JPH11170547A - Ink jet printer head and manufacture thereof - Google Patents

Ink jet printer head and manufacture thereof

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JPH11170547A
JPH11170547A JP34093197A JP34093197A JPH11170547A JP H11170547 A JPH11170547 A JP H11170547A JP 34093197 A JP34093197 A JP 34093197A JP 34093197 A JP34093197 A JP 34093197A JP H11170547 A JPH11170547 A JP H11170547A
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悦子 藤沢
Yasutarou Kobata
八州太郎 木幡
Zenichi Akiyama
善一 秋山
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent deformation of a silicon board due to diffusion of lead in a piezoelectric ceramics produced at the time of sintering thereof in the manufacture of an ink jet printer head. SOLUTION: In an ink jet printer head for jetting liquid in a pressure chamber 2 through a nozzle 8 to the outside by displacing an electromechanical converting element part comprising a piezoelectric ceramics, an intermediate layer 3 for preventing diffusion of lead in the piezoelectric ceramics (electromechanical converting layer 5) at the time of sintering is provided on a pressure chamber substrate 1 and heat treatment for shaping the electromechanical converting layer 5 is performed at a sufficiently low temperature so that the pressure chamber substrate 1 made of silicon is not deformed due to diffusion of lead in a piezoelectric ceramics. Low temperature sintering is realized by making fine the temporary burnt powder, adding a combustion accelerator and controlling the sintering atmosphere.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電気−機械変換素
子を用いてインク滴を噴出するインクジェットプリンタ
ヘッド及びその製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink jet printer head for ejecting ink droplets using an electro-mechanical conversion element and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】加圧室に圧力を加えてインク滴を噴出す
る方法の一つとして、電気−機械変換素子を用いたアク
チュエータが知られている。近年、高速,高画質,低消
費駆動,低価格のインクジェットプリンタが要求されて
おり、そのために低電圧駆動で大変位が得られ、かつ発
生力の大きい、更に高集積化で変位の大きな圧電/電歪
素子,振動板材料,アクチュエータ構成が考案されてい
る。
2. Description of the Related Art An actuator using an electromechanical transducer is known as one of the methods for ejecting ink droplets by applying pressure to a pressure chamber. In recent years, high-speed, high-quality, low-consumption drive, and low-cost inkjet printers have been demanded. For this reason, a large displacement can be obtained by low-voltage drive, and a large force is generated. Electrostrictive elements, diaphragm materials, and actuator configurations have been devised.

【0003】例えば、特開平6−40035号公報にお
いては、加圧室基板材を凹状に形成させる方法として、
圧電/電歪駆動部下の加圧室、流路をグリーンシートに
て積層形成し、一体焼成することにより接着剤を用いず
に形成できる製造性に優れた圧電/電歪アクチュエータ
が提示されている。しかしながら、この方法では、加工
精度や張り合わせ時の位置精度において問題があり、高
密度,高集積化の実現には課題を有している。
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-40035 discloses a method of forming a pressurized chamber substrate material into a concave shape.
A piezoelectric / electrostrictive actuator with excellent manufacturability that can be formed without using an adhesive by forming a pressurizing chamber and a flow path under a piezoelectric / electrostrictive driving unit by laminating green sheets and integrally firing the same is proposed. . However, this method has problems in processing accuracy and positional accuracy at the time of bonding, and has problems in realizing high density and high integration.

【0004】これに対し、本出願人は先にインクジェッ
ト記録ヘッド及びその製造方法なる名称の出願(特願平
9ー107296号)を行い、異方性エッチングが可能
なリコン,水晶,サファイヤ,酸化マグネシウム等を用
いることで、張り合わせ工程を不要にしかつ、マイクロ
マシーニング技術により、エッチングが位置精度を高く
形成でき、凹部の形状を有する基板上に中間層,電気−
機械変換素子を形成して高密度,高集積したインクジェ
ットプリンタヘッドを提案した。ここで、電気−機械変
換膜の材料として、一般的には、チタン酸ジルコン酸鉛
(以下、PZTと略す)等の鉛系圧電セラミックス材料
が最も圧電性能が高いことから、鉛系圧電セラミックス
材料が使用されている。
On the other hand, the present applicant previously filed an application (Japanese Patent Application No. 9-107296) for an ink jet recording head and a method for manufacturing the same, and made it possible to perform anisotropic etching on recon, quartz, sapphire, oxidized The use of magnesium or the like eliminates the need for the laminating step, and enables the etching to be formed with high positional accuracy by the micromachining technology.
A high-density, highly integrated inkjet printer head with mechanical conversion elements has been proposed. Here, as a material of the electro-mechanical conversion film, a lead-based piezoelectric ceramic material such as lead zirconate titanate (hereinafter, abbreviated as PZT) generally has the highest piezoelectric performance. Is used.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、シリコ
ン基板上にスクリーン印刷法にてPZTを形成した後、
結晶化させるために熱処理(以後、焼成という)を行う
と、シリコン基板上に鉛が拡散し、シリコン基板が変形
し、かつ、PZTの圧電特性が低下する問題があった。
本発明において、圧電セラミックスを低温で焼成するこ
とにより、シリコン基板を変位させることなく、インク
を吐出させるのに十分な変位を示す電気−機械変換層を
提供することを目的とする。
However, after forming PZT on a silicon substrate by a screen printing method,
When heat treatment (hereinafter referred to as baking) is performed for crystallization, there is a problem that lead diffuses into the silicon substrate, deforms the silicon substrate, and lowers the piezoelectric characteristics of PZT.
In the present invention, an object is to provide an electro-mechanical conversion layer which shows a displacement sufficient for discharging ink without displacing a silicon substrate by firing a piezoelectric ceramic at a low temperature.

【0006】ここで、電気−機械変換層の焼成時の低温
化に必要とされる事項は、 1)仮焼粉の微粒子化、 2)焼結助剤の添加、 3)焼成雰囲気の制御、 が挙げられる。
Here, items required for lowering the temperature at the time of firing the electro-mechanical conversion layer are: 1) making the calcined powder finer, 2) adding a sintering aid, 3) controlling the firing atmosphere, Is mentioned.

【0007】本発明の請求項2,3,4においては微粒
子化を、請求項5,6では焼成雰囲気を、請求項7,
8,9,10,11においては焼結助剤の添加を用いる
ことで低温焼成を実現する。
In the second, third, and fourth aspects of the present invention, fine particles are formed.
In 8, 9, 10, and 11, low-temperature sintering is realized by using a sintering aid.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、噴射
すべき液体を保持、加圧するための凹部を有するシリコ
ンからなる加圧室基板と、前記加圧室基板に連通するノ
ズル板と、前記加圧室基板上に形成された、中間層と、
さらにその上に下部電極層、電気−機械変換層及び上部
電極層からなる電気−機械変換素子部から構成され、前
記電気−機械変換素子部を変位させることにより、加圧
室内の液体をノズルを介して外部に噴出するインクジェ
ットプリンタヘッドの製造方法において、前記電気−機
械変換層が圧電セラミックスから成りかつ、成形のため
の熱処理が前記シリコンからなる加圧室基板の変形を生
じることのない十分な低温で成されるインクジェットプ
リンタヘッドの製造方法である。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a pressure chamber substrate made of silicon having a concave portion for holding and pressurizing a liquid to be jetted, and a nozzle plate communicating with the pressure chamber substrate. An intermediate layer formed on the pressure chamber substrate;
Further, an electro-mechanical conversion element portion including a lower electrode layer, an electro-mechanical conversion layer, and an upper electrode layer is further formed thereon. In the method for manufacturing an ink jet printer head ejecting to the outside via a substrate, the electro-mechanical conversion layer is made of piezoelectric ceramics, and a heat treatment for molding does not cause deformation of the pressure chamber substrate made of silicon. This is a method for manufacturing an inkjet printer head which is performed at a low temperature.

【0009】請求項2の発明は、請求項1に記載された
インクジェットプリンタヘッドの製造方法において、前
記電気−機械変換層が粒径0.3〜5μmの粒組織から
成りかつ、前記圧電セラミックスの比表面積が7m2
g以上の仮焼粉をペースト化、印刷し、700〜105
0℃の温度範囲にて熱処理を行うインクジェットプリン
タヘッドの製造方法である。
According to a second aspect of the present invention, in the method for manufacturing an ink jet printer head according to the first aspect, the electro-mechanical conversion layer is made of a grain structure having a grain size of 0.3 to 5 μm, and The specific surface area is 7m 2 /
g or more of calcined powder is pasted and printed, 700-105
This is a method for manufacturing an ink jet printer head that performs heat treatment in a temperature range of 0 ° C.

【0010】請求項3の発明は、請求項2に記載された
インクジェットプリンタヘッドの製造方法において、前
記仮焼粉の粒度分布は0.005〜0.2μm、平均粒径
が0.04μm以上、0.12μm以下であるインクジェ
ットプリンタヘッドの製造方法である。
According to a third aspect of the present invention, in the method of manufacturing an ink jet printer head according to the second aspect, the calcined powder has a particle size distribution of 0.005 to 0.2 μm, an average particle size of 0.04 μm or more, This is a method for manufacturing an inkjet printer head having a size of 0.12 μm or less.

【0011】請求項4の発明は、請求項2に記載された
インクジェットプリンタヘッドの製造方法において、前
記仮焼粉は水熱合成法にて合成するインクジェットプリ
ンタヘッドの製造方法である。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an ink jet printer head according to the second aspect, wherein the calcined powder is synthesized by a hydrothermal synthesis method.

【0012】請求項5の発明は、請求項1乃至4のいず
れかに記載されたインクジェットプリンタヘッドの製造
方法において、前記電気−機械変換層を大気中もしくは
ヘリウム中で熱処理するインクジェットプリンタヘッド
の製造方法である。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an ink jet printer head according to any one of the first to fourth aspects, wherein the electro-mechanical conversion layer is heat-treated in air or helium. Is the way.

【0013】請求項6の発明は、請求項1乃至4のいず
れかに記載されたインクジェットプリンタヘッドの製造
方法において、前記電気−機械変換層をヘリウム中で熱
処理した後に大気中で再び熱処理するインクジェットプ
リンタヘッドの製造方法である。
According to a sixth aspect of the present invention, in the method of manufacturing an ink jet printer head according to any one of the first to fourth aspects, the inkjet is performed by heat-treating the electro-mechanical conversion layer in helium and then heat-treating the layer in the atmosphere. This is a method for manufacturing a printer head.

【0014】請求項7の発明は、請求項1乃至4のいず
れかに記載されたインクジェットプリンタヘッドの製造
方法において、前記電気ー機械変換層の形成時の熱処理
中、液相を形成する成分としてPbO,SiO2,Li
CO3,Bi2CO3,GeOのうち少なくとも1つを
含む焼結助剤を添加し、焼結させ、熱処理後粒子内と比
較して粒界の組成にPbもしくはGeもしくはSiもし
くはLiもしくはBiを多く含有するようにするインク
ジェットプリンタヘッドの製造方法である。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing an ink jet printer head according to any one of the first to fourth aspects, wherein a component for forming a liquid phase during heat treatment at the time of forming the electro-mechanical conversion layer is provided. PbO, SiO 2 , Li
A sintering aid containing at least one of CO 3 , Bi 2 CO 3 , and GeO 2 is added and sintered, and after heat treatment, the composition of the grain boundaries is compared with that of the inside of the particles by Pb, Ge, Si, Li, or Li. This is a method for manufacturing an ink jet printer head containing a large amount of Bi.

【0015】請求項8の発明は、請求項7に記載された
前記焼結助剤の添加量が圧電セラミックス重量に対し8
wt%以下の量であるインクジェットプリンタヘッドの
製造方法である。
According to an eighth aspect of the present invention, the amount of the sintering aid according to the seventh aspect is 8 to the weight of the piezoelectric ceramic.
This is a method for manufacturing an ink jet printer head having an amount of not more than wt%.

【0016】請求項9の発明は、請求項8に記載された
インクジェッタプリンタヘッドの製造方法において、担
持される粒子の粒径をDg、担持助剤粒子の粒径をDi
としたとき、Di/Dgが下記の範囲であるインクジェ
ットプリンタヘッドの製造方法である。 0<Di/Dg<0.8
According to a ninth aspect of the present invention, in the method for manufacturing an ink jet printer head according to the eighth aspect, the particle size of the supported particles is Dg, and the particle size of the supporting auxiliary particles is Di.
In this method, Di / Dg is in the following range. 0 <Di / Dg <0.8

【0017】請求項10の発明は、請求項9に記載され
たインクジェットプリンタヘッドの製造方法において、
前記焼結助剤が担持された粒子は金属アルコキシドまた
は金属塩と有機溶媒反応で誘導した反応前駆体の加水分
解により形成されるインクジェットプリンタヘッドの製
造方法である。
According to a tenth aspect of the present invention, in the method for manufacturing an ink jet printer head according to the ninth aspect,
A method of manufacturing an ink jet printer head, wherein the particles carrying the sintering aid are formed by hydrolysis of a reaction precursor induced by a reaction between a metal alkoxide or a metal salt and an organic solvent.

【0018】請求項11の発明は、請求項10に記載さ
れたインクジェットプリンタヘッドの製造方法におい
て、前記焼結助剤が坦持された粒子は限外ろ過を用いて
形成されるインクジェットプリンタヘッドの製造方法で
ある。
According to an eleventh aspect of the present invention, in the method for manufacturing an ink jet printer head according to the tenth aspect, the particles carrying the sintering aid are formed by ultrafiltration. It is a manufacturing method.

【0019】請求項12の発明は、請求項1乃至11の
いずれかに記載されたインクジェットプリンタヘッドの
製造方法によって製造されたインクジェットプリンタヘ
ッドである。
A twelfth aspect of the present invention is an ink jet printer head manufactured by the method of manufacturing an ink jet printer head according to any one of the first to eleventh aspects.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】実施例1 図1は、本発明のインクジェットヘッドの実施例におけ
る断面を概略的に示したものである。加圧室2を形成す
るように、部分的に凹部を有する加圧室基板1に中間層
3を設け、その上に下電極層4,電気−機械変換層5,
上電極層6を積層させる。加圧室基板1とノズル8を有
するノズル板7は接合されている。この構成は便宜的に
示されたもので、ノズル板を閉塞させる板を接合し、イ
ンク室を構成し、その端面にノズル板を接合させてもよ
い。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiment 1 FIG. 1 schematically shows a cross section of an embodiment of an ink jet head according to the present invention. An intermediate layer 3 is provided on a pressurized chamber substrate 1 partially having a concave portion so as to form a pressurized chamber 2, and a lower electrode layer 4, an electro-mechanical conversion layer 5,
The upper electrode layer 6 is laminated. The pressure chamber substrate 1 and the nozzle plate 7 having the nozzle 8 are joined. This configuration is shown for the sake of convenience, and a plate for closing the nozzle plate may be joined to form an ink chamber, and the nozzle plate may be joined to the end face.

【0021】以下に本実施例の作製方法を記載する。図
3は、凹部を有する加圧室基板1の作製方法を断面図で
工程順に示している。厚さが300μm、面方位が(1
10)面方位のシリコンウェハー9の上に耐シリコンエ
ッチング膜となる酸化シリコン膜10を熱酸化法により
形成させる(図3(A))。耐シリコンエッチング膜に
は酸化シリコンだけでなく、窒化シリコン,金属等、シ
リコンエッチング液に対して耐食性を示す膜であればよ
い。次に、酸化膜上にレジスト11をスピンコート法に
よって塗布し(図3(B))、フォトリソグラフィ技術
を用いて凹部を形成するためのレジストパターンを形成
する(図3(C))。
Hereinafter, the manufacturing method of this embodiment will be described. FIG. 3 shows a method of manufacturing the pressurized chamber substrate 1 having a concave portion in a sectional view in the order of steps. The thickness is 300 μm and the plane orientation is (1
10) A silicon oxide film 10 serving as a silicon etching resistant film is formed on the silicon wafer 9 having a plane orientation by a thermal oxidation method (FIG. 3A). The silicon-resistant etching film is not limited to silicon oxide, and may be any film having corrosion resistance to a silicon etchant, such as silicon nitride and metal. Next, a resist 11 is applied on the oxide film by a spin coating method (FIG. 3B), and a resist pattern for forming a concave portion is formed by using a photolithography technique (FIG. 3C).

【0022】その後、フッ酸系エッチング液にて酸化シ
リコン膜をエッチングした後、更に摂氏90℃の40%
KOH水溶液に浸し、異方性エッチングを行い、295
μmエッチングし、凹部を形成する(図3(D))。残
ったシリコン基板上の酸化シリコン膜は、フッ酸系エッ
チング液にて剥離する(図3(E))。エッチング量
は、予めKOH水溶液の濃度,温度,浸透時間を制御す
ることにより、凹部のエッチング量を制御できる。
Then, after the silicon oxide film is etched with a hydrofluoric acid-based etchant, the silicon oxide film is further etched at 90.degree.
Immersed in KOH aqueous solution, anisotropically etched,
Etching is performed by μm to form a concave portion (FIG. 3D). The remaining silicon oxide film on the silicon substrate is separated with a hydrofluoric acid-based etchant (FIG. 3E). The etching amount can be controlled by controlling the concentration, temperature, and permeation time of the KOH aqueous solution in advance.

【0023】加圧室基板1上の中間層3には、電気−機
械変換層の鉛が拡散しない緻密で高脆性で、なおかつ機
械的強度が大きい材料であるジルコニアを用いる。ジル
コニアを安定化、もしくは部分安定化させるための添加
物の添加量は酸化イットリウムに対して2〜30モル
%、酸化マグネシウムや酸化カルシウムに対しては5〜
40モル%、酸化セリウムに対しては6〜50モル%と
すること及び、これらの酸化物を少なくとも1つ含んだ
部分安定化または完全安定化された酸化ジルコニウムが
望ましい。中間層3形成のための膜形成法として加圧室
基板1との密着性の高いスパッタ法を用いて、膜を1μ
m厚形成する。本発明では、中間層3は電気−機械変換
層の鉛拡散防止層として用いるので、0.1μm厚程度
で十分である。膜厚を2μm以上にすると焼成時に密度
変化によるクラックが発生するため、ジルコニアの中間
層は2μm以下に形成する。
For the intermediate layer 3 on the pressurizing chamber substrate 1, zirconia, which is a dense, highly brittle, and high-mechanical-strength material in which lead of the electro-mechanical conversion layer does not diffuse, is used. The additive amount of the additive for stabilizing or partially stabilizing zirconia is 2 to 30 mol% with respect to yttrium oxide, and 5 to 5 with respect to magnesium oxide and calcium oxide.
It is preferable to use 40 mol%, 6 to 50 mol% with respect to cerium oxide, and partially or fully stabilized zirconium oxide containing at least one of these oxides. As a film forming method for forming the intermediate layer 3, a film having a thickness of 1 μm is formed by using a sputtering method having a high adhesion to the pressure chamber substrate 1.
m thickness. In the present invention, since the intermediate layer 3 is used as a lead diffusion preventing layer of the electromechanical conversion layer, a thickness of about 0.1 μm is sufficient. If the film thickness is 2 μm or more, cracks occur due to density change during firing, so the zirconia intermediate layer is formed to 2 μm or less.

【0024】更に、中間層3の上に積層される下電極層
4に白金や白金属元素(Pd,Rh,Ih,Ru)など
の高融点貴金属、及びそれらの合金を主成分とする電極
材料を用いることができるが、安定性の点からも白金も
しくはそれらの合金が好適である。前記下電極層4をス
クリーン印刷にて5μm厚で印刷形成する。
Further, the lower electrode layer 4 laminated on the intermediate layer 3 has an electrode material mainly composed of a high melting point noble metal such as platinum or a white metal element (Pd, Rh, Ih, Ru), or an alloy thereof. Can be used, and platinum or an alloy thereof is preferable also from the viewpoint of stability. The lower electrode layer 4 is formed by screen printing with a thickness of 5 μm.

【0025】下電極層4上の電気−機械変換層5には、
圧電セラミックスであるPZT系セラミックスが好まし
い。また、PZTに第3成分を加えたマグネシウムニオ
ブ酸鉛系,ニッケルニオブ酸鉛系,マンガンニオブ酸鉛
系をアンチモンスズ酸鉛系、更にはこれらの複合材料が
用いられる。なお、PZT系を主成分とする材料に、ラ
ンタン,バリウム,ニオブ,亜鉛,セリウム,クロム,
コバルト,ストロンチウム,イットリウム,タンタル,
タングステン,ニッケル,マンガン等の酸化物やそれら
の化合物を添加物とした材料が好ましい。
The electro-mechanical conversion layer 5 on the lower electrode layer 4 includes
PZT ceramics, which are piezoelectric ceramics, are preferred. In addition, lead magnesium niobate, nickel niobate, and lead manganese niobate obtained by adding a third component to PZT are used as lead antimonate stannate, and a composite material thereof. In addition, lanthanum, barium, niobium, zinc, cerium, chromium,
Cobalt, strontium, yttrium, tantalum,
Materials containing oxides such as tungsten, nickel and manganese and their compounds as additives are preferred.

【0026】電気−機械変換層5の形成法については、
周知の真空成膜法であるスパッタ,CVDやゾルーゲル
などは全面デポによるパターニングにより工程が煩雑に
なり、コストが高くなる。特に、ゾルーゲル法では、1
回の塗布による膜厚が0.1μm以下と小さいために、
加圧室基板1を撓ませるだけの膜厚を形成するには塗布
回数が多くなり、作製工程が多くなる。また、これらの
方法で形成された膜は、膜厚方向における組成の均一化
が難しく、圧電特性の再現性が悪い。これに対し、PZ
T等圧電体の仮焼粉をペースト加工し、スクリーン印刷
で形成した膜は、パターニング工程が不要で、一回の印
刷工程で20μmの膜厚を形成できるため、簡便に低コ
ストで電気ー機械変換層5を形成することができる。た
だし、ペースト印刷した後、熱処理を行う必要がある。
Regarding the method of forming the electro-mechanical conversion layer 5,
The well-known vacuum film forming methods such as sputtering, CVD, and sol-gel complicate the process and increase the cost due to patterning by the entire surface deposition. In particular, in the sol-gel method, 1
Because the film thickness by a single application is as small as 0.1 μm or less,
In order to form a film having a thickness enough to bend the pressure chamber substrate 1, the number of coatings increases and the number of manufacturing steps increases. Further, it is difficult for the films formed by these methods to have a uniform composition in the film thickness direction, and the reproducibility of piezoelectric characteristics is poor. In contrast, PZ
Films formed by paste processing of calcined powder of a piezoelectric material such as T and screen-printing do not require a patterning step and can be formed in a thickness of 20 μm in a single printing step. The conversion layer 5 can be formed. However, heat treatment needs to be performed after paste printing.

【0027】一般的に圧電セラミックスの焼成は、12
00〜1300℃で行うが、本構成の場合、鉛拡散防止
層である中間層3が鉛を遮蔽せずに加圧室基板(シリコ
ン基板)1に鉛を拡散させてしまうために、シリコン基
板が変形する。焼成時の固相反応における駆動力は、表
面の自由エネルギーが高いほど、すなわち、粒径が小さ
いほど焼結が早い。以上のことから、圧電セラミックス
を低温で形成させるために、微粒子を用いることが必須
である。図2は、PZTの比表面積に対する密度の相関
を焼成温度ごとに示したグラフである。このグラフから
明かなように、1050℃において7m2/g以下の仮
焼粉は密度が低く、圧電特性が得られない。
In general, the firing of piezoelectric ceramics is
In the case of this configuration, since the intermediate layer 3, which is a lead diffusion preventing layer, does not shield lead but diffuses lead into the pressurizing chamber substrate (silicon substrate) 1, a silicon substrate is used. Is deformed. The driving force in the solid phase reaction during firing is such that the higher the free energy of the surface, that is, the smaller the particle size, the faster the sintering. From the above, in order to form the piezoelectric ceramic at a low temperature, it is essential to use fine particles. FIG. 2 is a graph showing the correlation between the specific surface area of PZT and the density for each firing temperature. As is clear from this graph, the calcined powder having a density of 7 m 2 / g or less at 1050 ° C. has a low density and cannot obtain piezoelectric characteristics.

【0028】印刷用ペーストとしては前記の圧電セラミ
ックス粉体とエチルセルロース,ニトロセルロース等の
樹脂とテルピネオール,酢酸エチルエステル等の溶媒が
混合されペーストが作製される。圧電ペーストはスクリ
ーン印刷で任意のパターンに印刷される。印刷後、15
0℃1時間乾燥の後、焼成炉に入れ、この後、700〜
1050℃の温度、好ましくは900〜1000℃で大
気中にて焼成させる。上電極層6は同様にスクリーン印
刷にて銀−パラジウムを焼き付けにより形成する。
As the printing paste, a paste is prepared by mixing the above-mentioned piezoelectric ceramic powder, a resin such as ethyl cellulose and nitrocellulose, and a solvent such as terpineol and ethyl acetate. The piezoelectric paste is printed in an arbitrary pattern by screen printing. After printing, 15
After drying at 0 ° C. for 1 hour, it is placed in a firing furnace, and then
Firing at a temperature of 1050 ° C., preferably 900 to 1000 ° C. in the atmosphere. The upper electrode layer 6 is similarly formed by baking silver-palladium by screen printing.

【0029】実施例2 請求項2で規定する平均粒径は比表面積から導かれた粒
径である。図4は、圧電セラミックスの焼成温度と密度
の相関を平均粒径ごとに示したグラフである。図4から
明かなように、平均粒径の小さいものほど低温における
緻密化が実現できる。
Example 2 The average particle size defined in claim 2 is a particle size derived from the specific surface area. FIG. 4 is a graph showing the correlation between the firing temperature and the density of the piezoelectric ceramic for each average particle size. As is clear from FIG. 4, the smaller the average particle size, the more the densification at low temperature can be realized.

【0030】実施例3 微粒子の製造法にはアルコキシド法,蓚酸法,部分化学
法,水熱合成法等の手法があり、これら化学的方法によ
る粉体合成で得られる粉体は、従来の機械的粉砕による
仮焼成の作製法に比べ、いずれも粒径が小さく従来法の
粉体に比べ焼成温度が200℃前後低くなる。また、気
相中で微粒子を製造する手法も存在するが、水熱合成法
で作製した圧電セラミックスがコスト的に安く、最も高
い結晶性で微細な粉体を形成することができる。
Example 3 Methods for producing fine particles include alkoxide method, oxalic acid method, partial chemical method, hydrothermal synthesis method and the like. The powder obtained by powder synthesis by these chemical methods is a conventional mechanical method. As compared with the preparation method of temporary baking by mechanical pulverization, the particle diameter is smaller in each case, and the baking temperature is lower by about 200 ° C. as compared with the powder of the conventional method. There is also a method of producing fine particles in a gas phase, but piezoelectric ceramics produced by a hydrothermal synthesis method are inexpensive and can form fine powder with the highest crystallinity.

【0031】実施例4 図7に1050℃、2時間焼成下での焼成雰囲気を変え
たときの電気−機械変換層の密度を示す。大気およびヘ
リウムでの密度が高く、緻密な圧電セラミックスが得ら
れ、最大分極,歪みも大きい。
Example 4 FIG. 7 shows the density of the electromechanical conversion layer when the firing atmosphere was changed under firing at 1050 ° C. for 2 hours. High density in air and helium, dense piezoelectric ceramics can be obtained, and maximum polarization and distortion are large.

【0032】実施例5 図8に900℃での焼成時間及び焼成後のポストアニー
ル時間を変えたときの圧電特性を示す。ポストアニール
時間により顕著に圧電特性が向上するのが見られる。圧
電体はヘリウム焼成にて緻密な組織を形成し、ポストア
ニール時間により大気中で酸素欠損を補いながら、粒成
長する。この場合、ヘリウムで2時間焼成後、大気中で
18時間焼成するのが最も効果的である。図9は、図8
における圧電セラミックスの圧電特性の各パラメータを
示したものであって、図9(A)において、Prは分
極、Ecは電界強度を、Psは最大分極を示し、又、図
9(B)は電界強度と変位ΔLの関係を示している。
Example 5 FIG. 8 shows the piezoelectric characteristics when the firing time at 900 ° C. and the post-annealing time after firing were changed. It can be seen that the post annealing time significantly improves the piezoelectric characteristics. The piezoelectric body forms a dense structure by sintering helium, and grows grains while supplementing oxygen vacancies in the air by a post-annealing time. In this case, it is most effective to bake in helium for 2 hours and then bake in air for 18 hours. FIG. 9 shows FIG.
9A shows the parameters of the piezoelectric characteristics of the piezoelectric ceramic in FIG. 9A. In FIG. 9A, Pr indicates polarization, Ec indicates electric field strength, Ps indicates maximum polarization, and FIG. The relationship between the strength and the displacement ΔL is shown.

【0033】実施例6 PZTに強誘電を示す融点の低いゲルマニウム鉛酸や鉛
−ボロン−シリコンを添加することにより、低温下での
誘電率,機械結合係数の上昇の報告があった(T.Ogawa,
A.Sano,A.Senda and K.Wakino:J.J.Applied Physics,Vo
l.28(1989)Supplement 28-2,pp.91-94)。また、ゲルマ
ニウム・シリコン酸鉛,酸化鉛を添加によっても同様の
効果がある。
Example 6 It has been reported that the addition of germanium lead acid or lead-boron-silicon having a low melting point and exhibiting ferroelectricity to PZT increases the dielectric constant and mechanical coupling coefficient at low temperatures (T. Ogawa,
A.Sano, A.Senda and K.Wakino: JJApplied Physics, Vo
l.28 (1989) Supplement 28-2, pp.91-94). The same effect can be obtained by adding germanium / lead silicate or lead oxide.

【0034】PZTにPb5Ge311(以降、PGOと
省略)の添加方法について以下で説明する。Pb34
TiO2,ZrO2,GeO2の粉体試薬を目的とする組
成に該当するように秤量する。エタノール中でボールミ
ルを24時間行った後、乾燥させた粉体を成形後、80
0℃で10時間大気中で焼成後、成形体を粉砕し、再び
エタノール中でボールミルを24時間行った後、乾燥さ
せた粉体を成形後、1000℃10時間大気中で焼成す
る。以上の工程でPGOを添加したPZTの仮焼粉が作
製される。これらの仮焼粉は有機ビヒクルと混合してペ
ーストにし、スクリーン印刷後、焼成する。PGOの融
点は738℃であるために液相を形成し、それらはPZ
Tの粒界で粒子間の隙間を埋める役目をするために緻密
な組織を形成する。故に、粒界近傍は粒子内に比べ添加
物元素が多く存在する。
The method of adding Pb 5 Ge 3 O 11 (hereinafter abbreviated as PGO) to PZT will be described below. Pb 3 O 4 ,
The powder reagents of TiO 2 , ZrO 2 , and GeO 2 are weighed so as to correspond to the intended composition. After performing ball milling in ethanol for 24 hours, the dried powder was molded,
After firing at 0 ° C. for 10 hours in the air, the compact is pulverized, and then ball-milled again in ethanol for 24 hours. The dried powder is formed and then fired at 1000 ° C. for 10 hours in the air. Through the above steps, a calcined powder of PZT to which PGO is added is produced. These calcined powders are mixed with an organic vehicle to form a paste, which is fired after screen printing. Because PGO has a melting point of 738 ° C., it forms a liquid phase,
A dense structure is formed in order to fill gaps between particles at the grain boundaries of T. Therefore, there are more additive elements near the grain boundaries than in the grains.

【0035】実施例7 図5は、平均粒径0.1μmのPZTに酸化鉛を添加し
たときの燃結助剤の添加量と歪みの相関を示すグラフで
ある。圧電セラミックス層に焼結助剤である酸化鉛、も
しくはゲルマニウム酸鉛、もしくはゲルマニウム・シリ
コン酸鉛の添加量が主成分の酸化物鉛の8wt%より多
く添加した場合には、焼成時にシリコンからなる基板上
の中間層3に焼成助剤が拡散するために、鉛拡散防止を
目的とした中間層3で鉛を遮蔽できずにシリコン基板1
にまで鉛が拡散する。しかるに、圧電セラミックス内の
鉛濃度が低下するためにインクを吐出するだけの圧電特
性が得られない。
Example 7 FIG. 5 is a graph showing the correlation between the amount of the combustion aid and the strain when lead oxide was added to PZT having an average particle size of 0.1 μm. When the sintering aid of lead oxide, lead germanate, or lead germanium silicon silicate is added to the piezoelectric ceramic layer in an amount of more than 8 wt% of the main component lead oxide, the piezoelectric ceramic layer is made of silicon during firing. Since the sintering assistant diffuses into the intermediate layer 3 on the substrate, the intermediate layer 3 for preventing lead diffusion cannot shield the lead and the silicon substrate 1
Lead diffuses up to. However, since the lead concentration in the piezoelectric ceramics is reduced, it is not possible to obtain the piezoelectric characteristics enough to eject ink.

【0036】実施例8 微粒子である圧電セラミックスの主成分である担持され
ていない酸化物鉛の粒子に対して、それに担持されるた
め添加される粒子の粒径が大きいと均一に酸化物鉛にコ
ーティングされず、局所的に添加物が存在するために、
均一な粒組織が形成されない。また、逆に粒径の大きな
粒子が存在するために低温化ができない。故に、担持さ
れるべき粒子の粒径Diは、常に主成分である酸化鉛の
粒径Dgに対して小さく、好ましくは、Di/Dg<
0.8であることが望ましい。
Example 8 With respect to unsupported lead oxide particles which are the main component of the piezoelectric ceramics as fine particles, if the added particle size is large because the particles are supported by the unsupported lead oxide particles, they are uniformly converted into lead oxide. Because it is not coated and there are additives locally,
A uniform grain structure is not formed. On the other hand, the temperature cannot be lowered because particles having a large particle size exist. Therefore, the particle diameter Di of the particles to be supported is always smaller than the particle diameter Dg of the lead oxide which is the main component, and preferably, Di / Dg <
Preferably, it is 0.8.

【0037】実施例9 圧電セラミックスの主成分である担持されていない酸化
物鉛の微粒子に焼結助剤を添加するには、高温プラズマ
中で反応させて付着させる方法があるが、コストが高く
また粒径1μm程度の微粒子が限界であるため、1μm
以下の微粒子には適用できない。また、機械的混合法で
担持させると、焼成後の粒径分布が図6(A)に示され
るような分布となり、焼成時に異常粒成長が発生するた
めに、劣化が早く粒界でのクラックが発生しやすい。請
求項10,11の発明で規定する手法では、1μm以下
の微粒子には均一にコーティングでき、かつ低コストで
ある。また、焼成後の粒径分布が図6(B)に示される
ような分布となり、信頼性が高い。
Example 9 In order to add a sintering aid to the fine particles of unsupported lead oxide, which is the main component of piezoelectric ceramics, there is a method of causing the particles to react in a high-temperature plasma and deposit them. In addition, since particles having a particle size of about 1 μm are the limit,
Not applicable to the following fine particles. In addition, when the particles are supported by a mechanical mixing method, the particle size distribution after firing becomes a distribution as shown in FIG. 6 (A), and abnormal grain growth occurs during firing. Is easy to occur. According to the method defined in the tenth and eleventh aspects, fine particles of 1 μm or less can be uniformly coated and the cost is low. In addition, the particle size distribution after firing has a distribution as shown in FIG. 6B, and the reliability is high.

【0038】以下にPZTにPGOを添加する方法を記
述する。ゲルマニウムアルコキシドをエチレングリコー
ルと水に溶解し、90℃1時間で環流することにより、
加水分解と重縮合を行わせ、一方、硝酸鉛もしくは塩化
鉛をエチレングリコールと水に溶解し、同様に90℃1
時間で環流する。その後、両方の溶液を混合させて、9
0℃1時間の環流で加水分解を行い、成分である水に溶
かしたPZTと混合して、90℃1時間の環流を行う。
以上にてPZTにPGOが担持された粉体が混合液中に
生成された。しかし、溶媒中の粉体を取り出すには乾燥
・蒸発をさせる方法があるが、これでは溶媒のエチレン
グリコールを完全に除去できずに粉体中に残留有機物と
して存在するために、焼成時の焼結を妨げる問題があ
る。また、通常のろ過では、前記分体は微粒子であるた
めにフィルターを通過してろ過されない。一方、減圧ろ
過で行った場合、1気圧以上の圧力がかけられないた
め、ろ過効率が非常に悪い。故に、任意に圧力をかけて
行う限外ろ過にて効果的にエチレングリコール及び水を
取り除くことで、PGOが添加されたPZTが得られ
る。
Hereinafter, a method of adding PGO to PZT will be described. By dissolving germanium alkoxide in ethylene glycol and water and refluxing at 90 ° C for 1 hour,
Hydrolysis and polycondensation are carried out, while lead nitrate or lead chloride is dissolved in ethylene glycol and water,
Reflux in time. Thereafter, both solutions were mixed and 9
Hydrolysis is carried out at 0 ° C. for 1 hour, mixed with PZT dissolved in water as a component, and refluxed at 90 ° C. for 1 hour.
Thus, a powder in which PZT was loaded with PGO was generated in the mixed solution. However, there is a method of drying and evaporating to remove the powder in the solvent. However, this method cannot completely remove ethylene glycol as a solvent and remains as residual organic matter in the powder. There is a problem that prevents the conclusion. Further, in ordinary filtration, the fraction is not filtered through a filter because it is a fine particle. On the other hand, when the filtration is performed under reduced pressure, the filtration efficiency is extremely poor because a pressure of 1 atm or more cannot be applied. Therefore, PZT to which PGO is added can be obtained by effectively removing ethylene glycol and water by ultrafiltration performed by applying an arbitrary pressure.

【0039】[0039]

【発明の効果】請求項1に対応する効果:シリコン基板
が変形することなく、耐え得る温度範囲で熱処理が行え
ることにより、信頼性の高い、低コストにて高密度のイ
ンクジェットプリンタヘッドが得られる。
According to the first aspect of the present invention, since the heat treatment can be performed within a temperature range that can withstand without deformation of the silicon substrate, a highly reliable, low-cost, high-density inkjet printer head can be obtained. .

【0040】請求項2,3に対応する効果:微小な圧電
セラミックス粉を用いることにより、シリコン基板が変
形することなく耐え得る温度範囲で熱処理が行えること
により、信頼性の高いインクジェットプリンタヘッドが
得られる。
According to the second and third aspects of the present invention, the use of the fine piezoelectric ceramic powder enables the heat treatment to be performed within a temperature range in which the silicon substrate can withstand without deformation, thereby obtaining a highly reliable ink jet printer head. Can be

【0041】請求項4の発明に対応する効果:水熱合成
粉からなる微小な圧電セラミックス粉を用いることによ
り、低コストでインクジェットプリンタヘッドが得られ
る。
According to the fourth aspect of the present invention, an ink jet printer head can be obtained at low cost by using fine piezoelectric ceramic powder composed of hydrothermal synthetic powder.

【0042】請求項5,6に対応する効果:簡便な方法
でより信頼性の高いインクジェットプリンタヘッドが得
られる。
Effects corresponding to claims 5 and 6: A more reliable ink jet printer head can be obtained by a simple method.

【0043】請求項7に対応する効果:添加物を混入す
ることにより、焼成温度を低下させ、信頼性の高いイン
クジェットプリンタヘッドが得られる。
Effect corresponding to claim 7: By adding an additive, the firing temperature is lowered, and a highly reliable ink jet printer head can be obtained.

【0044】請求項8に対応する効果:添加物の混入量
を限定することにより、中間層への鉛抜けを防ぎ、信頼
性の高いインクジェットプリンタヘッドが得られる。
According to the eighth aspect of the invention, by limiting the amount of the additive to be mixed, lead can be prevented from leaking into the intermediate layer, and a highly reliable ink jet printer head can be obtained.

【0045】請求項9に対応する効果:担持させる粉体
とされる粉体との相関を限定することにより、焼成温度
を低下させ、均一に添加された信頼性の高いインクジェ
ットプリンタヘッドが得られる。
According to the ninth aspect, by limiting the correlation with the powder to be carried, the firing temperature is reduced, and a highly reliable ink jet printer head uniformly added is obtained. .

【0046】請求項10に対応する効果:効果的に添加
物を担持させ、低コストで長期的信頼性の高いインクジ
ェットプリンタヘッドが得られる。
Effect corresponding to the tenth aspect: An ink-jet printer head which carries additives effectively and has low cost and high long-term reliability can be obtained.

【0047】請求項11に対応する効果:限外ろ過を用
いることにより、溶媒の残留による焼結温度の上昇を防
ぐことができ、信頼性の高いインクジェットプリンタヘ
ッドが得られる。
According to the eleventh aspect, by using ultrafiltration, an increase in the sintering temperature due to the residual solvent can be prevented, and a highly reliable ink jet printer head can be obtained.

【0048】請求項12に対応する効果:圧電セラミッ
クスの焼成時においてシリコン基板(加圧室基板)が変
形せず、信頼性が高く高密度のインクジェットプリンタ
ヘッドが低コストで得られる。
According to the twelfth aspect, the silicon substrate (pressurizing chamber substrate) is not deformed during firing of the piezoelectric ceramic, and a highly reliable and high-density ink jet printer head can be obtained at low cost.

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

【図1】 本発明のインクジェットプリンタヘッドの断
面を概略的に示す図である。
FIG. 1 is a diagram schematically showing a cross section of an ink jet printer head of the present invention.

【図2】 圧電セラミックス(PTZ)の比表面積と密
度の相関を示すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing a correlation between a specific surface area and a density of a piezoelectric ceramic (PTZ).

【図3】 インクジェットプリンタヘッドの加圧室基板
の作製工程を説明するための図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining a manufacturing process of a pressure chamber substrate of the inkjet printer head.

【図4】 圧電セラミックスの焼成温度と密度の相関を
平均粒径ごとに示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing a correlation between a firing temperature and a density of a piezoelectric ceramic for each average particle size.

【図5】 圧電セラミックス(平均粒径0.1μmのP
TZ)に酸化鉛を添加したときの添加量と歪の相関を示
すグラフである。
FIG. 5 shows a piezoelectric ceramic (P having an average particle size of 0.1 μm).
It is a graph which shows the correlation between the amount of addition and the strain when lead oxide is added to TZ).

【図6】 圧電セラミックスの粒径分布を示すグラフで
あって、(A)は機械的混合法による場合、(B)は化
学的コーティングによる場合を示す。
FIGS. 6A and 6B are graphs showing a particle size distribution of a piezoelectric ceramic, wherein FIG. 6A shows a case by a mechanical mixing method, and FIG. 6B shows a case by a chemical coating.

【図7】 圧電セラミックスの焼成雰囲気実験結果を示
す表である。
FIG. 7 is a table showing the results of firing atmosphere experiments on piezoelectric ceramics.

【図8】 圧電セラミックスのヘリウム焼成後大気中ポ
ストアニール実験結果を示す表である。
FIG. 8 is a table showing the results of post-annealing experiments of piezoelectric ceramics in air after sintering of helium.

【図9】 図8における圧電セラミックスの圧電特性の
各パラメータを示す図であり、(A)は電界強度と分極
の関係を、又、(B)は電界強度と変位の関係を示す。
9A and 9B are diagrams showing parameters of piezoelectric characteristics of the piezoelectric ceramic in FIG. 8, wherein FIG. 9A shows a relationship between electric field intensity and polarization, and FIG. 9B shows a relationship between electric field intensity and displacement.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…加圧室基板、2…加圧室、3…中間層、4…下電極
層、5…電気−機械変換層、6…上電極層、7…ノズル
板、8…ノズル、9…シリコンウェハー、10…酸化シ
リコン膜、11…レジスト。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Pressurized room board, 2 ... Pressurized room, 3 ... Intermediate layer, 4 ... Lower electrode layer, 5 ... Electro-mechanical conversion layer, 6 ... Upper electrode layer, 7 ... Nozzle plate, 8 ... Nozzle, 9 ... Silicon Wafer, 10: silicon oxide film, 11: resist.

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 噴射すべき液体を保持、加圧するための
凹部を有するシリコンからなる加圧室基板と、前記加圧
室基板に連通するノズル板と、前記加圧室基板上に形成
された、中間層と、さらにその上に下部電極層、電気−
機械変換層及び上部電極層からなる電気−機械変換素子
部から構成され、前記電気−機械変換素子部を変位させ
ることにより、加圧室内の液体をノズルを介して外部に
噴出するインクジェットプリンタヘッドの製造方法にお
いて、前記電気−機械変換層が圧電セラミックスから成
りかつ、成形のための熱処理が前記シリコンからなる加
圧室基板の変形を生じることのない十分な低温で成され
ることを特徴とするインクジェットプリンタヘッドの製
造方法。
1. A pressure chamber substrate made of silicon having a concave portion for holding and pressurizing a liquid to be ejected, a nozzle plate communicating with the pressure chamber substrate, and a pressure plate formed on the pressure chamber substrate. , An intermediate layer, and a lower electrode layer,
An electro-mechanical conversion element unit including a mechanical conversion layer and an upper electrode layer, and displacing the electro-mechanical conversion element unit to eject a liquid in a pressurized chamber to the outside through a nozzle. In the manufacturing method, the electro-mechanical conversion layer is made of piezoelectric ceramics, and the heat treatment for forming is performed at a sufficiently low temperature without causing deformation of the pressurized chamber substrate made of silicon. A method for manufacturing an ink jet printer head.
【請求項2】 請求項1に記載されたインクジェットプ
リンタヘッドの製造方法において、前記電気−機械変換
層が粒径0.3〜5μmの粒組織から成りかつ、前記圧
電セラミックスの比表面積が7m2/g以上の仮焼粉を
ペースト化、印刷し、700〜1050℃の温度範囲に
て熱処理を行うことを特徴とするインクジェットプリン
タヘッドの製造方法。
2. The method of manufacturing an ink jet printer head according to claim 1, wherein said electro-mechanical conversion layer has a grain structure having a particle size of 0.3 to 5 μm, and a specific surface area of said piezoelectric ceramic is 7 m 2. A method for manufacturing an ink jet printer head, comprising: forming a calcined powder of at least / g in a paste, printing the paste, and performing a heat treatment in a temperature range of 700 to 1050 ° C.
【請求項3】 請求項2に記載されたインクジェットプ
リンタヘッドの製造方法において、前記仮焼粉の粒度分
布は0.005〜0.2μm、平均粒径が0.04μm以
上、0.12μm以下であることを特徴とするインクジ
ェットプリンタヘッドの製造方法。
3. The method for manufacturing an ink jet printer head according to claim 2, wherein the calcined powder has a particle size distribution of 0.005 to 0.2 μm, and an average particle size of 0.04 μm or more and 0.12 μm or less. A method for manufacturing an ink jet printer head.
【請求項4】 請求項2に記載されたインクジェットプ
リンタヘッドの製造方法において、前記仮焼粉は水熱合
成法にて合成することを特徴とするインクジェットプリ
ンタヘッドの製造方法。
4. The method for manufacturing an ink jet printer head according to claim 2, wherein said calcined powder is synthesized by a hydrothermal synthesis method.
【請求項5】 請求項1乃至4のいずれかに記載された
インクジェットプリンタヘッドの製造方法において、前
記電気−機械変換層を大気中もしくはヘリウム中で熱処
理することを特徴とするインクジェットプリンタヘッド
の製造方法。
5. The method for manufacturing an ink jet printer head according to claim 1, wherein the electromechanical conversion layer is heat-treated in air or helium. Method.
【請求項6】 請求項1乃至4のいずれかに記載された
インクジェットプリンタヘッドの製造方法において、前
記電気−機械変換層をヘリウム中で熱処理した後に大気
中で再び熱処理することを特徴とするインクジェットプ
リンタヘッドの製造方法。
6. The ink-jet printer head manufacturing method according to claim 1, wherein said electro-mechanical conversion layer is heat-treated in helium and then heat-treated in air. Manufacturing method of printer head.
【請求項7】 請求項1乃至4のいずれかに記載された
インクジェットプリンタヘッドの製造方法において、前
記電気−機械変換層の形成時の熱処理中、液相を形成す
る成分としてPbO,SiO2,LiCO3,Bi2
3,GeO2のうち少なくとも1つを含む焼結助剤を添
加し、焼結させ、熱処理後粒子内と比較して粒界の組成
にPbもしくはGeもしくはSiもしくはLiもしくは
Biを多く含有するようにすることを特徴とするインク
ジェットプリンタヘッドの製造方法。
7. The method for manufacturing an ink jet printer head according to claim 1, wherein PbO, SiO 2 , and PbO, SiO 2 , are used as components for forming a liquid phase during heat treatment at the time of forming the electro-mechanical conversion layer. LiCO 3 , Bi 2 C
A sintering aid containing at least one of O 3 and GeO 2 is added and sintered. After the heat treatment, the composition of the grain boundary contains a larger amount of Pb, Ge, Si, Li, or Bi as compared with the inside of the grains. A method for manufacturing an ink jet printer head.
【請求項8】 請求項7に記載されたインクジェットプ
リンタヘッドの製造方法において、前記焼結助剤の添加
量が圧電セラミックス重量に対し8wt%以下の量であ
ることを特徴とするインクジェットプリンタヘッドの製
造方法。
8. The method of manufacturing an ink jet printer head according to claim 7, wherein the amount of the sintering aid is 8 wt% or less based on the weight of the piezoelectric ceramic. Production method.
【請求項9】 請求項8に記載されたインクジェットプ
リンタヘッドの製造方法において、担持される粒子の粒
径をDg、担持助剤粒子の粒径をDiとしたとき、Di
/Dgが下記の範囲であることを特徴とするインクジェ
ットプリンタヘッドの製造方法。 0<Di/Dg<0.8
9. The method for manufacturing an ink jet printer head according to claim 8, wherein Dg is the particle size of the supported particles, and Di is the particle size of the auxiliary particles.
/ Dg is in the following range: 0 <Di / Dg <0.8
【請求項10】 請求項9に記載されたインクジェット
プリンタヘッドの製造方法において、前記焼結助剤が担
持された粒子は金属アルコキシドまたは金属塩と有機溶
媒反応で誘導した反応前駆体の加水分解により形成され
ることを特徴とするインクジェットプリンタヘッドの製
造方法。
10. The method for manufacturing an ink jet printer head according to claim 9, wherein the particles carrying the sintering aid are hydrolyzed by a reaction precursor induced by a metal alkoxide or a metal salt and an organic solvent reaction. A method for manufacturing an ink jet printer head, wherein the method is formed.
【請求項11】 請求項10に記載されたインクジェッ
トプリンタヘッドの製造方法において、前記焼結助剤が
坦持された粒子は限外ろ過を用いて形成されることを特
徴とするインクジェットプリンタヘッドの製造方法。
11. The method for manufacturing an ink jet printer head according to claim 10, wherein the particles carrying the sintering aid are formed by ultrafiltration. Production method.
【請求項12】 請求項1乃至11のいずれかに記載さ
れたインクジェットプリンタヘッドの製造方法によって
製造されたことを特徴とするインクジェットプリンタヘ
ッド。
12. An inkjet printer head manufactured by the method for manufacturing an inkjet printer head according to claim 1. Description:
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