JPH11138807A - インクジェットヘッドとその製造方法 - Google Patents
インクジェットヘッドとその製造方法Info
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- JPH11138807A JPH11138807A JP9311960A JP31196097A JPH11138807A JP H11138807 A JPH11138807 A JP H11138807A JP 9311960 A JP9311960 A JP 9311960A JP 31196097 A JP31196097 A JP 31196097A JP H11138807 A JPH11138807 A JP H11138807A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 インクジェットヘッドとその製造方法に関
し、高精彩化印刷と小型・軽量化に寄与する。 【解決手段】 厚さ方向に貫通するスリットが形成され
たシリコン基板31と、シリコン基板31の表面に被着して
該スリットを覆う酸化シリコン膜32と、該スリットに対
応して酸化シリコン膜32の上に形成された圧電アクチュ
エータ36と、シリコン基板31の裏面に接合し、該スリッ
トに連通するノズル35を備えたノズル板34とを備え、シ
リコン基板31の表面にインク流路を圧迫する酸化シリコ
ン膜32と圧電アクチュエータ36を一体化させた構成と、
該構成に適応する製造方法であり、インクジェットプリ
ンタの小型・軽量化および印字の高精彩化を可能にす
る。
し、高精彩化印刷と小型・軽量化に寄与する。 【解決手段】 厚さ方向に貫通するスリットが形成され
たシリコン基板31と、シリコン基板31の表面に被着して
該スリットを覆う酸化シリコン膜32と、該スリットに対
応して酸化シリコン膜32の上に形成された圧電アクチュ
エータ36と、シリコン基板31の裏面に接合し、該スリッ
トに連通するノズル35を備えたノズル板34とを備え、シ
リコン基板31の表面にインク流路を圧迫する酸化シリコ
ン膜32と圧電アクチュエータ36を一体化させた構成と、
該構成に適応する製造方法であり、インクジェットプリ
ンタの小型・軽量化および印字の高精彩化を可能にす
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェットプ
リンタに適用するインクジェットヘッドとその製造方
法、特に、高精彩な印刷を可能とするインクジェットプ
リンタの小型化と軽量化および、その構成に適応した製
造方法に関する。
リンタに適用するインクジェットヘッドとその製造方
法、特に、高精彩な印刷を可能とするインクジェットプ
リンタの小型化と軽量化および、その構成に適応した製
造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近のインクジェットプリンタは、高精
彩な印刷を可能にするため、独立する複数のインク流路
を高密度化した小形軽量構成のものが求められるように
なった。
彩な印刷を可能にするため、独立する複数のインク流路
を高密度化した小形軽量構成のものが求められるように
なった。
【０００３】かかるインクジェットプリンタにおいて、
インクジェットヘッドからインクを飛翔させる手段とし
ては、ノズル内に埋め込んだ発熱体に通電し、インク中
にバブルを発生させたときの体積変化を利用するバブル
ジェット方式と、圧電体素子（圧電アクチュエータ）に
通電して発生する圧力波を利用するインパクト方式が注
目されている。
インクジェットヘッドからインクを飛翔させる手段とし
ては、ノズル内に埋め込んだ発熱体に通電し、インク中
にバブルを発生させたときの体積変化を利用するバブル
ジェット方式と、圧電体素子（圧電アクチュエータ）に
通電して発生する圧力波を利用するインパクト方式が注
目されている。
【０００４】図４はインクジェットプリンタの概略構成
を示す側面図、図５は図４のインクジェットヘッドの構
成例を示す側断面図である。図４において、１はインク
ジェットヘッドユニット、２は記録媒体、３は図紙の厚
さ方向に延在する記録媒体２送出用のプラテンローラ、
４はインク溜まり、５はインクジェットヘッド１を図紙
の厚さ方向に往復動させるキャリッジである。
を示す側面図、図５は図４のインクジェットヘッドの構
成例を示す側断面図である。図４において、１はインク
ジェットヘッドユニット、２は記録媒体、３は図紙の厚
さ方向に延在する記録媒体２送出用のプラテンローラ、
４はインク溜まり、５はインクジェットヘッド１を図紙
の厚さ方向に往復動させるキャリッジである。
【０００５】インクジェットヘッドユニット１を搭載し
たキャリッジ５は、図紙の厚さ方向に延在する一対のガ
イドシャフト６と７に案内されて往復動し、インクジェ
ットヘッド１から記録媒体２に向けて飛翔させて消費す
るインクは、インク溜まり４から補給されるようにな
る。
たキャリッジ５は、図紙の厚さ方向に延在する一対のガ
イドシャフト６と７に案内されて往復動し、インクジェ
ットヘッド１から記録媒体２に向けて飛翔させて消費す
るインクは、インク溜まり４から補給されるようにな
る。
【０００６】図５において、インクジェットヘッドユニ
ット１に収容されたインパクト方式のインクジェットヘ
ッド９は、流路板１０と、振動板１１と、上部電極１３
と下部電極１４を備えた圧電アクチュエータ（電気機械
変換素子）１２とで構成されている。
ット１に収容されたインパクト方式のインクジェットヘ
ッド９は、流路板１０と、振動板１１と、上部電極１３
と下部電極１４を備えた圧電アクチュエータ（電気機械
変換素子）１２とで構成されている。
【０００７】流路板１０には、インク流路（圧力室）１
５と、インク流路１５に連通してインク溜まり４からイ
ンクの供給を受けるインク供給路１６と、インク流路１
５に連通して流路板１０の下面に開口するインク飛翔用
のノズル１８が形成されている。
５と、インク流路１５に連通してインク溜まり４からイ
ンクの供給を受けるインク供給路１６と、インク流路１
５に連通して流路板１０の下面に開口するインク飛翔用
のノズル１８が形成されている。
【０００８】振動板１１は、流路板１０に接合されイン
ク流路１５およびインク供給路１６の上面を覆ってお
り、圧電アクチュエータ１２の下部電極１４は、振動板
１１下のインク流路１５と対向する位置に接合されてい
る。
ク流路１５およびインク供給路１６の上面を覆ってお
り、圧電アクチュエータ１２の下部電極１４は、振動板
１１下のインク流路１５と対向する位置に接合されてい
る。
【０００９】流路板１０にインク流路１５等を形成する
方法としては、ステンレス，ガラス等の基板にエッチン
グする方法が用いられ、このように形成された流路板１
０とステンレス等で形成された振動板１１とは、拡散接
合等の手法で接合されている。
方法としては、ステンレス，ガラス等の基板にエッチン
グする方法が用いられ、このように形成された流路板１
０とステンレス等で形成された振動板１１とは、拡散接
合等の手法で接合されている。
【００１０】インク流路１５に圧力を発生させる駆動部
であり、上部電極１３と下部電極１４とが圧電層１７を
挟む構成の圧電アクチュエータ１２は、振動板１１の上
面のインク流路１５対向部分に接着剤で接合され、圧電
アクチュエータ１２への電圧印加のための信号線（図示
せず）は、はんだ接続または圧着等の手法により、上部
電極１３と下部電極１４に接続される。
であり、上部電極１３と下部電極１４とが圧電層１７を
挟む構成の圧電アクチュエータ１２は、振動板１１の上
面のインク流路１５対向部分に接着剤で接合され、圧電
アクチュエータ１２への電圧印加のための信号線（図示
せず）は、はんだ接続または圧着等の手法により、上部
電極１３と下部電極１４に接続される。
【００１１】これまで、高精彩印刷が可能なインパクト
方式のインクジェットヘッドとして、圧電アクチュエー
タには、圧電層の３３モード歪（縦振動）を利用する方
式と、圧電層の３１モード歪（横振動）を利用する方式
が知られている。
方式のインクジェットヘッドとして、圧電アクチュエー
タには、圧電層の３３モード歪（縦振動）を利用する方
式と、圧電層の３１モード歪（横振動）を利用する方式
が知られている。
【００１２】３３モード歪を利用する方式の圧電アクチ
ュエータは、発生する圧力が大きいが変位量が小さいの
で、インクジェットヘッドに利用したときには電極と圧
電層を多層化する等の工夫が必要になる。
ュエータは、発生する圧力が大きいが変位量が小さいの
で、インクジェットヘッドに利用したときには電極と圧
電層を多層化する等の工夫が必要になる。
【００１３】そのため、静電容量が大きくなってドライ
バに負担がかかる、多層化させる場合に電極パターンを
形成した圧電セラミックスシートを積層し焼成させるた
め製造工程が増える、隣接するインク流路に不要な圧力
を印加させ易い（クロストークが生じ易い）等の問題点
があった。
バに負担がかかる、多層化させる場合に電極パターンを
形成した圧電セラミックスシートを積層し焼成させるた
め製造工程が増える、隣接するインク流路に不要な圧力
を印加させ易い（クロストークが生じ易い）等の問題点
があった。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
高精彩化印刷と装置の小型化・軽量化を実現するには、
小さな静電容量と大きなインク流路内圧力を両立させ、
クロストークが生じ難い構成のインクジェットヘッドが
要望されている。
高精彩化印刷と装置の小型化・軽量化を実現するには、
小さな静電容量と大きなインク流路内圧力を両立させ、
クロストークが生じ難い構成のインクジェットヘッドが
要望されている。
【００１５】そのため、圧電層の３１モード歪を利用し
た種々のインクジェットヘッドとその製造方法、例えば
シリコン基板を選択的に異方性エッチングし、インク流
路と振動板を同時に形成したもの（例えば特開平６−２
０６３１７号公報参照）、シリコン熱酸化膜を内包する
薄膜層（振動板）は支持体の異方性エッチングによって
歪変形を可能とし、その薄膜層の歪変形はオリフィスプ
レートに設けた圧力室（インク流路）に収容された圧電
素子によるもの（例えば特開平４−３１２８５２号公報
参照）が提案されている。
た種々のインクジェットヘッドとその製造方法、例えば
シリコン基板を選択的に異方性エッチングし、インク流
路と振動板を同時に形成したもの（例えば特開平６−２
０６３１７号公報参照）、シリコン熱酸化膜を内包する
薄膜層（振動板）は支持体の異方性エッチングによって
歪変形を可能とし、その薄膜層の歪変形はオリフィスプ
レートに設けた圧力室（インク流路）に収容された圧電
素子によるもの（例えば特開平４−３１２８５２号公報
参照）が提案されている。
【００１６】しかし、圧電層の３１モード歪を利用した
従来のインクジェットヘッドは、何れも前記要望に対し
不十分であり、さらに安価で高性能なインクジェットヘ
ッドが望まれていた。
従来のインクジェットヘッドは、何れも前記要望に対し
不十分であり、さらに安価で高性能なインクジェットヘ
ッドが望まれていた。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、インク
ジェットヘッドの一層の高性能化と小型・軽量化を実現
させることである。
ジェットヘッドの一層の高性能化と小型・軽量化を実現
させることである。
【００１８】上記目的を達成する本発明の第１のインク
ジェットヘッドは、インク流路内のインクを圧電アクチ
ュエータが加圧し、該インク流路に連通するノズルから
該インクを飛翔させるインクジェットヘッドにおいて、
厚さ方向に貫通して該インク流路の側壁となるスリット
が形成されたシリコン基板と、該シリコン基板の表面に
被着し該スリットを覆う酸化シリコン膜と、該スリット
に対応して該酸化シリコン膜の上に形成された圧電アク
チュエータと、該スリットに連通するノズルが設けられ
該シリコン基板の裏面に接合されるノズル板とを備えた
ことである。
ジェットヘッドは、インク流路内のインクを圧電アクチ
ュエータが加圧し、該インク流路に連通するノズルから
該インクを飛翔させるインクジェットヘッドにおいて、
厚さ方向に貫通して該インク流路の側壁となるスリット
が形成されたシリコン基板と、該シリコン基板の表面に
被着し該スリットを覆う酸化シリコン膜と、該スリット
に対応して該酸化シリコン膜の上に形成された圧電アク
チュエータと、該スリットに連通するノズルが設けられ
該シリコン基板の裏面に接合されるノズル板とを備えた
ことである。
【００１９】上記目的を達成する本発明の第２のインク
ジェットヘッドは、前記本発明の第１のインクジェット
ヘッドにおいて、前記圧電アクチュエータが、前記酸化
シリコン膜に被着する下部電極と、該下部電極に積層さ
れた圧電層と、該圧電層に積層された上部電極にて構成
され、該下部電極がＰｔ／Ｔｉ積層膜またはＰｔ／Ｉｒ
Ｏ2 積層膜またはＳｒＲｕＯ3 ／Ｐｔ／Ｔｉ積層膜また
は（Ｌａ，Ｓｒ）ＣｏＯ3 ／Ｐｔ／Ｔｉ積層膜から形成
され、該上部電極が該下部電極と同一素材で積層順序が
逆の積層膜から形成されていることである。
ジェットヘッドは、前記本発明の第１のインクジェット
ヘッドにおいて、前記圧電アクチュエータが、前記酸化
シリコン膜に被着する下部電極と、該下部電極に積層さ
れた圧電層と、該圧電層に積層された上部電極にて構成
され、該下部電極がＰｔ／Ｔｉ積層膜またはＰｔ／Ｉｒ
Ｏ2 積層膜またはＳｒＲｕＯ3 ／Ｐｔ／Ｔｉ積層膜また
は（Ｌａ，Ｓｒ）ＣｏＯ3 ／Ｐｔ／Ｔｉ積層膜から形成
され、該上部電極が該下部電極と同一素材で積層順序が
逆の積層膜から形成されていることである。
【００２０】上記目的を達成する本発明の第３のインク
ジェットヘッドは、前記本発明の第１のインクジェット
ヘッドにおいて、前記圧電アクチュエータが、前記酸化
シリコン膜に被着する下部電極と、該下部電極に積層さ
れた圧電層と、該圧電層に積層された上部電極にて構成
され、該圧電層が０．５Ｐｂ（Ｎｉ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ 3
−０．３５ＰｂＴｉＯ3 −０．１５ＰｂＺｒＯ3 からな
ることである。
ジェットヘッドは、前記本発明の第１のインクジェット
ヘッドにおいて、前記圧電アクチュエータが、前記酸化
シリコン膜に被着する下部電極と、該下部電極に積層さ
れた圧電層と、該圧電層に積層された上部電極にて構成
され、該圧電層が０．５Ｐｂ（Ｎｉ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ 3
−０．３５ＰｂＴｉＯ3 −０．１５ＰｂＺｒＯ3 からな
ることである。
【００２１】上記目的を達成する本発明の第４のインク
ジェットヘッドは、前記本発明の第１のインクジェット
ヘッドにおいて、前記下部電極および上部電極の外部信
号線接続部に、Ａｕ／Ｎｉ積層膜が被着されていること
である。
ジェットヘッドは、前記本発明の第１のインクジェット
ヘッドにおいて、前記下部電極および上部電極の外部信
号線接続部に、Ａｕ／Ｎｉ積層膜が被着されていること
である。
【００２２】上記目的を達成する本発明の第１のインク
ジェットヘッドの製造方法は、インク流路内のインクを
圧電アクチュエータが加圧し、該インク流路に連通する
ノズルから該インクを飛翔させるインクジェットヘッド
の製造方法において、シリコン基板の表面に酸化シリコ
ン膜を形成する工程と、該シリコン基板の裏面からの異
方性エッチングによって、該シリコン基板を厚さ方向に
貫通しするスリットを該シリコン基板に形成する工程
と、該スリットに対応するノズルが形成されたノズル板
を該シリコン基板の裏面に接合させる工程と、該スリッ
トに対応せしめ該酸化シリコン膜の上面に該圧電アクチ
ュエータの下部電極を形成する工程と、該下部電極に重
ねて該圧電アクチュエータの圧電層を形成する工程と、
該圧電層に重ねて該圧電アクチュエータの上部電極を形
成する工程を含むことである。
ジェットヘッドの製造方法は、インク流路内のインクを
圧電アクチュエータが加圧し、該インク流路に連通する
ノズルから該インクを飛翔させるインクジェットヘッド
の製造方法において、シリコン基板の表面に酸化シリコ
ン膜を形成する工程と、該シリコン基板の裏面からの異
方性エッチングによって、該シリコン基板を厚さ方向に
貫通しするスリットを該シリコン基板に形成する工程
と、該スリットに対応するノズルが形成されたノズル板
を該シリコン基板の裏面に接合させる工程と、該スリッ
トに対応せしめ該酸化シリコン膜の上面に該圧電アクチ
ュエータの下部電極を形成する工程と、該下部電極に重
ねて該圧電アクチュエータの圧電層を形成する工程と、
該圧電層に重ねて該圧電アクチュエータの上部電極を形
成する工程を含むことである。
【００２３】上記目的を達成する本発明の第２のインク
ジェットヘッドの製造方法は、前記本発明の第１のイン
クジェットヘッドの製造方法において、前記圧電層を、
圧電粉末をゾル−ゲル溶液に分散させたゾル−ゲル法に
より前記下部電極の上に被着させた圧電膜から形成する
ことである。
ジェットヘッドの製造方法は、前記本発明の第１のイン
クジェットヘッドの製造方法において、前記圧電層を、
圧電粉末をゾル−ゲル溶液に分散させたゾル−ゲル法に
より前記下部電極の上に被着させた圧電膜から形成する
ことである。
【００２４】上記目的を達成する本発明の第３のインク
ジェットヘッドの製造方法は、前記本発明の第２のイン
クジェットヘッドの製造方法において、前記ゾル−ゲル
溶液に感光性溶液を使用し、前記圧電膜の露光現像処理
によって前記圧電層を所要パターンに形成することであ
る。
ジェットヘッドの製造方法は、前記本発明の第２のイン
クジェットヘッドの製造方法において、前記ゾル−ゲル
溶液に感光性溶液を使用し、前記圧電膜の露光現像処理
によって前記圧電層を所要パターンに形成することであ
る。
【００２５】上記目的を達成する本発明の第４のインク
ジェットヘッドの製造方法は、前記本発明の第２のイン
クジェットヘッドの製造方法において、前記ゾル−ゲル
溶液に含まれる有機物の熱分解を含む熱処理で形成され
た前記圧電膜の組成が、０．５Ｐｂ（Ｎｉ1/3 Ｎ
ｂ2/3 ）Ｏ3 −０．３５ＰｂＴｉＯ3 −０．１５ＰｂＺ
ｒＯ 3 となるように、前記圧電粉末および該ゾル−ゲル
溶液を調整して用いることである。
ジェットヘッドの製造方法は、前記本発明の第２のイン
クジェットヘッドの製造方法において、前記ゾル−ゲル
溶液に含まれる有機物の熱分解を含む熱処理で形成され
た前記圧電膜の組成が、０．５Ｐｂ（Ｎｉ1/3 Ｎ
ｂ2/3 ）Ｏ3 −０．３５ＰｂＴｉＯ3 −０．１５ＰｂＺ
ｒＯ 3 となるように、前記圧電粉末および該ゾル−ゲル
溶液を調整して用いることである。
【００２６】上記目的を達成する本発明の第５のインク
ジェットヘッドの製造方法は、前記本発明の第２のイン
クジェットヘッドの製造方法において、前記圧電粉末に
単分散粉末を用いることである。
ジェットヘッドの製造方法は、前記本発明の第２のイン
クジェットヘッドの製造方法において、前記圧電粉末に
単分散粉末を用いることである。
【００２７】前記本発明の第１のインクジェットヘッド
において、酸化シリコン膜をシリコン基板に形成させた
のちインク流路用のスリットを形成するまたは、シリコ
ン基板の表面に酸化シリコン膜形成層を残してインク流
路用スリットを形成してから該酸化シリコン膜形成層の
酸化処理を行うことで、シリコン基板と酸化シリコン膜
および酸化シリコン膜と圧電アクチュエータ、即ちシリ
コン基板に酸化シリコン膜と圧電アクチュエータの一体
化形成が可能である。
において、酸化シリコン膜をシリコン基板に形成させた
のちインク流路用のスリットを形成するまたは、シリコ
ン基板の表面に酸化シリコン膜形成層を残してインク流
路用スリットを形成してから該酸化シリコン膜形成層の
酸化処理を行うことで、シリコン基板と酸化シリコン膜
および酸化シリコン膜と圧電アクチュエータ、即ちシリ
コン基板に酸化シリコン膜と圧電アクチュエータの一体
化形成が可能である。
【００２８】従って、本発明の第１のインクジェットヘ
ッドは、インク流路に対する圧電アクチュエータの位置
決めが容易となり、インクジェットプリンタの高精彩印
刷，小型化，軽量化が可能になる。
ッドは、インク流路に対する圧電アクチュエータの位置
決めが容易となり、インクジェットプリンタの高精彩印
刷，小型化，軽量化が可能になる。
【００２９】前記本発明の第２のインクジェットヘッド
において、下部電極および上部電極をＰｔとＴｉの積層
膜から形成したものは、従来の電極形成プロセスを利用
できる利点があり、ＰｔとＩｒＯ2 の積層膜から形成し
たものは、圧電層に対する反応性が弱い（圧電層に対し
て安定である）という利点があり、ＳｒＲｕＯ3 とＰｔ
とＴｉの積層膜または（Ｌａ，Ｓｒ）ＣｏＯ3 とＰｔと
Ｔｉの積層膜から形成したものは、ＳｒＲｕＯ3 または
（Ｌａ，Ｓｒ）ＣｏＯ3 の結晶構造が圧電層のそれに似
ており、圧電層に対する整合性に優れるという利点があ
る。
において、下部電極および上部電極をＰｔとＴｉの積層
膜から形成したものは、従来の電極形成プロセスを利用
できる利点があり、ＰｔとＩｒＯ2 の積層膜から形成し
たものは、圧電層に対する反応性が弱い（圧電層に対し
て安定である）という利点があり、ＳｒＲｕＯ3 とＰｔ
とＴｉの積層膜または（Ｌａ，Ｓｒ）ＣｏＯ3 とＰｔと
Ｔｉの積層膜から形成したものは、ＳｒＲｕＯ3 または
（Ｌａ，Ｓｒ）ＣｏＯ3 の結晶構造が圧電層のそれに似
ており、圧電層に対する整合性に優れるという利点があ
る。
【００３０】前記本発明の第３のインクジェットヘッド
において、０．５Ｐｂ（Ｎｉ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 −０．
３５ＰｂＴｉＯ3 −０．１５ＰｂＺｒＯ3 にてなる圧電
層は、３１モードの圧電特性に優れる。そのため、圧電
層の３１モード歪を利用するインクジェットヘッドの高
性能化に有利である。
において、０．５Ｐｂ（Ｎｉ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 −０．
３５ＰｂＴｉＯ3 −０．１５ＰｂＺｒＯ3 にてなる圧電
層は、３１モードの圧電特性に優れる。そのため、圧電
層の３１モード歪を利用するインクジェットヘッドの高
性能化に有利である。
【００３１】前記本発明の第４のインクジェットヘッド
において、Ａｕ／Ｎｉ層は、電極とその電極に電圧を印
加する信号線とのはんだ接続に有効である。即ち、圧電
アクチュエータの信号線ははんだを使用して容易に接続
できるようになる。
において、Ａｕ／Ｎｉ層は、電極とその電極に電圧を印
加する信号線とのはんだ接続に有効である。即ち、圧電
アクチュエータの信号線ははんだを使用して容易に接続
できるようになる。
【００３２】前記本発明の第１のインクジェットヘッド
の製造方法は、本発明による前記第１のインクジェット
ヘッドに適応する製造方法であり、シリコン基板と酸化
シリコン膜および酸化シリコン膜と圧電アクチュエータ
を一体化させて形成する。
の製造方法は、本発明による前記第１のインクジェット
ヘッドに適応する製造方法であり、シリコン基板と酸化
シリコン膜および酸化シリコン膜と圧電アクチュエータ
を一体化させて形成する。
【００３３】前記本発明の第２のインクジェットヘッド
の製造方法は、前記本発明の第１のインクジェットヘッ
ドの製造方法において、前記第１のインクジェットヘッ
ドの圧電層に適応するゾル−ゲル法で形成させることの
提案である。
の製造方法は、前記本発明の第１のインクジェットヘッ
ドの製造方法において、前記第１のインクジェットヘッ
ドの圧電層に適応するゾル−ゲル法で形成させることの
提案である。
【００３４】前記本発明の第３のインクジェットヘッド
の製造方法は、前記本発明の第２のインクジェットヘッ
ドの製造方法において、前記第１のインクジェットヘッ
ドの圧電層のパターン形成を容易化する提案である。
の製造方法は、前記本発明の第２のインクジェットヘッ
ドの製造方法において、前記第１のインクジェットヘッ
ドの圧電層のパターン形成を容易化する提案である。
【００３５】前記本発明の第４のインクジェットヘッド
の製造方法は、前記本発明の第２のインクジェットヘッ
ドの製造方法において、圧電層の組成に関する提案であ
り、３１モード歪の圧電特性に優れた圧電層が得られる
ようになる。
の製造方法は、前記本発明の第２のインクジェットヘッ
ドの製造方法において、圧電層の組成に関する提案であ
り、３１モード歪の圧電特性に優れた圧電層が得られる
ようになる。
【００３６】前記本発明の第５のインクジェットヘッド
の製造方法は、前記本発明の第２のインクジェットヘッ
ドの製造方法において、前記圧電粉末に単分散粉末を用
いることで、均一組成の圧電層が得られるようになる。
の製造方法は、前記本発明の第２のインクジェットヘッ
ドの製造方法において、前記圧電粉末に単分散粉末を用
いることで、均一組成の圧電層が得られるようになる。
【００３７】
【発明の実施の形態】図１は本発明の実施例によるイン
クジェットヘッドの概略構成の説明図、図２は本発明の
実施例によるインクジェットヘッドの製造方法の説明図
（その１）、図３は本発明の実施例によるインクジェッ
トヘッドの製造方法の説明図（その２）である。
クジェットヘッドの概略構成の説明図、図２は本発明の
実施例によるインクジェットヘッドの製造方法の説明図
（その１）、図３は本発明の実施例によるインクジェッ
トヘッドの製造方法の説明図（その２）である。
【００３８】図１において、（ａ）はインク流路を横切
る方向に切断したインクジェットヘッドの断面図、
（ｂ）はインク流路の長さ方向に切断したインクジェッ
トヘッドの断面図である。
る方向に切断したインクジェットヘッドの断面図、
（ｂ）はインク流路の長さ方向に切断したインクジェッ
トヘッドの断面図である。
【００３９】簡略化して示す図１において、従来のイン
クジェットヘッド９に相当するインクジェットヘッド３
０は、複数のインク流路３３を形成したシリコン基板３
１と、一部分が振動板となる酸化シリコン膜３２と、複
数のノズル３５を形成したノズル板３４と、圧電アクチ
ュエータ３６にてなる。
クジェットヘッド９に相当するインクジェットヘッド３
０は、複数のインク流路３３を形成したシリコン基板３
１と、一部分が振動板となる酸化シリコン膜３２と、複
数のノズル３５を形成したノズル板３４と、圧電アクチ
ュエータ３６にてなる。
【００４０】シリコン基板３１の表面に被着する酸化シ
リコン膜３２は、インク流路３３を形成する前のシリコ
ン基板３１の熱酸化等の手法で、シリコン基板３１と一
体化されるように形成されており、シリコン基板３１の
複数のインク流路３３のそれぞれにインクを供給するイ
ンク供給穴４１が形成されている。
リコン膜３２は、インク流路３３を形成する前のシリコ
ン基板３１の熱酸化等の手法で、シリコン基板３１と一
体化されるように形成されており、シリコン基板３１の
複数のインク流路３３のそれぞれにインクを供給するイ
ンク供給穴４１が形成されている。
【００４１】シリコン等にてなるノズル板３４は、イン
ク流路３３に連通するノズル３５を形成したのち、イン
ク流路３３が形成されたシリコン基板３１の下面に、拡
散接合等の手法で接合層４０を介して接合する。
ク流路３３に連通するノズル３５を形成したのち、イン
ク流路３３が形成されたシリコン基板３１の下面に、拡
散接合等の手法で接合層４０を介して接合する。
【００４２】圧電アクチュエータ３６は、酸化シリコン
膜３２の上面に被着する下部電極（共通電極）３７と、
複数のインク流路３３のそれぞれに対応し下部電極３７
の上に形成された圧電層３８と、複数の圧電層３８のそ
れぞれの上に形成された上部電極３９にて構成され、下
部電極３７と上部電極３９に所定の電圧を印加する信号
線（図示せず）は、はんだ付け等の手法によって、下部
電極３７と上部電極３９に接続させることになる。
膜３２の上面に被着する下部電極（共通電極）３７と、
複数のインク流路３３のそれぞれに対応し下部電極３７
の上に形成された圧電層３８と、複数の圧電層３８のそ
れぞれの上に形成された上部電極３９にて構成され、下
部電極３７と上部電極３９に所定の電圧を印加する信号
線（図示せず）は、はんだ付け等の手法によって、下部
電極３７と上部電極３９に接続させることになる。
【００４３】かかるインクジェットヘッド３０による印
字は、前述した従来のインクジェットプリンタのそれと
同様に、即ちプラテン３に沿って移動するインクジェッ
トヘッド９にインクジェットヘッド３０を搭載し、圧電
アクチュエータ３６の所定の上部電極３９に所定時機，
所定時間だけ電圧を印加する。
字は、前述した従来のインクジェットプリンタのそれと
同様に、即ちプラテン３に沿って移動するインクジェッ
トヘッド９にインクジェットヘッド３０を搭載し、圧電
アクチュエータ３６の所定の上部電極３９に所定時機，
所定時間だけ電圧を印加する。
【００４４】すると、電圧を印加した上部電極３９が対
応する部分で酸化シリコン膜３２はインク流路３３側に
撓み、撓みを生じたインク流路３３内圧力が上昇する
と、そのインク流路３３に連通するノズル３５からイン
クが飛翔し、その飛翔によって消費したインクは、イン
ク供給穴４１からインク流路３３内に補給される。
応する部分で酸化シリコン膜３２はインク流路３３側に
撓み、撓みを生じたインク流路３３内圧力が上昇する
と、そのインク流路３３に連通するノズル３５からイン
クが飛翔し、その飛翔によって消費したインクは、イン
ク供給穴４１からインク流路３３内に補給される。
【００４５】図２（ａ）において、適当な厚さ例えば厚
さ１ｍｍのシリコン基板３１の表面に酸化シリコン膜
（ＳｉＯ2)３２を形成させる。厚さが５００ｎｍ程度の
酸化シリコン膜３２は、ＴＥＯＳ−ＣＶＤ法によってシ
リコン基板３１の表面のみに形成するまたは、熱酸化法
によってシリコン基板３１の全面に形成させたのち、少
なくとも裏面に形成された酸化膜を研磨によって除去す
る。従って、シリコン基板３１と酸化シリコン膜３２は
一体化されている。
さ１ｍｍのシリコン基板３１の表面に酸化シリコン膜
（ＳｉＯ2)３２を形成させる。厚さが５００ｎｍ程度の
酸化シリコン膜３２は、ＴＥＯＳ−ＣＶＤ法によってシ
リコン基板３１の表面のみに形成するまたは、熱酸化法
によってシリコン基板３１の全面に形成させたのち、少
なくとも裏面に形成された酸化膜を研磨によって除去す
る。従って、シリコン基板３１と酸化シリコン膜３２は
一体化されている。
【００４６】図２（ｂ）において、上面に酸化シリコン
膜３２が被着形成されたシリコン基板３１には、裏面か
らの通常の異方性エッチングによって、シリコン基板３
１を厚さ方向に貫通する複数のスリット３３′を形成す
る。
膜３２が被着形成されたシリコン基板３１には、裏面か
らの通常の異方性エッチングによって、シリコン基板３
１を厚さ方向に貫通する複数のスリット３３′を形成す
る。
【００４７】シリコン基板３１の裏面の所定部が露呈す
るレジストパターンを形成し穿設されたスリット３３′
は、所定部における酸化シリコン膜３２の裏面を露呈さ
せることになり、その裏面が露呈する部分の酸化シリコ
ン膜３２が振動部となる。
るレジストパターンを形成し穿設されたスリット３３′
は、所定部における酸化シリコン膜３２の裏面を露呈さ
せることになり、その裏面が露呈する部分の酸化シリコ
ン膜３２が振動部となる。
【００４８】なお、スリット３３′が形成されたシリコ
ン基板３１の表面に、スリット３３′を覆う酸化シリコ
ン膜３２を形成する他の方法として、スリット３３′形
成後に、酸化シリコン膜３２を形成する方法もある。即
ち、シリコン基板３１の表層部を残す溝をシリコン基板
３１の裏面からエッチングによって形成したのち、その
表層部を熱酸化処理して酸化シリコン膜３２を形成させ
る。
ン基板３１の表面に、スリット３３′を覆う酸化シリコ
ン膜３２を形成する他の方法として、スリット３３′形
成後に、酸化シリコン膜３２を形成する方法もある。即
ち、シリコン基板３１の表層部を残す溝をシリコン基板
３１の裏面からエッチングによって形成したのち、その
表層部を熱酸化処理して酸化シリコン膜３２を形成させ
る。
【００４９】図２（ｃ）において、スリット３３′が形
成されたシリコン基板３１の裏面に、ノズル板３４を接
合する。厚さが０．２ｍｍ程度であり、例えばシリコン
にてなるノズル板３４には、複数のスリット３３′のそ
れぞれに対応するノズル３５があけられており、シリコ
ン基板３１とノズル板３４は接着剤で接合させる方法も
あるが、本発明では拡散結合（熱圧着）により形成され
る接合層４０によって接合することを推奨する。
成されたシリコン基板３１の裏面に、ノズル板３４を接
合する。厚さが０．２ｍｍ程度であり、例えばシリコン
にてなるノズル板３４には、複数のスリット３３′のそ
れぞれに対応するノズル３５があけられており、シリコ
ン基板３１とノズル板３４は接着剤で接合させる方法も
あるが、本発明では拡散結合（熱圧着）により形成され
る接合層４０によって接合することを推奨する。
【００５０】そして、酸化シリコン膜３２が形成された
シリコン基板３１の下面にノズル板３４を接合し、イン
ク流路３３、即ちスリット３３′の上面と下面が酸化シ
リコン膜３２とノズル板３４によって覆われたインク流
路３３が構成されるようになる。
シリコン基板３１の下面にノズル板３４を接合し、イン
ク流路３３、即ちスリット３３′の上面と下面が酸化シ
リコン膜３２とノズル板３４によって覆われたインク流
路３３が構成されるようになる。
【００５１】図２（ｄ）において、酸化シリコン膜３２
の上に下部電極３７を形成させる。例えばスパッタリン
グにより形成し厚さが１００ｎｍの下部電極３７は、複
数の上部電極３９に対する共通電極であり、酸化シリコ
ン膜３２の全面またはマスクを利用した所定領域に限定
し形成させることになる。
の上に下部電極３７を形成させる。例えばスパッタリン
グにより形成し厚さが１００ｎｍの下部電極３７は、複
数の上部電極３９に対する共通電極であり、酸化シリコ
ン膜３２の全面またはマスクを利用した所定領域に限定
し形成させることになる。
【００５２】下部電極３７としては、従来のそれと同じ
であるＰｔ／Ｔｉの２層構成または、Ｐｔ／ＩｒＯ2 の
２層構成または、ＳｒＲｕＯ3 ／Ｐｔ／Ｔｉの３層構成
または、（Ｌａ，Ｓｒ）ＣｏＯ3 ／Ｐｔ／Ｔｉの３層構
成とする。
であるＰｔ／Ｔｉの２層構成または、Ｐｔ／ＩｒＯ2 の
２層構成または、ＳｒＲｕＯ3 ／Ｐｔ／Ｔｉの３層構成
または、（Ｌａ，Ｓｒ）ＣｏＯ3 ／Ｐｔ／Ｔｉの３層構
成とする。
【００５３】Ｐｔ／Ｔｉの下部電極３７は、従来の製造
プロセスを継承できる利点があり、Ｐｔ／ＩｒＯ2 の下
部電極３７は、下部電極３７の上に被着する圧電部材に
対する反応性が弱いという利点があり、ＳｒＲｕＯ3 ／
Ｐｔ／Ｔｉおよび（Ｌａ，Ｓｒ）ＣｏＯ3 ／Ｐｔ／Ｔｉ
の下部電極３７は、ＳｒＲｕＯ3 および（Ｌａ，Ｓｒ）
ＣｏＯ3 の結晶構造が、下部電極３７の上に被着する圧
電部材のそれに類似し整合性に優れる利点がある。
プロセスを継承できる利点があり、Ｐｔ／ＩｒＯ2 の下
部電極３７は、下部電極３７の上に被着する圧電部材に
対する反応性が弱いという利点があり、ＳｒＲｕＯ3 ／
Ｐｔ／Ｔｉおよび（Ｌａ，Ｓｒ）ＣｏＯ3 ／Ｐｔ／Ｔｉ
の下部電極３７は、ＳｒＲｕＯ3 および（Ｌａ，Ｓｒ）
ＣｏＯ3 の結晶構造が、下部電極３７の上に被着する圧
電部材のそれに類似し整合性に優れる利点がある。
【００５４】さらに、前記積層構成の下部電極３７にお
いて、圧電アクチュエータ３６を駆動させる信号線の接
続部にＡｕ／Ｎｉ層を被着させると、下部電極３７と該
信号線との接続にはんだが使用できるようになる。
いて、圧電アクチュエータ３６を駆動させる信号線の接
続部にＡｕ／Ｎｉ層を被着させると、下部電極３７と該
信号線との接続にはんだが使用できるようになる。
【００５５】図２（ｅ）において、下部電極３７の上に
厚さが１〜３μｍ程度の圧電膜３８０を被着させる。圧
電層３８を形成するための圧電膜３８０は、従来の圧電
層１７と同じＰＺＴで形成してもよいが、本発明では
０．５Ｐｂ（Ｎｉ1/3 Ｎｂ2/3）Ｏ3 −０．３５ＰｂＴ
ｉＯ3 −０．１５ＰｂＺｒＯ3 を推奨する。
厚さが１〜３μｍ程度の圧電膜３８０を被着させる。圧
電層３８を形成するための圧電膜３８０は、従来の圧電
層１７と同じＰＺＴで形成してもよいが、本発明では
０．５Ｐｂ（Ｎｉ1/3 Ｎｂ2/3）Ｏ3 −０．３５ＰｂＴ
ｉＯ3 −０．１５ＰｂＺｒＯ3 を推奨する。
【００５６】かかる圧電膜３８０は、化学めっき，融液
エピタキシー法等の従来技術によっても形成できるが、
本発明ではスピンコーターを利用したゾル−ゲル法を推
奨する。
エピタキシー法等の従来技術によっても形成できるが、
本発明ではスピンコーターを利用したゾル−ゲル法を推
奨する。
【００５７】組成が０．５Ｐｂ（Ｎｉ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ
3 −０．３５ＰｂＴｉＯ3 −０．１５ＰｂＺｒＯ3 の圧
電膜３８０をゾル−ゲル法で形成するには、Ｐｂ，Ｎ
ｉ，Ｎｂ，Ｔｉ，Ｚｒを含む有機金属溶液（エトキシ
ド）を使用し、乾燥（例えば１５０℃で３０分）・有機
物の熱分解（例えば４００℃で３０分）・アニール（例
えば６００℃〜８００℃で３０分〜６０分）の熱処理後
の組成が、０．５Ｐｂ（Ｎｉ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 −０．
３５ＰｂＴｉＯ3 −０．１５ＰｂＺｒＯ3 となるように
調整されたゾル−ゲル溶液、例えばＰｂ（ＣＨ3 ＣＯ
Ｏ)2を１．Ｏ５ｍｏｌ比，Ｔｉ（ＯＣ2 Ｈ5)4 を０．３
５ｍｏｌ比，Ｚｒ（ＯＣ2 Ｈ5)4 を０．１５ｍｏｌ比，
Ｎｂ（ＯＣ2 Ｈ5)4 を０．３３ｍｏｌ比，Ｎｉ（ＣＨ3
ＣＯＯ)2を０．１７ｍｏｌ比とし、Ｐｂを５ｍｏｌ％過
剰に添加したゾル−ゲル溶液に圧電粉末を分散させたも
の、特に圧電粉末としては例えば粒径が０．１μｍに揃
った単分散粉末を用いることが望ましい。
3 −０．３５ＰｂＴｉＯ3 −０．１５ＰｂＺｒＯ3 の圧
電膜３８０をゾル−ゲル法で形成するには、Ｐｂ，Ｎ
ｉ，Ｎｂ，Ｔｉ，Ｚｒを含む有機金属溶液（エトキシ
ド）を使用し、乾燥（例えば１５０℃で３０分）・有機
物の熱分解（例えば４００℃で３０分）・アニール（例
えば６００℃〜８００℃で３０分〜６０分）の熱処理後
の組成が、０．５Ｐｂ（Ｎｉ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 −０．
３５ＰｂＴｉＯ3 −０．１５ＰｂＺｒＯ3 となるように
調整されたゾル−ゲル溶液、例えばＰｂ（ＣＨ3 ＣＯ
Ｏ)2を１．Ｏ５ｍｏｌ比，Ｔｉ（ＯＣ2 Ｈ5)4 を０．３
５ｍｏｌ比，Ｚｒ（ＯＣ2 Ｈ5)4 を０．１５ｍｏｌ比，
Ｎｂ（ＯＣ2 Ｈ5)4 を０．３３ｍｏｌ比，Ｎｉ（ＣＨ3
ＣＯＯ)2を０．１７ｍｏｌ比とし、Ｐｂを５ｍｏｌ％過
剰に添加したゾル−ゲル溶液に圧電粉末を分散させたも
の、特に圧電粉末としては例えば粒径が０．１μｍに揃
った単分散粉末を用いることが望ましい。
【００５８】そして、ゾル−ゲル法による圧電膜３８０
はスピンコーターを使用することになり、厚さが１〜３
μｍ程度の圧電膜３８０はスピンコートを２〜３回程度
繰り返すことになる。
はスピンコーターを使用することになり、厚さが１〜３
μｍ程度の圧電膜３８０はスピンコートを２〜３回程度
繰り返すことになる。
【００５９】図３（ａ）において、圧電膜３８０の不要
部を除去して圧電層３８をパターン形成し、パターン形
成された圧電層３８は、乾燥・有機物の熱分解除去・ア
ニールの熱処理、例えば１５０℃で３０分程度加熱する
乾燥処理と、４００℃で３０分程度加熱する有機物熱分
解処理と、６００℃〜８００℃で３０分〜６０分加熱す
るアニール処理を施すことになる。
部を除去して圧電層３８をパターン形成し、パターン形
成された圧電層３８は、乾燥・有機物の熱分解除去・ア
ニールの熱処理、例えば１５０℃で３０分程度加熱する
乾燥処理と、４００℃で３０分程度加熱する有機物熱分
解処理と、６００℃〜８００℃で３０分〜６０分加熱す
るアニール処理を施すことになる。
【００６０】かかる圧電層３８のパターン形成方法とし
ては、マスクを使用して圧電膜３８０の不要部分を除去
（溶去）させてもよいが、ＵＶ硬化型レジストを含む溶
液で圧電膜３８０を形成すれば、その露光現像処理で圧
電層３８をパターン形成させることができる。
ては、マスクを使用して圧電膜３８０の不要部分を除去
（溶去）させてもよいが、ＵＶ硬化型レジストを含む溶
液で圧電膜３８０を形成すれば、その露光現像処理で圧
電層３８をパターン形成させることができる。
【００６１】図３（ｂ）において、圧電層３８の上にス
パッタプロセスによる上部電極３９を形成する。例えば
厚さが１００ｎｍの上部電極３９は、複数の圧電層３８
を個々に駆動させる電極であり、本実施例においてスパ
ッタリング装置を使用した上部電極３９は、上部電極３
９が被着してはならない領域をマスク（図示せず）で覆
い、スパッタリング後にそのマスクを除去する方法で形
成している。
パッタプロセスによる上部電極３９を形成する。例えば
厚さが１００ｎｍの上部電極３９は、複数の圧電層３８
を個々に駆動させる電極であり、本実施例においてスパ
ッタリング装置を使用した上部電極３９は、上部電極３
９が被着してはならない領域をマスク（図示せず）で覆
い、スパッタリング後にそのマスクを除去する方法で形
成している。
【００６２】上部電極３９の材質としては、従来のそれ
と同じであるＴｉ／Ｐｔの２層構成または、ＩｒＯ2 ／
Ｐｔの２層構成またはＴｉ／Ｐｔ／ＳｒＲｕＯ3 の３層
構成またはＴｉ／Ｐｔ／（Ｌａ，Ｓｒ）ＣｏＯ3 の３層
構成とする。
と同じであるＴｉ／Ｐｔの２層構成または、ＩｒＯ2 ／
Ｐｔの２層構成またはＴｉ／Ｐｔ／ＳｒＲｕＯ3 の３層
構成またはＴｉ／Ｐｔ／（Ｌａ，Ｓｒ）ＣｏＯ3 の３層
構成とする。
【００６３】Ｔｉ／Ｐｔの上部電極３９は、従来の製造
プロセスを継承する利点があり、ＩｒＯ2 ／Ｐｔの上部
電極３９は、上部電極３９を被着する圧電部材に対する
反応性が弱いという利点があり、Ｔｉ／Ｐｔ／ＳｒＲｕ
Ｏ3 とＴｉ／Ｐｔ／（Ｌａ，Ｓｒ）ＣｏＯ3 の上部電極
３９は、結晶構造が圧電層３８のそれに類似し整合性に
優れる利点がある。
プロセスを継承する利点があり、ＩｒＯ2 ／Ｐｔの上部
電極３９は、上部電極３９を被着する圧電部材に対する
反応性が弱いという利点があり、Ｔｉ／Ｐｔ／ＳｒＲｕ
Ｏ3 とＴｉ／Ｐｔ／（Ｌａ，Ｓｒ）ＣｏＯ3 の上部電極
３９は、結晶構造が圧電層３８のそれに類似し整合性に
優れる利点がある。
【００６４】さらに、複層構成の上部電極３９におい
て、その最上層にＡｕ／Ｎｉ層を被着させると、その上
部電極３９に所定電圧を印加する信号線の接続に、はん
だが利用できるようになる。
て、その最上層にＡｕ／Ｎｉ層を被着させると、その上
部電極３９に所定電圧を印加する信号線の接続に、はん
だが利用できるようになる。
【００６５】
【発明の効果】以上説明したように本発明によるインク
ジェットヘッドとその製造方法は、シリコン基板上に酸
化シリコン膜と圧電アクチュエータとを順次形成させた
または形成させる構成であり、インク流路に対する圧電
アクチュエータの位置決めが容易かつ正確となり、イン
クジェットプリンタの高精彩印刷，小型化，軽量化が可
能になる。
ジェットヘッドとその製造方法は、シリコン基板上に酸
化シリコン膜と圧電アクチュエータとを順次形成させた
または形成させる構成であり、インク流路に対する圧電
アクチュエータの位置決めが容易かつ正確となり、イン
クジェットプリンタの高精彩印刷，小型化，軽量化が可
能になる。
【００６６】そして、前記本発明によるインクジェット
ヘッドとその製造方法において、圧電アクチュエータの
下部電極および上部電極をＰｔとＴｉの積層膜から形成
した構成は、従来の電極形成プロセスを利用できる利点
があり、ＰｔとＩｒＯ2 の積層膜から形成したものは、
圧電層に対する反応性が弱い（圧電層に対して安定であ
る）という利点があり、ＳｒＲｕＯ3 とＰｔとＴｉの積
層膜または（Ｌａ，Ｓｒ）ＣｏＯ3 とＰｔとＴｉの積層
膜から形成したものは、ＳｒＲｕＯ3 または（Ｌａ，Ｓ
ｒ）ＣｏＯ3 の結晶構造が圧電層のそれに似ており、圧
電層に対する整合性に優れるという効果が得られる。
ヘッドとその製造方法において、圧電アクチュエータの
下部電極および上部電極をＰｔとＴｉの積層膜から形成
した構成は、従来の電極形成プロセスを利用できる利点
があり、ＰｔとＩｒＯ2 の積層膜から形成したものは、
圧電層に対する反応性が弱い（圧電層に対して安定であ
る）という利点があり、ＳｒＲｕＯ3 とＰｔとＴｉの積
層膜または（Ｌａ，Ｓｒ）ＣｏＯ3 とＰｔとＴｉの積層
膜から形成したものは、ＳｒＲｕＯ3 または（Ｌａ，Ｓ
ｒ）ＣｏＯ3 の結晶構造が圧電層のそれに似ており、圧
電層に対する整合性に優れるという効果が得られる。
【００６７】さらに、前記本発明によるインクジェット
ヘッドとその製造方法において、圧電層を０．５Ｐｂ
（Ｎｉ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 −０．３５ＰｂＴｉＯ3 −
０．１５ＰｂＺｒＯ3 とした構成は、３１モード歪を利
用したインクジェットヘッドを高性能化せしめ、上部電
極と下部電極の信号線接続部にＡｕ／Ｎｉ層を被着した
構成は、圧電アクチュエータの信号線がはんだを使用し
て容易に接続できるようになる。
ヘッドとその製造方法において、圧電層を０．５Ｐｂ
（Ｎｉ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 −０．３５ＰｂＴｉＯ3 −
０．１５ＰｂＺｒＯ3 とした構成は、３１モード歪を利
用したインクジェットヘッドを高性能化せしめ、上部電
極と下部電極の信号線接続部にＡｕ／Ｎｉ層を被着した
構成は、圧電アクチュエータの信号線がはんだを使用し
て容易に接続できるようになる。
【図１】 本発明の実施例によるインクジェットヘッド
の概略構成の説明図である。
の概略構成の説明図である。
【図２】 本発明の実施例によるインクジェットヘッド
の製造方法の説明図（その１）である。
の製造方法の説明図（その１）である。
【図３】 本発明の実施例によるインクジェットヘッド
の製造方法の説明図（その２）である。
の製造方法の説明図（その２）である。
【図４】 インクジェットプリンタの概略構成を示す側
面図である。
面図である。
【図５】 図４のインクジェットヘッドの構成例を示す
側断面図である。
側断面図である。
３０ インクジェットヘッド ３１ シリコン基板 ３２ 酸化シリコン膜 ３３ インク流路 ３３′ インク流路用のスリット ３４ ノズル板 ３５ ノズル ３６ 圧電アクチュエータ ３７ 下部電極 ３８ 圧電層 ３９ 上部電極 ３８０ 圧電膜
Claims (9)
- 【請求項１】 インク流路内のインクを圧電アクチュエ
ータが加圧し、該インク流路に連通するノズルから該イ
ンクを飛翔させるインクジェットヘッドにおいて、 厚さ方向に貫通するスリットが形成されたシリコン基板
と、 該シリコン基板の表面に被着して該スリットを覆う酸化
シリコン膜と、 該スリットに対応して該酸化シリコン膜の上に形成され
た圧電アクチュエータと、 該スリットに連通するノズルが設けられ該シリコン基板
の裏面に接合されるノズル板とを備えたことを特徴とす
るインクジェットヘッド。 - 【請求項２】 前記圧電アクチュエータが、前記酸化シ
リコン膜に被着する下部電極と、該下部電極に積層され
た圧電層と、該圧電層に積層された上部電極にて構成さ
れ、 該下部電極がＰｔ／Ｔｉ積層膜またはＰｔ／ＩｒＯ2 積
層膜またはＳｒＲｕＯ 3 ／Ｐｔ／Ｔｉ積層膜または（Ｌ
ａ，Ｓｒ）ＣｏＯ3 ／Ｐｔ／Ｔｉ積層膜から形成され、 該上部電極が該下部電極と同一素材で積層順序が逆の積
層膜から形成されていることを特徴とする請求項１記載
のインクジェットヘッド。 - 【請求項３】 前記圧電アクチュエータが、前記酸化シ
リコン膜に被着する下部電極と、該下部電極に積層され
た圧電層と、該圧電層に積層された上部電極にて構成さ
れ、 該圧電層が０．５Ｐｂ（Ｎｉ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 −０．
３５ＰｂＴｉＯ3 −０．１５ＰｂＺｒＯ3 からなること
を特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッド。 - 【請求項４】 前記圧電アクチュエータが、前記酸化シ
リコン膜に被着する下部電極と、該下部電極に積層され
た圧電層と、該圧電層に積層された上部電極にて構成さ
れ、 該下部電極および上部電極の外部信号線接続部に、Ａｕ
／Ｎｉ積層膜が被着されていることを特徴とする請求項
１記載のインクジェットヘッド。 - 【請求項５】 インク流路内のインクを圧電アクチュエ
ータが加圧し、該インク流路に連通するノズルから該イ
ンクを飛翔させるインクジェットヘッドの製造方法にお
いて、 シリコン基板の表面に酸化シリコン膜を形成する工程
と、 該シリコン基板の裏面からの異方性エッチングによっ
て、該シリコン基板を厚さ方向に貫通するスリットを該
シリコン基板に形成する工程と、 該スリットに対応するノズルが形成されたノズル板を該
シリコン基板の裏面に接合させる工程と、 該圧電アクチュエータの下部電極を該酸化シリコン膜の
上に形成する工程と、 該スリットに対応する該圧電アクチュエータの圧電層を
該下部電極に重ねて形成する工程と、 該圧電アクチュエータの上部電極を該圧電層に重ねて形
成する工程を含むことを特徴とするインクジェットヘッ
ドの製造方法。 - 【請求項６】 請求項５記載のインクジェットヘッドの
製造方法において、 前記圧電層を、圧電粉末をゾル−ゲル溶液に分散させた
ゾル−ゲル法により前記下部電極の上に被着させた圧電
膜から形成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。 - 【請求項７】 請求項６記載のインクジェットヘッドの
製造方法において、 前記ゾル−ゲル溶液に感光性溶液を使用し、前記圧電膜
の露光現像処理によって前記圧電層を所要パターンに形
成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。 - 【請求項８】 請求項６記載のインクジェットヘッドの
製造方法において、 前記ゾル−ゲル溶液に含まれる有機物の熱分解を含む熱
処理で形成された前記圧電膜の組成が、０．５Ｐｂ（Ｎ
ｉ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 −０．３５ＰｂＴｉＯ3−０．１
５ＰｂＺｒＯ3 となるように、前記圧電粉末および該ゾ
ル−ゲル溶液を調整して用いることを特徴とするインク
ジェットヘッドの製造方法。 - 【請求項９】 請求項６記載のインクジェットヘッドの
製造方法において、 前記圧電粉末に単分散粉末を用いることを特徴とするイ
ンクジェットヘッドの製造方法。
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Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001088296A (ja) * | 1999-09-20 | 2001-04-03 | Fuji Electric Co Ltd | インクジェット記録ヘッド |
| US6795676B2 (en) | 2001-06-01 | 2004-09-21 | Ricoh Company, Ltd | Sheet wrapping avoidable fixing apparatus and image forming apparatus |
| JP2005032955A (ja) * | 2003-07-11 | 2005-02-03 | Fuji Xerox Co Ltd | 圧電素子、これを用いた液滴吐出ヘッド、および、該液滴吐出ヘッドを用いた液滴吐出装置 |
| US7101026B2 (en) | 1997-11-25 | 2006-09-05 | Seiko Epson Corporation | Ink jet recording head and ink jet recorder having a compression film with a compressive stress and removal part incorporated therein |
| JP2007287918A (ja) * | 2006-04-17 | 2007-11-01 | Seiko Epson Corp | 圧電体積層体、表面弾性波素子、薄膜圧電共振子および圧電アクチュエータ、ならびに圧電体積層体の製造方法 |
| JP2011161912A (ja) * | 2010-02-08 | 2011-08-25 | Samsung Electro-Mechanics Co Ltd | 圧電アクチュエータ、それを含むインクジェットヘッド及び圧電アクチュエータの製造方法 |
| JP2012119386A (ja) * | 2010-11-29 | 2012-06-21 | Ricoh Co Ltd | 電気機械変換素子、液体噴射ヘッド、及び電気機械変換素子の製造方法 |
| JP2013065697A (ja) * | 2011-09-16 | 2013-04-11 | Ricoh Co Ltd | 電気−機械変換素子、液滴吐出ヘッド、液滴吐出装置及び画像形成装置 |
| US8869362B2 (en) * | 2007-05-30 | 2014-10-28 | Oce-Technology B.V. | Method of forming an array of piezoelectric actuators on a membrane |
-
1997
- 1997-11-13 JP JP31196097A patent/JP4041927B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7101026B2 (en) | 1997-11-25 | 2006-09-05 | Seiko Epson Corporation | Ink jet recording head and ink jet recorder having a compression film with a compressive stress and removal part incorporated therein |
| US7651201B2 (en) | 1997-11-25 | 2010-01-26 | Seiko Epson Corporation | Ink jet recording head and ink jet recorder |
| JP2001088296A (ja) * | 1999-09-20 | 2001-04-03 | Fuji Electric Co Ltd | インクジェット記録ヘッド |
| US6795676B2 (en) | 2001-06-01 | 2004-09-21 | Ricoh Company, Ltd | Sheet wrapping avoidable fixing apparatus and image forming apparatus |
| US7224928B2 (en) | 2001-06-01 | 2007-05-29 | Ricoh Company, Ltd. | Sheet wrapping avoidable fixing apparatus and image forming apparatus |
| US7346305B2 (en) | 2001-06-01 | 2008-03-18 | Ricoh Company, Ltd | Sheet wrapping avoidable fixing apparatus and image forming apparatus |
| JP2005032955A (ja) * | 2003-07-11 | 2005-02-03 | Fuji Xerox Co Ltd | 圧電素子、これを用いた液滴吐出ヘッド、および、該液滴吐出ヘッドを用いた液滴吐出装置 |
| JP2007287918A (ja) * | 2006-04-17 | 2007-11-01 | Seiko Epson Corp | 圧電体積層体、表面弾性波素子、薄膜圧電共振子および圧電アクチュエータ、ならびに圧電体積層体の製造方法 |
| US8869362B2 (en) * | 2007-05-30 | 2014-10-28 | Oce-Technology B.V. | Method of forming an array of piezoelectric actuators on a membrane |
| JP2011161912A (ja) * | 2010-02-08 | 2011-08-25 | Samsung Electro-Mechanics Co Ltd | 圧電アクチュエータ、それを含むインクジェットヘッド及び圧電アクチュエータの製造方法 |
| JP2012119386A (ja) * | 2010-11-29 | 2012-06-21 | Ricoh Co Ltd | 電気機械変換素子、液体噴射ヘッド、及び電気機械変換素子の製造方法 |
| JP2013065697A (ja) * | 2011-09-16 | 2013-04-11 | Ricoh Co Ltd | 電気−機械変換素子、液滴吐出ヘッド、液滴吐出装置及び画像形成装置 |
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