JPH08142323A - Ink jet head and manufacture thereof - Google Patents

Ink jet head and manufacture thereof

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JPH08142323A
JPH08142323A JP6290123A JP29012394A JPH08142323A JP H08142323 A JPH08142323 A JP H08142323A JP 6290123 A JP6290123 A JP 6290123A JP 29012394 A JP29012394 A JP 29012394A JP H08142323 A JPH08142323 A JP H08142323A
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JP
Japan
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substrate
pressure generating
buckling
generating member
ink
Prior art date
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Application number
JP6290123A
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Japanese (ja)
Inventor
Susumu Hirata
進 平田
Koji Matoba
宏次 的場
Tetsuya Inui
哲也 乾
Yorishige Ishii
頼成 石井
Shingo Abe
新吾 阿部
Masaharu Kimura
正治 木村
Masaru Horinaka
大 堀中
Yutaka Onda
裕 恩田
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
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    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/14Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
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    • B41J2002/14346Ejection by pressure produced by thermal deformation of ink chamber, e.g. buckling

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  • Accessory Devices And Overall Control Thereof (AREA)

Abstract

PURPOSE: To provide an ink jet head capable of having a good responsiveness against heating or cooling and of printing at high speed. CONSTITUTION: A nozzle plate 10 having a nozzle opening 11 and a substrate 7 form a part of a circumferential wall of an ink chamber 31. A pressure generation member 20 is provided in the ink chamber 31. A pressure generation member 20 comprises a buckling body 1, a heater layer 3 and a diaphragm 5. The buckling body 1 which is roughly in plate-shaped and of which circumferential section is attached to the substrate 7 can take a non-displacement condition substantially having no-thermal stress or a buckling condition wherein it is buckled by the thermal expansion. The heater layer 3 is provided along a face on a side of the substrate 7 of the buckling body 1. The diaphragm 5 is made of a roughly plate-shaped flexible material and is provided along a face on a side of the nozzle plate 10 of the buckling body 1 in such a manner that at least a circumferential section 5c is attached to a circumferential section 1c of the buckling body 1.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、インク液を吐出、飛
翔させて記録を行うインクジェットヘッドに関する。ま
た、その製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink jet head for recording by ejecting and flying ink liquid. The invention also relates to a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】インクジェットヘッドの形式として、種
々の液滴吐出原理に基づくものが製品化されている。例
えば、圧電素子の機械的な変形によってインク室のノズ
ル穴からインクを吐出させるようにしたもの(圧電素子
方式)、ヒータ加熱によってインクを沸騰させて泡を形
成し、この泡発生による圧力変化でノズルからインク吐
出させるようにしたもの(バブルジェット方式)があ
る。
2. Description of the Related Art Ink jet heads based on various droplet ejection principles have been commercialized. For example, one in which ink is ejected from a nozzle hole of an ink chamber by mechanical deformation of a piezoelectric element (piezoelectric element method), ink is boiled by heating with a heater to form bubbles, and pressure changes due to the bubble generation There is a device (bubble jet system) in which ink is ejected from a nozzle.

【0003】このような状況下で、最近、図21に示す
ように、通電により発熱して変形する圧力発生部材50
1を用いたインクジェットヘッド510が提案された
(特公平2−30543号公報)。このインクジェット
ヘッド510は、ノズル開口511aを有するノズルプ
レート511の両端に絶縁膜513a,513aを介し
て一対の電極513b,513bを設けるとともに、こ
れらの電極513b,513bに板状の圧力発生部材5
01を架け渡して接続し、これらを収容するようにカバ
ー部材515を設けたものである。動作時には、予備イ
ンク室532からインク80が供給されてノズルプレー
ト511と圧力発生部材501との間隙530および圧
力発生部材501の裏側531がインク80で満たされ
る。そして、加熱期間の間、電極513b,513bを
通して圧力発生部材501が通電されて発熱する。この
発熱により、圧力発生部材501は熱膨張係数に起因す
る熱応力を受けて、中央部が板面に垂直な方向に変位
し、インク室に圧力を発生させ、これによりノズル開口
511aからインク80を粒状にして吐出させる。加熱
期間終了後、冷却期間に入ると通電が停止され、圧力発
生部材501は冷却されて元の形状(位置)に復帰す
る。このような加熱期間と冷却期間とが繰り返されて、
圧力発生部材501の変位と復帰とが繰り返される。
Under such circumstances, recently, as shown in FIG. 21, a pressure generating member 50 which is heated by electric current and deforms.
An inkjet head 510 using No. 1 has been proposed (Japanese Patent Publication No. 30543/1990). In this inkjet head 510, a pair of electrodes 513b and 513b are provided on both ends of a nozzle plate 511 having a nozzle opening 511a via insulating films 513a and 513a, and a plate-shaped pressure generating member 5 is provided on these electrodes 513b and 513b.
01 is bridged and connected, and a cover member 515 is provided so as to accommodate them. In operation, the ink 80 is supplied from the preliminary ink chamber 532, and the gap 530 between the nozzle plate 511 and the pressure generating member 501 and the back side 531 of the pressure generating member 501 are filled with the ink 80. Then, during the heating period, the pressure generating member 501 is energized to generate heat through the electrodes 513b and 513b. Due to this heat generation, the pressure generating member 501 receives thermal stress due to the thermal expansion coefficient, the central portion is displaced in the direction perpendicular to the plate surface, and pressure is generated in the ink chamber, whereby the ink 80 from the nozzle opening 511a. Are discharged in a granular form. When the cooling period is entered after the heating period is finished, the energization is stopped, and the pressure generating member 501 is cooled and returns to its original shape (position). By repeating such heating period and cooling period,
The displacement and return of the pressure generating member 501 are repeated.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
インクジェットヘッド510では、圧力発生部材501
の放熱に関して殆ど工夫がなされておらず、特に圧力発
生部材501のインク予備室532側には熱伝導率が比
較的小さいインク80が存在するだけである。このた
め、動作時に圧力発生部材501の冷却速度が遅くな
り、この結果、応答特性が悪く、高速印字を行うことが
できないという問題がある。また、圧力発生部材501
のノズルプレート側の間隙530と裏側の空間531と
が直に連通しているため、ノズルプレート511と圧力
発生部材501との間隙530に存在するインクが、動
作時に圧力発生部材501によってノズルプレート51
1側に圧力を受けたとき、圧力発生部材の裏側の空間5
31へ回り込み易くなっている。このため、インクの吐
出力や吐出速度が小さいという問題がある。
However, in the above-mentioned ink jet head 510, the pressure generating member 501 is used.
There is almost no improvement in the heat dissipation of the ink, and in particular, only the ink 80 having a relatively small thermal conductivity is present on the ink preliminary chamber 532 side of the pressure generating member 501. Therefore, the cooling rate of the pressure generating member 501 becomes slow during operation, and as a result, there is a problem that the response characteristics are poor and high-speed printing cannot be performed. In addition, the pressure generating member 501
Since the gap 530 on the nozzle plate side and the space 531 on the back side of the nozzle plate 51 directly communicate with each other, the ink existing in the gap 530 between the nozzle plate 511 and the pressure generating member 501 is generated by the pressure generating member 501 during operation by the nozzle plate 51.
When pressure is applied to one side, the space 5 on the back side of the pressure generating member
It is easy to get around 31. Therefore, there is a problem that the ejection force and the ejection speed of the ink are small.

【0005】そこで、この発明の目的は、加熱および冷
却による良好な応答特性を有し、高速印字を行うことが
できるインクジェットヘッドを提供することにある。ま
た、ノズルプレートと圧力発生部材との間隙に存在する
インクが、圧力発生部材の裏側へ回り込むのを防止し
て、インクの吐出力や吐出速度を大きくすることができ
るインクジェットヘッドを提供することにある。また、
小型で長寿命のインクジェットヘッドを提供することに
ある。さらに、上述のようなインクジェットヘッドを小
型に簡単に作製できるインクジェットヘッドの製造方法
を提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to provide an ink jet head having good response characteristics by heating and cooling and capable of high speed printing. Further, it is possible to provide an inkjet head that can prevent ink existing in the gap between the nozzle plate and the pressure generating member from wrapping around to the back side of the pressure generating member and increase the ejection force and ejection speed of the ink. is there. Also,
It is to provide a small-sized and long-life inkjet head. Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing an inkjet head, which can easily manufacture the inkjet head as described above in a small size.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載のインク
ジェットヘッドは、ノズル開口を有するノズルプレート
及びこのノズルプレートに対向する基板を周壁の一部に
含むインク室と、このインク室内に設けられ、ノズルプ
レートと対向する圧力発生部材とを備え、この圧力発生
部材の変形により上記インク室内に圧力を発生させて、
上記インク室内のインク液を上記ノズル開口を通して室
外へ吐出させるインクジェットヘッドであって、上記圧
力発生部材は、略板状をなし、周縁部のうち少なくとも
一方向に関して両端をなす部分が上記基板に取り付けら
れ、実質的に熱応力がない無変位状態と、熱膨張して座
屈した座屈状態とを取り得る座屈体と、この座屈体の一
方の面に沿って設けられ、通電により発熱するヒータ層
とを備えたことを特徴としている。
An ink jet head according to a first aspect of the present invention is provided with an ink chamber including a nozzle plate having a nozzle opening and a substrate facing the nozzle plate in a part of a peripheral wall, and the ink chamber. A pressure generating member facing the nozzle plate, and by generating a pressure in the ink chamber by deformation of the pressure generating member,
An ink jet head for ejecting an ink liquid in the ink chamber to the outside through the nozzle opening, wherein the pressure generating member has a substantially plate shape, and portions of the peripheral edge portion that are at both ends in at least one direction are attached to the substrate. A buckling body that can take a non-displacement state where there is substantially no thermal stress and a buckling state where it buckles due to thermal expansion, and is provided along one surface of this buckling body to generate heat when energized. And a heater layer that operates.

【0007】また、請求項2に記載のインクジェットヘ
ッドは、ノズル開口を有するノズルプレート及びこのノ
ズルプレートに対向する基板を周壁の一部に含むインク
室と、このインク室内に設けられ、ノズルプレートと対
向する圧力発生部材とを備え、この圧力発生部材の変形
により上記インク室内に圧力を発生させて、上記インク
室内のインク液を上記ノズル開口を通して室外へ吐出さ
せるインクジェットヘッドであって、上記圧力発生部材
は、略板状をなし、周縁部のうち少なくとも一方向に関
して両端をなす部分が上記基板に取り付けられ、実質的
に熱応力がない無変位状態と、熱膨張して座屈した座屈
状態とを取り得る座屈体と、略板状の可撓性材料からな
り、上記座屈体の両方の面のうち上記ノズルプレート側
の面に沿って、かつ周縁部が上記座屈体の周縁部に取り
付けられた状態で設けられたダイヤフラムとを備えたこ
とを特徴としている。
According to another aspect of the present invention, in an ink jet head, an ink chamber including a nozzle plate having a nozzle opening and a substrate facing the nozzle plate in a part of a peripheral wall, and a nozzle plate provided in the ink chamber are provided. An ink jet head comprising: a pressure generating member facing each other, the pressure being generated in the ink chamber by the deformation of the pressure generating member, and the ink liquid in the ink chamber being ejected to the outside through the nozzle opening. The member has a substantially plate-like shape, and portions of the peripheral edge that are at both ends in at least one direction are attached to the substrate, and there is substantially no thermal stress in the non-displacement state and the buckling state in which the member expands due to thermal expansion. And a buckling body that can be made of a substantially plate-shaped flexible material. Periphery is characterized in that a diaphragm is provided in a state of being attached to the periphery of the buckling member.

【0008】また、請求項3に記載のインクジェットヘ
ッドは、ノズル開口を有するノズルプレート及びこのノ
ズルプレートに対向する基板を周壁の一部に含むインク
室と、このインク室内に設けられ、ノズルプレートと対
向する圧力発生部材とを備え、この圧力発生部材の変形
により上記インク室内に圧力を発生させて、上記インク
室内のインク液を上記ノズル開口を通して室外へ吐出さ
せるインクジェットヘッドであって、上記圧力発生部材
は、略板状をなし、周縁部のうち少なくとも一方向に関
して両端をなす部分が上記基板に取り付けられ、実質的
に熱応力がない無変位状態と、熱膨張して座屈した座屈
状態とを取り得る座屈体と、この座屈体の一方の面に沿
って設けられ、通電により発熱するヒータ層と、略板状
の可撓性材料からなり、上記座屈体の両方の面のうち上
記ノズルプレート側の面に沿って、かつ周縁部が上記座
屈体の周縁部に取り付けられた状態で設けられたダイヤ
フラムとを備えたことを特徴としている。
According to another aspect of the present invention, in an ink jet head, an ink chamber including a nozzle plate having a nozzle opening and a substrate facing the nozzle plate in a part of a peripheral wall thereof is provided in the ink chamber. An ink jet head comprising: a pressure generating member facing each other, the pressure being generated in the ink chamber by the deformation of the pressure generating member, and the ink liquid in the ink chamber being ejected to the outside through the nozzle opening. The member has a substantially plate-like shape, and portions of the peripheral edge that are at both ends in at least one direction are attached to the substrate, and there is substantially no thermal stress in the non-displacement state and the buckling state in which the member expands due to thermal expansion. And a heater layer which is provided along one surface of the buckling body and which generates heat when energized, and a substantially plate-shaped flexible material. And a diaphragm provided along the surface on the nozzle plate side of both surfaces of the buckling body and with the peripheral edge portion attached to the peripheral edge portion of the buckling body. I am trying.

【0009】また、請求項4に記載のインクジェットヘ
ッドは、請求項1または3に記載のインクジェットヘッ
ドにおいて、上記ヒータ層は、上記座屈体の両方の面の
うち上記基板側の面に沿って設けられていることを特徴
としている。
An ink jet head according to a fourth aspect is the ink jet head according to the first or third aspect, wherein the heater layer extends along both of the surfaces of the buckling member on the substrate side. It is characterized by being provided.

【0010】また、請求項5に記載のインクジェットヘ
ッドは、請求項1、3または4のいずれか一つに記載の
インクジェットヘッドにおいて、上記圧力発生部材は、
上記基板と上記ヒータ層との間に設けられた第1の絶縁
層を有することを特徴としている。
An ink jet head according to a fifth aspect is the ink jet head according to any one of the first, third and fourth aspects, wherein the pressure generating member is
It is characterized in that it has a first insulating layer provided between the substrate and the heater layer.

【0011】また、請求項6に記載のインクジェットヘ
ッドは、請求項1、3、4または5のいずれか一つに記
載のインクジェットヘッドにおいて、上記圧力発生部材
は、上記座屈体と上記ヒータ層との間に設けられた第2
の絶縁層を有することを特徴としている。
An ink jet head according to a sixth aspect is the ink jet head according to any one of the first, third, fourth and fifth aspects, wherein the pressure generating member is the buckling member and the heater layer. Second provided between and
It is characterized by having an insulating layer.

【0012】また、請求項7に記載のインクジェットヘ
ッドは、請求項2または3に記載のインクジェットヘッ
ドにおいて、上記ダイヤフラムは略円板状に形成されて
いることを特徴としている。
An ink jet head according to a seventh aspect is the ink jet head according to the second or third aspect, wherein the diaphragm is formed in a substantially disc shape.

【0013】また、請求項8に記載のインクジェットヘ
ッドは、請求項2、3または7のいずれか一つに記載の
インクジェットヘッドにおいて、上記ダイヤフラムの周
縁部に加えて、上記ダイヤフラムの周縁部以外の少なく
とも一部が上記座屈体に連結されていることを特徴とし
ている。
An ink jet head according to an eighth aspect is the ink jet head according to any one of the second, third, and seventh aspects, in addition to the peripheral edge portion of the diaphragm, other than the peripheral edge portion of the diaphragm. At least a part is connected to the buckling body.

【0014】また、請求項9に記載のインクジェットヘ
ッドは、請求項2、3、7、または8のいずれか一つに
記載のインクジェットヘッドにおいて、上記ダイヤフラ
ムの中央部が上記座屈体の中央部に連結されていること
を特徴としている。
An ink jet head according to a ninth aspect is the ink jet head according to any one of the second, third, seventh, and eighth aspects, wherein the central portion of the diaphragm is the central portion of the buckling body. It is characterized by being connected to.

【0015】また、請求項10に記載のインクジェット
ヘッドは、請求項2、3、7、8、または9のいずれか
一つに記載のインクジェットヘッドにおいて、上記ダイ
ヤフラムのうち上記周縁部と上記座屈体に連結されてい
る部分との間の中間部と、上記座屈体との間に間隙が設
けられていることを特徴としている。
An ink jet head according to a tenth aspect of the present invention is the ink jet head according to any one of the second, third, seventh, eighth, and ninth aspects, wherein the peripheral portion and the buckling of the diaphragm are the same. A feature is that a gap is provided between the buckling body and an intermediate portion between the portion connected to the body.

【0016】また、請求項11に記載のインクジェット
ヘッドは、請求項1乃至10のいずれか一つに記載のイ
ンクジェットヘッドにおいて、上記圧力発生部材のうち
上記座屈体の上記周縁部よりも内側に存する部分と、上
記基板との間に間隙が設けられていることを特徴として
いる。
An ink jet head according to an eleventh aspect of the present invention is the ink jet head according to any one of the first to tenth aspects, wherein the pressure generating member is located inside the peripheral portion of the buckling member. A feature is that a gap is provided between the existing portion and the substrate.

【0017】また、請求項12に記載のインクジェット
ヘッドは、請求項11に記載のインクジェットヘッドに
おいて、上記基板と上記圧力発生部材の上記部分との間
の距離は0.05μm乃至2.0μmの範囲内に設定さ
れていることを特徴としている。
According to a twelfth aspect of the present invention, in the ink jet head according to the eleventh aspect, the distance between the substrate and the portion of the pressure generating member is in the range of 0.05 μm to 2.0 μm. It is characterized by being set inside.

【0018】また、請求項13に記載のインクジェット
ヘッドは、請求項1乃至12のいずれか一つに記載のイ
ンクジェットヘッドにおいて、上記圧力発生部材のうち
上記座屈体の上記周縁部よりも内側に存する部分に、上
記基板に対向する面から上記座屈体の上記ダイヤフラム
側の面まで貫通するスリットが設けられていることを特
徴としている。
An ink jet head according to a thirteenth aspect is the ink jet head according to any one of the first to twelfth aspects, wherein the pressure generating member is located inside the peripheral portion of the buckling member. A slit that penetrates from the surface facing the substrate to the surface of the buckling body on the diaphragm side is provided in the existing portion.

【0019】また、請求項14に記載のインクジェット
ヘッドは、請求項13に記載のインクジェットヘッドに
おいて、上記スリットは複数設けられ、上記座屈体のう
ち上記スリットに挟まれた帯状の部分が座屈するように
なっていることを特徴としている。
An ink jet head according to a fourteenth aspect is the ink jet head according to the thirteenth aspect, wherein a plurality of the slits are provided and a belt-shaped portion of the buckling member sandwiched by the slits buckles. It is characterized by that.

【0020】また、請求項15に記載のインクジェット
ヘッドは、請求項1乃至14のいずれか一つに記載のイ
ンクジェットヘッドにおいて、上記基板に、この基板を
貫通して、上記圧力発生部材のうち上記座屈体の上記周
縁部よりも内側に存する部分に面する冷媒循環用穴が設
けられていることを特徴としている。
An ink jet head according to a fifteenth aspect is the ink jet head according to any one of the first to fourteenth aspects, wherein the substrate is penetrated through the substrate to form the pressure generating member. It is characterized in that a refrigerant circulation hole is provided so as to face a portion of the buckling body located inside the peripheral portion.

【0021】また、請求項16に記載のインクジェット
ヘッドは、請求項15に記載のインクジェットヘッドに
おいて、上記冷媒循環用穴は、上記基板の上記圧力発生
部材と反対の側から上記圧力発生部材の側に向かって寸
法が次第に小さくなっていることを特徴としている。
According to a sixteenth aspect of the present invention, in the ink jet head according to the fifteenth aspect, the coolant circulation hole is located from the side opposite to the pressure generating member of the substrate to the pressure generating member side. The feature is that the dimension becomes gradually smaller toward.

【0022】また、請求項17に記載のインクジェット
ヘッドは、請求項15または16に記載のインクジェッ
トヘッドにおいて、上記基板の上記圧力発生部材と反対
の側に、上記冷媒循環用穴に通じる冷媒溜が形成されて
いることを特徴としている。
The ink jet head according to a seventeenth aspect is the ink jet head according to the fifteenth or sixteenth aspect, wherein a refrigerant reservoir communicating with the refrigerant circulation hole is provided on a side of the substrate opposite to the pressure generating member. It is characterized by being formed.

【0023】また、請求項18に記載のインクジェット
ヘッドの製造方法は、ノズル開口を有するノズルプレー
ト及びこのノズルプレートに対向する基板を周壁の一部
に含むインク室と、このインク室内に設けられ、ノズル
プレートと対向する圧力発生部材とを備え、上記圧力発
生部材は、板状の座屈体と、この座屈体の上記基板側に
設けられたヒータ層と、上記座屈体の上記ノズルプレー
ト側に設けられたダイヤフラムとを有するインクジェッ
トヘッドを製造するためのインクジェットヘッドの製造
方法であって、基板の表面上に、所定の閉領域を占める
パターンを持つ第1犠牲層を形成する工程と、上記第1
犠牲層を覆うように、上記第1犠牲層と選択的にエッチ
ング可能な材料からなる第1絶縁層を形成する工程と、
上記第1絶縁層上に、上記第1犠牲層が占める領域を通
るパターンを持つヒータ層を形成する工程と、上記各層
を覆うように、上記第1犠牲層と選択的にエッチング可
能な材料からなる第2絶縁層を形成する工程と、上記ヒ
ータ層のパターンの両側に沿って、上記第2絶縁層の表
面から上記第1犠牲層の表面に至るスリットを形成する
工程と、上記基板上にレジストを塗布し、フォトリソグ
ラフィを行って、上記スリット内を埋めるとともに、上
記スリットの幅のままで上記第2絶縁層の表面側から所
定の高さだけ突出するレジスト壁を形成する工程と、上
記第2絶縁層上に、メッキ法により、座屈体を構成する
ための第1金属層を、上記レジスト壁の高さを越えない
所定の厚さに形成する工程と、上記第1犠牲層と略対応
する閉領域に、上記第1金属層の表面の所定の部分およ
び上記スリットを覆うように、上記第1金属層と選択的
にエッチング可能な材料からなる第2犠牲層を形成する
工程と、上記基板の表面上の上記各層を覆うように、ダ
イヤフラムを構成するための、上記第2犠牲層と選択的
にエッチング可能な材料からなる金属層を全面に形成す
る工程と、上記基板の裏面側からエッチングを行って、
上記基板の表面側の上記第1犠牲層に達する穴を形成
し、この穴を通して上記第1犠牲層を上記第1および第
2絶縁層に対して選択的にエッチングして除去し、続い
て上記レジスト壁を除去し、さらに、このレジスト壁を
除去して生じたスリットを通して上記第2犠牲層を上記
第1および第2両金属層に対して選択的にエッチングし
て除去する工程と、上記第2金属層をパターン加工し
て、所定の形状を持つダイヤフラムを形成する工程を有
することを特徴としている。
According to the eighteenth aspect of the present invention, in the ink jet head manufacturing method, an ink chamber including a nozzle plate having a nozzle opening and a substrate facing the nozzle plate in a part of a peripheral wall, and the ink chamber are provided in the ink chamber. A pressure generating member facing the nozzle plate, wherein the pressure generating member is a plate-shaped buckling body, a heater layer provided on the substrate side of the buckling body, and the nozzle plate of the buckling body. A method for manufacturing an inkjet head having a diaphragm provided on a side thereof, the method comprising: forming a first sacrificial layer having a pattern occupying a predetermined closed region on a surface of a substrate; First above
Forming a first insulating layer made of a material that can be selectively etched with the first sacrificial layer so as to cover the sacrificial layer;
A step of forming a heater layer having a pattern passing through a region occupied by the first sacrificial layer on the first insulating layer; and a material which can be selectively etched with the first sacrificial layer so as to cover the layers. Forming a second insulating layer, and forming a slit along both sides of the heater layer pattern from the surface of the second insulating layer to the surface of the first sacrificial layer; A step of applying a resist and performing photolithography to fill the inside of the slit and form a resist wall protruding by a predetermined height from the surface side of the second insulating layer while maintaining the width of the slit; A step of forming a first metal layer for forming a buckling member on the second insulating layer by a plating method to a predetermined thickness that does not exceed the height of the resist wall; and the first sacrificial layer. Approximately corresponding closed area, Forming a second sacrificial layer made of a material that can be selectively etched with the first metal layer so as to cover a predetermined portion of the surface of the first metal layer and the slit; A step of forming a metal layer made of a material that can be selectively etched with the second sacrificial layer for forming a diaphragm so as to cover each layer, and etching from the back surface side of the substrate,
A hole reaching the first sacrificial layer on the front surface side of the substrate is formed, the first sacrificial layer is selectively etched with respect to the first and second insulating layers through the hole, and then the hole is formed. Removing the resist wall, and further etching and removing the second sacrificial layer selectively with respect to both the first and second metal layers through a slit formed by removing the resist wall; The method is characterized by including a step of patterning the two metal layers to form a diaphragm having a predetermined shape.

【0024】[0024]

【作用】請求項1に記載のインクジェットヘッドは次の
ように駆動される。すなわち、動作時には予めインク室
をインクで満たす。そして、加熱期間の間、ヒータ層に
通電して発熱させる。座屈体がこのヒータ層の熱を受け
て、無変位状態から熱膨張して座屈した座屈状態とな
る。これにより、座屈体とヒータ層とを含む圧力発生部
材が全体として変形して、インク室内に圧力が発生す
る。この圧力により、上記インク室内のインク液がノズ
ルプレートのノズル開口を通して室外へ吐出する。冷却
期間に入ると上記ヒータ層の通電を停止する。すると、
上記座屈体は冷却されて、ヒータ層とともに元の無変位
状態に復帰する。これにより、上記圧力発生部材が全体
として元の位置に復帰する。このような加熱期間と冷却
期間とが繰り返されて、圧力発生部材の変位と復帰とが
繰り返される。
The ink jet head according to the first aspect is driven as follows. That is, the ink chamber is filled with ink in advance during operation. Then, during the heating period, the heater layer is energized to generate heat. When the buckling body receives the heat of the heater layer, it undergoes thermal expansion from the non-displaced state to the buckled state in which it buckles. As a result, the pressure generating member including the buckling member and the heater layer is deformed as a whole, and pressure is generated in the ink chamber. Due to this pressure, the ink liquid in the ink chamber is ejected to the outside through the nozzle opening of the nozzle plate. When the cooling period starts, the energization of the heater layer is stopped. Then
The buckling body is cooled and returns to the original non-displacement state together with the heater layer. As a result, the pressure generating member returns to its original position as a whole. The heating period and the cooling period are repeated, and the displacement and the return of the pressure generating member are repeated.

【0025】このインクジェットヘッドでは、圧力発生
部材のノズルプレートと反対の側(以下「裏側」とい
う。)に基板が存在する。この基板の材料としては、実
際に、熱伝導率がインクの熱伝導率よりも1桁以上大き
いものが容易に選択され得る。このようにした場合、加
熱期間終了後、冷却期間に入ると、圧力発生部材、特に
座屈体およびヒータ層の熱は、上記基板を通して急速に
インク室外へ放出される。したがって、圧力発生部材の
冷却速度が速くなる。この結果、応答特性が良くなり、
高速印字が可能となる。また、圧力発生部材を構成する
座屈体とヒータ層とが別の層となっているので、ヒータ
層の形状は、座屈体の形状とは無関係に、細長いパター
ンに形成され得る。このようにした場合、必要な発熱量
を得るための通電量が少なくて済み、消費電力が低減さ
れる。
In this ink jet head, the substrate exists on the side of the pressure generating member opposite to the nozzle plate (hereinafter referred to as "back side"). As a material of this substrate, in fact, a material having a thermal conductivity higher than that of the ink by one digit or more can be easily selected. In this case, when the cooling period is entered after the heating period ends, the heat of the pressure generating member, particularly the buckling member and the heater layer, is rapidly released to the outside of the ink chamber through the substrate. Therefore, the cooling rate of the pressure generating member is increased. As a result, the response characteristics are improved,
High-speed printing is possible. Moreover, since the buckling body and the heater layer that form the pressure generating member are separate layers, the shape of the heater layer can be formed in an elongated pattern regardless of the shape of the buckling body. In this case, the energization amount for obtaining the necessary heat generation amount is small, and the power consumption is reduced.

【0026】請求項2に記載のインクジェットヘッドは
次のように駆動される。すなわち、動作時には予めイン
ク室をインクで満たす。そして、加熱期間の間、座屈体
に通電して発熱させる。座屈体が、この発熱によって、
無変位状態から熱膨張して座屈した座屈状態となる。座
屈体のノズルプレート側の面(以下「表面」という。)
に沿って設けられたダイヤフラムは可撓性材料からなる
ので、座屈体の変形による押圧力に応じて、撓んで変形
する。すなわち、座屈体とダイヤフラムとを含む圧力発
生部材が全体として変形する。これにより、インク室内
に圧力が発生する。この圧力により、上記インク室内の
インク液がノズルプレートのノズル開口を通して室外へ
吐出する。冷却期間に入ると上記ヒータ層の通電を停止
する。すると、上記座屈体は冷却されて、元の無変位状
態に復帰する。ダイヤフラムは、座屈体からの押圧力が
なくなるので、自らの復元力によって元の状態に復帰す
る。すなわち、上記圧力発生部材が全体として元の位置
に復帰する。このような加熱期間と冷却期間とが繰り返
されて、圧力発生部材の変位と復帰とが繰り返される。
The ink jet head according to claim 2 is driven as follows. That is, the ink chamber is filled with ink in advance during operation. Then, during the heating period, the buckling body is energized to generate heat. Due to this heat, the buckling body
The non-displaced state thermally expands and becomes a buckled buckled state. Nozzle plate side surface of the buckling body (hereinafter referred to as "surface")
Since the diaphragm provided along with is made of a flexible material, it flexes and deforms according to the pressing force due to the deformation of the buckling body. That is, the pressure generating member including the buckling member and the diaphragm is deformed as a whole. As a result, pressure is generated in the ink chamber. Due to this pressure, the ink liquid in the ink chamber is ejected to the outside through the nozzle opening of the nozzle plate. When the cooling period starts, the energization of the heater layer is stopped. Then, the buckling body is cooled and returns to the original non-displacement state. Since the diaphragm loses the pressing force from the buckling body, it returns to its original state by its own restoring force. That is, the pressure generating member returns to its original position as a whole. The heating period and the cooling period are repeated, and the displacement and the return of the pressure generating member are repeated.

【0027】このインクジェットヘッドでは、請求項1
と同様に、圧力発生部材の裏側に基板が存在する。この
基板の材料としては、実際に、熱伝導率がインクの熱伝
導率よりも1桁以上大きいものが容易に選択され得る。
このようにした場合、加熱期間終了後、冷却期間に入る
と、圧力発生部材、特に座屈体の熱は、上記基板を通し
て急速にインク室外へ放出される。したがって、圧力発
生部材の冷却速度が速くなる。この結果、応答特性が良
くなり、高速印字が可能となる。また、ダイヤフラムの
お陰で、ノズルプレートと圧力発生部材(ダイヤフラ
ム)との間隙に存在するインクが、動作時に圧力発生部
材(ダイヤフラム)の裏側に回り込むのが防止される。
したがって、インクの吐出力や吐出速度が大きくなる。
また、圧力発生部材を構成する座屈体とダイヤフラムと
が別体となっているので、座屈体の形状は、ダイヤフラ
ムの形状とは無関係に形成され得る。例えば、座屈体に
スリットを設けることが可能となる。このようにした場
合、後述するように、ダイヤフラムの裏側で座屈体を通
してインク等の冷媒を流通させることによって、座屈体
を急速に冷却することが可能となる。したがって、さら
に応答特性が良くなり、高速印字が可能となる。
According to this ink jet head,
Similarly, there is a substrate on the back side of the pressure generating member. As a material of this substrate, in fact, a material having a thermal conductivity higher than that of the ink by one digit or more can be easily selected.
In this case, when the cooling period is entered after the heating period ends, the heat of the pressure generating member, particularly the buckling member, is rapidly released to the outside of the ink chamber through the substrate. Therefore, the cooling rate of the pressure generating member is increased. As a result, the response characteristics are improved and high-speed printing becomes possible. Further, thanks to the diaphragm, the ink existing in the gap between the nozzle plate and the pressure generating member (diaphragm) is prevented from flowing around to the back side of the pressure generating member (diaphragm) during operation.
Therefore, the ejection force and the ejection speed of the ink are increased.
In addition, since the buckling body and the diaphragm that form the pressure generating member are separate bodies, the shape of the buckling body can be formed regardless of the shape of the diaphragm. For example, it becomes possible to provide a slit in the buckling body. In this case, as will be described later, it becomes possible to rapidly cool the buckling body by circulating a refrigerant such as ink through the buckling body on the back side of the diaphragm. Therefore, the response characteristic is further improved, and high-speed printing becomes possible.

【0028】請求項3に記載のインクジェットヘッドは
次のように駆動される。すなわち、動作時には予めイン
ク室をインクで満たす。そして、加熱期間の間、ヒータ
層に通電して発熱させる。座屈体がこのヒータ層の熱を
受けて、無変位状態から熱膨張して座屈した座屈状態と
なる。これにより、座屈体とヒータ層とダイヤフラムと
を含む圧力発生部材が全体として変形して、インク室内
に圧力が発生する。この圧力により、上記インク室内の
インク液がノズルプレートのノズル開口を通して室外へ
吐出する。冷却期間に入ると上記ヒータ層の通電を停止
する。すると、上記座屈体は冷却されて、ヒータ層とと
もに元の無変位状態に復帰する。ダイヤフラムは、座屈
体からの押圧力がなくなるので、自らの復元力によって
元の状態に復帰する。これにより、上記圧力発生部材が
全体として元の位置に復帰する。このような加熱期間と
冷却期間とが繰り返されて、圧力発生部材の変位と復帰
とが繰り返される。
The ink jet head according to claim 3 is driven as follows. That is, the ink chamber is filled with ink in advance during operation. Then, during the heating period, the heater layer is energized to generate heat. When the buckling body receives the heat of the heater layer, it undergoes thermal expansion from the non-displaced state to the buckled state in which it buckles. As a result, the pressure generating member including the buckling member, the heater layer, and the diaphragm is deformed as a whole, and pressure is generated in the ink chamber. Due to this pressure, the ink liquid in the ink chamber is ejected to the outside through the nozzle opening of the nozzle plate. When the cooling period starts, the energization of the heater layer is stopped. Then, the buckling body is cooled and returns to the original non-displacement state together with the heater layer. Since the diaphragm loses the pressing force from the buckling body, it returns to its original state by its own restoring force. As a result, the pressure generating member returns to its original position as a whole. The heating period and the cooling period are repeated, and the displacement and the return of the pressure generating member are repeated.

【0029】このインクジェットヘッドでは、請求項
1,2と同様に、圧力発生部材の裏側に基板が存在す
る。この基板の材料としては、実際に、熱伝導率がイン
クの熱伝導率よりも1桁以上大きいものが容易に選択さ
れ得る。このようにした場合、加熱期間終了後、冷却期
間に入ると、圧力発生部材、特に座屈体やヒータ層の熱
は、上記基板を通して急速にインク室外へ放出される。
したがって、圧力発生部材の冷却速度が速くなる。この
結果、応答特性が良くなり、高速印字が可能となる。な
お、この事情は、基板と圧力発生部材との間にインク層
が多少存在したとしても変わりはない。また、請求項1
と同様に、圧力発生部材を構成する座屈体とヒータ層と
が別の層となっているので、ヒータ層は、座屈体の形状
とは無関係に、細長いパターンに形成され得る。このよ
うにした場合、必要な発熱量を得るための通電量が少な
くて済み、消費電力が低減される。さらに、請求項2と
同様に、ダイヤフラムのお陰で、ノズルプレートと圧力
発生部材(ダイヤフラム)との間隙に存在するインク
が、動作時に圧力発生部材(ダイヤフラム)の裏側に回
り込むのが防止される。したがって、インクの吐出力や
吐出速度が大きくなる。この結果、実用的な動作特性が
得られる。また、圧力発生部材を構成する座屈体とダイ
ヤフラムとが別体となっているので、座屈体の形状は、
ダイヤフラムの形状とは無関係に形成され得る。例え
ば、座屈体にスリットを設けることが可能となる。この
ようにした場合、後述するように、ダイヤフラムの裏側
で座屈体を通してインク等の冷媒を流通させることによ
って、座屈体やヒータ層を急速に冷却することが可能と
なる。したがって、さらに応答特性が良くなり、高速印
字が可能となる。
In this ink jet head, the substrate exists on the back side of the pressure generating member as in the first and second aspects. As a material of this substrate, in fact, a material having a thermal conductivity higher than that of the ink by one digit or more can be easily selected. In this case, when the cooling period is entered after the heating period ends, the heat of the pressure generating member, particularly the buckling member and the heater layer, is rapidly released to the outside of the ink chamber through the substrate.
Therefore, the cooling rate of the pressure generating member is increased. As a result, the response characteristics are improved and high-speed printing becomes possible. It should be noted that this situation does not change even if there is some ink layer between the substrate and the pressure generating member. In addition, claim 1
Similarly, since the buckling body forming the pressure generating member and the heater layer are separate layers, the heater layer can be formed in an elongated pattern regardless of the shape of the buckling body. In this case, the energization amount for obtaining the necessary heat generation amount is small, and the power consumption is reduced. Further, similarly to the second aspect, the diaphragm prevents the ink existing in the gap between the nozzle plate and the pressure generating member (diaphragm) from flowing around to the back side of the pressure generating member (diaphragm) during operation. Therefore, the ejection force and the ejection speed of the ink are increased. As a result, practical operating characteristics can be obtained. In addition, since the buckling body and the diaphragm forming the pressure generating member are separate bodies, the shape of the buckling body is
It can be formed independently of the shape of the diaphragm. For example, it becomes possible to provide a slit in the buckling body. In this case, as will be described later, it is possible to rapidly cool the buckling body and the heater layer by circulating a refrigerant such as ink through the buckling body on the back side of the diaphragm. Therefore, the response characteristic is further improved, and high-speed printing becomes possible.

【0030】請求項4のインクジェットヘッドでは、上
記ヒータ層が上記座屈体の両方の面のうち上記基板側の
面(以下「裏面」という。)に沿って設けられているの
で、加熱期間終了後、冷却期間に入ると、圧力発生部材
の中で特に高温となったヒータ層が基板を通して急速に
冷却される。したがって、圧力発生部材の冷却速度がさ
らに速くなる。この結果、さらに応答特性が良くなり、
高速印字が可能となる。
In the ink jet head of the present invention, the heater layer is provided along the surface of the buckling body on the side of the substrate (hereinafter referred to as "rear surface"), so that the heating period ends. After that, in the cooling period, the heater layer, which has a particularly high temperature in the pressure generating member, is rapidly cooled through the substrate. Therefore, the cooling rate of the pressure generating member is further increased. As a result, the response characteristics are further improved,
High-speed printing is possible.

【0031】請求項5のインクジェットヘッドでは、上
記圧力発生部材は、上記基板と上記ヒータ層との間に設
けられた第1の絶縁層を有しているので、基板とヒータ
層との間が良好に絶縁され、ヒータ層を流れる電流が基
板へリークすることがない。したがって、必要な発熱量
を得るための通電量が少なくて済み、消費電力が低減さ
れる。
In the ink jet head of the fifth aspect, the pressure generating member has the first insulating layer provided between the substrate and the heater layer, so that there is a gap between the substrate and the heater layer. It is well insulated and the current flowing through the heater layer does not leak to the substrate. Therefore, the energization amount for obtaining the required heat generation amount is small, and the power consumption is reduced.

【0032】請求項6のインクジェットヘッドでは、上
記圧力発生部材は、上記座屈体と上記ヒータ層との間に
設けられた第2の絶縁層を有しているので、座屈体とヒ
ータ層との間が良好に絶縁され、ヒータ層を流れる電流
が座屈体へリークすることがない。したがって、必要な
発熱量を得るための通電量が少なくて済み、消費電力が
低減される。
In the ink jet head of the sixth aspect, the pressure generating member has the second insulating layer provided between the buckling body and the heater layer, so that the buckling body and the heater layer are provided. Is well insulated, and the current flowing through the heater layer does not leak to the buckling body. Therefore, the energization amount for obtaining the required heat generation amount is small, and the power consumption is reduced.

【0033】請求項7のインクジェットヘッドでは、上
記ダイヤフラムは略円板状に形成されているので、ダイ
ヤフラムの表面面積が小さい割に、インク室(ノズルプ
レートと圧力発生部材との間の間隙)の容積変化量が大
きくなる。これは、ダイヤフラムの表面面積がいくら広
くても、座屈体に押されて変位するのは座屈体が当接し
た箇所を中心とする円形の領域に限られているからであ
る。例えば、ダイヤフラムが矩形板状に形成されている
場合、矩形のコーナー部近傍が変位することはなく、コ
ーナー部近傍はインク室の容積変化には寄与しない。こ
れに対して、ダイヤフラムが略円形板状に形成されてい
る場合、ダイヤフラムの略全面がインク室の容積変化に
寄与する。したがって、上に述べたように、ダイヤフラ
ムの表面面積が小さい割に、インク室の容積変化量が大
きくなる。この結果、ダイヤフラムの表面面積が小さい
割に、インクの吐出力や吐出速度が大きくなる。逆に言
えば、インクの吐出力に余裕がある場合は、ダイヤフラ
ムの直径を小さくすることにより、このインクジェット
ヘッドを小型化することが可能となる。
In the ink jet head of the seventh aspect, since the diaphragm is formed in a substantially disc shape, the surface area of the diaphragm is small, but the ink chamber (the gap between the nozzle plate and the pressure generating member) is small. Volume change amount becomes large. This is because no matter how large the surface area of the diaphragm is, the displacement by being pushed by the buckling body is limited to the circular region centered on the position where the buckling body abuts. For example, when the diaphragm is formed in a rectangular plate shape, the vicinity of the rectangular corner portion is not displaced, and the vicinity of the corner portion does not contribute to the volume change of the ink chamber. On the other hand, when the diaphragm is formed in a substantially circular plate shape, the substantially entire surface of the diaphragm contributes to the volume change of the ink chamber. Therefore, as described above, the volume change amount of the ink chamber is large despite the small surface area of the diaphragm. As a result, although the surface area of the diaphragm is small, the ejection force and the ejection speed of the ink are large. Conversely, when the ink ejection force has a margin, the ink jet head can be downsized by reducing the diameter of the diaphragm.

【0034】請求項8のインクジェットヘッドでは、上
記ダイヤフラムの周縁部以外の少なくとも一部が上記座
屈体に連結されているので、加熱期間終了後、冷却期間
に入って座屈体が元の位置に復帰しようとするとき、ダ
イヤフラムは、自らの復元力に加えて上記座屈体からの
引っ張り力を受ける。この結果、ダイヤフラムは、より
速く元の位置に復帰する。したがって、圧力発生部材の
応答特性が良くなり、高速印字が可能となる。
In the ink jet head of the eighth aspect, at least a part of the diaphragm other than the peripheral portion is connected to the buckling member, so that after the heating period ends, the cooling period starts and the buckling member returns to its original position. When the diaphragm is returned to, the diaphragm receives the pulling force from the buckling body in addition to its restoring force. As a result, the diaphragm returns to its original position more quickly. Therefore, the response characteristic of the pressure generating member is improved, and high-speed printing becomes possible.

【0035】請求項9のインクジェットヘッドでは、上
記ダイヤフラムの中央部が上記座屈体の中央部に連結さ
れているので、ダイヤフラムのうち加熱期間中に最も大
きく変位していた部分(中央部)が、冷却期間に入る
と、座屈体のうち最も速く復帰する部分(中央部)によ
って引っ張られる。この結果、ダイヤフラムは、さらに
速く元の位置に復帰する。したがって、さらに圧力発生
部材の応答特性が良くなり、高速印字が可能となる。
In the ink jet head of the ninth aspect, since the central portion of the diaphragm is connected to the central portion of the buckling body, the portion (central portion) of the diaphragm that has been displaced most during the heating period. During the cooling period, the buckling body is pulled by the fastest returning portion (central portion). As a result, the diaphragm returns to its original position even faster. Therefore, the response characteristic of the pressure generating member is further improved, and high-speed printing becomes possible.

【0036】請求項10のインクジェットヘッドでは、
上記ダイヤフラムのうち上記周縁部と上記座屈体に連結
されている部分との間の中間部と、上記座屈体との間に
間隙が設けられている。したがって、ダイヤフラムの裏
側において、このダイヤフラムと座屈体との間の間隙に
インク等の冷媒を流通させることによって、座屈体を急
速に冷却することが可能となる。したがって、さらに応
答特性が良くなり、高速印字が可能となる。
In the ink jet head of claim 10,
A gap is provided between the buckling body and an intermediate portion between the peripheral portion of the diaphragm and a portion connected to the buckling body. Therefore, on the back side of the diaphragm, it is possible to rapidly cool the buckling body by causing a coolant such as ink to flow through the gap between the diaphragm and the buckling body. Therefore, the response characteristic is further improved, and high-speed printing becomes possible.

【0037】請求項11のインクジェットヘッドでは、
上記圧力発生部材のうち上記座屈体の上記周縁部よりも
内側に存する部分と、上記基板との間に間隙が設けられ
ている。したがって、ダイヤフラムの裏側において、こ
の座屈体と基板との間の間隙にインク等の冷媒を流通さ
せることによって、座屈体やヒータ層を急速に冷却する
ことが可能となる。したがって、さらに応答特性が良く
なり、高速印字が可能となる。
In the ink jet head of claim 11,
A gap is provided between the substrate and a portion of the pressure generating member located inside the peripheral portion of the buckling member and the substrate. Therefore, on the back side of the diaphragm, the buckling body and the heater layer can be rapidly cooled by causing a coolant such as ink to flow in the gap between the buckling body and the substrate. Therefore, the response characteristic is further improved, and high-speed printing becomes possible.

【0038】請求項12のインクジェットヘッドでは、
上記基板と上記圧力発生部材の上記部分との間の距離は
0.05μm乃至2.0μmの範囲内に設定されている
ので、この基板と圧力発生部材との間の間隙を容易に形
成できるとともに、圧力発生部材の応答特性が良好に維
持される。すなわち、上記間隙の距離が0.05μm以
上であれば、基板上に犠牲層(加工用の層)と圧力発生
部材の材料とを順に積層し、エッチング液によって上記
犠牲層を除去することによって、上記間隙を形成するこ
とができる。これに対して、上記間隙の距離が0.05
μm未満であると、その間隙にエッチング液を浸入させ
ることが困難となって間隙を形成しにくくなる。また、
上記間隙の距離が2.0μm以下であれば、冷却期間に
圧力発生部材、特に座屈体やヒータ層の熱が上記基板を
通して急速にインク室外へ放出され得る。したがって、
圧力発生部材の応答特性が良好に維持される。これに対
して、上記間隙の距離が2.0μmを超えると、基板を
通る放熱の効果が少なくなり、圧力発生部材の応答特性
が顕著に低下する。
According to the ink jet head of claim 12,
Since the distance between the substrate and the portion of the pressure generating member is set within the range of 0.05 μm to 2.0 μm, the gap between the substrate and the pressure generating member can be easily formed. , The response characteristics of the pressure generating member are maintained well. That is, when the distance of the gap is 0.05 μm or more, the sacrificial layer (processing layer) and the material of the pressure generating member are sequentially stacked on the substrate, and the sacrificial layer is removed by an etching solution. The gap can be formed. On the other hand, the gap distance is 0.05
If it is less than μm, it becomes difficult to infiltrate the etching liquid into the gap, and it becomes difficult to form the gap. Also,
When the distance of the gap is 2.0 μm or less, the heat of the pressure generating member, particularly the buckling member and the heater layer, can be rapidly released to the outside of the ink chamber during the cooling period through the substrate. Therefore,
The response characteristics of the pressure generating member are maintained well. On the other hand, when the distance of the gap exceeds 2.0 μm, the effect of heat radiation through the substrate is reduced, and the response characteristic of the pressure generating member is significantly deteriorated.

【0039】請求項13のインクジェットヘッドでは、
上記圧力発生部材のうち上記座屈体の上記周縁部よりも
内側に存する部分に、上記基板に対向する面から上記座
屈体の上記ダイヤフラム側の面まで貫通するスリットが
設けられている。したがって、ダイヤフラムの裏側にお
いて、このスリットを通してインク等の冷媒を流通させ
ることによって、座屈体を急速に冷却することが可能と
なる。特にダイヤフラムと座屈体との間や、基板と圧力
発生部材との間に間隙がある場合は、これらの間隙が上
記スリットを通して連通するので、さらに冷却効果が大
きくなる。したがって、さらに応答特性が良くなり、高
速印字が可能となる。
In the ink jet head of claim 13,
A slit penetrating from a surface facing the substrate to a surface of the buckling body on the diaphragm side is provided in a portion of the pressure generating member that is inside the peripheral portion of the buckling body. Therefore, on the back side of the diaphragm, it is possible to rapidly cool the buckling body by circulating a coolant such as ink through the slit. In particular, when there are gaps between the diaphragm and the buckling member or between the substrate and the pressure generating member, these gaps communicate with each other through the slits, so that the cooling effect is further enhanced. Therefore, the response characteristic is further improved, and high-speed printing becomes possible.

【0040】請求項14のインクジェットヘッドでは、
上記スリットは複数設けられ、上記座屈体のうち上記ス
リットに挟まれた帯状の部分が座屈するようになってい
る。このとき、例えば座屈体の周縁部を全周にわたって
基板に取り付けておくことによって、加熱冷却の繰り返
しに伴う座屈部分の熱応力を周縁部全体で受けることが
できる。つまり、スリットに挟まれた帯状の部分の熱応
力は、その帯状部分が延びる方向に一方向に外向きに発
生する。この一方向外向きの力は周縁部の特定箇所にか
かるが、周縁部のうちその特定箇所に隣接する部分によ
っても受けられる。したがって、座屈部分の熱応力が特
定箇所のみにかかることがなくなり、周縁部全体で緩和
して受けられる。したがって、基板と座屈体との取付箇
所がダメージを受けにくくなり、このインクジェットヘ
ッドの寿命が長くなる。
In the ink jet head of claim 14,
A plurality of the slits are provided, and a belt-shaped portion of the buckling body sandwiched by the slits buckles. At this time, for example, by attaching the peripheral portion of the buckling body to the entire circumference of the substrate, the thermal stress of the buckling portion due to repeated heating and cooling can be received in the entire peripheral portion. That is, the thermal stress of the strip-shaped portion sandwiched by the slits is outwardly generated in one direction in the extending direction of the strip-shaped portion. This outward force in one direction is applied to the specific portion of the peripheral portion, but is also received by the portion of the peripheral portion adjacent to the specific portion. Therefore, the thermal stress of the buckling portion is not applied only to a specific portion, and the entire peripheral portion can be relaxed and received. Therefore, the attachment position of the substrate and the buckling body is less likely to be damaged, and the life of the inkjet head is extended.

【0041】請求項15のインクジェットヘッドでは、
上記基板に、この基板を貫通して、上記圧力発生部材の
うち上記座屈体の上記周縁部よりも内側に存する部分に
面する冷媒循環用穴が設けられているので、この冷媒循
環用穴を通して、基板の上記圧力発生部材と反対の側
(以下「裏側」という。)から基板の圧力発生部材側
(以下「表側」という。)へインク等の冷媒を供給する
ことができる。供給された冷媒は、加熱、冷却による圧
力発生部材の変位、復帰に伴って基板の表側と裏側との
間で流通する。したがって、圧力発生部材を急速に冷却
することが可能となる。このことは、ダイヤフラムが設
けられた結果、ダイヤフラムの裏側にインクが回り込ま
ないときに、特に有意義になる。また、ダイヤフラムと
座屈体との間や、基板と圧力発生部材との間に間隙があ
る場合、さらには上記圧力発生部材のうち上記座屈体の
上記周縁部よりも内側に存する部分に、上記基板に対向
する面から上記座屈体の上記ダイヤフラム側の面まで貫
通するスリットが設けられている場合は、これらの間隙
やスリットを通して冷媒が流通するので、さらに冷却効
果が大きくなる。したがって、さらに応答特性が良くな
り、高速印字が可能となる。
In the ink jet head of claim 15,
Since the substrate is provided with a refrigerant circulation hole that penetrates the substrate and faces a portion of the pressure generating member located inside the peripheral portion of the buckling body, the refrigerant circulation hole is formed. Through, the coolant such as ink can be supplied from the side of the substrate opposite to the pressure generating member (hereinafter referred to as “back side”) to the pressure generating member side of the substrate (hereinafter referred to as “front side”). The supplied coolant flows between the front side and the back side of the substrate as the pressure generating member is displaced and returned by heating and cooling. Therefore, the pressure generating member can be rapidly cooled. This is especially significant when the diaphragm is provided and ink does not wrap around to the back side of the diaphragm. Further, when there is a gap between the diaphragm and the buckling member, or between the substrate and the pressure generating member, further in the portion of the pressure generating member inside the peripheral portion of the buckling member, When a slit is provided that penetrates from the surface facing the substrate to the surface of the buckling body on the diaphragm side, the refrigerant flows through these gaps and slits, so that the cooling effect is further enhanced. Therefore, the response characteristic is further improved, and high-speed printing becomes possible.

【0042】請求項16のインクジェットヘッドでは、
上記冷媒循環用穴は、上記基板の裏側から表側に向かっ
て寸法が次第に小さくなっているので、この冷媒循環用
穴が存在しない場合に比して、圧力発生部材と基板表面
との対向面積があまり減少することがない。したがっ
て、加熱期間終了後、冷却期間に入ると、圧力発生部
材、特に座屈体の熱は、上記基板を通して急速にインク
室外へ放出される。したがって、圧力発生部材の冷却速
度が大きいままに維持され、応答特性が良好に維持され
る。
In the ink jet head of claim 16,
Since the hole for refrigerant circulation is gradually reduced in size from the back side of the substrate toward the front side, as compared with the case where the hole for refrigerant circulation is not present, the facing area between the pressure generating member and the substrate surface is It does not decrease much. Therefore, when the cooling period is entered after the end of the heating period, the heat of the pressure generating member, particularly the buckling member, is rapidly released to the outside of the ink chamber through the substrate. Therefore, the cooling rate of the pressure generating member is kept high, and the response characteristic is kept good.

【0043】請求項17のインクジェットヘッドでは、
上記基板の裏側に、上記冷媒循環用穴に通じる冷媒溜が
形成されているので、この冷媒溜から上記冷媒循環用穴
を通して基板の表側へインク等の冷媒が供給され得る。
In the ink jet head of claim 17,
Since a coolant reservoir communicating with the coolant circulation hole is formed on the back side of the substrate, a coolant such as ink can be supplied from the coolant reservoir to the front side of the substrate through the coolant circulation hole.

【0044】請求項18のインクジェットヘッドの製造
方法によれば、上記圧力発生部材を半導体集積プロセス
によって作製できるので、インクジェットヘッドを小型
に作製することができる。また、基板と圧力発生部材と
の間の間隙と、圧力発生部材内の座屈体とダイヤフラム
との間の間隙との2つの間隙を、第1犠牲層と第2犠牲
層を連続的にエッチングして除去することにより、一括
して形成できる。したがって、作製工程を簡単化するこ
とができる。しかも、上記2つの間隙をそれぞれ第1犠
牲層,第2犠牲層の厚さに応じて形成しているので、各
間隙の距離がそれぞれ精度良く設定される。
According to the ink jet head manufacturing method of the eighteenth aspect, since the pressure generating member can be manufactured by the semiconductor integrated process, the ink jet head can be manufactured in a small size. Further, the first sacrificial layer and the second sacrificial layer are continuously etched to form two gaps, a gap between the substrate and the pressure generating member and a gap between the buckling body and the diaphragm in the pressure generating member. Then, it can be collectively formed. Therefore, the manufacturing process can be simplified. Moreover, since the two gaps are formed in accordance with the thicknesses of the first sacrificial layer and the second sacrificial layer, the distances between the gaps can be set accurately.

【0045】[0045]

【実施例】以下、この発明のインクジェットヘッドおよ
びその製造方法を実施例により詳細に説明する。
EXAMPLES Hereinafter, the ink jet head of the present invention and the method for manufacturing the same will be described in detail with reference to examples.

【0046】図1は、一実施例のインクジェットヘッド
90の全体構成を示している。このインクジェットヘッ
ド90は、表面保護膜6を含む基板7を備えている。こ
の基板7の表面側に、第1絶縁層としての第1絶縁膜2
と、ヒータ層3と、第2絶縁層としての第2絶縁膜4
と、座屈体1と、ダイヤフラム5とが順に設けられてい
る。上記第1絶縁膜2と、ヒータ層3と、第2絶縁膜4
と、座屈体1と、ダイヤフラム5とで圧力発生部材20
を構成している。基板7の表面側には、ダイヤフラム5
に対向して、ノズルプレート10がスペーサ8を介して
取り付けられている。座屈体1の両側には電極パッド1
3a,13bが設けられている。一方、基板7の裏面側
には筐体9が設けられ、この筐体9によって、基板7の
裏面側に冷媒溜34が形成されている。
FIG. 1 shows the overall construction of an ink jet head 90 of one embodiment. The inkjet head 90 includes a substrate 7 including the surface protective film 6. On the front surface side of the substrate 7, the first insulating film 2 as a first insulating layer is formed.
A heater layer 3 and a second insulating film 4 as a second insulating layer.
The buckling body 1 and the diaphragm 5 are provided in this order. The first insulating film 2, the heater layer 3, and the second insulating film 4
And the buckling member 1 and the diaphragm 5, the pressure generating member 20.
Is composed. The diaphragm 5 is provided on the front surface side of the substrate 7.
The nozzle plate 10 is attached via a spacer 8 so as to face the. Electrode pads 1 are provided on both sides of the buckling body 1.
3a and 13b are provided. On the other hand, a casing 9 is provided on the back side of the substrate 7, and the casing 9 forms a coolant reservoir 34 on the back side of the substrate 7.

【0047】図3は上記インクジェットヘッドを分解状
態で斜めから見たところを示し、図4は、座屈体1と、
その裏に存在する第1絶縁膜2、ヒータ層3および第2
絶縁膜4(図3では省略されている)とを示している。
なお、図3,図4では便宜上、基板7、座屈体1、第1
絶縁膜2及び第2絶縁膜4をそれぞれ矩形状に表してい
るが、実際には、それらを周囲に延在させることができ
る(ただし、電極パッド13a,13bの領域を除
く。)。
FIG. 3 is a perspective view of the ink jet head in a disassembled state, and FIG. 4 is a buckling body 1,
The first insulating film 2, the heater layer 3 and the second
The insulating film 4 (not shown in FIG. 3) is shown.
3 and 4, for convenience, the substrate 7, the buckling member 1, the first
Although each of the insulating film 2 and the second insulating film 4 is shown in a rectangular shape, in reality, they can be extended (except the regions of the electrode pads 13a and 13b).

【0048】図3に示すように、基板7は、この例では
熱酸化して形成されたシリコン酸化膜を表面保護膜6と
して有するシリコン(Si)板からなっている。この基
板7の熱伝導率は70W・m-1・K-1程度である。表面
保護膜6の膜厚は絶縁性の確保のためには厚いほうが良
いが、熱伝導のためには薄い方がよく、結局、表面保護
膜6の膜厚は0.5〜1μmの範囲内に設定されてい
る。基板7の略中央には冷媒循環用穴16が形成されて
いる。この冷媒循環用穴16は、基板7を貫通する断面
矩形状の穴であり、冷媒循環用穴16の矩形の各辺の寸
法(断面寸法)は、基板7の裏側から表側に向かって次
第に小さくなるように設定されている。この理由は、こ
の冷媒循環用穴が存在しない場合に比して、圧力発生部
材20、特に座屈体1やヒータ層3と、基板7表面との
対向面積をなるべく減少させないためである。このよう
に、圧力発生部材20と基板7とが広い面積にわたって
対向しているので、動作時に圧力発生部材20、特に座
屈体1とヒータ層3の熱を、基板7を通して効率良くイ
ンク室外へ放出することが可能となる。
As shown in FIG. 3, the substrate 7 is made of a silicon (Si) plate having a silicon oxide film formed by thermal oxidation as the surface protection film 6 in this example. The thermal conductivity of this substrate 7 is about 70 W · m −1 · K −1 . The film thickness of the surface protection film 6 is preferably thick to secure the insulation property, but is preferably thin for heat conduction. In the end, the film thickness of the surface protection film 6 is within the range of 0.5 to 1 μm. Is set to. A coolant circulation hole 16 is formed substantially in the center of the substrate 7. The coolant circulation hole 16 is a hole having a rectangular cross section that penetrates the substrate 7. The dimensions (cross-sectional dimensions) of the sides of the rectangle of the coolant circulation hole 16 are gradually reduced from the back side of the substrate 7 toward the front side. Is set to. The reason for this is that the area where the pressure generating member 20, particularly the buckling member 1 or the heater layer 3, and the surface of the substrate 7 face each other is not reduced as much as possible, as compared with the case where the holes for circulating the refrigerant do not exist. Since the pressure generating member 20 and the substrate 7 are opposed to each other over a wide area in this manner, the heat of the pressure generating member 20, particularly the buckling member 1 and the heater layer 3 during operation is efficiently transferred to the outside of the ink chamber through the substrate 7. It is possible to release.

【0049】座屈体1は、例えばニッケルなどの金属材
料(厚さTとする)からなっている。詳しくは、座屈体
1は、熱膨張により座屈しようとするときノズルプレー
ト10側に変形するように、基板7側に線膨張係数の小
さい厚さ0.01μmのタンタル、ノズルプレート10
側に線膨張係数の大きい厚さ6μmのニッケルを配した
2層構造になっている。
The buckling member 1 is made of a metallic material (having a thickness T) such as nickel. More specifically, the buckling body 1 is made of tantalum having a small linear expansion coefficient of 0.01 μm on the substrate 7 side so that the buckling body 1 is deformed toward the nozzle plate 10 side when it is about to buckle due to thermal expansion.
It has a two-layer structure in which nickel having a large linear expansion coefficient and a thickness of 6 μm is arranged on the side.

【0050】上記第1絶縁膜2および第2絶縁膜4(図
4)は、例えば酸化シリコンあるいはアルミナなどの絶
縁性材料からなっている。第1絶縁膜3、第2絶縁膜4
により、ヒータ層3を流れる電流が基板7や座屈体1へ
リークするのを防止でき、消費電力を低減することがで
きる。
The first insulating film 2 and the second insulating film 4 (FIG. 4) are made of an insulating material such as silicon oxide or alumina. First insulating film 3 and second insulating film 4
Thereby, the current flowing through the heater layer 3 can be prevented from leaking to the substrate 7 and the buckling body 1, and the power consumption can be reduced.

【0051】図4に示すように、座屈体1および第1絶
縁膜2、第2絶縁膜4には、これらの矩形面を貫通する
4つの「く」の字状のスリット40が設けられている。
4つのスリット40はそれぞれ「く」の屈曲箇所を中央
部に向けた状態で互いに離間して配置されている。この
結果として、第1絶縁膜2、第2絶縁膜4および座屈体
1の中央に、十字状の部分2a,4aおよび1aが形成
されている。特に、座屈体1の十字部1aの各辺1b
(長さL、幅Wとする)の末端はこの座屈体1の周縁部
1cによって支持されており、十字部1aの各辺1bが
加熱を受けたとき実際に座屈する。この座屈体1の形状
によれば、周縁部1cを全周にわたって基板7に取り付
けておくことによって、加熱冷却の繰り返しに伴う座屈
部分1bの熱応力を周縁部1c全体で受けることができ
る。つまり、十字部1aの各辺1bの熱応力は、その長
手方向に外向きに発生する。この熱応力は周縁部1cの
各辺1bとつながる箇所にかかるが、周縁部1cのうち
その箇所に隣接する部分によっても受けられる。したが
って、十字部1aの各辺1bの熱応力を周縁部1c全体
で緩和して受けることができる。したがって、基板7と
座屈体1との取付箇所がダメージを受けにくくなり、こ
のインクジェットヘッドの寿命を長くすることができ
る。
As shown in FIG. 4, the buckling body 1, the first insulating film 2 and the second insulating film 4 are provided with four "V" -shaped slits 40 penetrating these rectangular surfaces. ing.
The four slits 40 are arranged so as to be spaced apart from each other with the bent portion of the "U" facing the central portion. As a result, cross-shaped portions 2a, 4a and 1a are formed in the centers of the first insulating film 2, the second insulating film 4 and the buckling body 1. In particular, each side 1b of the cross portion 1a of the buckling body 1
The end (having a length L and a width W) is supported by the peripheral edge portion 1c of the buckling body 1, and each side 1b of the cross portion 1a actually buckles when heated. According to the shape of the buckling body 1, by attaching the peripheral edge portion 1c to the substrate 7 over the entire circumference, thermal stress of the buckling portion 1b due to repeated heating and cooling can be received by the entire peripheral edge portion 1c. . That is, the thermal stress on each side 1b of the cross portion 1a is generated outward in the longitudinal direction. This thermal stress is applied to a portion of the peripheral edge portion 1c that is connected to each side 1b, but is also received by the portion of the peripheral edge portion 1c adjacent to that position. Therefore, the thermal stress on each side 1b of the cross portion 1a can be relaxed and received by the entire peripheral portion 1c. Therefore, the attachment portion between the substrate 7 and the buckling body 1 is less likely to be damaged, and the life of the inkjet head can be extended.

【0052】ヒータ層3は、例えばニッケルあるいはニ
ッケルクロム合金などの材料からなっている。このヒー
タ層3は、第1,第2絶縁膜2,3の周辺に沿って平行
に延びる短冊状の電極部分3c,3cと、第1,第2絶
縁膜2,4の十字部2a,4aの中央部分(各辺1bの
交差箇所)に挟まれる円形状の部分3aと、第1,第2
絶縁膜2,4の十字部2a,4aの各辺1bに挟まれ、
上記電極部分3c,3cと円形部分3aとをコの字状に
蛇行してつなぐ帯状抵抗部分3bとを有している。電極
部分3c,3c上には、座屈体1と同一層からなる電極
パッド13a,13bが接続されるようになっている。
このように、圧力発生部材20を構成する座屈体1とヒ
ータ層3とを別の層としているので、ヒータ層3は、座
屈体1の形状とは無関係に、細長いパターンに形成する
ことができる。したがって、必要な発熱量を得るための
通電量を低減でき、消費電力を低減することができる。
The heater layer 3 is made of a material such as nickel or nickel-chromium alloy. The heater layer 3 includes strip-shaped electrode portions 3c and 3c extending in parallel along the periphery of the first and second insulating films 2 and 3 and cross portions 2a and 4a of the first and second insulating films 2 and 4. The circular portion 3a sandwiched between the central portions (intersections of the sides 1b) of the
Sandwiched between the sides 1b of the cross portions 2a and 4a of the insulating films 2 and 4,
It has a strip-shaped resistance portion 3b which connects the electrode portions 3c, 3c and the circular portion 3a by meandering in a U-shape. On the electrode portions 3c, 3c, electrode pads 13a, 13b made of the same layer as the buckling body 1 are connected.
As described above, since the buckling body 1 and the heater layer 3 forming the pressure generating member 20 are separate layers, the heater layer 3 should be formed in an elongated pattern regardless of the shape of the buckling body 1. You can Therefore, it is possible to reduce the energization amount for obtaining the required heat generation amount, and it is possible to reduce the power consumption.

【0053】図3に示すように、ダイヤフラム5は、例
えばニッケルなどの弾性材料からなり、略円板状に形成
されている(直径Eとする)。このダイヤフラム5のお
陰で、図1に示したノズルプレート10と圧力発生部材
20との間隙31に存在するインク15が、動作時に圧
力発生部材20の裏側に回り込むのを防止できる。した
がって、インクの吐出力や吐出速度を大きくすることが
でき、この結果、実用的な動作特性を得ることができ
る。特に、このダイヤフラム5は略円板状に形成されて
いるので、ダイヤフラム5の表面面積が小さい割に、イ
ンク室(間隙)31の容積変化量が大きくなる。これ
は、ダイヤフラムの表面面積がいくら広くても、座屈体
1に押されて変位するのは座屈体1が当接した箇所を中
心とする円形の領域に限られているからである。この結
果、ダイヤフラム5の表面面積が小さい割に、インクの
吐出力や吐出速度を大きくすることができる。
As shown in FIG. 3, the diaphragm 5 is made of an elastic material such as nickel and is formed in a substantially disc shape (having a diameter E). Thanks to the diaphragm 5, the ink 15 existing in the gap 31 between the nozzle plate 10 and the pressure generating member 20 shown in FIG. 1 can be prevented from flowing around to the back side of the pressure generating member 20 during operation. Therefore, the ejection force and ejection speed of the ink can be increased, and as a result, practical operating characteristics can be obtained. In particular, since the diaphragm 5 is formed in a substantially disc shape, the volume change amount of the ink chamber (gap) 31 becomes large despite the small surface area of the diaphragm 5. This is because no matter how large the surface area of the diaphragm is, it is pushed and displaced by the buckling body 1 only in the circular region centered on the position where the buckling body 1 abuts. As a result, although the surface area of the diaphragm 5 is small, the ink ejection force and ejection speed can be increased.

【0054】スペーサ8は、例えば所定の厚さを持つポ
リイミドあるいはアクリル系の感光性接着剤などの絶縁
膜材料からなる。このスペーサ8には、ダイヤフラム5
とノズルプレート10との間にインクを満たすべき間隙
31を形成するために、円形状の貫通穴8aが設けられ
ている。また、間隙31内にインクを供給するために、
このスペーサ絶縁膜を所定の幅で厚さ方向に貫通し、膜
端部から貫通穴8a内に通じるインク供給路14が形成
されいる。
The spacer 8 is made of an insulating film material such as polyimide or acrylic photosensitive adhesive having a predetermined thickness. This spacer 8 has a diaphragm 5
A circular through hole 8a is provided in order to form a gap 31 that should be filled with ink between the nozzle plate 10 and the nozzle plate 10. Further, in order to supply the ink into the gap 31,
An ink supply passage 14 is formed which penetrates the spacer insulating film with a predetermined width in the thickness direction and communicates from the film end portion into the through hole 8a.

【0055】ノズルプレート10は、例えば厚さ0.2
mmのガラスあるいはプラスチックシート材料からな
る。ノズルプレート10の略中央にはノズル開口として
のノズルオリフィス11が形成されている。このノズル
オリフィス11は、ノズルプレート10を貫通する断面
円形状の穴であり、ノズルオリフィス11の内径は、ノ
ズルプレート10の裏側から表側に向かって次第に小さ
くなるように設定されている。
The nozzle plate 10 has a thickness of 0.2, for example.
mm of glass or plastic sheet material. A nozzle orifice 11 serving as a nozzle opening is formed substantially in the center of the nozzle plate 10. The nozzle orifice 11 is a hole having a circular cross section that penetrates the nozzle plate 10. The inner diameter of the nozzle orifice 11 is set so as to gradually decrease from the back side of the nozzle plate 10 toward the front side.

【0056】図1中に示すように、完成状態では、第1
絶縁膜2、ヒータ層3、第2絶縁膜4および座屈体1
は、互いに全面的に密接している。そして、それぞれの
周縁部(図1中には周縁部のうち一方向に関して両端を
なす部分が表されている)のみが基板7(表面保護膜6
を含む)側に屈曲して取り付けられ、基板7によって支
持されている。第1絶縁膜2、ヒータ層3、第2絶縁膜
4および座屈体1の上記周縁部よりも内側の部分は、基
板7から離間しており、基板7の表面保護膜6と第1絶
縁膜2の上記周縁部よりも内側の部分との間に間隙32
が形成されている。この間隙32は冷媒循環用穴16を
通して冷媒溜34と連通している。また、電極パッド1
3a,13bはスペーサ8の外側、つまりインク室の外
側に位置している。電極パッド13aは配線51aを介
してスイッチ52に接続されている。このスイッチは電
源12とグランドとの切り換えを行うようになってい
る。電極パッド13bは配線51bを介してグランドに
接続されている。
As shown in FIG. 1, in the completed state, the first
Insulating film 2, heater layer 3, second insulating film 4, and buckling body 1
Are intimately close to each other. Then, only the respective peripheral portions (in FIG. 1, the portions forming both ends of the peripheral portion in one direction are shown) are provided on the substrate 7 (surface protective film 6).
Is attached to the substrate 7 and is supported by the substrate 7. The first insulating film 2, the heater layer 3, the second insulating film 4, and the portion of the buckling body 1 inside the peripheral portion are separated from the substrate 7, and the surface protection film 6 of the substrate 7 and the first insulating film are separated from each other. A gap 32 is formed between the membrane 2 and a portion inside the peripheral portion.
Are formed. The gap 32 communicates with the coolant reservoir 34 through the coolant circulation hole 16. Also, the electrode pad 1
3a and 13b are located outside the spacer 8, that is, outside the ink chamber. The electrode pad 13a is connected to the switch 52 via the wiring 51a. This switch is adapted to switch between the power supply 12 and the ground. The electrode pad 13b is connected to the ground via the wiring 51b.

【0057】上記ダイヤフラム5の中央部5aと周縁部
5cが座屈体1側に突出又は屈曲しており、この中央部
5aは座屈体1の中央部1aに取り付けられて支持され
ている。また、ダイヤフラム5の周縁部5cは、座屈体
1の周縁部1cに取り付けられている。つまり、第1絶
縁膜2、ヒータ層3、第2絶縁膜4および座屈体1の周
縁部とともに基板7に取り付けられ、基板7によって支
持されている。ダイヤフラム5の中間部5b(中央部5
aと周縁部5cとの間の部分)は座屈体1から離間して
おり、座屈体1とダイヤフラム5の中間部5bとの間に
は間隙33が形成されている。この間隙33は、図4中
に示したスリット40を通して上記基板7の表面保護膜
6と第1絶縁膜2との間の間隙32と連通し、さらには
冷媒循環用穴16を通して冷媒溜34と連通している。
このように、圧力発生部材20を構成する座屈体1とダ
イヤフラム5とを別体としているので、座屈体1の形状
と、ダイヤフラム5の形状とを、互いに殆ど制約される
なく、自由に設計することができる。
The central portion 5a and the peripheral portion 5c of the diaphragm 5 are projected or bent toward the buckling body 1, and the central portion 5a is attached to and supported by the central portion 1a of the buckling body 1. The peripheral edge portion 5c of the diaphragm 5 is attached to the peripheral edge portion 1c of the buckling body 1. That is, it is attached to the substrate 7 together with the first insulating film 2, the heater layer 3, the second insulating film 4, and the peripheral portion of the buckling body 1, and is supported by the substrate 7. Intermediate part 5b (center part 5) of diaphragm 5
The portion between a and the peripheral portion 5c) is separated from the buckling body 1, and a gap 33 is formed between the buckling body 1 and the intermediate portion 5b of the diaphragm 5. The gap 33 communicates with the gap 32 between the surface protection film 6 of the substrate 7 and the first insulating film 2 through the slit 40 shown in FIG. 4, and further through the coolant circulation hole 16 with the coolant reservoir 34. It is in communication.
In this way, since the buckling body 1 and the diaphragm 5 that form the pressure generating member 20 are separate bodies, the shape of the buckling body 1 and the shape of the diaphragm 5 are freely restricted without being restricted to each other. Can be designed.

【0058】なお、このインクジェットヘッド90で
は、インク室(間隙)31につながるインク供給路14
と、冷媒溜34につながる冷媒供給路35とは、図示し
ない1本のインク供給路から分岐したものとなってい
る。したがって、インク室31に供給されるインク15
を、冷媒として冷媒溜34にも供給するようになってい
る。このインク15の熱伝導率は一般的なものであり、
0.5W・m-1・K-1程度である。
In the ink jet head 90, the ink supply passage 14 connected to the ink chamber (gap) 31.
The refrigerant supply path 35 connected to the refrigerant reservoir 34 is branched from one ink supply path (not shown). Therefore, the ink 15 supplied to the ink chamber 31
Is also supplied to the refrigerant reservoir 34 as a refrigerant. The thermal conductivity of this ink 15 is general,
It is about 0.5 W · m −1 · K −1 .

【0059】このインクジェットヘッドは次のように駆
動される。
This inkjet head is driven as follows.

【0060】動作時には、図1に示すように、予めノ
ズルプレート10とダイヤフラム5との間の間隙31に
インク供給路14を通してインク15を供給する。ま
た、冷媒溜34に冷媒供給路35を通して、冷媒として
のインク15を供給する。冷媒溜34に供給されたイン
ク15は冷媒循環用穴16を通して基板7と第2絶縁膜
2との間の間隙32に供給され、さらにはスリット40
(図3,図4参照)を通して座屈体1とダイヤフラム5
との間の間隙33に供給される。これによりインク室全
体がインク15で満たされる。
In operation, as shown in FIG. 1, the ink 15 is previously supplied to the gap 31 between the nozzle plate 10 and the diaphragm 5 through the ink supply passage 14. Further, the ink 15 as a refrigerant is supplied to the refrigerant reservoir 34 through the refrigerant supply passage 35. The ink 15 supplied to the coolant reservoir 34 is supplied to the gap 32 between the substrate 7 and the second insulating film 2 through the coolant circulation hole 16, and further the slit 40.
(See FIGS. 3 and 4) Through buckling body 1 and diaphragm 5
It is supplied to the gap 33 between. As a result, the entire ink chamber is filled with the ink 15.

【0061】次に、スイッチ52を電源12側に切り
換えて、電極13a,13b間に電圧印加し、ヒータ層
3に通電して発熱させる(加熱期間)。座屈体1の十字
部1aの各辺1bがこのヒータ層3の帯状抵抗部分3b
の熱を受けて、無変位状態から熱膨張して長手方向に伸
びようとする。しかしながら、座屈体1の長手方向の両
端(周縁部)1cは基板7に固定されているため、座屈
体1はその長手方向に伸びることができない。それゆ
え、座屈体1内部にはその反作用として圧縮力Pが発
生し、蓄積される。この圧縮力Pが座屈荷重を超えた
とき、図2に示すように、座屈体1は座屈し、中央部1
aがノズルプレート10側へ変位した座屈状態となる。
ノズルプレート10側へ変位するのは、主に座屈体1が
基板7側にタンタル、ノズルプレート10側にニッケル
を配した2層構造を持つからである。また、基板7の放
熱効果により基板7側がノズルプレート10側より温度
が低くなるからである。座屈体1が座屈する結果、座屈
体1とヒータ層3とダイヤフラム5とを含む圧力発生部
材20が全体として変形して、インク室(間隙)31内
に圧力が発生する。この圧力により、上記インク室31
内のインク液15がノズルプレート10のノズルオリフ
ィス11を通してインク滴15aとして室外へ噴出す
る。このインク滴15aの噴出により、ノズルプレート
10に対向して設けられたプリント面への印字が行われ
る。
Next, the switch 52 is switched to the power source 12 side, a voltage is applied between the electrodes 13a and 13b, and the heater layer 3 is energized to generate heat (heating period). Each side 1b of the cross portion 1a of the buckling body 1 has a strip-shaped resistance portion 3b of the heater layer 3.
In response to the heat of, the non-displaced state thermally expands and tries to extend in the longitudinal direction. However, since both ends (peripheral edges) 1c of the buckling body 1 in the longitudinal direction are fixed to the substrate 7, the buckling body 1 cannot extend in the longitudinal direction. Therefore, the compressive force P 0 is generated and accumulated inside the buckling body 1 as its reaction. When this compressive force P 0 exceeds the buckling load, the buckling body 1 buckles, as shown in FIG.
A is in a buckling state in which a is displaced toward the nozzle plate 10.
The displacement to the nozzle plate 10 side is mainly because the buckling body 1 has a two-layer structure in which tantalum is arranged on the substrate 7 side and nickel is arranged on the nozzle plate 10 side. Moreover, the temperature of the substrate 7 side becomes lower than that of the nozzle plate 10 side due to the heat radiation effect of the substrate 7. As a result of buckling of the buckling body 1, the pressure generating member 20 including the buckling body 1, the heater layer 3, and the diaphragm 5 is deformed as a whole, and pressure is generated in the ink chamber (gap) 31. Due to this pressure, the ink chamber 31
The ink liquid 15 inside is ejected to the outside as ink droplets 15a through the nozzle orifice 11 of the nozzle plate 10. By the ejection of the ink droplets 15a, printing is performed on the print surface provided facing the nozzle plate 10.

【0062】なお、座屈体1及びダイヤフラム5がノズ
ルプレート10側へ変位すると同時に、冷媒溜34に存
在していたインク15が冷媒循環用穴16を通して基板
7と第1絶縁膜2との間の間隙32に流入し、さらには
スリット40を通して座屈体1とダイヤフラム5との間
の間隙33に流入する。
At the same time that the buckling member 1 and the diaphragm 5 are displaced toward the nozzle plate 10 side, the ink 15 existing in the coolant reservoir 34 passes through the coolant circulation hole 16 between the substrate 7 and the first insulating film 2. Of the buckling body 1 and the diaphragm 5 through the slit 40.

【0063】次に、スイッチ52をグランド側へ戻し
て上記ヒータ層の通電を停止する(冷却期間)。する
と、上記座屈体1は冷却されて、ヒータ層3とともに元
の無変位状態に復帰しようとする。座屈体1が元の位置
に復帰しようとするとき、ダイヤフラム5は、自らの復
元力に加えて座屈体1からの引っ張り力を受ける。特に
ダイヤフラム5の中央部5aが座屈体1の中央部1aに
連結されているので、ダイヤフラム5のうち加熱期間中
に最も大きく変位していた部分(中央部)5aが、座屈
体1のうち最も速く復帰する部分(中央部)1aによっ
て引っ張られる。この結果、ダイヤフラム5は、速く元
の位置に復帰する。これにより、上記圧力発生部材20
が全体として元の位置に復帰する(待機状態)。このよ
うな加熱期間と冷却期間とが繰り返されて、圧力発生部
材20の変位と復帰とが繰り返される。
Next, the switch 52 is returned to the ground side to stop energizing the heater layer (cooling period). Then, the buckling body 1 is cooled and tries to return to the original non-displacement state together with the heater layer 3. When the buckling body 1 tries to return to its original position, the diaphragm 5 receives a pulling force from the buckling body 1 in addition to its own restoring force. Particularly, since the central portion 5a of the diaphragm 5 is connected to the central portion 1a of the buckling body 1, the portion (central portion) 5a of the diaphragm 5 that has been displaced most during the heating period is Of these, the portion (center portion) 1a that returns the fastest is pulled. As a result, the diaphragm 5 quickly returns to its original position. As a result, the pressure generating member 20
Returns to its original position as a whole (standby state). The heating period and the cooling period are repeated, and the displacement and the return of the pressure generating member 20 are repeated.

【0064】ここで、上記で冷媒循環用穴16を通し
て間隙32,33やスリット40に流入した冷媒は、加
熱、冷却による圧力発生部材20の変位、復帰に伴って
基板7の表側と裏側との間で流通して、熱の放出に寄与
する。しかも、このインクジェットヘッド90では、圧
力発生部材20の裏側に基板7が存在する。この基板7
の熱伝導率は、インク15の熱伝導率よりも2桁以上大
きく、70W・m-1・K-1程度である。したがって、加
熱期間終了後、冷却期間に入ると、座屈体1やヒータ層
3の熱が、上記基板7(表面保護膜6を含む)を通して
急速にインク室外へ放出される。したがって、圧力発生
部材20、特に座屈体1とヒータ層3をさらに急速に冷
却することができる。この結果、応答特性が良くなり、
高速印字が可能となる。
Here, the coolant that has flowed into the gaps 32 and 33 and the slit 40 through the coolant circulation hole 16 as described above moves between the front side and the back side of the substrate 7 as the pressure generating member 20 is displaced and returned by heating and cooling. It flows between and contributes to the release of heat. Moreover, in this ink jet head 90, the substrate 7 exists on the back side of the pressure generating member 20. This board 7
The thermal conductivity of the ink is larger than that of the ink 15 by two digits or more, and is about 70 W · m −1 · K −1 . Therefore, when the cooling period is entered after the end of the heating period, the heat of the buckling body 1 and the heater layer 3 is rapidly released to the outside of the ink chamber through the substrate 7 (including the surface protective film 6). Therefore, the pressure generating member 20, particularly the buckling body 1 and the heater layer 3, can be cooled more rapidly. As a result, the response characteristics are improved,
High-speed printing is possible.

【0065】次に、このインクジェットヘッド90の性
能をシミュレーションにより調べた結果を説明する。
Next, the results of examining the performance of the ink jet head 90 by simulation will be described.

【0066】(1)まず、このインクジェットヘッド9
0における、ダイヤフラム5の中央部5aの変位量およ
び上昇温度についてのシミュレーションを行った。
(1) First, the ink jet head 9
A simulation was performed on the amount of displacement and the temperature rise of the central portion 5a of the diaphragm 5 at 0.

【0067】図6は、このシミュレーションに用いた装
置の概略構成を示している。この装置は、インクジェッ
トヘッド90の熱応答特性に関与する部分91を、この
シミュレーションにおいて境界条件を与えるための容器
99に収容したものである。この容器99の寸法は、熱
応答特性に関与する部分91の外形より20μmずつ大
きく設定されている。容器99の寸法設定の基準となる
熱応答特性関与部分91の形状としては、座屈体1の温
度が100degだけ上昇したとき座屈体1はノズルプ
レート10側へ9μm変形することから、座屈体1の中
央部1aが平均の4.5μmだけ変位した形状を採用し
た。なお、温度上昇を100degとしたのは、別のエ
ネルギー計算でインク滴が吐出するのに必要なエネルギ
ーを、インク滴の“運動エネルギー+表面エネルギー”
の十倍として設定したためである。容器99内をインク
15で満たし、容器99の内表面および基板7の裏面を
0℃に保つと考えてシミュレーションを行った。図6
中、ヒータ層3から基板7の裏側へ向かう矢印は主な熱
の放出経路を示している。
FIG. 6 shows a schematic structure of the apparatus used for this simulation. In this device, a portion 91 involved in the thermal response characteristic of the inkjet head 90 is housed in a container 99 for giving a boundary condition in this simulation. The size of the container 99 is set to be larger by 20 μm than the outer shape of the portion 91 related to the thermal response characteristic. As the shape of the portion 91 involved in the thermal response characteristic, which serves as a reference for setting the dimensions of the container 99, when the temperature of the buckling body 1 rises by 100 deg, the buckling body 1 is deformed by 9 μm toward the nozzle plate 10 side. A shape in which the central portion 1a of the body 1 is displaced by an average of 4.5 μm is adopted. The temperature rise is set to 100 deg because the energy required for the ink droplet to be ejected by another energy calculation is the “kinetic energy + surface energy” of the ink droplet.
This is because it is set as ten times. The simulation was performed on the assumption that the container 99 was filled with the ink 15 and the inner surface of the container 99 and the back surface of the substrate 7 were kept at 0 ° C. Figure 6
Inside, the arrow from the heater layer 3 to the back side of the substrate 7 indicates the main heat discharge path.

【0068】図5は、このシミュレーションにおける、
熱応答特性関与部分91についてのパラメータの設定の
仕方を示している。Aは間隙32の距離、すなわち基板
7の表面保護膜6と第1絶縁膜2との間隔を表してい
る。Bは第1絶縁膜2の厚さ、Cは第2絶縁膜4の厚さ
を表している。また、Dは間隙33の距離、すなわち座
屈体1とダイヤフラム5との間隔を表している。
FIG. 5 shows the results of this simulation.
It shows how to set the parameters for the thermal response characteristic part 91. A represents the distance of the gap 32, that is, the distance between the surface protective film 6 of the substrate 7 and the first insulating film 2. B represents the thickness of the first insulating film 2, and C represents the thickness of the second insulating film 4. Further, D represents the distance of the gap 33, that is, the distance between the buckling body 1 and the diaphragm 5.

【0069】また、図4に示した座屈体1の各辺1bの
長さ(十字部1aのうち中央の交差部を含まない)Lを
250μmとした。また座屈体1の幅Wを92μmと
し、厚さTを5μmとした。また、図4では座屈体1の
辺1bの数(座屈部分の本数)は4本であるが、このシ
ミュレーションは放射状に8本存在するものとして行っ
た。またダイヤフラムの直径Eを800μm、ヒータ層
3の厚さを0.1μmとした。
The length L of each side 1b of the buckling body 1 shown in FIG. 4 (excluding the central intersection of the cross portion 1a) is set to 250 μm. The width W of the buckling body 1 was 92 μm, and the thickness T was 5 μm. Further, in FIG. 4, the number of sides 1b of the buckling body 1 (the number of buckling portions) is four, but this simulation was performed assuming that there are eight radially. The diameter E of the diaphragm was 800 μm, and the thickness of the heater layer 3 was 0.1 μm.

【0070】(i)まず、パラメータAを0.5μm、B
を0.5μm、Cを0.5μm、Dを0.5μmとし
た。
(I) First, the parameter A is 0.5 μm and B
Was 0.5 μm, C was 0.5 μm, and D was 0.5 μm.

【0071】また、駆動条件として、座屈体1の ・単位体積当たりの消費エネルギを7.6×108J/
3、 ・単位体積当たりの消費電力を4×1013W/m3、 ・パルス幅を19μs と設定した(駆動条件1)。
As the driving condition, the energy consumption per unit volume of the buckling body 1 is 7.6 × 10 8 J /
m 3 , power consumption per unit volume was set to 4 × 10 13 W / m 3 , and pulse width was set to 19 μs (driving condition 1).

【0072】図7(a)は上記駆動条件1に対応する駆動
波形を示している。また、図7(b)は、シミュレーショ
ン計算による上記駆動条件1の場合の座屈体1の中央部
1aの変位量ΔZおよび上昇温度ΔTの時間経過を表し
ている。なお、ダイヤフラム5表面に存するインクの上
昇温度ΔTINKの時間経過を併せて表している。この座
屈体1の上昇温度カーブΔTから応答速度を計算する
と、立ち上がり応答速度(tr)が19μs、立ち下が
り応答速度(td)が101μsとなる。したがって、
駆動周波数8.3kHzでの駆動が可能となることが分
かる。
FIG. 7A shows drive waveforms corresponding to the drive condition 1. Further, FIG. 7B shows a time course of the displacement amount ΔZ and the rising temperature ΔT of the central portion 1a of the buckling body 1 under the driving condition 1 by the simulation calculation. In addition, the time course of the temperature rise ΔT INK of the ink present on the surface of the diaphragm 5 is also shown. When the response speed is calculated from the rising temperature curve ΔT of the buckling body 1, the rising response speed (tr) is 19 μs and the falling response speed (td) is 101 μs. Therefore,
It can be seen that driving at a driving frequency of 8.3 kHz is possible.

【0073】このように駆動周波数を高くできる理由
は、立ち下がり応答速度(td)が比較的速いためであ
る。すなわち、座屈体1およびヒータ3の熱は、間隙3
2と基板7の裏側との間を冷媒循環用穴16を通してか
ら出入りするインク15と、表面保護膜6を有する基板
7とを伝わって速やかに外部に放出される。また、熱伝
導率の高い基板7が座屈体1の近傍に配置している。こ
れにより、立ち下がり応答速度(td)を速くでき、駆
動周波数を高くすることができる。
The reason why the drive frequency can be increased in this way is that the falling response speed (td) is relatively fast. That is, the heat of the buckling body 1 and the heater 3 is
The ink 15 flowing in and out through the coolant circulation hole 16 between the substrate 2 and the back side of the substrate 7 and the substrate 7 having the surface protective film 6 are quickly discharged to the outside. Further, the substrate 7 having high thermal conductivity is arranged near the buckling body 1. As a result, the falling response speed (td) can be increased and the drive frequency can be increased.

【0074】(ii)次に、同じ駆動条件1の下で、パラメ
ータBを0.5μm、Cを0.5μm、Dを0.5μm
としたまま、Aを0.1から2.0μmに変化させた。
(Ii) Next, under the same driving condition 1, parameter B is 0.5 μm, C is 0.5 μm, and D is 0.5 μm.
The value of A was changed from 0.1 to 2.0 μm.

【0075】図8(a)は、このときの応答速度の変化を
示している。立ち上がり応答速度(tr)はAが大きく
なるにつれて若干速くなる。一方、立ち下がり応答速度
(td)はAが大きくなるにつれて著しく遅くなる。こ
の図8(a)から分かるように、Aが2μm以下の場合
は、駆動周波数5.5kHzでの駆動が可能となる。ま
た、Aが1μm以下の場合は、駆動周波数6.8kHz
での駆動が可能となる。
FIG. 8A shows the change in response speed at this time. The rising response speed (tr) becomes slightly faster as A becomes larger. On the other hand, the falling response speed (td) becomes significantly slower as A increases. As can be seen from FIG. 8A, when A is 2 μm or less, driving at a driving frequency of 5.5 kHz becomes possible. When A is 1 μm or less, the driving frequency is 6.8 kHz.
Can be driven.

【0076】このパラメータA、すなわち間隙32の距
離は、実際上は0.05μm〜2.0μmの範囲内に設
定される。この理由は、上記間隙32の距離が0.05
μm以上であれば、後述するように、基板7上に犠牲層
(加工用の層)と圧力発生部材20の材料とを順に積層
し、エッチング液によって上記犠牲層を除去することに
よって、上記間隙32を容易に形成できるからである。
これに対して、上記間隙32の距離が0.05μm未満
であると、そこにエッチング液を浸入させることが困難
となって間隙32を形成しにくくなる。また、上記間隙
32の距離が2.0μmを超えると、このシミュレーシ
ョンから分かるように、基板7を通る放熱の効果が少な
くなり、圧力発生部材20の応答特性が改善されない。
The parameter A, that is, the distance of the gap 32 is set practically within the range of 0.05 μm to 2.0 μm. The reason is that the distance of the gap 32 is 0.05.
If it is at least μm, as will be described later, a sacrificial layer (processing layer) and a material of the pressure generating member 20 are sequentially laminated on the substrate 7, and the sacrificial layer is removed by an etching solution to remove the gap. This is because 32 can be easily formed.
On the other hand, if the distance of the gap 32 is less than 0.05 μm, it becomes difficult to infiltrate the etching liquid into the gap 32, and it becomes difficult to form the gap 32. Further, if the distance of the gap 32 exceeds 2.0 μm, as can be seen from this simulation, the effect of heat radiation through the substrate 7 is reduced, and the response characteristic of the pressure generating member 20 is not improved.

【0077】(iii)次に、同じ駆動条件1の下で、パラ
メータAを0.5μm、Cを0.5μm、Dを0.5μ
mとしたまま、Bを0.1から1.0μmに変化させ
た。
(Iii) Next, under the same driving condition 1, the parameter A is 0.5 μm, C is 0.5 μm, and D is 0.5 μm.
While maintaining m, B was changed from 0.1 to 1.0 μm.

【0078】図8(b)は、このときの応答速度の変化を
示している。立ち上がり応答速度(tr)はBが大きく
なるにつれて若干速くなる。一方、立ち下がり応答速度
(td)はBが大きくなるにつれて著しく遅くなる。こ
の図8(b)から分かるように、Bが1μm以下の場合
は、駆動周波数7.6kHzでの駆動が可能となる。ま
た、Bが0.5μm以下の場合は、駆動周波数8.3k
Hzでの駆動が可能となる。なお、パラメータB、すな
わち第1絶縁膜2の厚さは、実際に0.1μm以下にす
ることもできる。
FIG. 8B shows the change in response speed at this time. The rising response speed (tr) becomes slightly faster as B becomes larger. On the other hand, the falling response speed (td) becomes significantly slower as B increases. As can be seen from FIG. 8B, when B is 1 μm or less, driving at a driving frequency of 7.6 kHz is possible. When B is 0.5 μm or less, the driving frequency is 8.3 k.
Driving at Hz becomes possible. The parameter B, that is, the thickness of the first insulating film 2 can be actually set to 0.1 μm or less.

【0079】(iv)次に、同じ駆動条件1の下で、パラ
メータAを0.5μm、Bを0.5μm、Dを0.5μ
mとしたまま、Cを0.1から1.0μmに変化させ
た。
(Iv) Next, under the same driving condition 1, parameter A is 0.5 μm, B is 0.5 μm, and D is 0.5 μm.
While maintaining m, C was changed from 0.1 to 1.0 μm.

【0080】図9(a)は、このときの応答速度の変化を
示している。立ち上がり応答速度(tr)はCが大きく
なるにつれて若干遅くなる。また、立ち下がり応答速度
(td)もCが大きくなるにつれて若干遅くなる。この
図9(a)から分かるように、Cが1μm以下の場合は、
駆動周波数8kHzでの駆動が可能となる。また、Cが
0.5μm以下の場合は、駆動周波数8.3kHzでの
駆動が可能となる。なお、パラメータC、すなわち第2
絶縁膜4の厚さは、実際に0.1μm以下にすることも
できる。
FIG. 9A shows the change in response speed at this time. The rising response speed (tr) becomes slightly slower as C increases. The falling response speed (td) also becomes slightly slower as C increases. As can be seen from FIG. 9 (a), when C is 1 μm or less,
It becomes possible to drive at a drive frequency of 8 kHz. When C is 0.5 μm or less, driving at a driving frequency of 8.3 kHz becomes possible. The parameter C, that is, the second
The thickness of the insulating film 4 may actually be 0.1 μm or less.

【0081】(v)次に、同じ駆動条件1の下で、パラ
メータAを0.5μm、Bを0.5μm、Cを0.5μ
mとしたまま、Dを0.1から2.0μmに変化させ
た。
(V) Next, under the same driving condition 1, the parameter A is 0.5 μm, B is 0.5 μm, and C is 0.5 μm.
While maintaining m, D was changed from 0.1 to 2.0 μm.

【0082】図9(b)は、このときの応答速度の変化を
示している。立ち上がり応答速度(tr)はDが大きく
なるにつれて速くなる。また、立ち下がり応答速度(t
d)はDが大きくなるにつれて著しく速くなる。この図
9(b)から分かるように、Dが0.1μmの場合は、駆
動周波数6.7kHzでの駆動が可能となる。また、D
が0.5μmの場合は、駆動周波数8.3kHzでの駆
動が可能となる。特に、Dが1.0μm以上の場合は、
駆動周波数10kHzでの駆動が可能となる。なお、パ
ラメータD、すなわち座屈体1とダイヤフラム5との間
の間隙33の距離は、後述するように実際に1.0μm
以上にすることもできる。
FIG. 9B shows the change in response speed at this time. The rising response speed (tr) increases as D increases. Also, the fall response speed (t
d) becomes significantly faster as D increases. As can be seen from FIG. 9B, when D is 0.1 μm, driving at a driving frequency of 6.7 kHz is possible. Also, D
Is 0.5 μm, the driving can be performed at a driving frequency of 8.3 kHz. Especially when D is 1.0 μm or more,
Driving at a driving frequency of 10 kHz is possible. The parameter D, that is, the distance of the gap 33 between the buckling body 1 and the diaphragm 5 is actually 1.0 μm as described later.
The above can also be done.

【0083】(2)次に、上記インクジェットヘッド9
0のインク滴の吐出速度Vを調べた。
(2) Next, the above ink jet head 9
The ejection speed V of the ink droplet of 0 was examined.

【0084】インク滴の吐出速度Vは、流体解析による
シミュレーションで計算することができる。図10は上
記インクジェットヘッド90を流体解析のためにモデル
化して示す平面図であり、図11は図10におけるX
−X線矢視断面を示している。なお、図10では便宜
上ノズルプレートが省略され、図11では圧力発生部材
20のうちダイヤフラム5のみが示されている。
The ejection velocity V of the ink droplet can be calculated by a simulation based on fluid analysis. FIG. 10 is a plan view showing the inkjet head 90 modeled for fluid analysis, and FIG. 11 is a plan view of X 2 in FIG.
Shows -X 2 sectional view taken along the line. Note that the nozzle plate is omitted in FIG. 10 for convenience, and only the diaphragm 5 of the pressure generating member 20 is shown in FIG. 11.

【0085】この流体解析によるシミュレーションで
は、ダイヤフラム5の表面にある流体15bに座屈体の
移動速度Vを与え、インク室31内の流体の動きを解
析するいわゆる壁駆動モデルを用いた。この壁駆動モデ
ルでは、まずダイヤフラム5がVの速度で変位させら
れる。これによりダイヤフラム5の表面に発生した圧力
が、流体15中をノズルプレート10の方へ伝搬する。
この圧力の伝搬により、ノズルオリフィス11からイン
ク滴15aが速度Vで吐出するものとする。なお、上記
圧力の一部は、インク供給路14と図1中に示した冷媒
供給路35とを通って冷媒溜34の方へ伝搬する。
In the simulation by the fluid analysis, a so-called wall drive model was used in which the movement velocity V 0 of the buckling body is applied to the fluid 15b on the surface of the diaphragm 5 and the movement of the fluid in the ink chamber 31 is analyzed. In this wall drive model, the diaphragm 5 is first displaced at the speed of V 0 . As a result, the pressure generated on the surface of the diaphragm 5 propagates through the fluid 15 toward the nozzle plate 10.
By the propagation of this pressure, the ink droplet 15a is ejected from the nozzle orifice 11 at the velocity V. It should be noted that part of the pressure is propagated toward the coolant reservoir 34 through the ink supply passage 14 and the coolant supply passage 35 shown in FIG.

【0086】インク供給路の長さF、幅G、深さHをパ
ラメータとして変化させて吐出速度Vを計算した。ここ
で、駆動条件として上記(1)における駆動条件1を採
用した。また、図5に示したパラメータについては、そ
れぞれAを0.5μm、Bを0.5μm、Cを0.5μ
m、Dを0.5μmとした。
The ejection speed V was calculated by changing the length F, width G, and depth H of the ink supply path as parameters. Here, the driving condition 1 in the above (1) is adopted as the driving condition. Regarding the parameters shown in FIG. 5, A is 0.5 μm, B is 0.5 μm, and C is 0.5 μm.
m and D were 0.5 μm.

【0087】図12(a)は、パラメータGを40μm、
Hを30μmとし、Fを200μmから1000μmに
変化させたときの吐出速度Vの変化を示している。吐出
速度Vは、インク供給路14の長さHが長くなるにつれ
て速くなっている。
In FIG. 12A, the parameter G is 40 μm,
The change of the ejection speed V when H is 30 μm and F is changed from 200 μm to 1000 μm is shown. The ejection speed V becomes faster as the length H of the ink supply passage 14 becomes longer.

【0088】図12(b)は、パラメータFを200μ
m、Hを30μmとし、Gを30μmから60μmに変
化させたときの吐出速度Vの変化を示している。吐出速
度Vは、インク供給路14の幅Gが広くなるにつれて遅
くなっている。
In FIG. 12B, the parameter F is set to 200 μm.
The change in the ejection speed V when m and H are set to 30 μm and G is changed from 30 μm to 60 μm is shown. The ejection speed V becomes slower as the width G of the ink supply passage 14 becomes wider.

【0089】図12(c)は、パラメータFを200μ
m、Gを40μmとし、Hを20μmから50μmに変
化させたときの吐出速度Vの変化を示している。吐出速
度Vは、インク供給路14の深さHが深くなるにつれて
遅くなっている。
In FIG. 12C, the parameter F is set to 200 μm.
The change in the ejection speed V when m and G are 40 μm and H is changed from 20 μm to 50 μm is shown. The ejection speed V becomes slower as the depth H of the ink supply passage 14 becomes deeper.

【0090】すなわち、インク供給路14の長さFが長
く、かつ開口面積(G×H)が狭いほど、すなわちイン
ク15がインク供給路14を逆流しようとするときの抵
抗が大きいほど、インクの吐出速度Vが速くなってい
る。ここで、図12の結果から、インク供給路14の長
さFが200μm以上で、かつ開口面積(G×H)が2
000μm2以下の場合は、インク滴15aは6.7m
/s以上の速度で吐出することが分かった。特に、イン
ク供給路14の長さFが1000μm、開口面積(G×
H)が1200μm2の場合は、インク滴15aは1
5.6m/s以上の速度で吐出する。
That is, as the length F of the ink supply path 14 is longer and the opening area (G × H) is narrower, that is, the resistance when the ink 15 tries to flow back through the ink supply path 14 is larger, the ink The discharge speed V is high. Here, from the result of FIG. 12, the length F of the ink supply path 14 is 200 μm or more, and the opening area (G × H) is 2
If it is less than 000 μm 2 , the ink droplet 15a is 6.7 m.
It was found that discharge was performed at a speed of / s or more. In particular, the length F of the ink supply path 14 is 1000 μm, and the opening area (G ×
H) is 1200 μm 2 , the ink droplet 15a has 1
Discharge at a speed of 5.6 m / s or more.

【0091】(3)再び図6に示した装置を用いて、上
記インクジェットヘッド90における、ダイヤフラム5
の中央部5aの変位量および上昇温度についてのシミュ
レーションを行った。
(3) Using the apparatus shown in FIG. 6 again, the diaphragm 5 in the ink jet head 90 is
A simulation was performed on the amount of displacement and the temperature rise of the central portion 5a.

【0092】上記(1)(i)のシミュレーションと同様
に、図4に示した座屈体1の各辺1bの長さ(十字部1
aのうち中央の交差部を含まない)Lを250μmとし
た。また座屈体1の幅Wを92μmとし、厚さTを5μ
mとした。また、図4では座屈体1の辺1bの数(座屈
部分の本数)は4本であるが、このシミュレーションは
放射状に8本存在するものとして行った。またダイヤフ
ラムの直径Eを800μm、ヒータ層3の厚さを0.1
μmとした。
Similar to the simulation of (1) (i) above, the length of each side 1b of the buckling body 1 shown in FIG.
L does not include the central intersection portion of a) was 250 μm. The width W of the buckling body 1 is set to 92 μm and the thickness T is set to 5 μm.
m. Further, in FIG. 4, the number of sides 1b of the buckling body 1 (the number of buckling portions) is four, but this simulation was performed assuming that there are eight radially. Further, the diameter E of the diaphragm is 800 μm, and the thickness of the heater layer 3 is 0.1 μm.
μm.

【0093】また、図5に示したパラメータAを0.5
μm、Bを0.5μm、Cを0.5μm、Dを0.5μ
mとした。
In addition, the parameter A shown in FIG.
μm, B 0.5 μm, C 0.5 μm, D 0.5 μm
m.

【0094】また、駆動条件として、座屈体1の ・単位体積当たりの消費エネルギを7.6×108J/
3、 ・単位体積当たりの消費電力を8×1013W/m3、 ・駆動のパルス幅を9.5μs と設定した(駆動条件2)。この駆動条件2は、上記駆
動条件1に対して、それぞれ単位体積当たりの消費エネ
ルギが同一、消費電力が2倍、パルス幅が1/2倍とな
っている。
As driving conditions, the energy consumption per unit volume of the buckling body 1 is 7.6 × 10 8 J /
m 3 , power consumption per unit volume was 8 × 10 13 W / m 3 , and driving pulse width was set to 9.5 μs (driving condition 2). The drive condition 2 has the same energy consumption per unit volume as the drive condition 1, the power consumption is twice, and the pulse width is 1/2.

【0095】図13(a)は上記駆動条件2に対応する駆
動波形を示している。また、図13(b)は、シミュレー
ション計算による上記駆動条件2の場合の座屈体1の中
央部1aの変位量ΔZおよび上昇温度ΔTの時間経過を
表している。なお、ダイヤフラム5表面に存するインク
の上昇温度ΔTINKの時間経過を併せて表している。こ
の座屈体1の上昇温度カーブΔTから応答速度を計算す
ると、立ち上がり応答速度(tr)が9.5μs、立ち
下がり応答速度(td)が101μsとなる。したがっ
て、駆動周波数9.0kHzでの駆動が可能となること
が分かる。この駆動条件2では、上記駆動条件1に対し
て駆動のパルス幅を短く、かつ消費電力を大きくしてい
るので、座屈体1の移動速度をさらに速くすることがで
き、さらに駆動周波数を高くすることができる。
FIG. 13A shows drive waveforms corresponding to the drive condition 2. Further, FIG. 13B shows a time course of the displacement amount ΔZ and the rising temperature ΔT of the central portion 1a of the buckling body 1 under the driving condition 2 by the simulation calculation. In addition, the time course of the temperature rise ΔT INK of the ink present on the surface of the diaphragm 5 is also shown. When the response speed is calculated from the temperature rise curve ΔT of the buckling body 1, the rising response speed (tr) is 9.5 μs and the falling response speed (td) is 101 μs. Therefore, it can be seen that the driving can be performed at the driving frequency of 9.0 kHz. In this driving condition 2, since the driving pulse width is shorter and the power consumption is larger than that of the driving condition 1, the moving speed of the buckling body 1 can be further increased, and the driving frequency can be increased. can do.

【0096】(4)次に、図10および図11に示した
モデルを用いて流体解析によるシミュレーションで、上
記駆動条件2の下における、上記インクジェットヘッド
90のインク滴の吐出速度Vを計算した。
(4) Next, the ejection velocity V of the ink droplets of the ink jet head 90 under the driving condition 2 was calculated by a simulation by fluid analysis using the models shown in FIGS. 10 and 11.

【0097】上記(2)のシミュレーションと同様に、
インク供給路の長さF、幅G、深さHをパラメータとし
て変化させて吐出速度Vを計算した。また、図5に示し
たパラメータについては、それぞれAを0.5μm、B
を0.5μm、Cを0.5μm、Dを0.5μmとし
た。
Similar to the simulation of (2) above,
The ejection speed V was calculated by changing the length F, width G, and depth H of the ink supply path as parameters. Regarding the parameters shown in FIG. 5, A is 0.5 μm and B is B, respectively.
Was 0.5 μm, C was 0.5 μm, and D was 0.5 μm.

【0098】このシミュレーションの結果から、インク
供給路14の長さFが200μm以上で、かつ開口面積
(G×H)が2000μm2以下の場合は、インク滴1
5aは22.9m/s以上の速度で吐出することが分か
った。特に、インク供給路14の長さFが1000μ
m、開口面積(G×H)が1200μm2の場合は、イ
ンク滴15aは31.8m/s以上の速度で吐出する。
このように、駆動条件2を採用することにより、インク
滴15aの吐出速度を大幅に向上させることができた。
From the results of this simulation, when the length F of the ink supply path 14 is 200 μm or more and the opening area (G × H) is 2000 μm 2 or less, the ink droplet 1
It was found that 5a was discharged at a speed of 22.9 m / s or more. In particular, the length F of the ink supply path 14 is 1000 μ
When m and the opening area (G × H) are 1200 μm 2 , the ink droplet 15a is ejected at a speed of 31.8 m / s or more.
As described above, by adopting the driving condition 2, the ejection speed of the ink droplet 15a could be significantly improved.

【0099】このように吐出速度Vを改善できる理由
は、駆動条件2によれば、駆動条件1による場合に比し
て座屈体1の変形速度が速くなるからである。すなわ
ち、駆動条件2と駆動条件1とは、座屈体1の単位体積
当たりの消費エネルギが同じ値であるが、駆動条件2で
は、駆動条件1に対して駆動のパルス幅が小さく、かつ
消費電力が大きい。このため座屈体1の変形速度が速く
なる。この結果、インク15bに対する圧力が大きくな
ってインク滴15aの吐出速度Vを向上させることがで
きる。
The reason why the discharge speed V can be improved in this way is that the driving condition 2 makes the deformation speed of the buckling body 1 faster than that under the driving condition 1. That is, the driving condition 2 and the driving condition 1 have the same energy consumption per unit volume of the buckling body 1, but the driving condition 2 has a smaller driving pulse width than the driving condition 1 and consumes less energy. The power is large. Therefore, the deformation speed of the buckling body 1 is increased. As a result, the pressure on the ink 15b increases and the ejection speed V of the ink droplet 15a can be improved.

【0100】このように、駆動条件において、座屈体1
の単位体積当たりの消費エネルギを変えず、消費電力を
例えば2倍にする、すなわち駆動のパルス幅を1/2に
すると、インク滴15aの吐出速度は1.5倍にするこ
とができる。
Thus, under the driving conditions, the buckling member 1
If the power consumption is doubled without changing the energy consumption per unit volume of, that is, if the driving pulse width is halved, the ejection speed of the ink droplet 15a can be 1.5 times.

【0101】(5)次に、図10および図11に示した
モデルを用いて流体解析によるシミュレーションで、駆
動条件のうち座屈体1の単位体積当たりの消費電力を広
範囲に変化させて、上記インクジェットヘッド90のイ
ンク滴の吐出速度Vを計算した。
(5) Next, in the simulation by the fluid analysis using the models shown in FIGS. 10 and 11, the power consumption per unit volume of the buckling body 1 in the driving condition is changed over a wide range to The ejection speed V of the ink droplets of the inkjet head 90 was calculated.

【0102】図5に示したパラメータについては、それ
ぞれAを0.5μm、Bを0.5μm、Cを0.5μ
m、Dを0.5μmとした。また、図10および図11
に示したインク供給路14については、それぞれFを2
00μm、Gを40μm、Hを30μmとした。
Regarding the parameters shown in FIG. 5, A is 0.5 μm, B is 0.5 μm, and C is 0.5 μm.
m and D were 0.5 μm. Also, FIG. 10 and FIG.
For the ink supply path 14 shown in FIG.
00 μm, G 40 μm, and H 30 μm.

【0103】図14は、このときのインク滴の吐出速度
Vを示している。図14から分かるように、座屈体1の
単位体積当たりの消費電力Wが3×1013W/m3未満
のときはインク滴が吐出されない(または吐出が不安定
である)が、消費電力Wが閾値3×1013W/m3程度
を超えると吐出が開始され、消費電力Wが大きくなるに
つれて吐出速度Vが増加する。したがって、吐出の安定
および吐出速度の増大を考えると、座屈体1の単位体積
当たりの消費電力Wは、4×1013W/m3以上に設定
するのが望ましい。
FIG. 14 shows the ejection speed V of the ink droplets at this time. As can be seen from FIG. 14, when the power consumption W per unit volume of the buckling body 1 is less than 3 × 10 13 W / m 3, ink droplets are not ejected (or ejection is unstable), but power consumption is low. When W exceeds a threshold value of about 3 × 10 13 W / m 3 , ejection is started, and the ejection speed V increases as the power consumption W increases. Therefore, in consideration of stable ejection and increase in ejection speed, it is desirable to set the power consumption W per unit volume of the buckling body 1 to 4 × 10 13 W / m 3 or more.

【0104】また、このように座屈体1の単位体積当た
りの消費電力Wを大きくすると吐出速度Vを大きくする
ことができるが、消費電力Wを大きくするために消費エ
ネルギを必要以上に大きくすると、座屈体1の温度が高
くなり過ぎて劣化し、寿命が短くなる。この観点から、
座屈体1の単位体積当たりの消費エネルギは、単位体積
当たり4×10J/m以下で駆動するのが望まし
く、さらに7.6×10J/m以下で駆動するのが
望ましい。
Further, the discharge speed V can be increased by increasing the power consumption W per unit volume of the buckling body 1 in this manner, but if the energy consumption is increased more than necessary in order to increase the power consumption W. The temperature of the buckling body 1 becomes too high and deteriorates, resulting in a shorter life. From this perspective,
The energy consumption per unit volume of the buckling body 1 is preferably 4 × 10 9 J / m 3 or less, more preferably 7.6 × 10 8 J / m 3 or less. .

【0105】なお、座屈体1の材料は前記のニッケルに
限定されるものではない。座屈体1の材料は、ヤング率
が大きく、線膨張係数が大きく、かつ成膜が容易なもの
であれば良い。また、座屈体1の座屈部分1bの寸法
は、長さL=250μm、W=92μm、厚さ=T5μ
mに限られるものではない。さらに、座屈体1の座屈部
分の本数は4本又は8本に限られるものではない。座屈
部分の本数を2本又は6本とすることもできる。座屈部
分の本数を放射状に増やすことによって、インクに対す
る圧力を大きくでき、インク滴の吐出速度を向上させる
ことができる。
The material of the buckling body 1 is not limited to the above nickel. The buckling body 1 may be made of any material as long as it has a large Young's modulus, a large linear expansion coefficient, and is easy to form a film. The dimensions of the buckling portion 1b of the buckling body 1 are as follows: length L = 250 μm, W = 92 μm, thickness = T5 μ
It is not limited to m. Further, the number of buckling parts of the buckling body 1 is not limited to four or eight. The number of buckling portions may be two or six. By radially increasing the number of buckling portions, the pressure on the ink can be increased and the ejection speed of the ink droplets can be improved.

【0106】また、ダイヤフラムの直径Eは800μm
に、ヒータ層の厚さは0.1μmに限定されるものでは
ない。集積度を損なわず、必要なエネルギーが出せる大
きさで、作製容易な寸法であれば良い。
The diameter E of the diaphragm is 800 μm.
In addition, the thickness of the heater layer is not limited to 0.1 μm. The size may be such that the required energy can be produced without impairing the degree of integration and the dimensions are easy to manufacture.

【0107】また、表面保護膜6はシリコン酸化膜とし
たが、代わりにアルミナを設けても良い。アルミナはシ
リコン酸化膜に比して熱伝導率が高いので、座屈体1の
冷却速度を速くすることができ、応答特性をさらに向上
させることができる。
Although the surface protection film 6 is a silicon oxide film, alumina may be provided instead. Since alumina has a higher thermal conductivity than the silicon oxide film, the cooling rate of the buckling body 1 can be increased and the response characteristics can be further improved.

【0108】また、基板7は、この例ではシリコン(S
i)板としたが、熱伝導率が70W・m-1・K-1程度以
上の材料であれば良く、例えばガラス板で構成しても良
い。その場合、表面保護膜6を省略することができる。
The substrate 7 is made of silicon (S
i) Although the plate is used, any material having a thermal conductivity of about 70 W · m −1 · K −1 or more may be used, and for example, a glass plate may be used. In that case, the surface protective film 6 can be omitted.

【0109】また、冷媒溜34に供給する冷媒はインク
15に限定されるものではなく、液状あるいはゾル状の
物質であって熱伝導率がインク15の熱伝導率以上のも
のであれば良い。
The refrigerant supplied to the refrigerant reservoir 34 is not limited to the ink 15 and may be a liquid or sol substance having a thermal conductivity equal to or higher than that of the ink 15.

【0110】また、この例では、インクジェットヘッド
90としてノズルオリフィス11を1つだけ持つものを
説明したが、実際には、ノズルプレート10に複数のノ
ズルオリフィス11と、これに対向する圧力発生部材2
0とを配列して、ノズルプレート10の複数箇所からイ
ンク15aを吐出するようにしても良い。
In this example, the ink jet head 90 having only one nozzle orifice 11 has been described, but in practice, the nozzle plate 10 has a plurality of nozzle orifices 11 and the pressure generating member 2 facing the nozzle orifices 11.
The ink 15a may be ejected from a plurality of positions on the nozzle plate 10 by arranging 0 and 0.

【0111】次に、上記インクジェットヘッド90の製
造方法について説明する。
Next, a method of manufacturing the ink jet head 90 will be described.

【0112】図15〜図20は、上記インクジェットヘ
ッド90の主要部である圧力発生部材20の作製過程を
示している。これらの図における分図(a),(b),…,
(q)の左側(X),右側(Y)は、それぞれ図3におけ
るX−X線断面,Y−Y線断面に相当する。
15 to 20 show a process of manufacturing the pressure generating member 20, which is a main part of the ink jet head 90. The subdivisions (a), (b),…, in these figures
The left side (X) and the right side (Y) of (q) correspond to the X 1 -X 1 line cross section and the Y 1 -Y 1 line cross section in FIG. 3, respectively.

【0113】(i)まず、図15(a)に示すように、両方
位(100)のシリコン基板7の表面および裏面に、熱
酸化により、シリコン酸化膜6,6Bを所定の厚さ(例
えば1μm)に形成する。
(I) First, as shown in FIG. 15 (a), the silicon oxide films 6 and 6B are formed on the front and back surfaces of the silicon substrate 7 at both sides (100) to a predetermined thickness (for example, by thermal oxidation). 1 μm).

【0114】(ii)次に、図15(b)に示すように、基
板7の裏面側にフォトレジスト(図示しない)を塗布
し、フォトリソグラフィを行って、このレジストに冷媒
循環用穴16の形状(図3参照)に対応した矩形の開口
を形成する。そして、CHFを用いてドライエッチン
グを行って、裏面側の熱酸化膜6に矩形の開口6aを形
成する。続いて、このシリコン基板7を水酸化カリウム
溶液に浸して、熱酸化膜6をマスクとして基板7の裏面
側から表面側へ向かってウェットエッチングを行って、
冷媒循環用穴16を途中まで形成する。冷媒循環用穴1
6の内壁面はエッチング速度の遅い(111)面とな
る。この後、上記レジストを剥離する。なお、この段階
で冷媒循環用穴16を途中まで形成する理由は、後の工
程で冷媒循環用穴16を完成するときに、僅かのエッチ
ング量で済ませるためである。
(Ii) Next, as shown in FIG. 15B, a photoresist (not shown) is applied to the back surface of the substrate 7 and photolithography is performed to form the coolant circulation hole 16 in the resist. A rectangular opening corresponding to the shape (see FIG. 3) is formed. Then, dry etching is performed using CHF 3 to form a rectangular opening 6a in the thermal oxide film 6 on the back surface side. Subsequently, the silicon substrate 7 is dipped in a potassium hydroxide solution, and wet etching is performed from the back surface side of the substrate 7 to the front surface side using the thermal oxide film 6 as a mask.
The coolant circulation hole 16 is formed part way. Refrigerant circulation hole 1
The inner wall surface of 6 is a (111) surface with a low etching rate. Then, the resist is peeled off. The reason why the coolant circulation hole 16 is formed halfway at this stage is that a slight etching amount is required when the coolant circulation hole 16 is completed in a later step.

【0115】(iii)次に、図15(c)に示すように、基
板表面側の熱酸化膜6上に、例えばスパッタ法により、
第1犠牲層として例えば厚さ0.5μmのアルミニウム
膜120を成膜する。続いて、この上にフォトリソグラ
フィ及びエッチングを行って、アルミニウム膜120を
図1中に示した間隙32に対応したパターンに加工す
る。この第1犠牲層120の厚さに応じて、図1中に示
した間隙32の距離、すなわち図5中に示した基板7の
表面保護膜6と第1絶縁膜2との間隔Aが決まる。
(Iii) Next, as shown in FIG. 15C, on the thermal oxide film 6 on the substrate surface side, for example, by a sputtering method,
An aluminum film 120 having a thickness of 0.5 μm, for example, is formed as the first sacrificial layer. Then, photolithography and etching are performed thereon to process the aluminum film 120 into a pattern corresponding to the gap 32 shown in FIG. Depending on the thickness of the first sacrificial layer 120, the distance of the gap 32 shown in FIG. 1, that is, the distance A between the surface protection film 6 of the substrate 7 and the first insulating film 2 shown in FIG. 5 is determined. .

【0116】(iv)次に、図16(d)に示すように、こ
の上に、例えばスパッタ法により、第1絶縁膜2として
例えば厚さ0.5μmの酸化シリコン膜2を成膜する。
続いて、この酸化シリコン膜2上に、例えばスパッタ法
により、ヒータ層3の材料として例えば厚さ0.01μ
mのタンタル膜及び例えば厚さ0.1μmのニッケル膜
140を成膜する。続いて、フォトリソグラフィ及びエ
ッチングを行って、このタンタル膜及びニッケル膜14
0をパターン加工する。これにより、第1絶縁膜2上
に、コの字状に蛇行したパターンを持つヒータ層3を作
製する。なお、上記タンタル膜を成膜する理由は、酸化
シリコン膜2とニッケル膜140との密着力を上げるた
めである。
(Iv) Next, as shown in FIG. 16D, a silicon oxide film 2 having a thickness of 0.5 μm, for example, is formed thereon as the first insulating film 2 by, eg, sputtering.
Then, on the silicon oxide film 2, as a material of the heater layer 3, for example, a thickness of 0.01 μm is formed by, for example, a sputtering method.
A tantalum film having a thickness of m and a nickel film 140 having a thickness of 0.1 μm are formed. Subsequently, photolithography and etching are performed to perform the tantalum film and the nickel film 14
Pattern 0. Thus, the heater layer 3 having a U-shaped meandering pattern is formed on the first insulating film 2. The reason for forming the tantalum film is to increase the adhesion between the silicon oxide film 2 and the nickel film 140.

【0117】(v)次に、図16(e)に示すように、この
上に、例えばスパッタ法により、第2絶縁膜として例え
ば厚さ0.5μmの酸化シリコン膜4を成膜する。続い
て、図16(f)に示すように、フォトリソグラフィ及び
エッチングを行って、酸化シリコン膜4に電極取り出し
口160を形成する。
(V) Next, as shown in FIG. 16E, a silicon oxide film 4 having a thickness of 0.5 μm, for example, is formed thereon as a second insulating film by, eg, sputtering. Subsequently, as shown in FIG. 16F, photolithography and etching are performed to form an electrode extraction port 160 in the silicon oxide film 4.

【0118】(vi)次に、図17(g)に示すように、こ
の上に、例えばスパッタ法により、座屈体1の材料(第
1金属層)の一部として例えば厚さ0.01μmのタン
タル膜及び例えば厚さ0.1μmのニッケル膜170を
成膜する。なお、上記タンタル膜を成膜する理由は、酸
化シリコン膜4とニッケル膜170との密着力を上げる
ためである。
(Vi) Next, as shown in FIG. 17G, as a part of the material (first metal layer) of the buckling body 1, for example, a thickness of 0.01 μm is formed thereon by, for example, a sputtering method. The tantalum film and the nickel film 170 having a thickness of 0.1 μm are formed. The reason for forming the tantalum film is to increase the adhesion between the silicon oxide film 4 and the nickel film 170.

【0119】(vii)次に、図17(h)に示すように、こ
の上に、フォトレジスト180を塗布し、このレジスト
180に、酸化シリコン膜2,4に形成すべきスリット
40(図4参照)のパターンに対応した形状の開口を形
成する。続いて、エッチングを行って、酸化シリコン膜
2,4にスリット40を形成する。
(Vii) Next, as shown in FIG. 17 (h), a photoresist 180 is applied thereon, and a slit 40 (FIG. 4) to be formed in the silicon oxide films 2 and 4 is formed on the resist 180. An opening having a shape corresponding to the pattern of (see) is formed. Then, etching is performed to form slits 40 in the silicon oxide films 2 and 4.

【0120】(viii)次に、図17(i)に示すように、
この上に、フォトレジスト190を塗布し、フォトリソ
グラフィを行って、このレジスト190を、スリット4
0のパターンに対応した形状に残す。すなわち、レジス
ト190の形状を、酸化シリコン膜2,4のスリット4
0を埋め、スリット40と同じパターン幅で酸化シリコ
ン膜4の表面から上方へ所定の高さ(次に述べるニッケ
ルメッキ膜200を超える高さ)だけ突出した形状とす
る。
(Viii) Next, as shown in FIG.
A photoresist 190 is applied on this, and photolithography is performed to remove the resist 190 from the slit 4
The shape corresponding to the 0 pattern is left. That is, the shape of the resist 190 is changed to the slit 4 of the silicon oxide films 2 and 4.
It is filled with 0 and has a shape protruding upward from the surface of the silicon oxide film 4 by a predetermined height (height exceeding the nickel plating film 200 described below) with the same pattern width as the slit 40.

【0121】(ix)次に、図18(j)に示すように、酸
化シリコン膜4上に、電解メッキ法により、座屈体1の
材料の残り部分として所定の厚さ(例えば5μm)のニ
ッケルメッキ膜200を形成する。電解メッキ法として
は、上記ニッケル膜170を電極として、例えばスルフ
ァミン酸ニッケル浴によるニッケルメッキを採用するこ
とができる。
(Ix) Next, as shown in FIG. 18 (j), the remaining portion of the material of the buckling body 1 having a predetermined thickness (for example, 5 μm) is formed on the silicon oxide film 4 by electrolytic plating. A nickel plating film 200 is formed. As the electrolytic plating method, for example, nickel plating using a nickel sulfamate bath with the nickel film 170 as an electrode can be adopted.

【0122】なお、図18(j)の左側(X)において、
ニッケル膜170,200等のうちレジスト190,1
90に挟まれた領域が座屈体1を構成し、ニッケル膜1
70,200等のうちレジスト190,190の外側の
領域は図1中に示した配線51a,51bを構成する。
Incidentally, on the left side (X) of FIG. 18 (j),
Resist 190, 1 of nickel film 170, 200, etc.
The region sandwiched by 90 constitutes the buckling body 1, and the nickel film 1
Regions outside the resists 190, 190 of 70, 200, etc. form the wirings 51a, 51b shown in FIG.

【0123】(x)次に、図18(k)に示すように、この
上に、例えばスパッタ法により、第2犠牲層として例え
ば厚さ0.5μmのアルミニウム膜210を成膜する。
続いて、フォトリソグラフィを行い、エッチング液とし
て水酸化カリウム溶液を用いてエッチングを行って、ア
ルミニウム膜210を図1中に示した間隙33に対応し
たパターンに加工する。この第2犠牲層210の厚さに
応じて、図1中に示した間隙33の距離、すなわち図5
中に示した座屈体1とダイヤフラム5との間隔Dが決ま
る。
(X) Next, as shown in FIG. 18 (k), an aluminum film 210 having a thickness of 0.5 μm, for example, is formed as a second sacrificial layer thereon by sputtering, for example.
Then, photolithography is performed and etching is performed using a potassium hydroxide solution as an etching solution to process the aluminum film 210 into a pattern corresponding to the gap 33 shown in FIG. Depending on the thickness of the second sacrificial layer 210, the distance of the gap 33 shown in FIG. 1, that is, FIG.
The distance D between the buckling body 1 and the diaphragm 5 shown therein is determined.

【0124】なお、第2犠牲層210のエッチングはア
ルカリ性のエッチング液(水酸化カリウム溶液)を用い
て行うことから、第2犠牲層210のパターン外に存在
するレジスト190(図18(j)の左側(X)参照)は
第2犠牲層210とともに除去される。一方、第2犠牲
層210のパターン内に存在するレジスト190は、図
18(k)の右側(Y)に示すように、そのまま第2犠牲
層210の下に残る。
Since the etching of the second sacrificial layer 210 is performed using an alkaline etching solution (potassium hydroxide solution), the resist 190 existing outside the pattern of the second sacrificial layer 210 (see FIG. 18 (j)) is used. The left side (see X)) is removed together with the second sacrificial layer 210. On the other hand, the resist 190 existing in the pattern of the second sacrificial layer 210 remains under the second sacrificial layer 210 as it is, as shown in the right side (Y) of FIG.

【0125】(xi)次に、図18(l)に示すように、こ
の上に、例えばスパッタ法により、ダイアフラム5の材
料(第2金属層)の一部として例えば厚さ0.01μm
のタンタル膜及び例えば厚さ0.1μmのニッケル膜
(図示しない)を成膜する。続いて、この上に、電解メ
ッキ法により上記ニッケル膜を電極として用いて、ダイ
アフラム5の材料の残り部分として所定の厚さ(例えば
4μm)のニッケルメッキ膜220を形成する。電解メ
ッキ法としては、上記ニッケル膜を電極として、例えば
スルファミン酸ニッケル浴によるニッケルメッキを採用
することができる。なお、上記タンタル膜を成膜する理
由は、ニッケル膜200やアルミニウム膜210と、こ
こで形成したニッケル膜との密着力を上げるためであ
る。
(Xi) Next, as shown in FIG. 18L, as a part of the material (second metal layer) of the diaphragm 5, for example, a thickness of 0.01 μm is formed thereon by, for example, a sputtering method.
A tantalum film and a nickel film (not shown) having a thickness of 0.1 μm are formed. Then, a nickel-plated film 220 having a predetermined thickness (for example, 4 μm) is formed as the remaining portion of the material of the diaphragm 5 on this by using the above-mentioned nickel film as an electrode by an electrolytic plating method. As the electrolytic plating method, for example, nickel plating using a nickel sulfamate bath with the above nickel film as an electrode can be adopted. The reason for forming the tantalum film is to increase the adhesion between the nickel film 200 or the aluminum film 210 and the nickel film formed here.

【0126】(xii)次に、図19(m)に示すように、こ
の状態の基板7を水酸化カリウム溶液に浸して、基板表
面側のニッケル膜220と基板裏面側の熱酸化膜6とを
マスクとして、シリコン基板7をエッチングする。これ
により、基板7の裏面側から表面側まで貫通する冷媒循
環用穴16を完成させる。冷媒循環用穴16の内周面は
エッチング速度の遅い(111)面となる。エッチング
は基板7の表面保護膜6で停止する。
(Xii) Next, as shown in FIG. 19 (m), the substrate 7 in this state is immersed in a potassium hydroxide solution to remove the nickel film 220 on the front surface side of the substrate and the thermal oxide film 6 on the rear surface side of the substrate. Using the as a mask, the silicon substrate 7 is etched. As a result, the coolant circulation hole 16 penetrating from the back surface side to the front surface side of the substrate 7 is completed. The inner peripheral surface of the coolant circulation hole 16 is a (111) surface with a low etching rate. The etching stops at the surface protective film 6 of the substrate 7.

【0127】(xiii)次に、図19(n)に示すように、
この状態の基板7をフッ酸溶液に浸して、基板裏面側の
熱酸化膜6と、第1犠牲層としてのアルミニウム膜12
0とをエッチングして除去する。これにより、基板7の
表面保護膜6と第1絶縁膜2との間に間隙32を形成す
る。続いて、図19(o)に示すように、基板7を上記
水酸化カリウム溶液に浸して、レジスト190と、第2
犠牲層としてのアルミニウム膜210とをエッチングし
て除去する。これにより、座屈体1とダイヤフラム5と
の間に間隙33を形成する。
(Xiii) Next, as shown in FIG.
The substrate 7 in this state is dipped in a hydrofluoric acid solution to form the thermal oxide film 6 on the rear surface side of the substrate and the aluminum film 12 as the first sacrificial layer.
0 and are removed by etching. Thereby, the gap 32 is formed between the surface protection film 6 of the substrate 7 and the first insulating film 2. Then, as shown in FIG. 19 (o), the substrate 7 is dipped in the potassium hydroxide solution to remove the resist 190 and the second
The aluminum film 210 as a sacrificial layer is etched and removed. As a result, a gap 33 is formed between the buckling body 1 and the diaphragm 5.

【0128】(xiv)次に、図20(p)に示すように、
基板表面側にフォトレジスト230を塗布し、フォトリ
ソグラフィ及びエッチングを行って、上記ニッケル膜2
20等をパターン加工してダイヤフラム5を形成する。
(Xiv) Next, as shown in FIG.
Photoresist 230 is applied to the surface of the substrate, photolithography and etching are performed, and the nickel film 2 is formed.
20 and the like are patterned to form the diaphragm 5.

【0129】(xv)次に、図20(q)に示すように、
フォトレジスト230を剥離する。これにより、圧力発
生部材20が完成する。
(Xv) Next, as shown in FIG.
The photoresist 230 is peeled off. As a result, the pressure generating member 20 is completed.

【0130】(xvi)最後に、図1に示したように、こ
の状態の基板7の表面側にスペーサ8を介してノズルプ
レート10を取り付けるとともに、基板7の裏面側に筺
体9を接合してインクジェットヘッド90を完成させ
る。なお、予めスペーサ8にはインク供給路14、ノズ
ルプレート10にはノズルオリフィス11、筐体9には
冷媒供給路35を形成しておくものとする。
(Xvi) Finally, as shown in FIG. 1, the nozzle plate 10 is attached to the front surface side of the substrate 7 in this state via the spacer 8 and the housing 9 is joined to the back surface side of the substrate 7. The inkjet head 90 is completed. The ink supply passage 14 is formed in the spacer 8, the nozzle orifice 11 is formed in the nozzle plate 10, and the coolant supply passage 35 is formed in the housing 9.

【0131】このように、この製造方法では、圧力発生
部材20を半導体集積プロセスによって作製しているの
で、インクジェットヘッド90を小型に作製することが
できる。また、圧力発生部材20内の2つの間隙32,
33を連続的に一括して形成しているので、作製工程を
簡単化することができる。しかも、間隙32,33をそ
れぞれ第1犠牲層120,第2犠牲層210の厚さに応
じて形成しているので、各間隙32,33の距離、すな
わち図5中に示した基板7の表面保護膜6と第1絶縁膜
2との間隔A,座屈体1とダイヤフラム5との間隔Dを
それぞれ精度良く設定することができる。例えば、間隔
Aを0.1μm以下、間隔Dを1.0μm以上にそれぞ
れ設定することができる。これにより、インクジェット
ヘッド90の応答速度を良くし、高速印字を実現するこ
とができる。
As described above, in this manufacturing method, since the pressure generating member 20 is manufactured by the semiconductor integrated process, the ink jet head 90 can be manufactured in a small size. In addition, the two gaps 32 in the pressure generating member 20,
Since 33 is continuously and collectively formed, the manufacturing process can be simplified. Moreover, since the gaps 32 and 33 are formed according to the thicknesses of the first sacrificial layer 120 and the second sacrificial layer 210, respectively, the distance between the gaps 32 and 33, that is, the surface of the substrate 7 shown in FIG. The distance A between the protective film 6 and the first insulating film 2 and the distance D between the buckling body 1 and the diaphragm 5 can be accurately set. For example, the interval A can be set to 0.1 μm or less and the interval D can be set to 1.0 μm or more. As a result, the response speed of the inkjet head 90 can be improved and high-speed printing can be realized.

【0132】[0132]

【発明の効果】以上より明らかなように、請求項1に記
載のインクジェットヘッドでは、圧力発生部材の裏側に
基板が存在するので、この基板の材料として熱伝導率が
インクの熱伝導率よりも1桁以上大きいものを選択する
ことによって、圧力発生部材、特に座屈体およびヒータ
層の熱を、上記基板を通して急速にインク室外へ放出す
ることができる。したがって、圧力発生部材の冷却速度
を速くすることができ、この結果、応答特性を良くし
て、高速印字を行うことができる。また、圧力発生部材
を構成する座屈体とヒータ層とが別の層となっているの
で、ヒータ層の形状を、座屈体の形状とは無関係に、細
長いパターンに形成することができる。このようにした
場合、必要な発熱量を得るための通電量を少なくして、
消費電力を低減することができる。
As is apparent from the above, in the ink jet head according to the first aspect, since the substrate exists on the back side of the pressure generating member, the thermal conductivity of the substrate is higher than that of the ink. By selecting one that is one digit or more larger, the heat of the pressure generating member, particularly the buckling member and the heater layer, can be rapidly released to the outside of the ink chamber through the substrate. Therefore, the cooling rate of the pressure generating member can be increased, and as a result, the response characteristics can be improved and high-speed printing can be performed. Further, since the buckling body and the heater layer that form the pressure generating member are separate layers, the shape of the heater layer can be formed in an elongated pattern regardless of the shape of the buckling body. In this case, reduce the amount of electricity to obtain the required amount of heat,
Power consumption can be reduced.

【0133】請求項2に記載のインクジェットヘッドで
は、請求項1と同様に、圧力発生部材の裏側に基板が存
在するので、この基板の材料として熱伝導率がインクの
熱伝導率よりも1桁以上大きいものを選択することによ
って、圧力発生部材、特に座屈体の熱を、上記基板を通
して急速にインク室外へ放出することができる。したが
って、圧力発生部材の冷却速度を速くすることができ、
この結果、応答特性を良くして、高速印字を行うことが
できる。また、ダイヤフラムのお陰で、ノズルプレート
と圧力発生部材(ダイヤフラム)との間隙に存在するイ
ンクが、動作時に圧力発生部材(ダイヤフラム)の裏側
に回り込むのを防止できる。したがって、インクの吐出
力や吐出速度を大きくすることができる。また、圧力発
生部材を構成する座屈体とダイヤフラムとが別体となっ
ているので、座屈体の形状を、ダイヤフラムの形状とは
無関係に形成でき、例えば、座屈体にスリットを設ける
ことができる。このようにした場合、後述するように、
ダイヤフラムの裏側で座屈体を通してインク等の冷媒を
流通させることによって、座屈体を急速に冷却すること
でき、さらに応答特性を良くして、高速印字を行うこと
ができる。
In the ink jet head according to the second aspect, as in the first aspect, since the substrate exists on the back side of the pressure generating member, the thermal conductivity of the substrate is one digit higher than that of the ink. By selecting the larger one, the heat of the pressure generating member, especially the buckling member, can be rapidly released to the outside of the ink chamber through the substrate. Therefore, the cooling rate of the pressure generating member can be increased,
As a result, the response characteristics can be improved and high-speed printing can be performed. Also, thanks to the diaphragm, it is possible to prevent the ink existing in the gap between the nozzle plate and the pressure generating member (diaphragm) from flowing around to the back side of the pressure generating member (diaphragm) during operation. Therefore, the ejection force and ejection speed of the ink can be increased. In addition, since the buckling body and the diaphragm forming the pressure generating member are separate bodies, the shape of the buckling body can be formed independently of the shape of the diaphragm. For example, the buckling body should be provided with a slit. You can In this case, as described later,
By circulating a refrigerant such as ink through the buckling member on the back side of the diaphragm, the buckling member can be cooled rapidly, and the response characteristics can be improved, and high-speed printing can be performed.

【0134】請求項3に記載のインクジェットヘッド、
請求項1,2と同様に、圧力発生部材の裏側に基板が存
在するので、この基板の材料として熱伝導率がインクの
熱伝導率よりも1桁以上大きいものを選択することによ
って、圧力発生部材、特に座屈体やヒータ層の熱を、上
記基板を通して急速にインク室外へ放出することができ
る。したがって、圧力発生部材の冷却速度を速くするこ
とができ、この結果、応答特性を良くして、高速印字を
行うことができる。また、請求項1と同様に、圧力発生
部材を構成する座屈体とヒータ層とが別の層となってい
るので、ヒータ層の形状を、座屈体の形状とは無関係
に、細長いパターンに形成することができる。このよう
にした場合、必要な発熱量を得るための通電量を少なく
して、消費電力を低減することができる。さらに、請求
項2と同様に、ダイヤフラムのお陰で、ノズルプレート
と圧力発生部材(ダイヤフラム)との間隙に存在するイ
ンクが、動作時に圧力発生部材(ダイヤフラム)の裏側
に回り込むのを防止できる。したがって、インクの吐出
力や吐出速度を大きくすることができる。また、圧力発
生部材を構成する座屈体とダイヤフラムとが別体となっ
ているので、座屈体の形状を、ダイヤフラムの形状とは
無関係に形成でき、例えば、座屈体にスリットを設ける
ことができる。このようにした場合、後述するように、
ダイヤフラムの裏側で座屈体を通してインク等の冷媒を
流通させることによって、座屈体やヒータ層を急速に冷
却することでき、さらに応答特性を良くして、高速印字
を行うことができる。
An ink jet head according to claim 3,
Similarly to claims 1 and 2, since the substrate exists on the back side of the pressure generating member, the pressure generation can be performed by selecting a material having a thermal conductivity higher than that of the ink by one digit or more. The heat of the member, particularly the buckling member and the heater layer, can be rapidly released to the outside of the ink chamber through the substrate. Therefore, the cooling rate of the pressure generating member can be increased, and as a result, the response characteristics can be improved and high-speed printing can be performed. Further, similarly to claim 1, since the buckling body and the heater layer forming the pressure generating member are separate layers, the shape of the heater layer is an elongated pattern regardless of the shape of the buckling body. Can be formed. In this case, it is possible to reduce the power consumption by reducing the energization amount for obtaining the required heat generation amount. Further, like the second aspect, the diaphragm prevents the ink existing in the gap between the nozzle plate and the pressure generating member (diaphragm) from flowing around to the back side of the pressure generating member (diaphragm) during operation. Therefore, the ejection force and ejection speed of the ink can be increased. In addition, since the buckling body and the diaphragm forming the pressure generating member are separate bodies, the shape of the buckling body can be formed independently of the shape of the diaphragm. For example, the buckling body should be provided with a slit. You can In this case, as described later,
By circulating a refrigerant such as ink through the buckling body on the back side of the diaphragm, the buckling body and the heater layer can be rapidly cooled, and the response characteristics can be improved and high-speed printing can be performed.

【0135】請求項4のインクジェットヘッドでは、上
記ヒータ層が上記座屈体の両方の面のうち裏面に沿って
設けられているので、圧力発生部材の中で特に高温とな
ったヒータ層を基板を通して急速に冷却できる。したが
って、圧力発生部材の冷却速度をさらに速くすることが
でき、この結果、さらに応答特性を良くして、高速印字
を行うことができる。
In the ink jet head of the fourth aspect, since the heater layer is provided along the back surface of both surfaces of the buckling member, the heater layer which has a particularly high temperature in the pressure generating member is used as the substrate. Can be cooled rapidly through. Therefore, the cooling rate of the pressure generating member can be further increased, and as a result, the response characteristics can be further improved and high-speed printing can be performed.

【0136】請求項5のインクジェットヘッドでは、上
記圧力発生部材は、上記基板と上記ヒータ層との間に設
けられた第1の絶縁層を有しているので、基板とヒータ
層との間を良好に絶縁でき、ヒータ層を流れる電流が基
板へリークするのを防止できる。したがって、必要な発
熱量を得るための通電量を少なくして、消費電力を低減
することができる。
In the ink jet head of the fifth aspect, since the pressure generating member has the first insulating layer provided between the substrate and the heater layer, the space between the substrate and the heater layer is provided. Good insulation can be prevented, and current flowing through the heater layer can be prevented from leaking to the substrate. Therefore, it is possible to reduce the power consumption by reducing the amount of energization for obtaining the required amount of heat generation.

【0137】請求項6のインクジェットヘッドでは、上
記圧力発生部材は、上記座屈体と上記ヒータ層との間に
設けられた第2の絶縁層を有しているので、座屈体とヒ
ータ層との間を良好に絶縁でき、ヒータ層を流れる電流
が座屈体へリークするのを防止できる。したがって、必
要な発熱量を得るための通電量を少なくして、消費電力
を低減することができる。
In the ink jet head of the sixth aspect, since the pressure generating member has the second insulating layer provided between the buckling body and the heater layer, the buckling body and the heater layer. Can be well insulated from each other and the current flowing through the heater layer can be prevented from leaking to the buckling body. Therefore, it is possible to reduce the power consumption by reducing the amount of energization for obtaining the required amount of heat generation.

【0138】請求項7のインクジェットヘッドでは、上
記ダイヤフラムは略円板状に形成されているので、ダイ
ヤフラムの表面面積が小さい割に、インク室(ノズルプ
レートと圧力発生部材との間の間隙)の容積変化量を大
きくすることができる。したがって、ダイヤフラムの表
面面積が小さい割に、インクの吐出力や吐出速度を大き
くすることができる。逆に言えば、インクの吐出力に余
裕がある場合は、ダイヤフラムの直径を小さくすること
により、このインクジェットヘッドを小型化することが
できる。
In the ink jet head of the seventh aspect, since the diaphragm is formed in a substantially disc shape, the surface area of the diaphragm is small, but the ink chamber (gap between the nozzle plate and the pressure generating member) is small. The volume change amount can be increased. Therefore, although the surface area of the diaphragm is small, the ejection force and the ejection speed of the ink can be increased. Conversely, when the ink ejection force has a margin, the diameter of the diaphragm can be reduced to reduce the size of the inkjet head.

【0139】請求項8のインクジェットヘッドでは、上
記ダイヤフラムの周縁部以外の少なくとも一部が上記座
屈体に連結されているので、加熱期間終了後、冷却期間
に入って座屈体が元の位置に復帰しようとするとき、ダ
イヤフラムは、自らの復元力に加えて上記座屈体からの
引っ張り力を受けて、より速く元の位置に復帰する。し
たがって、圧力発生部材の応答特性を良くして、高速印
字を行うことができる。
In the ink jet head of the eighth aspect, at least a part of the diaphragm other than the peripheral portion is connected to the buckling member. Therefore, after the heating period ends, the cooling period starts and the buckling member returns to its original position. When returning to the position (1), the diaphragm returns to its original position more quickly due to the restoring force of itself and the pulling force from the buckling body. Therefore, high-speed printing can be performed by improving the response characteristics of the pressure generating member.

【0140】請求項9のインクジェットヘッドでは、上
記ダイヤフラムの中央部が上記座屈体の中央部に連結さ
れているので、ダイヤフラムのうち加熱期間中に最も大
きく変位していた部分(中央部)が、冷却期間に入る
と、座屈体のうち最も速く復帰する部分(中央部)によ
って引っ張られる。この結果、ダイヤフラムは、さらに
速く元の位置に復帰する。したがって、さらに圧力発生
部材の応答特性を良くして、高速印字を行うことができ
る。
In the ink jet head of the ninth aspect, since the central portion of the diaphragm is connected to the central portion of the buckling member, the portion (central portion) of the diaphragm that is displaced most during the heating period is the central portion. During the cooling period, the buckling body is pulled by the fastest returning portion (central portion). As a result, the diaphragm returns to its original position even faster. Therefore, high-speed printing can be performed by further improving the response characteristic of the pressure generating member.

【0141】請求項10のインクジェットヘッドでは、
上記ダイヤフラムのうち上記周縁部と上記座屈体に連結
されている部分との間の中間部と、上記座屈体との間に
間隙が設けられているので、ダイヤフラムの裏側におい
て、このダイヤフラムと座屈体との間の間隙にインク等
の冷媒を流通させることによって、座屈体を急速に冷却
することができる。したがって、さらに応答特性を良く
して、高速印字を行うことができる。
In the ink jet head of claim 10,
Since a gap is provided between the buckling body and an intermediate portion between the peripheral portion of the diaphragm and a portion connected to the buckling body, the diaphragm is provided on the back side of the diaphragm. By circulating a coolant such as ink in the gap between the buckling member and the buckling member, the buckling member can be rapidly cooled. Therefore, the response characteristics can be further improved and high-speed printing can be performed.

【0142】請求項11のインクジェットヘッドでは、
上記圧力発生部材のうち上記座屈体の上記周縁部よりも
内側に存する部分と、上記基板との間に間隙が設けられ
ているので、ダイヤフラムの裏側において、この座屈体
と基板との間の間隙にインク等の冷媒を流通させること
によって、座屈体やヒータ層を急速に冷却することがで
きる。したがって、さらに応答特性を良くして、高速印
字を行うことができる。
According to the ink jet head of claim 11,
Since a gap is provided between the substrate and the portion of the pressure generating member that is located inside the peripheral portion of the buckling body, and between the buckling body and the substrate on the back side of the diaphragm. The buckling body and the heater layer can be rapidly cooled by circulating a coolant such as ink in the gap. Therefore, the response characteristics can be further improved and high-speed printing can be performed.

【0143】請求項12のインクジェットヘッドでは、
上記基板と上記圧力発生部材の上記部分との間の距離は
0.05μm乃至2.0μmの範囲内に設定されている
ので、この基板と圧力発生部材との間の間隙を容易に形
成できるとともに、圧力発生部材の応答特性を良好に維
持することができる。すなわち、上記間隙の距離が0.
05μm以上であれば、基板上に犠牲層(加工用の層)
と圧力発生部材の材料とを順に積層し、エッチング液に
よって上記犠牲層を除去することによって、上記間隙を
形成することができる。また、上記間隙の距離が2.0
μm以下であれば、冷却期間に圧力発生部材、特に座屈
体やヒータ層の熱を上記基板を通して急速にインク室外
へ放出できる。
According to the ink jet head of claim 12,
Since the distance between the substrate and the portion of the pressure generating member is set within the range of 0.05 μm to 2.0 μm, the gap between the substrate and the pressure generating member can be easily formed. Therefore, the response characteristics of the pressure generating member can be favorably maintained. That is, the distance of the gap is 0.
If the thickness is 05 μm or more, a sacrifice layer (processing layer) on the substrate
The gap can be formed by sequentially laminating the material of the pressure generating member and the sacrificial layer with an etching solution. In addition, the distance of the gap is 2.0
When the thickness is not more than μm, the heat of the pressure generating member, particularly the buckling member and the heater layer, can be rapidly released to the outside of the ink chamber through the substrate during the cooling period.

【0144】請求項13のインクジェットヘッドでは、
上記圧力発生部材のうち上記座屈体の上記周縁部よりも
内側に存する部分に、上記基板に対向する面から上記座
屈体の上記ダイヤフラム側の面まで貫通するスリットが
設けられているので、ダイヤフラムの裏側において、こ
のスリットを通してインク等の冷媒を流通させることに
よって、座屈体を急速に冷却することができる。特にダ
イヤフラムと座屈体との間や、基板と圧力発生部材との
間に間隙がある場合は、これらの間隙が上記スリットを
通して連通するので、さらに冷却効果を大きくすること
ができる。したがって、さらに応答特性を良くして、高
速印字を行うことができる。
According to the ink jet head of the thirteenth aspect,
In the portion of the pressure generating member that is present inside the peripheral portion of the buckling body, since a slit that penetrates from the surface facing the substrate to the surface of the buckling body on the diaphragm side is provided, On the back side of the diaphragm, the buckling body can be rapidly cooled by circulating a coolant such as ink through the slit. In particular, when there are gaps between the diaphragm and the buckling member or between the substrate and the pressure generating member, these gaps communicate with each other through the slits, so that the cooling effect can be further enhanced. Therefore, the response characteristics can be further improved and high-speed printing can be performed.

【0145】請求項14のインクジェットヘッドでは、
上記スリットは複数設けられ、上記座屈体のうち上記ス
リットに挟まれた帯状の部分が座屈するようになってい
るので、例えば座屈体の周縁部を全周にわたって基板に
取り付けておくことによって、加熱冷却の繰り返しに伴
う座屈部分の熱応力を周縁部全体で受けることができ
る。したがって、座屈部分の熱応力が特定箇所のみにか
かるのを防止でき、熱応力を周縁部全体で緩和して受け
ることができる。したがって、基板と座屈体との取付箇
所がダメージを受けるのを防止でき、このインクジェッ
トヘッドの寿命を長くすることができる。
In the ink jet head of claim 14,
Since a plurality of slits are provided and the strip-shaped portion of the buckling body sandwiched by the slits is designed to buckle, for example, by attaching the peripheral portion of the buckling body to the substrate over the entire circumference. The thermal stress of the buckling portion due to repeated heating and cooling can be received in the entire peripheral portion. Therefore, the thermal stress of the buckling portion can be prevented from being applied only to a specific portion, and the thermal stress can be relaxed and received by the entire peripheral portion. Therefore, it is possible to prevent the attachment position of the substrate and the buckling member from being damaged, and it is possible to extend the life of the inkjet head.

【0146】請求項15のインクジェットヘッドでは、
上記基板に、この基板を貫通して、上記圧力発生部材の
うち上記座屈体の上記周縁部よりも内側に存する部分に
面する冷媒循環用穴が設けられているので、この冷媒循
環用穴を通して、基板の裏側から基板表側へインク等の
冷媒を供給することができる。供給された冷媒は、加
熱、冷却による圧力発生部材の変位、復帰に伴って基板
の表側と裏側との間で流通する。したがって、圧力発生
部材を急速に冷却することができる。このことは、ダイ
ヤフラムが設けられた結果、ダイヤフラムの裏側にイン
クが回り込まないときに、特に有意義になる。また、ダ
イヤフラムと座屈体との間や、基板と圧力発生部材との
間に間隙がある場合、さらには上記圧力発生部材のうち
上記座屈体の上記周縁部よりも内側に存する部分に、上
記基板に対向する面から上記座屈体の上記ダイヤフラム
側の面まで貫通するスリットが設けられている場合は、
これらの間隙やスリットを通して冷媒が流通するので、
さらに冷却効果を大きくすることができる。したがっ
て、さらに応答特性を良くして、高速印字を行うことが
できる。
According to the ink jet head of claim 15,
Since the substrate is provided with a refrigerant circulation hole that penetrates the substrate and faces a portion of the pressure generating member located inside the peripheral portion of the buckling body, the refrigerant circulation hole is formed. Through, the coolant such as ink can be supplied from the back side of the substrate to the front side of the substrate. The supplied coolant flows between the front side and the back side of the substrate as the pressure generating member is displaced and returned by heating and cooling. Therefore, the pressure generating member can be cooled rapidly. This is especially significant when the diaphragm is provided and ink does not wrap around to the back side of the diaphragm. Further, when there is a gap between the diaphragm and the buckling member, or between the substrate and the pressure generating member, further in the portion of the pressure generating member inside the peripheral portion of the buckling member, In the case where a slit penetrating from the surface facing the substrate to the surface of the buckling body on the diaphragm side is provided,
Since the refrigerant flows through these gaps and slits,
Further, the cooling effect can be increased. Therefore, the response characteristics can be further improved and high-speed printing can be performed.

【0147】請求項16のインクジェットヘッドでは、
上記冷媒循環用穴は、上記基板の裏側から表側に向かっ
て寸法が次第に小さくなっているので、この冷媒循環用
穴が存在しない場合に比して、圧力発生部材と基板表面
との対向面積があまり減少することがない。したがっ
て、圧力発生部材、特に座屈体やヒータ層の熱を、上記
基板を通して急速にインク室外へ放出できる。したがっ
て、圧力発生部材の冷却速度を大きいままに維持でき、
応答特性を良好に維持することができる。
In the ink jet head of claim 16,
Since the hole for refrigerant circulation is gradually reduced in size from the back side of the substrate toward the front side, as compared with the case where the hole for refrigerant circulation is not present, the facing area between the pressure generating member and the substrate surface is It does not decrease much. Therefore, the heat of the pressure generating member, especially the buckling member and the heater layer, can be rapidly released to the outside of the ink chamber through the substrate. Therefore, the cooling rate of the pressure generating member can be kept high,
Good response characteristics can be maintained.

【0148】請求項17のインクジェットヘッドでは、
上記基板の裏側に、上記冷媒循環用穴に通じる冷媒溜が
形成されているので、この冷媒溜から上記冷媒循環用穴
を通して基板の表側へインク等の冷媒を供給することが
できる。
According to the ink jet head of claim 17,
Since a coolant reservoir communicating with the coolant circulation hole is formed on the back side of the substrate, a coolant such as ink can be supplied from the coolant reservoir to the front side of the substrate through the coolant circulation hole.

【0149】請求項18のインクジェットヘッドの製造
方法によれば、上記圧力発生部材を半導体集積プロセス
によって作製できるので、インクジェットヘッドを小型
に作製することができる。また、基板と圧力発生部材と
の間の間隙と、圧力発生部材内の座屈体とダイヤフラム
との間の間隙との2つの間隙を、第1犠牲層と第2犠牲
層を連続的にエッチングして除去することにより、一括
して形成できる。したがって、作製工程を簡単化するこ
とができる。しかも、上記2つの間隙をそれぞれ第1犠
牲層,第2犠牲層の厚さに応じて形成しているので、各
間隙の距離をそれぞれ精度良く設定できる。
According to the ink jet head manufacturing method of the eighteenth aspect, since the pressure generating member can be manufactured by the semiconductor integrated process, the ink jet head can be manufactured in a small size. Further, the first sacrificial layer and the second sacrificial layer are continuously etched to form two gaps, a gap between the substrate and the pressure generating member and a gap between the buckling body and the diaphragm in the pressure generating member. Then, it can be collectively formed. Therefore, the manufacturing process can be simplified. Moreover, since the two gaps are formed in accordance with the thicknesses of the first sacrificial layer and the second sacrificial layer, the distance between the gaps can be set with high accuracy.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 この発明のインクジェットヘッドの全体構成
を概略的に示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view schematically showing the overall configuration of an inkjet head of the present invention.

【図2】 上記インクジェットヘッドの動作を説明する
図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating the operation of the inkjet head.

【図3】 上記インクジェットヘッドを分解状態で示す
斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view showing the inkjet head in an exploded state.

【図4】 図3中の座屈体とその裏側のヒータ層等を詳
細に示す斜視図である。
FIG. 4 is a perspective view showing in detail the buckling body and the heater layer and the like on the back side thereof in FIG.

【図5】 上記インクジェットヘッドの要部を示す図で
ある。
FIG. 5 is a diagram showing a main part of the inkjet head.

【図6】 放熱性のシミュレーションに用いられる装置
の構成を概略的に示す図である。
FIG. 6 is a diagram schematically showing a configuration of an apparatus used for heat dissipation simulation.

【図7】 駆動条件1によって座屈体を駆動させる駆動
波形と、座屈体の中央部の変位量ΔZおよび上昇温度Δ
Tの時間経過とを示す図である。
FIG. 7 is a drive waveform for driving the buckling body under the driving condition 1, the displacement amount ΔZ and the rising temperature Δ of the central portion of the buckling body.
It is a figure which shows the time passage of T.

【図8】 基板の表面保護膜と第1絶縁膜との間隔Aに
対する応答速度の依存性と、第1絶縁膜の厚さBに対す
る応答速度の依存性を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing the dependence of the response speed on the distance A between the surface protection film of the substrate and the first insulating film and the dependence of the response speed on the thickness B of the first insulating film.

【図9】 第2絶縁膜の厚さCに対する応答速度の依存
性と、座屈体とダイヤフラムとの間の間隙の距離Dに対
する応答速度の依存性を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing the dependence of the response speed on the thickness C of the second insulating film and the dependence of the response speed on the distance D of the gap between the buckling body and the diaphragm.

【図10】 流体解析用シミュレーションに用いられる
モデルの構成を概略的に示す平面図である。
FIG. 10 is a plan view schematically showing the configuration of a model used for a fluid analysis simulation.

【図11】 図12のX2−X2線に沿った概略断面図で
ある。
FIG. 11 is a schematic cross-sectional view taken along line X 2 -X 2 of FIG.

【図12】 インク供給路の長さF、幅G、深さHに対
するインク吐出速度の依存性を示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing the dependence of the ink ejection speed on the length F, width G, and depth H of the ink supply path.

【図13】 駆動条件2によって座屈体を駆動させる駆
動波形と、座屈体の中央部の変位量ΔZおよび上昇温度
ΔTの時間経過とを示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing a drive waveform for driving a buckling body under a driving condition 2 and a time course of a displacement amount ΔZ and a rising temperature ΔT of a central portion of the buckling body.

【図14】 座屈体の単位体積当たりの消費電力Wに対
する吐出速度Vの依存性を示す図である。
FIG. 14 is a diagram showing the dependence of the discharge speed V on the power consumption W per unit volume of the buckling body.

【図15】 この発明の一実施例のインクジェットヘッ
ドの製造方法を説明する工程図である。
FIG. 15 is a process chart for explaining the manufacturing method of the inkjet head according to the embodiment of the present invention.

【図16】 この発明の一実施例のインクジェットヘッ
ドの製造方法を説明する工程図である。
FIG. 16 is a process chart for explaining the manufacturing method of the inkjet head according to the embodiment of the present invention.

【図17】 この発明の一実施例のインクジェットヘッ
ドの製造方法を説明する工程図である。
FIG. 17 is a process chart for explaining the manufacturing method of the inkjet head according to the embodiment of the present invention.

【図18】 この発明の一実施例のインクジェットヘッ
ドの製造方法を説明する工程図である。
FIG. 18 is a process chart for explaining the manufacturing method of the inkjet head according to the embodiment of the present invention.

【図19】 この発明の一実施例のインクジェットヘッ
ドの製造方法を説明する工程図である。
FIG. 19 is a process drawing for explaining the manufacturing method of the inkjet head according to the embodiment of the present invention.

【図20】 この発明の一実施例のインクジェットヘッ
ドの製造方法を説明する工程図である。
FIG. 20 is a process drawing for explaining the manufacturing method of the inkjet head according to the embodiment of the present invention.

【図21】 従来のインクジェットヘッドの構成を示す
断面図である。
FIG. 21 is a cross-sectional view showing the configuration of a conventional inkjet head.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 座屈体 2 第1絶縁
膜 3 ヒータ層 4 第2絶縁
膜 5 ダイヤフラム 6 表面保護
膜 7 基板 8 スペーサ 9 筺体 10 ノズル
プレート 11 ノズルオリフィス 13a,13
b 電極パッド 14 インク供給路 15 インク 16 冷媒循環用穴 31 インク
室 32,33 間隙 34 冷媒溜 90 インクジェットヘッド 120 第1犠牲層 210 第2
犠牲層
1 Buckling Body 2 First Insulating Film 3 Heater Layer 4 Second Insulating Film 5 Diaphragm 6 Surface Protective Film 7 Substrate 8 Spacer 9 Housing 10 Nozzle Plate 11 Nozzle Orifice 13a, 13
b Electrode Pad 14 Ink Supply Channel 15 Ink 16 Refrigerant Circulation Hole 31 Ink Chamber 32, 33 Gap 34 Refrigerant Reservoir 90 Inkjet Head 120 First Sacrificial Layer 210 Second
Sacrificial layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石井 頼成 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 阿部 新吾 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 木村 正治 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 堀中 大 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 恩田 裕 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Yorisei Ishii 22-22 Nagaike-cho, Abeno-ku, Osaka-shi, Osaka Within Sharp Co., Ltd. Co., Ltd. (72) Inventor Shoji Kimura 22-22 Nagaike-cho, Nagano-cho, Abeno-ku, Osaka, Osaka (72) Yutaka Onda, 22-22 Nagaike-cho, Abeno-ku, Osaka-shi, Osaka Prefecture

Claims (18)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ノズル開口を有するノズルプレート及び
このノズルプレートに対向する基板を周壁の一部に含む
インク室と、このインク室内に設けられ、ノズルプレー
トと対向する圧力発生部材とを備え、この圧力発生部材
の変形により上記インク室内に圧力を発生させて、上記
インク室内のインク液を上記ノズル開口を通して室外へ
吐出させるインクジェットヘッドであって、 上記圧力発生部材は、 略板状をなし、周縁部のうち少なくとも一方向に関して
両端をなす部分が上記基板に取り付けられ、実質的に熱
応力がない無変位状態と、熱膨張して座屈した座屈状態
とを取り得る座屈体と、 この座屈体の一方の面に沿って設けられ、通電により発
熱するヒータ層とを備えたことを特徴とするインクジェ
ットヘッド。
1. An ink chamber including a nozzle plate having a nozzle opening and a substrate facing the nozzle plate in a part of a peripheral wall, and a pressure generating member provided in the ink chamber and facing the nozzle plate. An ink jet head for generating a pressure in the ink chamber by the deformation of the pressure generating member to eject the ink liquid in the ink chamber to the outside through the nozzle opening, wherein the pressure generating member has a substantially plate shape and a peripheral edge. A buckling body, in which both end portions of at least one direction are attached to the substrate, the buckling body can be in a non-displacement state in which there is substantially no thermal stress, and a buckling state in which the buckling state is caused by thermal expansion; An ink jet head comprising: a heater layer which is provided along one surface of a buckling member and which generates heat when energized.
【請求項2】 ノズル開口を有するノズルプレート及び
このノズルプレートに対向する基板を周壁の一部に含む
インク室と、このインク室内に設けられ、ノズルプレー
トと対向する圧力発生部材とを備え、この圧力発生部材
の変形により上記インク室内に圧力を発生させて、上記
インク室内のインク液を上記ノズル開口を通して室外へ
吐出させるインクジェットヘッドであって、 上記圧力発生部材は、 略板状をなし、周縁部のうち少なくとも一方向に関して
両端をなす部分が上記基板に取り付けられ、実質的に熱
応力がない無変位状態と、熱膨張して座屈した座屈状態
とを取り得る座屈体と、 略板状の可撓性材料からなり、上記座屈体の両方の面の
うち上記ノズルプレート側の面に沿って、かつ周縁部が
上記座屈体の周縁部に取り付けられた状態で設けられた
ダイヤフラムとを備えたことを特徴とするインクジェッ
トヘッド。
2. An ink chamber including a nozzle plate having a nozzle opening and a substrate facing the nozzle plate in a part of a peripheral wall, and a pressure generating member provided in the ink chamber and facing the nozzle plate. An ink jet head for generating a pressure in the ink chamber by the deformation of the pressure generating member to eject the ink liquid in the ink chamber to the outside through the nozzle opening, wherein the pressure generating member has a substantially plate shape and a peripheral edge. A buckling member, which is attached to the substrate at least at both ends in at least one direction, and which can take a non-displacement state in which there is substantially no thermal stress and a buckling state in which it buckles due to thermal expansion; It is made of a plate-like flexible material, and is attached to the peripheral edge portion of the buckling body along the surface on the nozzle plate side of both surfaces of the buckling body and the peripheral edge portion. An ink jet head, comprising: a diaphragm provided in a state.
【請求項3】 ノズル開口を有するノズルプレート及び
このノズルプレートに対向する基板を周壁の一部に含む
インク室と、このインク室内に設けられ、ノズルプレー
トと対向する圧力発生部材とを備え、この圧力発生部材
の変形により上記インク室内に圧力を発生させて、上記
インク室内のインク液を上記ノズル開口を通して室外へ
吐出させるインクジェットヘッドであって、 上記圧力発生部材は、 略板状をなし、周縁部のうち少なくとも一方向に関して
両端をなす部分が上記基板に取り付けられ、実質的に熱
応力がない無変位状態と、熱膨張して座屈した座屈状態
とを取り得る座屈体と、 この座屈体の一方の面に沿って設けられ、通電により発
熱するヒータ層と、 略板状の可撓性材料からなり、上記座屈体の両方の面の
うち上記ノズルプレート側の面に沿って、かつ周縁部が
上記座屈体の周縁部に取り付けられた状態で設けられた
ダイヤフラムとを備えたことを特徴とするインクジェッ
トヘッド。
3. An ink chamber including a nozzle plate having a nozzle opening and a substrate facing the nozzle plate in a part of a peripheral wall, and a pressure generating member provided in the ink chamber and facing the nozzle plate. An ink jet head for generating a pressure in the ink chamber by the deformation of the pressure generating member to eject the ink liquid in the ink chamber to the outside through the nozzle opening, wherein the pressure generating member has a substantially plate shape and a peripheral edge. A buckling body, in which both end portions of at least one direction are attached to the substrate, the buckling body can be in a non-displacement state in which there is substantially no thermal stress, and a buckling state in which the buckling state is caused by thermal expansion; A heater layer that is provided along one surface of the buckling body and that generates heat when energized, and is made of a substantially plate-shaped flexible material. Along the surface of the rate-side, and an ink jet head peripheral portion is characterized in that a diaphragm is provided in a state of being attached to the periphery of the buckling member.
【請求項4】 請求項1または3に記載のインクジェッ
トヘッドにおいて、上記ヒータ層は、上記座屈体の両方
の面のうち上記基板側の面に沿って設けられていること
を特徴とするインクジェットヘッド。
4. The ink jet head according to claim 1 or 3, wherein the heater layer is provided along the surface of the buckling body on the side of the substrate. head.
【請求項5】 請求項1、3または4のいずれか一つに
記載のインクジェットヘッドにおいて、 上記圧力発生部材は、上記基板と上記ヒータ層との間に
設けられた第1の絶縁層を有することを特徴とするイン
クジェットヘッド。
5. The ink jet head according to claim 1, wherein the pressure generating member has a first insulating layer provided between the substrate and the heater layer. An inkjet head characterized in that.
【請求項6】 請求項1、3、4または5のいずれか一
つに記載のインクジェットヘッドにおいて、 上記圧力発生部材は、上記座屈体と上記ヒータ層との間
に設けられた第2の絶縁層を有することを特徴とするイ
ンクジェットヘッド。
6. The ink jet head according to claim 1, wherein the pressure generating member is provided between the buckling body and the heater layer. An inkjet head having an insulating layer.
【請求項7】 請求項2または3に記載のインクジェッ
トヘッドにおいて、上記ダイヤフラムは略円板状に形成
されていることを特徴とするインクジェットヘッド。
7. The inkjet head according to claim 2 or 3, wherein the diaphragm is formed in a substantially disc shape.
【請求項8】 請求項2、3または7のいずれか一つに
記載のインクジェットヘッドにおいて、 上記ダイヤフラムの周縁部に加えて、上記ダイヤフラム
の周縁部以外の少なくとも一部が上記座屈体に連結され
ていることを特徴とするインクジェットヘッド。
8. The inkjet head according to claim 2, wherein, in addition to the peripheral portion of the diaphragm, at least a part other than the peripheral portion of the diaphragm is connected to the buckling body. Inkjet head characterized by being provided.
【請求項9】 請求項2、3、7、または8のいずれか
一つに記載のインクジェットヘッドにおいて、 上記ダイヤフラムの中央部が上記座屈体の中央部に連結
されていることを特徴とするインクジェットヘッド。
9. The inkjet head according to claim 2, wherein a central portion of the diaphragm is connected to a central portion of the buckling body. Inkjet head.
【請求項10】 請求項2、3、7、8、または9のい
ずれか一つに記載のインクジェットヘッドにおいて、 上記ダイヤフラムのうち上記周縁部と上記座屈体に連結
されている部分との間の中間部と、上記座屈体との間に
間隙が設けられていることを特徴とするインクジェット
ヘッド。
10. The ink jet head according to any one of claims 2, 3, 7, 8 and 9, wherein between the peripheral portion of the diaphragm and a portion connected to the buckling body. An ink-jet head, characterized in that a gap is provided between the intermediate portion of and the buckling member.
【請求項11】 請求項1乃至10のいずれか一つに記
載のインクジェットヘッドにおいて、 上記圧力発生部材のうち上記座屈体の上記周縁部よりも
内側に存する部分と、上記基板との間に間隙が設けられ
ていることを特徴とするインクジェットヘッド。
11. The inkjet head according to claim 1, wherein between the portion of the pressure generating member located inside the peripheral portion of the buckling member and the substrate. An ink jet head having a gap.
【請求項12】 請求項11に記載のインクジェットヘ
ッドにおいて、 上記基板と上記圧力発生部材の上記部分との間の距離は
0.05μm乃至2.0μmの範囲内に設定されている
ことを特徴とするインクジェットヘッド。
12. The ink jet head according to claim 11, wherein a distance between the substrate and the portion of the pressure generating member is set within a range of 0.05 μm to 2.0 μm. Inkjet head to do.
【請求項13】 請求項1乃至12のいずれか一つに記
載のインクジェットヘッドにおいて、 上記圧力発生部材のうち上記座屈体の上記周縁部よりも
内側に存する部分に、上記基板に対向する面から上記座
屈体の上記ノズルプレート側の面まで貫通するスリット
が設けられていることを特徴とするインクジェットヘッ
ド。
13. The inkjet head according to any one of claims 1 to 12, wherein a portion of the pressure generating member that is located inside the peripheral portion of the buckling member faces the substrate. To the surface of the buckling body on the side of the nozzle plate.
【請求項14】 請求項13に記載のインクジェットヘ
ッドにおいて、 上記スリットは複数設けられ、上記座屈体のうち上記ス
リットに挟まれた帯状の部分が座屈するようになってい
ることを特徴とするインクジェットヘッド。
14. The inkjet head according to claim 13, wherein a plurality of the slits are provided, and a belt-shaped portion of the buckling body sandwiched by the slits is buckled. Inkjet head.
【請求項15】 請求項1乃至14のいずれか一つに記
載のインクジェットヘッドにおいて、 上記基板に、この基板を貫通して、上記圧力発生部材の
うち上記座屈体の上記周縁部よりも内側に存する部分に
面する冷媒循環用穴が設けられていることを特徴とする
インクジェットヘッド。
15. The inkjet head according to any one of claims 1 to 14, wherein the substrate penetrates the substrate and is located inside the peripheral portion of the buckling member in the pressure generating member. An ink jet head characterized in that a hole for circulating a refrigerant is provided facing a portion existing in the.
【請求項16】 請求項15に記載のインクジェットヘ
ッドにおいて、 上記冷媒循環用穴は、上記基板の上記圧力発生部材と反
対の側から上記圧力発生部材の側に向かって寸法が次第
に小さくなっていることを特徴とするインクジェットヘ
ッド。
16. The ink jet head according to claim 15, wherein the coolant circulation hole has a size gradually decreasing from a side of the substrate opposite to the pressure generating member toward the pressure generating member. An inkjet head characterized in that.
【請求項17】 請求項15または16に記載のインク
ジェットヘッドにおいて、 上記基板の上記圧力発生部材と反対の側に、上記冷媒循
環用穴に通じる冷媒溜が形成されていることを特徴とす
るインクジェットヘッド。
17. The ink jet head according to claim 15 or 16, wherein a coolant reservoir communicating with the coolant circulation hole is formed on a side of the substrate opposite to the pressure generating member. head.
【請求項18】 ノズル開口を有するノズルプレート及
びこのノズルプレートに対向する基板を周壁の一部に含
むインク室と、このインク室内に設けられ、ノズルプレ
ートと対向する圧力発生部材とを備え、上記圧力発生部
材は、板状の座屈体と、この座屈体の上記基板側に設け
られたヒータ層と、上記座屈体の上記ノズルプレート側
に設けられたダイヤフラムとを有するインクジェットヘ
ッドを製造するためのインクジェットヘッドの製造方法
であって、 基板の表面上に、所定の閉領域を占めるパターンを持つ
第1犠牲層を形成する工程と、 上記第1犠牲層を覆うように、上記第1犠牲層と選択的
にエッチング可能な材料からなる第1絶縁層を形成する
工程と、 上記第1絶縁層上に、上記第1犠牲層が占める領域を通
るパターンを持つヒータ層を形成する工程と、 上記各層を覆うように、上記第1犠牲層と選択的にエッ
チング可能な材料からなる第2絶縁層を形成する工程
と、 上記ヒータ層のパターンの両側に沿って、上記第2絶縁
層の表面から上記第1犠牲層の表面に至るスリットを形
成する工程と、 上記基板上にレジストを塗布し、フォトリソグラフィを
行って、上記スリット内を埋めるとともに、上記スリッ
トの幅のままで上記第2絶縁層の表面側から所定の高さ
だけ突出するレジスト壁を形成する工程と、 上記第2絶縁層上に、メッキ法により、座屈体を構成す
るための第1金属層を、上記レジスト壁の高さを越えな
い所定の厚さに形成する工程と、 上記第1犠牲層と略対応する閉領域に、上記第1金属層
の表面の所定の部分および上記スリットを覆うように、
上記第1金属層と選択的にエッチング可能な材料からな
る第2犠牲層を形成する工程と、 上記基板の表面上の上記各層を覆うように、ダイヤフラ
ムを構成するための、上記第2犠牲層と選択的にエッチ
ング可能な材料からなる金属層を全面に形成する工程
と、 上記基板の裏面側からエッチングを行って、上記基板の
表面側の上記第1犠牲層に達する穴を形成し、この穴を
通して上記第1犠牲層を上記第1および第2絶縁層に対
して選択的にエッチングして除去し、続いて上記レジス
ト壁を除去し、さらに、このレジスト壁を除去して生じ
たスリットを通して上記第2犠牲層を上記第1および第
2両金属層に対して選択的にエッチングして除去する工
程と、 上記第2金属層をパターン加工して、所定の形状を持つ
ダイヤフラム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。
18. An ink chamber including a nozzle plate having a nozzle opening and a substrate facing the nozzle plate in a part of a peripheral wall thereof, and a pressure generating member provided in the ink chamber and facing the nozzle plate, The pressure generating member is an inkjet head having a plate-shaped buckling body, a heater layer provided on the substrate side of the buckling body, and a diaphragm provided on the nozzle plate side of the buckling body. And a step of forming a first sacrificial layer having a pattern occupying a predetermined closed region on a surface of a substrate, the first sacrificial layer being covered so as to cover the first sacrificial layer. Forming a first insulating layer of a sacrificial layer and a material that can be selectively etched; and forming a heater on the first insulating layer having a pattern passing through a region occupied by the first sacrificial layer. A step of forming a heat insulating layer, a step of forming a second insulating layer made of a material that can be selectively etched with the first sacrificial layer so as to cover each of the layers, and along both sides of the pattern of the heater layer. A step of forming a slit from the surface of the second insulating layer to the surface of the first sacrificial layer, and applying resist on the substrate and performing photolithography to fill the inside of the slit and A step of forming a resist wall protruding from the surface side of the second insulating layer by a predetermined height while keeping the width, and a first step for forming a buckling body on the second insulating layer by plating. Forming a metal layer with a predetermined thickness that does not exceed the height of the resist wall; and forming a predetermined portion of the surface of the first metal layer and the slit in a closed region substantially corresponding to the first sacrificial layer. To cover
A step of forming a second sacrificial layer made of a material that can be selectively etched with the first metal layer, and the second sacrificial layer for configuring a diaphragm so as to cover the layers on the surface of the substrate. And a step of forming a metal layer made of a material that can be selectively etched on the entire surface, and etching is performed from the back surface side of the substrate to form a hole reaching the first sacrificial layer on the front surface side of the substrate. The first sacrificial layer is selectively etched and removed with respect to the first and second insulating layers through a hole, the resist wall is subsequently removed, and further, the resist wall is removed and a slit is formed. A step of selectively etching and removing the second sacrificial layer with respect to both the first and second metal layers; and a step of patterning the second metal layer to form a diaphragm having a predetermined shape. A method of manufacturing an ink jet head characterized in that it comprises.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6126273A (en) * 1998-04-30 2000-10-03 Hewlett-Packard Co. Inkjet printer printhead which eliminates unpredictable ink nucleation variations
US7506969B2 (en) 1997-07-15 2009-03-24 Silverbrook Research Pty Ltd Ink jet nozzle assembly with linearly constrained actuator
JP2009078539A (en) * 2007-09-04 2009-04-16 Ricoh Co Ltd Liquid ejection head unit and image forming apparatus
US7520593B2 (en) 1998-06-09 2009-04-21 Silverbrook Research Pty Ltd Nozzle arrangement for an inkjet printhead chip that incorporates a nozzle chamber reduction mechanism

Families Citing this family (74)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19522593C2 (en) * 1995-06-19 1999-06-10 Francotyp Postalia Gmbh Device for keeping the nozzles of an ink print head clean
KR100189155B1 (en) * 1996-06-27 1999-06-01 윤종용 Ejection apparatus and method of inkjet printer
AUPO799197A0 (en) 1997-07-15 1997-08-07 Silverbrook Research Pty Ltd Image processing method and apparatus (ART01)
AU2002325589B2 (en) * 1997-07-15 2005-09-08 Memjet Technology Limited A thermally actuated ink jet
US7246884B2 (en) 1997-07-15 2007-07-24 Silverbrook Research Pty Ltd Inkjet printhead having enclosed inkjet actuators
US7022250B2 (en) 1997-07-15 2006-04-04 Silverbrook Research Pty Ltd Method of fabricating an ink jet printhead chip with differential expansion actuators
US6679584B2 (en) 1997-07-15 2004-01-20 Silverbrook Research Pty Ltd. High volume pagewidth printing
US6712453B2 (en) 1997-07-15 2004-03-30 Silverbrook Research Pty Ltd. Ink jet nozzle rim
US7008046B2 (en) 1997-07-15 2006-03-07 Silverbrook Research Pty Ltd Micro-electromechanical liquid ejection device
US7465030B2 (en) 1997-07-15 2008-12-16 Silverbrook Research Pty Ltd Nozzle arrangement with a magnetic field generator
US7131715B2 (en) 1997-07-15 2006-11-07 Silverbrook Research Pty Ltd Printhead chip that incorporates micro-mechanical lever mechanisms
US7524026B2 (en) 1997-07-15 2009-04-28 Silverbrook Research Pty Ltd Nozzle assembly with heat deflected actuator
US6986613B2 (en) 1997-07-15 2006-01-17 Silverbrook Research Pty Ltd Keyboard
US7360872B2 (en) 1997-07-15 2008-04-22 Silverbrook Research Pty Ltd Inkjet printhead chip with nozzle assemblies incorporating fluidic seals
US6935724B2 (en) 1997-07-15 2005-08-30 Silverbrook Research Pty Ltd Ink jet nozzle having actuator with anchor positioned between nozzle chamber and actuator connection point
US7753463B2 (en) 1997-07-15 2010-07-13 Silverbrook Research Pty Ltd Processing of images for high volume pagewidth printing
US6557977B1 (en) 1997-07-15 2003-05-06 Silverbrook Research Pty Ltd Shape memory alloy ink jet printing mechanism
US7303254B2 (en) 1997-07-15 2007-12-04 Silverbrook Research Pty Ltd Print assembly for a wide format pagewidth printer
US6471336B2 (en) 1997-07-15 2002-10-29 Silverbrook Research Pty Ltd. Nozzle arrangement that incorporates a reversible actuating mechanism
AUPP653998A0 (en) 1998-10-16 1998-11-05 Silverbrook Research Pty Ltd Micromechanical device and method (ij46B)
US6527374B2 (en) 1997-07-15 2003-03-04 Silverbrook Research Pty Ltd Translation to rotation conversion in an inkjet printhead
US6239821B1 (en) 1997-07-15 2001-05-29 Silverbrook Research Pty Ltd Direct firing thermal bend actuator ink jet printing mechanism
US7287836B2 (en) 1997-07-15 2007-10-30 Sil;Verbrook Research Pty Ltd Ink jet printhead with circular cross section chamber
ATE409119T1 (en) * 1997-07-15 2008-10-15 Silverbrook Res Pty Ltd Nozzle chamber with paddle vane and externally located thermal actuator
US7434915B2 (en) 1997-07-15 2008-10-14 Silverbrook Research Pty Ltd Inkjet printhead chip with a side-by-side nozzle arrangement layout
US7246881B2 (en) 1997-07-15 2007-07-24 Silverbrook Research Pty Ltd Printhead assembly arrangement for a wide format pagewidth inkjet printer
US7401901B2 (en) 1997-07-15 2008-07-22 Silverbrook Research Pty Ltd Inkjet printhead having nozzle plate supported by encapsulated photoresist
US7337532B2 (en) 1997-07-15 2008-03-04 Silverbrook Research Pty Ltd Method of manufacturing micro-electromechanical device having motion-transmitting structure
US7111925B2 (en) 1997-07-15 2006-09-26 Silverbrook Research Pty Ltd Inkjet printhead integrated circuit
US6648453B2 (en) 1997-07-15 2003-11-18 Silverbrook Research Pty Ltd Ink jet printhead chip with predetermined micro-electromechanical systems height
US7381340B2 (en) 1997-07-15 2008-06-03 Silverbrook Research Pty Ltd Ink jet printhead that incorporates an etch stop layer
US6652052B2 (en) 1997-07-15 2003-11-25 Silverbrook Research Pty Ltd Processing of images for high volume pagewidth printing
US6582059B2 (en) 1997-07-15 2003-06-24 Silverbrook Research Pty Ltd Discrete air and nozzle chambers in a printhead chip for an inkjet printhead
US6746105B2 (en) 1997-07-15 2004-06-08 Silverbrook Research Pty. Ltd. Thermally actuated ink jet printing mechanism having a series of thermal actuator units
US7556356B1 (en) 1997-07-15 2009-07-07 Silverbrook Research Pty Ltd Inkjet printhead integrated circuit with ink spread prevention
US6814429B2 (en) 1997-07-15 2004-11-09 Silverbrook Research Pty Ltd Ink jet printhead incorporating a backflow prevention mechanism
US6916082B2 (en) 1997-07-15 2005-07-12 Silverbrook Research Pty Ltd Printing mechanism for a wide format pagewidth inkjet printer
US7004566B2 (en) 1997-07-15 2006-02-28 Silverbrook Research Pty Ltd Inkjet printhead chip that incorporates micro-mechanical lever mechanisms
US20040130599A1 (en) 1997-07-15 2004-07-08 Silverbrook Research Pty Ltd Ink jet printhead with amorphous ceramic chamber
US7207654B2 (en) 1997-07-15 2007-04-24 Silverbrook Research Pty Ltd Ink jet with narrow chamber
US6834939B2 (en) 2002-11-23 2004-12-28 Silverbrook Research Pty Ltd Micro-electromechanical device that incorporates covering formations for actuators of the device
US6485123B2 (en) 1997-07-15 2002-11-26 Silverbrook Research Pty Ltd Shutter ink jet
US6488359B2 (en) 1997-07-15 2002-12-03 Silverbrook Research Pty Ltd Ink jet printhead that incorporates through-chip ink ejection nozzle arrangements
US6857724B2 (en) 1997-07-15 2005-02-22 Silverbrook Research Pty Ltd Print assembly for a wide format pagewidth printer
US6855264B1 (en) 1997-07-15 2005-02-15 Kia Silverbrook Method of manufacture of an ink jet printer having a thermal actuator comprising an external coil spring
US6824251B2 (en) 1997-07-15 2004-11-30 Silverbrook Research Pty Ltd Micro-electromechanical assembly that incorporates a covering formation for a micro-electromechanical device
US7891767B2 (en) 1997-07-15 2011-02-22 Silverbrook Research Pty Ltd Modular self-capping wide format print assembly
US6880918B2 (en) 1997-07-15 2005-04-19 Silverbrook Research Pty Ltd Micro-electromechanical device that incorporates a motion-transmitting structure
US6641315B2 (en) 1997-07-15 2003-11-04 Silverbrook Research Pty Ltd Keyboard
US6927786B2 (en) 1997-07-15 2005-08-09 Silverbrook Research Pty Ltd Ink jet nozzle with thermally operable linear expansion actuation mechanism
US7784902B2 (en) 1997-07-15 2010-08-31 Silverbrook Research Pty Ltd Printhead integrated circuit with more than 10000 nozzles
US6513908B2 (en) 1997-07-15 2003-02-04 Silverbrook Research Pty Ltd Pusher actuation in a printhead chip for an inkjet printhead
US6672706B2 (en) 1997-07-15 2004-01-06 Silverbrook Research Pty Ltd Wide format pagewidth inkjet printer
US7431446B2 (en) 1997-07-15 2008-10-07 Silverbrook Research Pty Ltd Web printing system having media cartridge carousel
US6213589B1 (en) 1997-07-15 2001-04-10 Silverbrook Research Pty Ltd. Planar thermoelastic bend actuator ink jet printing mechanism
US7044584B2 (en) 1997-07-15 2006-05-16 Silverbrook Research Pty Ltd Wide format pagewidth inkjet printer
US6247792B1 (en) 1997-07-15 2001-06-19 Silverbrook Research Pty Ltd PTFE surface shooting shuttered oscillating pressure ink jet printing mechanism
US7607756B2 (en) 1997-07-15 2009-10-27 Silverbrook Research Pty Ltd Printhead assembly for a wallpaper printer
US7468139B2 (en) 1997-07-15 2008-12-23 Silverbrook Research Pty Ltd Method of depositing heater material over a photoresist scaffold
US6540331B2 (en) 1997-07-15 2003-04-01 Silverbrook Research Pty Ltd Actuating mechanism which includes a thermal bend actuator
AUPO803797A0 (en) 1997-07-15 1997-08-07 Silverbrook Research Pty Ltd Image creation method and apparatus (IJ27)
US6540332B2 (en) 1997-07-15 2003-04-01 Silverbrook Research Pty Ltd Motion transmitting structure for a nozzle arrangement of a printhead chip for an inkjet printhead
US7011390B2 (en) 1997-07-15 2006-03-14 Silverbrook Research Pty Ltd Printing mechanism having wide format printing zone
US6682174B2 (en) 1998-03-25 2004-01-27 Silverbrook Research Pty Ltd Ink jet nozzle arrangement configuration
EP0931654B1 (en) * 1998-01-23 2003-12-03 Océ-Technologies B.V. Ink jet nozzle head
DE69913215T2 (en) 1998-01-23 2004-09-30 Océ-Technologies B.V. Inkjet nozzle head
US6652074B2 (en) 1998-03-25 2003-11-25 Silverbrook Research Pty Ltd Ink jet nozzle assembly including displaceable ink pusher
US6886917B2 (en) 1998-06-09 2005-05-03 Silverbrook Research Pty Ltd Inkjet printhead nozzle with ribbed wall actuator
AUPP702098A0 (en) 1998-11-09 1998-12-03 Silverbrook Research Pty Ltd Image creation method and apparatus (ART73)
US7111924B2 (en) 1998-10-16 2006-09-26 Silverbrook Research Pty Ltd Inkjet printhead having thermal bend actuator heating element electrically isolated from nozzle chamber ink
AUPQ130999A0 (en) * 1999-06-30 1999-07-22 Silverbrook Research Pty Ltd A method and apparatus (IJ47V11)
US6921153B2 (en) 2000-05-23 2005-07-26 Silverbrook Research Pty Ltd Liquid displacement assembly including a fluidic sealing structure
IT1320599B1 (en) * 2000-08-23 2003-12-10 Olivetti Lexikon Spa MONOLITHIC PRINT HEAD WITH SELF-ALIGNED GROOVING AND RELATIVE MANUFACTURING PROCESS.
US7943813B2 (en) 2002-12-30 2011-05-17 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Absorbent products with enhanced rewet, intake, and stain masking performance

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0230543A (en) 1988-07-21 1990-01-31 Seiko Epson Corp Ink jet head
GB2286157B (en) * 1994-01-31 1998-01-14 Neopost Ltd Ink jet printing device

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7506969B2 (en) 1997-07-15 2009-03-24 Silverbrook Research Pty Ltd Ink jet nozzle assembly with linearly constrained actuator
US7780269B2 (en) 1997-07-15 2010-08-24 Silverbrook Research Pty Ltd Ink jet nozzle assembly having layered ejection actuator
US6126273A (en) * 1998-04-30 2000-10-03 Hewlett-Packard Co. Inkjet printer printhead which eliminates unpredictable ink nucleation variations
US6640402B1 (en) 1998-04-30 2003-11-04 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Method of manufacturing an ink actuator
US7520593B2 (en) 1998-06-09 2009-04-21 Silverbrook Research Pty Ltd Nozzle arrangement for an inkjet printhead chip that incorporates a nozzle chamber reduction mechanism
US7533967B2 (en) 1998-06-09 2009-05-19 Silverbrook Research Pty Ltd Nozzle arrangement for an inkjet printer with multiple actuator devices
US7637594B2 (en) 1998-06-09 2009-12-29 Silverbrook Research Pty Ltd Ink jet nozzle arrangement with a segmented actuator nozzle chamber cover
US7708386B2 (en) 1998-06-09 2010-05-04 Silverbrook Research Pty Ltd Inkjet nozzle arrangement having interleaved heater elements
US7942507B2 (en) 1998-06-09 2011-05-17 Silverbrook Research Pty Ltd Ink jet nozzle arrangement with a segmented actuator nozzle chamber cover
JP2009078539A (en) * 2007-09-04 2009-04-16 Ricoh Co Ltd Liquid ejection head unit and image forming apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
EP0713774A3 (en) 1997-04-02
EP0713774A2 (en) 1996-05-29

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