されてなる。このため、セラミック
スのバルク結晶からなる従来の圧電体に比べてその厚み
を極めて薄く抑えることができる。したがって、電極層
に印加する電圧をかなり小さく、具体的には従来の１／
１００〜１／５０程度の大きさにしても、所定の電界強
度が確保され、インクの滴吐出に必要な振動子の機械的
変位量を得ることができる。

【００４１】以上のことから、本発明に係る印字ヘッド
では、従来よりもはるかに小さい駆動電圧でインクの滴
吐出を確実に実現することができる。

【００４２】また、本発明に係る印字ヘッドでは、振動
子が厚みの小さい圧電材料からなる薄膜から構成される
ことで、振動子自体の縦寸法を小さくしても、所定の機
械的変位量を確保することができる。その結果、振動部
材全体をより小型化することが可能となり、プリンタ装
置に高密度に搭載可能な小型でかつ軽量の印字ヘッドを
提供することができる。

【００４３】本発明に係る印字ヘッドの製造方法では、
まずインク液室を構成するための第１の基材を準備し、
第１の基材の表面部分に位置する薄片状の部分を残しな
がら、異方性エッチングによりインク液室を構成するた
めの１つまたは複数の凹部を形成する。

【００４４】これにより、極めて厚みの薄い振動板が同
一基材から１つまたは複数の凹部と一体的に形成され
る。

【００４５】次に、インク液室を構成するための第２の
基材を準備し、第２の基材の一方の面に、インク液室を
構成するための１つまたは複数の凹部を形成する。

【００４６】以上のようにして得られた第１の基材と第
２の基材とを接合すれば、第１の基材および第２の基材
に形成された凹部によりインク液室が形成されるととも
に、インク液室を構成する空間内に薄片状の部分、すな
わち振動板が突出している構造体を形成することができ
る。

【００４７】本発明法では、第１の基材と第２の基材と
を接合する前に、予め薄片状の部分、すなわち振動板上
に、圧電材料からなる薄膜が一対の金属層で挟まれた積
層構造を設けることにより、非常に薄型でかつ小型の振
動部材を得ることができる。このように、本発明法で
は、別体のインク液室構造体、振動板、振動子を接着に
より一体の印字ヘッドに組立てる作業工程が省略される
ので、従来法に比べて、管理、組立工程における作業性
をさらに簡略化することができる。

【００４８】また、本発明法では、より少ない部材から
印字ヘッドを組立てるため、製造工程において品質の揃
った印字ヘッドの量産が可能となり、製造コストの低減
を図ることができる。

【００４９】

【実施例】以下、本発明に従う一実施例を図面を参照し
て説明する。ただし、本実施例は一例を示すものであっ
て、本発明を限定するものではない。

【００５０】図１は、本発明の一実施例に従うインクジ
ェットプリンタの印字ヘッドを示す正面図である。さら
に、図２は図１に示すＸ−Ｙ線に沿う断面図である。

【００５１】図１および図２に示すように、印字ヘッド
１５は、第１のヘッド部材１０ａと第２のヘッド部材１
０ｂとから構成される。

【００５２】第１のヘッド部材１０ａは、Ｓｉからなる
基材８と、基材８に設けられ、インクを収納するための
角すい台形状の凹部と、凹部に連通しインクを滴吐出す
るためのノズル１と、基材８表面のシリコン酸化膜から
なり、凹部と一体的に形成される厚み約２μｍの振動板
５と、振動板５上に設けられＰＺＴ（チタン酸ジルコン
酸鉛）からなる厚み約１〜５μｍの圧電薄膜４が電極層
６ａ，６ｂで挟持された振動子１１と、振動子１１に電
気的に接続される配線ケーブル７とを備えている。

【００５３】第２のヘッド部材１０ｂは、Ｓｉからなる
基材８と、基材８に設けられ、インクを収納するための
角すい台形状の凹部と、凹部に連通し外部からインクを
供給するためのインク供給口２とを備えている。

【００５４】第１のヘッド部材１０ａおよび第２のヘッ
ド部材１０ｂは接合部３で位置決めされ、接合により基
材８にそれぞれ設けられた凹部からインク液室９が構成
されるとともに、インク液室９内の中央に振動板５およ
び振動子１１からなる振動部材が配置される。

【００５５】本実施例の印字ヘッド１５では、図１に示
すように、複数のインク液室９が隣接して設けられてい
る。

【００５６】次に、このような構造を有する印字ヘッド
１５を用いて、インクを滴吐出させる際の動作について
簡単に説明する。

【００５７】図１および図２に示すように、印字ヘッド
１５に装着されたインクカートリッジ１００からインク
供給口２を介して各々のインク液室９内にインクが充填
される。

【００５８】配線ケーブル７を通じて電極層６ａ，６ｂ
に電気信号が印加されると、圧電効果により振動子１１
に機械的な歪みが生じ、図３に示すように、振動子１１
および振動板５が歪み運動を行なう。この歪み運動によ
る圧力により、インク液室９内のインクが加圧され、イ
ンクがノズル１から吐出される。

【００５９】このとき、振動子１１および振動板５によ
って加えられた振動に同期して、インクは連続的にイン
ク滴となり、外部に飛翔したインク滴は記録紙に印写さ
れる。

【００６０】次に、このようなインクジェットプリンタ
の印字ヘッド１５を製造する工程について、図面を参照
しながら、以下に説明する。

【００６１】ここでは、まず第１のヘッド部材１０ａを
製作する工程について説明する。なお、図４〜図８にお
いて、（ａ）には断面図を、（ｂ）には上から見た部分
平面図を模式的に示すものとする。

【００６２】図４（ａ），（ｂ）を参照して、面方位＜
１００＞のｐ型Ｓｉ単結晶基板１０１の表面にｐ型導電
性を与える不純物元素、たとえばボロンを高濃度に拡散
し、ｐ⁺型導電領域１０２を形成する。次にこのｐ⁺型
導電領域１０２の表面にｐ型Ｓｉエピタキシャル層１０
３を形成する。このようにして得られたＳｉ基材１０４
上の、振動部材を形成したい予定領域を除く矩形状の凹
部に対応する領域にレジストパターン１０５を形成す
る。

【００６３】図５（ａ），（ｂ）を参照して、このよう
なレジストパターン１０５をマスクとして、Ｓｉ基材１
０４の表面全体を熱酸化することにより、厚み約２μｍ
のＳｉＯ₂薄膜１１０を形成する。

【００６４】次に、図６（ａ），（ｂ）を参照して、振
動部材を形成したい予定の領域を除く領域全体に新たに
レジストパターン１０６を形成する。さらに、このレジ
ストパターン１０６をマスクとして振動部材を形成した
い予定の領域のＳｉＯ₂薄膜上に蒸着法により厚み１μ
ｍ程度のＡｌ層１０７ａを形成する。

【００６５】さらに、図７（ａ），（ｂ）を参照して、
このレジストパターン１０６をマスクとして振動部材を
形成したい予定の領域のＡｌ層１０７ａ上に、スパッタ
リングによりＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）からなる
圧電薄膜１０８を、さらに蒸着法により１μｍ程度のＡ
ｌ層１０７ｂを順次積層する。

【００６６】次に、図８（ａ），（ｂ）を参照して、レ
ジストパターン１０６を基材１０４上から除去した後、
異方性エッチングにより、振動部材となる領域のＳｉＯ
₂薄膜１１０を残しながら、Ｓｉ基材１０４の主面をエ
ッチングすることにより、角すい台形状の凹部１１５と
同時にＳｉＯ₂薄膜１１０からなる振動板と圧電薄膜１
０８が２つのＡｌ層１０７ａ，１０７ｂ間に挟まれてな
る振動子（縦２００μｍ×横１００μｍ×厚み４μｍ）
とが一体的に形成される。

【００６７】このとき、同時に、Ｓｉ基材１０４の背面
の所定の位置に異方性エッチングにより凹部１１５に連
通するようにノズルを形成してもよい。

【００６８】次に、第２のヘッド部材１０ｂを製作する
工程について説明する。なお、図９〜図１１において
（ａ）には断面図を、（ｂ）には上から見た部分平面図
を模式的に示すものとする。

【００６９】図９（ａ），（ｂ）を参照して、面方位＜
１００＞のＳｉ単結晶基板１０１とｐ⁺型導電領域１０
２とｐ型Ｓｉエピタキシャル層１０３とを積層してなる
Ｓｉ基材１０４を用意する。このＳｉ基材１０４上の矩
形状の凹部を形成したい予定領域にレジストパターン１
１１を形成する。

【００７０】図１０（ａ），（ｂ）を参照して、このよ
うなレジストパターン１１１をマスクとして、Ｓｉ基材
１０４の表面全体を熱酸化することにより、厚み約２μ
ｍのＳｉＯ₂薄膜１１０を形成する。

【００７１】次に、図１１（ａ），（ｂ）を参照して、
レジストパターン１１１を基材１０４上から除去した
後、異方性エッチングにより、基材１０４の主面をエッ
チングすることにより、角すい台形状の凹部１１６を形
成する。

【００７２】このとき、同時にＳｉ基材１０４の背面の
所定の位置に異方性エッチングにより凹部１１６に連通
するようにインク供給口を形成してもよい。

【００７３】このようにして得られた第１のヘッド部材
１０ａおよび第２のヘッド部材１０ｂを図１２に示すよ
うにして位置合わせし、銀・シリコン合金で接着するこ
とにより一体化すれば、図１３に示すような、インク液
室９内に振動板５および振動子１１からなる薄板状の振
動部材が突出した構造の印字ヘッドを得ることができ
る。

【００７４】上述のようにして製造される印字ヘッド１
５における振動子１１および振動板５の機械的変位量
（歪み量）δは、振動子１１に印加する電圧をＶとし、
圧電横効果定数、振動子１１のコンプライアンス、振動
板５のコンプライアンス、振動子１１の厚み、振動板５
の厚み、振動子１１の長さをそれぞれｄ₃、Ｓｐ、Ｓ
ｓ、ｈｐ、ｈｓ、ｌとすると、次式のように与えられ
る。

【００７５】

【数３】

【００７６】（ここで、コンプライアンスとは、弾性体
に加えられた力とそれによって生じる変位の大きさとの
比（スチフネス）の逆数〔ｍ／Ｎ〕を意味するものとす
る。）したがって、上述した振動部材の寸法、ＰＺＴの
標準的な圧電横効果定数（ｄ ₃₁≒３００×１０^-12ｍ／
Ｖ）、振動子１１および振動板５のコンプライアンスを
代入して、一定量の機械的変位量を確保するための駆動
電圧を求めれば、約５Ｖ程度となる。このように、本実
施例の印字ヘッド１５では従来型の印字ヘッドに比べて
大幅な低電圧駆動化を実現することができる。

【００７７】

【発明の効果】本発明に従うインクジェットプリンタの
印字ヘッドを搭載すれば、低電圧駆動可能で、軽量かつ
小型の高性能インクジェットプリンタ装置を実現するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に従う印字ヘッドの正面図で
ある。

【図２】図１に示すＸ−Ｙ線に沿う印字ヘッドの断面図
である。

【図３】本発明の一実施例に従う印字ヘッドに用いた振
動板および振動子の拡大斜視図である。

【図４】本発明の一実施例に従う印字ヘッドの第１の製
造工程を示す図である。

【図５】本発明の一実施例に従う印字ヘッドの第２の製
造工程を示す図である。

【図６】本発明の一実施例に従う印字ヘッドの第３の製
造工程を示す図である。

【図７】本発明の一実施例に従う印字ヘッドの第４の製
造工程を示す図である。

【図８】本発明の一実施例に従う印字ヘッドの第５の製
造工程を示す図である。

【図９】本発明の一実施例に従う印字ヘッドの第６の製
造工程を示す図である。

【図１０】本発明の一実施例に従う印字ヘッドの第７の
製造工程を示す図である。

【図１１】本発明の一実施例に従う印字ヘッドの第８の
製造工程を示す図である。

【図１２】本発明の一実施例に従う印字ヘッドの第９の
製造工程を示す図である。

【図１３】本発明の一実施例に従う印字ヘッドの第１０
の製造工程を示す図である。

【図１４】従来の印字ヘッドの一例を示す図である。

【図１５】従来の印字ヘッドの他の例を示す図である。

【図１６】ピエゾ素子の基本構造を示す図である。

【符号の説明】

１ノズル２インク供給口３接着部４圧電薄膜５振動板６ａ，６ｂ電極層７配線ケーブル８基材９インク液室１０ａ第１のヘッド部材１０ｂ第２のヘッド部材１１振動子１５印字ヘッド１００インクカートリッジ１０１ｐ型Ｓｉ単結晶基板１０２ｐ⁺型導電領域１０３ｐ型Ｓｉエピタキシャル層１０４Ｓｉ基材１０５レジストパターン１０６レジストパターン１０７ａ，ｂＡｌ層１０８圧電薄膜１１０ＳｉＯ₂薄膜１１１レジストパターン１１５，１１６凹部なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧電効果を利用してインクを滴出するイ
ンクジェットプリンタの印字ヘッドであって、前記インクを滴出するためのノズルに連通し、かつ所定
の材料で形成されるインク液室と、前記インク液室内に設けられ、インクに振動を伝達する
ための振動部材とを備え、前記振動部材は、前記インク液室を形成する前記所定の
材料の一部が成形されてなる薄片状の部分と、前記薄片
状の部分上に設けられかつ圧電材料からなる薄膜が一対
の電極層に挟持されてなる振動子とからなることを特徴
とする、印字ヘッド。
【請求項２】前記所定の材料はＳｉである、請求項１
に記載の印字ヘッド。
【請求項３】前記薄片状の部分の厚みが２０μｍ以下
であり、かつ前記圧電材料からなる薄膜の厚みが２０μ
ｍ以下である、請求項１に記載の印字ヘッド。
【請求項４】インクを滴出するためのノズルに連通
し、かつ所定の材料で形成されるインク液室と、前記イ
ンク液室内に設けられ、インクに振動を伝達するための
振動部材とを備えるインクジェットプリンタの印字ヘッ
ドの製造方法であって、前記インク液室を構成するための第１の基材を準備する
工程と、前記第１の基材の表面部分に位置する薄片状の部分を残
しながら、異方性エッチングにより、前記第１の基材に
前記インク液室を構成するための１つまたは複数の凹部
を形成する工程と、前記インク液室を構成するための第２の基材を準備する
工程と、前記第２の基材に、前記インク液室を構成するための１
つまたは複数の凹部を形成する工程と、凹部がそれぞれ形成された前記第１の基材と前記第２の
基材とを接合して、前記凹部によりインク液室が構成さ
れる空間内に振動可能な前記薄片状の部分が突出してい
る構造体を形成する工程とを備え、前記第１の基材と前記第２の基材とを接合する前に、前
記薄片状の部分上に、圧電材料からなる薄膜が一対の金
属層で挟まれた積層構造を設けることより、前記振動部
材が形成されることを特徴とする、印字ヘッドの製造方
法。