WO1993022140A1 - Liquid jet head and production thereof - Google Patents

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WO1993022140A1
WO1993022140A1 PCT/JP1993/000524 JP9300524W WO9322140A1 WO 1993022140 A1 WO1993022140 A1 WO 1993022140A1 JP 9300524 W JP9300524 W JP 9300524W WO 9322140 A1 WO9322140 A1 WO 9322140A1
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liquid
substrate
liquid chamber
diaphragm
jet head
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Kazumasa Hasegawa
Masato Shimada
Masayuki Sawada
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Seiko Epson Corporation
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Definitions

  • the present invention relates to a liquid jet head suitably used for a liquid jet recording apparatus and a method for manufacturing the same.
  • a liquid ejection recording apparatus includes a liquid chamber, a nozzle, a liquid ejection head having a liquid flow path, and an ink supply system, and applies energy to ink filled in the liquid chamber to thereby provide energy in the liquid chamber. Ink is pushed out into the liquid flow path, and as a result, ink droplets are ejected from the nozzles, thereby recording character / image information.
  • the means for providing energy to the ink, c present invention means for heating the liquid chamber ink using means or heater, pressurizing the liquid chamber using the piezoelectric element is widely used, in particular a piezoelectric element
  • the present invention relates to a liquid jet head having means for pressurizing a liquid chamber and a method for manufacturing the same.
  • the liquid injection head described above and the prior art of the components related to the present invention include Japanese Patent Publication No. 62-22790, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-219654, US Pat. No. 4,312,008, Torii et al. Applied Physics, Vo 1.30, No. 12B, December 1991, pp. 3562-3566), JP-B-43435, and JP-A-3-124450.
  • a senile pole is formed on a substrate having a thinner portion corresponding to the liquid chamber, and a PZT thin film is formed at a position corresponding to the liquid chamber by a thin film forming method such as sputtering and printing.
  • a method for manufacturing a liquid jet head, which achieves the above, is disclosed.
  • a liquid chamber and a liquid flow path are formed on a thin plate formed on a semiconductor substrate provided with a nozzle, and a vibration plate laminated and formed on the liquid chamber upper part;
  • a liquid ejecting head formed of a piezoelectric vibrator provided on a semiconductor substrate, and a nozzle formed on the semiconductor substrate; a dry film adhered to the semiconductor substrate; a vibrating plate, a lower electrode, a piezoelectric film, Laminated with the upper electrode,
  • a method for manufacturing a liquid jet head formed by removing the film is disclosed.
  • U.S. Patent No. 4312008 discloses a liquid jet device comprising a liquid flow path formed on the surface of a substrate and a liquid chamber contributing to the substrate, the substrate being joined to both surfaces of the substrate, and a compressor. A head is disclosed.
  • Torii et al. Japanese Journal of Abride Physics, Vol. 30, No. 12B, December 1991, pp. 3562-3566 disclose the use of platinum for the lower electrode of a PZT thin film.
  • a base metal thin film and a platinum film are formed on an insulating thin film, and heat treatment is performed at a temperature at which the surface of the platinum film becomes uneven due to crystal grain growth. A method is disclosed.
  • a nozzle is formed from one surface of a single-crystal silicon substrate, and P-type single-crystal silicon is formed on another surface of the single-crystal silicon substrate.
  • a method for manufacturing a liquid jet head for forming a liquid chamber, a cantilever, and a rain-holding diaphragm by etching the P-type silicon substrate and the single-crystal silicon substrate after forming the piezoelectric element by epitaxial growth, and thereafter, is disclosed. ing.
  • liquid ejection heads the components thereof, and the methods of manufacturing the same according to the related art have problems to be solved as described below.
  • the thickness of the components is not set in the claim, the PZT thickness tp in the embodiment is set to 50 £ m, and the diaphragm thickness tV is set to about 50 to 100 itm. Therefore, it is clear that no consideration is given to the region where tp to t V is less than about 10 / ⁇ .
  • the liquid crystal panel has a planar configuration of "nozzle bitch", and the area efficiency is low.
  • the plane size of the liquid ejection head having seven nozzles is as large as 20 mm x 15 mm. If the number of nozzles is to be further increased, not only will the plane size increase dramatically, but also the liquid flow path connecting the liquid chamber and the nozzle will become longer, the flow resistance will increase, and the liquid ejection operation will increase. Speed is extremely reduced.
  • a thin diaphragm is formed at a position corresponding to the liquid chamber, and PZT is formed thereon.
  • the liquid chamber, the vibration In the method of forming PZT after forming the plate when the tp + tv is further reduced, for example, when tp is set to 3 m and tv is set to l ⁇ m, the diaphragm sags or wrinkles during the manufacturing process. Phenomena such as destruction occurred, and the production yield of the liquid jet head dropped extremely.
  • a nozzle is formed by processing a Si substrate having a plane orientation of (100).
  • a Si substrate having a plane orientation of (100) For example, when forming a nozzle by anisotropically etching a (100) Si substrate having a thickness of about 300 ytiin, even if the nozzle size is set to 30 m square due to the angular relationship with the (111) plane having a slow etching rate, The opening on the opposite side of the substrate surface is inevitably about 400 m square. For this reason, the nozzle bitch does not become less than 400 m, and the resolution is at most about 60 dpi (dot per inch). That is, it is impossible to increase the nozzle density of the liquid ejection head.
  • both the piezoelectric film and the upper and lower electrodes are formed larger than the liquid chamber, and in such a configuration, the diaphragm is efficiently moved when a voltage is applied to the piezoelectric film. It is impossible to deform and eject the liquid. Also, no mention is made of the size and thickness of the piezoelectric film, upper and lower electrodes, and the liquid chamber for efficiently ejecting the liquid.
  • the SiO 2 layer is used for the diaphragm.
  • Si 0 2 has a Young's modulus as small as 10 ⁇ NZm 2 , and when a piezoelectric thin film is formed on top of it and voltage is applied to deform the piezoelectric thin film in the horizontal direction, it simultaneously expands significantly in the horizontal direction.
  • the vertical deformation is not so large. That is, even when using the S i 0 2 1 layer to the diaphragm, effectively deform the diaphragm when the voltage applied to the piezoelectric film, it is impossible to eject liquid. No mention is made of diaphragm characteristics or materials for efficiently ejecting liquid.
  • the cross-sectional shape of the liquid channel becomes an inverted triangle
  • (110) Si when used, it becomes a rectangle. If the liquid flow path is an inverted triangle, air bubbles are likely to accumulate, causing trouble.
  • a rectangular liquid flow path is formed in (110) Si, it is difficult to control the depth of the liquid flow path, and the formed depth becomes uniform at ⁇ F. Occurs.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-124450 discloses a structure in which an anisotropic etchant automatically wraps around the surface of a piezoelectric element when performing anisotropic etching of a single-crystal silicon substrate. For example, a phenomenon occurs in which the piezoelectric element is side-etched by, for example, an aqueous solution of potassium hydroxide. Was reduced.
  • the present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the related art, and has the following objects. .
  • Liquid injection head that makes it easy to control the shape and depth of the liquid chamber and liquid flow path, eliminates bubble accumulation and fluctuations in liquid injection characteristics, and improves design flexibility To provide.
  • the liquid jet head of the present invention uses PZT (lead zirconate titanate) as the piezoelectric film, makes the arrangement pitch of the liquid chamber the same as the arrangement pitch of the nozzles,
  • the length in the arrangement direction of the liquid chamber is L
  • the length in the depth direction of the liquid chamber is W
  • the thickness of the PZT is tp
  • the thickness of the diaphragm is tV
  • the liquid ejection efficiency is excellent, the nozzle density can be increased, and the liquid ejection head can be made smaller and more highly integrated.
  • the substrate in which the liquid chamber is formed is made of single-crystal silicon having a plane orientation (110), and the liquid chamber is configured so that the depth direction of the liquid chamber is in the ⁇ 1> ⁇ 2> or ⁇ 12> direction. This makes it possible to increase the precision of the liquid chamber dimensions.
  • the length of the upper electrode in the liquid chamber arrangement direction is Lu, and the length of the upper electrode in the liquid chamber arrangement direction is Lu.
  • the diaphragm can be efficiently deformed, so that liquid ejection can be performed efficiently.
  • the Young's modulus of the diaphragm is configured such that 1 X 10 "N / m 2 or more.
  • the deformation amount of the diaphragm is increased, thereby enabling the liquid jetting operation with a margin
  • the Young's modulus of the diaphragm is 2 ⁇ 10 Nm 2 or more, the amount of deformation of the diaphragm is significantly increased, and the length W of the liquid chamber in the depth direction can be reduced, so that the liquid is ejected. Head size reduction ⁇ Higher speed is possible.
  • Suitable materials for the diaphragm include silicon nitride, titanium nitride, aluminum nitride, boron nitride, tantalum nitride, tungsten nitride, zirconium nitride, zirconium oxide, titanium oxide, aluminum oxide, silicon carbide, titanium carbide, and carbon carbide. Examples thereof include a material mainly containing any of tungsten and tantalum carbide, or a material mainly containing a material containing two or more of the above materials.
  • the diaphragm has a single-layer structure of a material layer having a Young's modulus of 1 X 1 ON / m 2 -or more (preferably 2 X 10 1: N / m 2 or more) and a silicon oxide layer, and a silicon oxide layer
  • the material layer It is desirable to arrange at least one of the upper and lower sides. As a result, the adhesion to the lower electrode or the substrate is strengthened, and the production yield can be improved. .
  • the diaphragm and the lower electrode a material layer mainly containing any of aluminum oxide, zirconium oxide, tin oxide, zinc oxide, and titanium oxide, or a material layer containing two or more kinds of the above materials as a main component Material layer may be inserted.
  • a material layer mainly containing any of aluminum oxide, zirconium oxide, tin oxide, zinc oxide, and titanium oxide, or a material layer containing two or more kinds of the above materials as a main component Material layer may be inserted.
  • the lower electrode may have a two-shield structure
  • the titanium in contact with the diaphragm may be titanium
  • the platinum in contact with PZT may be platinum or an alloy containing platinum
  • the thickness of titanium may be 8 OA or less.
  • PZT film it is possible to improve the sake voltage of c further diaphragm so as to cover the opening thereof the liquid chamber, a first substrate on which the piezoelectric element is made is made form in this order
  • the second substrate having the solid flow path formed thereon is joined and integrated so that the liquid chamber formed on the first substrate and the liquid flow path formed on the second substrate communicate with each other. It is characterized by becoming.
  • This configuring is desirable to form the hydrophilic material layer on the inner surface of the liquid chamber, when using the material in the water as a liquid to the base, the liquid chambers and the liquid channel and the liquid Improves wettability and reduces bubbles.
  • the nozzle may be configured to have an opening at a cross section where the first substrate and the second substrate are joined. This eliminates the need for a generally expensive nozzle plate, which is a separate component.
  • a nozzle may be formed on the second substrate. This makes it possible to further increase the density of the nozzle.
  • the method for manufacturing a liquid jet head according to the present invention includes:
  • Forming a piezoelectric element by laminating a lower electrode, a piezoelectric film, and an upper electrode on the diaphragm, Forming a liquid chamber in a predetermined portion of a surface of the substrate opposite to the piezoelectric element by providing means for protecting the surface of the substrate on the piezoelectric element side;
  • the method includes the step of forming a silicon oxide layer on a substrate, the same step as the step of forming a liquid chamber, or the step of etching and removing the silicon oxide layer formed in contact with the liquid chamber thereafter. In this way, the diaphragm can be prevented from cracking or peeling, and the production yield can be improved.
  • the method may include a first heating step of heating the shrink film in the step of forming the shrink element on the diaphragm, and a second heating step of reheating the piezoelectric film after forming a liquid chamber in the substrate. You may. As a result, the piezoelectric strain constant of the PZT film increases, and the piezoelectric characteristics can be improved.
  • FIG. 1 is a perspective view of a liquid ejecting head according to an embodiment of the present invention.
  • FIGS. 2 (a) to (c) show a state before a piezoelectric element and a liquid chamber are formed on a first substrate 101.
  • Fig. 3 (a) is a configuration diagram of a jig for protecting the surface on the side of the element during anisotropic etching of the substrate 101
  • Fig. 3 (b) is a diagram showing a jig using the substrate 101 as a jig. It is sectional drawing of the state fixed.
  • FIG. 4 is a conceptual diagram of a mounting structure of a liquid jet head according to the present invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of a substrate on which a piezoelectric element and a liquid chamber are formed in a liquid ejecting head having a diaphragm in an extended structure
  • FIG. 6 is a diagram showing an aluminum oxide layer between the diaphragm and a lower electrode
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of a substrate in which a piezoelectric element and six chambers are formed in a liquid jet head in which a liquid layer is inserted.
  • FIG. 7 shows a liquid jet head in which a hydrophilic material is formed on the surface of the liquid chamber.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a substrate on which a piezoelectric element and a liquid chamber are formed.
  • FIG. 8A is a plan view of a liquid ejection head in which a nozzle is formed on the second substrate 107 of the present invention
  • FIG. 8B is a cross-sectional view thereof. .
  • FIG. 9 is a conceptual diagram of a liquid jet recording apparatus using the liquid jet head of the present invention.
  • FIG. 1 is a perspective view of a liquid jet head according to an embodiment of the present invention.
  • the structure is formed by joining the second substrate 107 on which is completely formed.
  • Reference numeral 109 denotes a nozzle formed at an opening in a cross section where the first substrate 101 and the second substrate 107 are joined.
  • a plurality of liquid chambers 102 and nozzles 109 are arranged at the same pitch.
  • a voltage is applied between the lower electrode 104 and the upper electrode 106, and the piezoelectric element including the lower electrode 104, the piezoelectric film 105, the upper electrode 106, and the diaphragm 103 are moved.
  • the liquid chamber 102 is deformed, the volume of the liquid chamber 102 is reduced, ink filled in the liquid chamber 102 is pushed out to the liquid flow path 108, and the ink is ejected from the nozzle 109.
  • liquid jet head of the present invention and the method of manufacturing the same according to the manufacturing process will be described in detail.
  • FIGS. 2 (a), (b), and (c) are cross-sectional views showing a manufacturing process up to forming a piezoelectric element and a liquid chamber on a first substrate 101 in an embodiment of the present invention.
  • the direction perpendicular to the paper is the depth direction of the liquid chamber.
  • First substrate 101 made of single-crystal silicon having a plane orientation of (110) is thermally oxidized at 1200 ° C., and silicon oxide layers 201 are formed on both surfaces of substrate 101 to a thickness of 500 OA. Then, the vibration plate 103 is formed on one surface of the substrate 101.
  • the diaphragm 103 is formed, for example, of silicon nitride to a thickness of 1 by PECVD (plasma enhanced chemical vapor deposition), Formed by heat treatment at 800 ° C in bacterial air.
  • PECVD plasma enhanced chemical vapor deposition
  • a photoresist is formed on both surfaces of the substrate 101, an opening is provided on the surface opposite to the side on which the handle plate 103 is provided, and silicon oxide 201 is buttered with an aqueous solution of hydrofluoric acid and ammonium fluoride.
  • the opening 202 is formed, and the sectional view shown in FIG. 2 (a) is obtained.
  • the depth direction of the opening 202 that is, the direction perpendicular to the paper surface is set as the 1 ⁇ 2> or 112> direction.
  • the lower electrode 104 is formed on the stable with a thickness of 50 A of titanium and a thickness of 20 A of platinum by sputtering, and the patterning is performed with an aqueous solution of aqua regia.
  • the piezoelectric film 105 PZT is formed by sputtering to a thickness, and is patterned with an aqueous solution of hydrochloric acid.
  • Various methods have been attempted in recent years for forming a PZT film.However, the present inventors have used a sintered body target in which lead oxide is excessively added to modified PZT mixed with niobium. Then, high-frequency sputtering was performed in an argon atmosphere without heating the substrate.
  • upper electrode 106 is formed by sputtering with a thickness of 50 A of titanium and a thickness of 200 OA of gold, in this order, and iodine. And an aqueous solution of potassium iodide to form a cross-sectional view as shown in FIG. 2 (b).
  • a protective film 203 is formed to a thickness of 2 m with photosensitive polyimide, and the protective film at an electrode extraction portion (not shown) is removed by development, and a heat treatment is performed at 40 CTC.
  • the surface on the side of the piezoelectric element on which the protective film 203 is formed is protected by a tool shown in FIG. 3 (details will be described later), immersed in an aqueous solution of potassium hydroxide, and the opening of the silicon oxide layer 201 is opened. From 202, anisotropic etching of single crystal silicon substrate 101 is performed to form liquid chamber 102.
  • the plane orientation of the single-crystal silicon substrate 101 is (1 10) and the depth direction of the opening 202 is in the direction 12> or 12>, a side in the depth direction of the liquid chamber 102 is formed.
  • the side wall surface can be a (111) plane.
  • the etching rate ratio between the (11) plane and the (111) plane of the single-crystal silicon is about 300: 1, and a groove having a depth of 300 is formed by the side etching.
  • the liquid chamber 102 can be formed while suppressing the pressure to about tm.
  • the silicon oxide in contact with the diaphragm 103 is removed by etching with an aqueous solution of hydrofluoric acid and ammonium pitted, and the sectional view shown in FIG. Become.
  • the heat treatment is performed again at 700 ° C. in an oxygen atmosphere, and the protective film is further formed. You may do so. This is because the piezoelectric characteristics can be further improved by performing the heat treatment twice on the piezoelectric film (PZT film) 105.
  • FIGS. 3A and 3B are views showing a jig for protecting the surface of the substrate 101 on the piezoelectric element side during anisotropic etching of the substrate 101 in the embodiment of the present invention, as described above.
  • FIG. 4A is a configuration diagram of a jig
  • FIG. 4B is a cross-sectional view of a state in which the substrate 101 is fixed to the jig.
  • One side has an opening, and the inner wall surface is threaded into a cylindrical fixed frame 301, which is fitted in the order of 0 ring 302, substrate 101, 0 ring 302, and outside
  • a fixing ring 303 having a thread cut on a wall surface is screwed into an inner wall of the fixing frame 301 to be fixed.
  • the surface to be etched of the substrate 101 is set to the opening side of the fixed frame 301. It is immersed in an etching solution such as aqueous potassium hydroxide solution in the state shown in Fig. 3 (b).
  • the fixing ring 303, the 0 ring 302, and the substrate 101 Since the sealing liquid is sealed with the surface to be etched, the etching liquid can be prevented from sneaking into the piezoelectric element side of the substrate 101.
  • the present inventors used polypropylene.
  • FIG. 4 is a conceptual diagram of a mounting structure of a liquid jet head in the embodiment of the present invention.
  • a first substrate 101 on which a piezoelectric element and a liquid chamber are formed is joined to a second substrate 107 on which a liquid flow path 108 is formed, and a nozzle 109 and a liquid introduction hole 4 are formed. 0 4 is formed.
  • a liquid chamber 403 is formed by surrounding the liquid introduction hole 404 side with the base material 401.
  • the liquid chamber 403 is supplied with liquid from outside (not shown).
  • the base material 401 is attached to the mounting board 402.
  • the second substrate 107 was formed integrally with the liquid flow path 108 by injection molding a plastic.
  • the present inventors first set a planar positional relationship between the liquid chamber 102, the lower electrode 104, the piezoelectric film 105 by PZT, and the upper electrode 106.
  • the lower electrode 104, the piezoelectric film 105, and the upper electrode 106 were evaluated up to the upper electrode forming step according to the above manufacturing steps.
  • the former shows that the leakage current of the upper and lower electrodes is about two orders of magnitude greater than the latter. Was. This is considered to be due to the large leak current of the PZT film at the lower electrode end.
  • the upper electrode length in the liquid chamber arrangement direction is Lu
  • the PZT length in the liquid chamber arrangement direction is Lp
  • the lower electrode length in the liquid column E row direction is L.
  • the length of the upper electrode in the depth direction of the liquid chamber is Wu
  • the length of the PZT in the depth direction of the liquid chamber is Wp
  • the length of the lower electrode in the depth direction of the liquid chamber is W1
  • the magnitude relationship between the liquid chamber 102 and the PZT film 105 or the lower electrode 104 in the arrangement direction does not significantly affect the amount of deformation of the diaphragm.
  • the magnitude relation between the liquid chamber 102 and the upper electrodes 1 and 6 gives a shadow to the amount of deformation of the diaphragm. If the upper electrode 106 is larger than the liquid chamber 102, the amount of deformation of the diaphragm decreases. Based on this result, it is thought that efficient diaphragm deformation can be achieved if the deformed portion of the Shoden element is accommodated in the liquid chamber.
  • the planar positional relationship for such a state is as follows in the liquid chamber arrangement direction.
  • PZT piezoelectric film 105
  • liquid ejection efficiency is good.
  • the PZT in the present invention is the one in which the composition, the type and amount of the additive added in the above-described examples, and the type and amount of the compound that can be dissolved in the solid solution are limited in the above-mentioned examples. is not. Further, the forming method does not need to be limited to the above method.
  • the arrangement pitch of the liquid chambers 102 is the same as the arrangement pitch of the nozzles 109, no space is needed for routing the liquid flow path 108 connecting the liquid chambers and the nozzles, and the size of the liquid ejection head can be reduced. Further, even if the number of nozzles is increased, the size of the liquid jet head is not increased.
  • the liquid chamber with a narrow width can be Even if it is formed, liquid injection becomes possible, and the liquid injection head can be downsized and its nozzle density can be increased.
  • the substrate 101 is made of single-crystal silicon having a plane orientation of (110), and the depth direction of the liquid chamber 102 is set to ⁇ 172> or the zonal 12> direction. Since the side wall surface to be formed can be a (111) plane, the liquid chamber with a depth of 300 m can be formed with side etching in the arrangement direction suppressed to about 1 m. Higher accuracy is possible.
  • the diaphragm can be efficiently deformed, and as a result, efficient liquid ejection can be performed.
  • the first substrate 101 on which the piezoelectric element and the liquid chamber 102 are formed and the second substrate 107 on which the liquid flow path 108 is formed are joined and integrated so that the liquid chamber and the liquid flow path communicate with each other.
  • the means for protecting the surface on this side is provided, and the liquid chamber is formed from the opposite surface. This makes it possible to obtain a liquid with good yield even when using a thin diaphragm and PZT.
  • An injection head can be formed.
  • the means for protecting the surface on the piezoelectric element side is by a jig, but the means is not limited to this, and other means such as applying a thick photoresist may be used. Is also good.
  • the substrate 101 is sealed by adopting a manufacturing method in which the second substrate 1 having a liquid flow path is joined to the liquid chamber opening side of the first base 101 in which the liquid chamber is formed.
  • the use of one substrate (the second substrate) makes it possible to perform ⁇ F in a single bonding process, thereby reducing the cost of the liquid jet head.
  • the diaphragm 103 can be prevented from cracking or peeling during the process, and the production yield of the liquid jet * f can be improved. Further, it is possible to remove the shadow of the silicon oxide layer 201 remaining when the diaphragm is vibrated, and it is possible to improve the liquid ejection characteristics.
  • Example 3 As a material of the diaphragm 103, in addition to the silicon nitride used in Example 1 described above, silicon oxide formed by a thermal oxidation method, silicon to which boron was thermally diffused by 10 21 cm ⁇ 3 , Five types of zirconium oxide and aluminum oxide formed by the petering method were used. The results are shown in Table 3 below.
  • zirconium oxide, silicon nitride, and aluminum oxide having high Young's modulus are desirable as the diaphragm material.
  • titanium nitride, aluminum nitride, boron nitride, tantalum nitride, tungsten nitride, zirconium nitride, titanium oxide, silicon carbide, titanium carbide, tungsten carbide, and tantalum carbide have a Young's modulus of 2 X 10 nN / m. 2 or more, which is a desirable diaphragm material.
  • a material containing two or more kinds of the above-mentioned materials may be used.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of a substrate on which a liquid crystal element and a liquid chamber are formed in a liquid jet head in which a diaphragm is formed as a living body according to an embodiment of the present invention.
  • reference numeral 501 denotes a material layer having a Young's modulus of 1 ⁇ 10 UNZm 2 or more, desirably 2 xl O ⁇ N / m 2 or more. Silicon nitride is used as in the above (Example 1).
  • Reference numeral 502 denotes a silicon oxide extension, which was continuously formed after forming silicon nitride S501 in a PEC VD apparatus on which silicon nitride Jg501 was formed. Other elements are the same as in the first embodiment.
  • the adhesion between the lower electrode 104 and the diaphragm was enhanced.
  • the stress applied to the PZT film 105 during the heat treatment during the manufacturing process can be reduced, the manufacturing yield can be improved.
  • the liquid ejection characteristics when the silicon nitride layer 501 is lim and the silicon oxide layer 502 is 100 OA are the same as those shown in ⁇ 2 in Example 1, and the liquid ejection characteristics by providing the silicon oxide S502 Has not deteriorated. ⁇ ⁇
  • the processing temperature at the time of forming the PZT film or after that at 710 ° C. or less. This is because lead in the PZT film diffuses through the lower electrode 104 to the silicon oxide extension 502 of the diaphragm.
  • the silicon oxide is a solid state at the temperature region, silicon oxide lead is diffused and liquid 714 e C than This is because this ejects to the outside and destroys the liquid ejection head.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of a substrate in which a piezoelectric element and a liquid chamber are formed in a liquid jet head in which an aluminum oxide layer is inserted between a diaphragm and a lower electrode.
  • an aluminum oxide layer 600 is formed with a thickness of 100 OA by a sputtering method on a diaphragm composed of a silicon nitride layer 501 and a silicon oxide layer 502, and a lower electrode 104 is formed from above the aluminum oxide layer.
  • a sputtering method on a diaphragm composed of a silicon nitride layer 501 and a silicon oxide layer 502, and a lower electrode 104 is formed from above the aluminum oxide layer.
  • the diffusion of lead in PZT into the diaphragm as described in the third embodiment is suppressed.
  • a high-temperature heat treatment of 70 ° C. or higher it is possible to prevent the liquid jet head from being broken by the external jet of the silicon oxide layer 502, and to manufacture the liquid jet head.
  • the yield can be improved.
  • a high-temperature and high-temperature heat treatment at a temperature of 70 ° C. or more can be performed efficiently, the piezoelectric characteristics of the PZT film can be further improved, and the liquid ejection characteristics can be improved.
  • the effect of providing the aluminum oxide layer 600 can be obtained by using other materials.
  • the effect was similarly confirmed using zirconium oxide, tin oxide, zinc oxide, and titanium oxide other than the above aluminum oxide.
  • a material containing these as a main component and an additive, or a material containing two or more of these materials as a main component can be similarly applied.
  • this effect was confirmed not only in a diaphragm having a silicon oxide layer on the surface but also in a single-crystal silicon diaphragm mixed with boron.
  • the present inventors conducted the following experiment in order to determine the configuration of the lower electrode 104.
  • a single crystal silicon substrate provided with a silicon oxide layer
  • titanium and platinum were continuously formed as a lower electrode 104 by a sputtering method.
  • the thickness of platinum was varied from 2000 A
  • the thickness of titanium was varied from 500 A to 1000 A. Titanium is necessary to increase the adhesion between platinum as the electrode material and the silicon oxide layer as the diaphragm material.
  • PZT was formed to a film thickness of 1 ⁇ m by the method shown in Example 1 and oxygen atmosphere was applied. 60 in the air.
  • the heat treatment of C was performed at 4 o'clock, and aluminum was formed as an upper electrode by mask evaporation to a size of 3 mm square.
  • the withstand voltage value As for the withstand voltage value, it is not practical for practical use below 10 V, and it is still insufficient even at about 20 V. However, if it exceeds 20 V, it can be regarded as a practical region. According to the above experimental results, the withstand voltage of the PZT film is remarkably improved when the titanium film thickness becomes 80 A or less. Therefore, it is desirable that the titanium film thickness be 8 OA or less, and the present inventors also assume that the titanium film thickness is 5 OA in the above-described embodiment.
  • the electrode material provided on titanium having a thickness of 80 A or less is made of platinum, but this may be an alloy containing platinum.
  • the present inventors continuously formed an alloy of 5 OA of titanium and 7 at% of platinum 7 Oa-iridium 30 at% on a single crystal silicon substrate provided with silicon oxide by a sputtering method. The heat treatment at 00 ° C was performed for 4 hours. When the surface of this alloy after the heat treatment was observed with a microscope at 800 ⁇ , no microprojections were observed on the surface. When a PZT film was formed and the withstand voltage was measured in the same manner as in the above example, a result of 70 V was obtained, and the characteristics were further improved.
  • the material of the diaphragm is not limited to single crystal silicon provided with a silicon oxide layer, but may be any material as described in the above embodiment.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of a substrate on which a piezoelectric element and a liquid chamber are formed in a liquid jet head in which a hydrophilic material layer is formed on the surface of the liquid chamber.
  • reference numeral 71 denotes a hydrophilic material layer.
  • the manufacturing method in this embodiment is almost the same as that shown in Embodiment 1, except that the anisotropic etching of the single crystal silicon substrate 101 is performed before the formation of the protective film 203, and then about 80 CTC.
  • This is different from Example 1 in that silicon oxide is formed as the hydrophilic material layer 70 1 by thermally oxidizing the surface of the substrate 101 at this temperature. After that, a protective film 203 is formed on the surface on the piezoelectric element side.
  • vibration is performed by an SOG (Spin On Glass) method or the like.
  • the silicon oxide may be formed so as to cover the lower part of the plate 103.
  • the liquid mixed with the hydrophilic material particles is passed through the liquid flow path and the liquid chamber after the liquid jet head is assembled. (4) The hydrophilic material particles may be left on the surface of the liquid chamber.
  • FIG. 1 A and (b) are a plan view and a cross-sectional view of a liquid ejection head in which a nozzle is formed on the second substrate 107.
  • a nozzle 801 is formed on a second substrate 107 on which a liquid flow path 1 8 is formed, and is joined to the first substrate 101.
  • the nozzle 801 may be formed by irradiating an excimer laser.
  • the arrangement pitch of the nozzles 801 can be set to half of the arrangement pitch of the liquid chambers 102.
  • the nozzles 80 1 can be distributed at a density of about 400 DPI. That is, it is possible to further increase the density of the nozzle 801.
  • they can be arranged in a straight line, when recording a liquid such as ink on a medium such as paper, high-quality printing can be performed without causing a dot shift.
  • FIG. 9 is a conceptual diagram of a liquid jet recording apparatus using the liquid jet head of the present invention.
  • the liquid ejection head 90; L having a plurality of nozzles is connected to a control circuit (not shown), and the liquid ejection head 901 is appropriately driven by this control circuit to be selectively operated.
  • the ink is ejected.
  • Information such as characters and images is recorded as a group of dots by ink droplets on the recording paper 909 at a position facing the liquid jet head 91.
  • the liquid jet head 901 includes a cart housing 910 storing ink. And a guide rail 903 and a feed pelt 904 are connected to the force bridge 902. When the feed roller 905 rotates, the feed belt 904 is driven, and the liquid jet head 900 and the cartridge 902 move along the guide rail 903. I have.
  • the recording paper 909 is brought into close contact with the platen 906 by the sandwiching roller 907 and the paper feed roller 908.
  • the liquid ejection head 901 is scanned in the main scanning direction (the direction in which the liquid ejection head 901 moves by the guide rail 903), and when recording is completed, the paper feed roller 908 is rotated stepwise. The ink is again ejected from the liquid ejection head 901 to start the next recording.
  • This recording apparatus has the features and effects of the liquid jet head described above as they are.
  • the recording paper is used as the medium from which the ink is ejected.
  • a three-dimensional object such as metal, resin, and wood may be used.
  • the liquid jet head of the present invention is suitably used for a liquid jet recording apparatus that records characters and image information on a recording medium such as paper, metal, resin, and fabric using ink.

Description

明 細 書
液体噴射ヘッ ド及びその製造方法
【技術分野】
本発明は、 液体噴射記録装置に好適に用いられる液体噴射へッ ド及びその製造 方法に関する。
一般に液体噴射記録装置は、 液室、 ノズル、 液体流路を有する液体噴射ヘッ ド、 並びにィンク供給系とを具備し、 液室内に充満しているインクにエネルギーを与 えることにより、 液室内のインクが液体流路に押し出され、 その結果ノズルから インク滴が噴射され、 これにより文字 ·画像情報の記録が行われるものである。 インクにエネルギーを与える手段としては、 圧電素子を用いて液室内を加圧する 手段、 またはヒータを用いて液室内インクを加熱する手段が広く利用されている c 本発明は、 特に圧電素子を用いて液室内を加圧する手段をもつ、 液体噴射へッ ド及びその製造方法に関する。
【背景技術】
上述したような液体噴射へッ ドゃ、 本発明に関わる構成要素の従来技術として は、 特公昭 62— 22790号、 特開平 2— 219654号、 米国特許 4312 008号、 鳥居他 （ジャパニーズジャーナルォブアプライ ドフィジックス、 Vo 1. 30、 N o. 12B、 1991年 12月、 3562〜3566ページ） 、 特 公平 4一 43435号、 特開平 3— 124450号に開示されたものがある。 特公昭 62— 22790号においては、 液室に対応した個所の厚さを薄く した 基板上に耄極形成し、 スパッタリング · 印刷等の薄膜形成方法により、 前記液室 に対応した個所に PZ T薄膜を幵成する、 液体噴射へッ ドの製造方法が開示され ている。
特開平 2— 219654号においては、 ノズルが設けられた半導体基板上に積 層形成した薄板に液室並びに液体流路が形成され、 液室上部に積層形成された振 動板、 前記振動板上部に設けられた圧電振動子よりなる液体噴射ヘッ ド、 及び、 ノズルを半導体基板に形成し、 前記半導体基板上にドライフィルムを接着し、 前 記ドライフィルム上に振動板、 下電極、 圧電膜、 上電極と積層し、 前記ドライフ イルムを除去して形成する液体噴射へ ドの製造方法が開示されている。
米匿特許 4312008号においては、 基板表面に形成された液体流路及び基 板を貢通する液室を具備し、 前記基板の両表面に基板を接合し、 圧鼋体を備えて 成る液体噴射ヘッドが開示されている。
鳥居他 （ジャパニーズジャーナルォブアブライドフィジックス、 Vo l. 30、 No. 12B、 1991年 12月、 3562〜 3566ページ） においては、 P ZT薄膜の下電極に白金を用いることが開示されている。
特公平 4一 43435号においては、 絶縁性薄膜上に下地金属薄膜、 白金膜を 形成し、 前記白金膜の表面が結晶粒成長によって凹凸状となる温度で熱処理する、 圧電性薄膜用の電極形成方法が開示されている。
また、 特開平 3— 124450号は本発明者らによるものであるが、 単結晶珪 素基板の一表面からノズルを ¾成し、 前記単結晶珪素基板の別表面に P型単結晶 珪素をェピタキシャル成長させ、 更に圧電素子を形成し、 その後前記 P型珪素曆 及び単結晶珪素基板をエッチングし、 液室及び片持ち、 雨持ち振動板を形成する 液体噴射へヅ ドの製造方法が開示されている。
しかしながら、 前記従来技術による液体噴射ヘッド、 その構成要素、 それらの 製造方法においては、 以下に示すような解決されるべき問題がある。
特公昭 62— 22790号においては、 クレーム中に構成要素の厚み設定はな いものの、 実施例中の P Z T厚み t pが 50 £m、 振動板厚み t Vが 50〜 10 0 itm程度と設定きれていて、 t p斗 t Vが 10 /Λπι程度以下の領域について念 頭におかれていないことが明確である。 t p + t Vが 100 πι程度であれば、 これがまだ厚すぎるため Ρ Ζ Τに電圧を印加した時の振動板の変形量が小さく、 液体噴射可能なほど液室の体積を変形させるためには、 同実施例中にも記載され ているように、 円形で直径 2miii程度の大きさの液室が必要となる。 この時、 解 像度を向上させようとすると、 同実施例に示されている如く、 液室ピヅチ >ノズ ルビッチ の平面構成となり、 面積的な効率が悪い。 すなわち、 ノズルが 7個あ る液体噴射へヅドの平面サイズが 20mmx l 5mmにもなつてしまう。 更にノ ズル数を増やそうとすれば、 平面サイズが飛躍的に大きくなるのみならず、 液室 とノズルを結ぶ液体流路が長くなり、 その流路抵抗が大きくなり、 液体噴射動作 の速度が極端に低下する。
更に同従来例においては、 液室に対応じた個所に薄い振動板を形成し、 その上 に P ZTを形成する製造方法であるが、 本発明者らの実験によれば、 液室、 振動 板を形成した後に PZ Tを形成する方法において、 前記 t p + t vを更に薄く し た場合、 例えば t pを 3 m、 tvを l〃mにした場合、 製造工程中に振動板に たるみ、 しわ、 破壊等の現象が起こり、 液体噴射ヘッ ドの製造歩留まりが極端に 低下した。
特開平 2 - 219654号においては、 ノズルが面方位 （ 100) の S i基板 を加工することにより形成されている。 例えば厚さ 300 ytiin程度の （ 100 ) S i基板を異方性ェヅチングしてノズル形成する場合、 エッチングレートの遅い ( 1 11 ) 面との角度関係により、 ノズル寸法を 30〃m角としても、 これと反 対側の基板表面の開口部が不可避的に 400〃m角程度になる。 このため、 ノズ ルビッチは 400〃m以下にならず、 せいぜい 60 dp i (dot per inch) 程度 の解像度にしかならない。 すなわち、 液体噴射ヘッ ドのノズル高密度化が不可能 である。
更に、 同従来例中の実施例においては、 圧電膜及び上下電極が共に液室より大 きく形成されており、 そのような構成では、 圧電膜への電圧印加の際に効率的に 振動板を変形させ、 液体を噴射させることが不可能である。 また、 効率的に液体 を噴射させるための圧電膜、 上下電極、 液室の大きさ関係や厚み関係について言 及されていない。
更に、 同従来例中の実施例においては、 振動板に S i 02 1層が用いられてい る。 S i 02 は、 ヤング率が 10 ^NZm2 台と小さく、 その上部に圧電薄膜を 形成し電圧印加して前-記圧電薄膜が横方向に変形する時、 同時に横方向に大きく 伸びてしまい、 縦方向への変形がそれほど大きくならない。 すなわち、 振動板に S i 02 1層を用いた場合も、 圧電膜への電圧印加の際に効率的に振動板を変形 させ、 液体を噴射させることが不可能である。 また、 効率的に液体を噴射させる ための振動板特性や材料については言及されていない。
米国特許 4312008号においては、 そのクレーム中に、 圧電結晶が振動板 上に取り付けられる構成との記述がある。 またその実施例中においてもィンジゥ ムをベースとした半田で取り付ける記述があり、 前記特公昭 62— 22790号 に示される以上の厚みの圧電体を対象としているのが明白である。 従って、 前記 特公昭 62-22790号同様実質的にノズル高密度化ができない。 .また、 この 米国特許 4312008号において、 異方性エッチングを用いて液体流路を形成 する場合にあっては、 S i基板の面方位により流路形状が決定されてしまい、 そ の自由な選択が不可能であった。 例えば、 （ 100) S iを用いた場合、 液体流 路の断面形状は逆三角形となり、 一方 （ 110 ) S iを用いた場合は長方形とな る。 液体流路が逆三角形の場合は、 気泡が溜まりやすくなり、 トラブルの原因と なる。 また、 （ 110 ) S iに長方形となる液体流路を形成する場合、 その深さ の制御が困難であり、 出来上がりの深さが^ F均一になるため、 液体噴射特性にば らっきを生じる。
更に液体流路と液室との接^においてアンダーカ トエッチングが不可避的に 生じ、 このため接点形状がまちまちとなり、 液体噴射特性が一定しない。 更に加 えて、 従来例においては S i基板封止用の基板を 2枚必要とし、 2回の接着工 程を要するため、 製造工程が繁雑化し、 製造コストにおいても不利を伴う。
鳥居他 （ジャパニーズジャーナルォブアブライドフィジックス、 Vo l. 30、 No. 12B、 1991年 12 、 3562 ~ 3566ページ） においては、 P ZT膜の下電極として、 S i 02上に直接白金膜が形成されている。 しかしなが ら、 このような構成とした 合、 酸化珪素と白金との密着性に問題があることは 周知の事実であり、 本発明者の実験においても、 P ZT膜形成時またはその後の 熱処理時や、 完成後の動作時に酸化珪素と白金の間に剥がれが生じた。 また、 以 上の如き問題点を解決し、 酸化珪素等の絶縁材料と白金との密着性を向上させる ため、 特公平 4一 43435号に示されるように白金と絶緣材 の間にチタンを 挿入すればよいことが知られているが、 P Z T膜形成時やその後の熱処理時に、 白金表面に突起が生じ、 これが： PZT膜の酎電圧を低下させていた。
特開平 3— 124450号においては、 単結晶珪素基板の異方性エッチングを 行う時に圧電素子側の面に自動的にエッチング液が回り込む構成であり、 この時 単結晶珪素基板の異方性エッチング液、 例えば水酸化カリウム水溶液により、 圧 電素子がサイドエッチングされる現象が起こり、 これが液体噴射へヅドの歩留ま りを低下させていた。
本発明は上記従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、 以下の点を目的 とするものである。 .
( 1 ) 効率的な液体噴射動作をさせることを可能とし、 ノズル数を増やしても 平面的に小型で、 ノズル高密度化の図られた液体噴射へッドを提供すること。
( 2) 表面の突起密度の少ない下電極を実現し、 耐電圧の大きな P Z T膜を実 現し、 液体噴射特性の向上が図られた液体噴射ヘッ ドを提供すること。
( 3) 液室や液体流路の形状、 深さを制御することを容易とし、 気泡溜まりや 液体噴射特性ばらつきがなく、 更にはその設計の自由度を向上することができる 液体噴射へッ ドを提供すること。
(4) 以上の液体噴射へッドを実現するため、 薄い振動板ゃ圧電素子を形成し ても高い製造歩留まり率を達成できる液体噴射へッ ド及びその製造方法を提供す ること。
【発明の開示】
本発明の液体噴射ヘッ ドは、 圧電膜として PZT (チタン酸ジルコン酸鉛） を 用い、 液室の配列ピヅチをノズルの配列ピッチと同一にし、
さらに、 液室の配列方向長さを L、 液室の奥行き方向長さを W、 PZTの厚み を t p、 振動板の厚みを t Vとした時、 以下の関係を満足することを特徴として いる。
1 ) 10≤ W/L≤ 150
2 ) t p≥ t V
3) 0. 012≤ (t p + t v) /L<0. 08
このようにすることによって、 液体噴射効率に優れると共に、 ノズルの高密度化、 液体噴射へッ ドの小型 ·高集積化を図るこ.とができる。
また、 液室が形成された基板が面方位 （ 1 10) の単結晶珪素から成り、 液室 の奥行き方向をく 1 ゾ 2>またはく ゾ 12 >方向となるよう構成している。 この ことにより、 液室寸法の高精度化が可能になる。
また、 液室の配列方向における上電極の長さを L u、 液室の配列方向における £»21"の長さを1^ 、 液室の配列方向に,おける下電極の長さを L 1とし、 これら の関係を
Lu≤Lp<L l .
となるように構成している。 このことにより、 製造プロセス上の問題がなく、 か つリーク電流が抑えられた圧電素子を構成することが可能である。
また、 液室の配列方向長さ Lと液室の配列方向における上電極の長さ L Uとの 関係を
L > L u
となるように構成している。 このことにより、 振動板を効率的に変形させること ができるので、 液体噴射を効率的に行なうことができる。
また、 液室の奥行き方向における上電極の長さ Wu、 液室の奥行き方向におけ る P ZTの長さ Wp、 液室の奥行き方向における下電極の長さ W 1、 及び液室の 奥行き方向長さ Wとの関係を
W<Wu<Wp<Wl
となるように構成している。 このことにより、 製造プロセス上の問題がなく、 か つリーク電流が抑えられた圧電素子を構成することが可能である。 さらに、 上電 極からの電極の取り出しを容易に行なうことができる。
また、 振動板のヤング率が 1 X 10 "N/m2 以上となるように構成している。 このことにより、 振動板の変形量が増大し、 余裕を持った液体噴射動作が可能と なる。 特に、 振動板のヤング率が 2 X 10 N m2以上であれば、 振動板の変 形量が格段に増大し、 液室の奥行き方向長さ Wを減少させることができ、 液体噴 射へヅドめ小型化 ·高速化が可能となる。
振動板として好適な材料とし は、 窒化珪素、 窒化チタン、 窒化アルミニウム、 窒化ホウ素、 窒化タンタル、 窒化タングステン、 窒化ジルコニウム、 酸化ジルコ 二ゥム、 酸化チタン、 酸化アルミニウム、 炭化珪素、 炭化チタン、 炭化夕ングス テン、 炭化タンタルのいずれかを主成分とする材料、 または、 前記材料を 2種類 以上含むものを主成分とする材料等が挙げられる。
また、 振動板を、 ヤング率が 1 X 1 O N/m2-以上 （望ましくは 2 X 101: N/m2 以上） の材料層と、 酸化珪素展との稹層構造とし、 酸化珪素層を材料層 の上下の内少なく とも一方に配置するように構成することが望ましい。 このこと により、 下電極あるいは基板との密着性が強化されるので、 製造上の歩留まりを 向上させることができる。 .
また、 振動板と下電極の間に、 酸化アルミニウム、 酸化ジルコニウム、 酸化錫、 酸化亜鉛、 酸化チタンのいずれかを主成分とする材料層、 または、 前記材料を 2 種以上含むものを主成分とする材料層を挿入して構成してもよい。 このことによ り、 高温熱処理が可能となり、 P Z T膜の圧電特性を向上させることができる。 また、 下電極を 2盾構造とし、 振動板に接する麿をチタン、 P Z Tに接する麿 を白金または白金を含む合金とし、 チタンの厚みを 8 O A以下となるように構成 してもよい。 このことにより、 P Z T膜の酎電圧を向上させることが可能である c さらに、 液室とその開口部を覆うようにして振動板、 圧電素子がこの順序で形 成されて成る第 1の基板と、 ¾体流路が形成されて成る第 2の基板とを、 第 1の 基板に形成された液室と第 2の基板に形成された液体流路とが連通するように接 合一体化して成ることを特徴としている。
このことにより、 液体流路の形状、 深さを制御することが容易となり、 また、 液体流路と液室との接点形状を一定とすることが可能となり、 その設計上の自由 度を向上させることが可能となると共に、 気泡溜まりや液体噴射特性のばらつき の原因を除去することが可能となる
また、 液室の内表面に親水性材料層を形成するように構成することが望ましい c このことにより、 液体として水をベースにした材料を用いた場合、 液室や液体流 路と液体との濡れ性が向上し、 気泡の発生が少なくなる。
また、 第 1の基板と第 2の基板とを接合した断面の開口部をノズルとするよう に構成してもよい。 このことにより、 一般的に高価な別部品であるノズル板を不 要にすることができる。
また、 第 2の基板にノズルを形成するようにしてもよい。 このことにより、 ノ ズルを更に高密度化することが可能となる。
さらに、 本発明の液体噴射ヘッドの製造方法は、
基板上に振動板を形成する工程、
振動板上に下電極、 圧電膜、 上電極と積層し圧電素子を形成する工程、 基板の圧電素子側の面を保護する手段を設けて、 基板の圧電素子と反対側の面 の所定部分に液室を形成する工程
を有することを特徴とする。 .
このことにより、 非常に薄い振動板及び圧電素子を用いても歩留まりょく液体 噴射へヅドを形成することが可能となる。
また、 液室が形成された第 1の基板の液室開口部側に、 液体流路が形成された 第 2の基板を接合する工程を含むように構成している。 このことにより、 接着工 程が 1回で済むため工程が簡略化され、 液体噴射へッドの低価格化が可能になる。 また、 基板上に酸化珪素層を形成する工程、 液室を形成する工程と同一工程ま たはその後に液室に接して成る前記酸化珪素層をエッチング除去する工程を含む ことにより、 製造プロセス中における振動板の割れや剥がれを防ぐことができ、 製造歩留まりを向上させるこ ができる。
また、 振動板に庄電素子を形成する工程内で庄電膜を加熱処理する第 1加熱ェ 程、 基板に液室を形成した後、 圧電膜を再加熱する第 2加熱工程を含むようにし てもよい。 このことにより、 P Z T膜の圧電ひずみ定数が大きくなり圧電特性を 向上させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
第 1図は、 本発明の実施例における液体噴射ヘッドの斜視図であり、 第 2図 ( a ) ないし （c ) は、 第 1の基板 1 0 1に圧電素子及び液室を形成するまでの 製造工程を示す断面図である。
第 3図 （a ) は、 基板 1 0 1の異方性エッチング時に庄電素子側の面を保護す るための治具の構成図、 同図 （b ) は基板 1 0 1を治具に固定した状態の断面図 である。
第 4図は、 本発明の液体噴射へヅドの実装構造の概念図である。
第 5図は、 振動板を稹展構造とした液体噴射ヘッドにおける、 圧電素子、 液室 を形成した基板の断面図であり、 第 6図は、 振動板と下電極の間に酸化アルミ二 ゥム層を挿入した液体噴射ヘッドにおける、 圧電素子、 6室を形成し 基板の断 面図であり、 第 7図は、 液室内表面に親水性材料展を形成した液体噴射ヘッドに おける、 圧電素子、 液室を形成した基板の断面図である。
第 8図 （a) は、 本発明の第 2の基板 107にノズルを形成した液体噴射へヅ ドにおける平面図、 同図 （b) はその断面図である。 .
第 9図は、 本発明の液体噴射へッ ドを用いた液体噴射記録装置の概念図である,
【発明を実施するための最良の形態】
以下、 本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
(実施例 1 )
第 1図は、 本発明の実施例における液体噴射へッ ドの斜視図である。
図において、 液室 102上に形成された振動板 103、 及び下電極 104、 圧 電膜 105、 上電極 106から構成される圧電素子が形成された第 1の基板 10 1と、 液体流路 108が形成きれた第 2の基板 107を接合して成る構成となつ ている。 109は第 1の基板 101と第 2の基板 107を接合した断面の開口部 に形成されたノズルである。 ここで、 液室 102とノズル 109は、 同一のピヅ チで複数個配列されている。
この液体噴射へッドの動作を簡単に説明すると、 下電極 104と上電極 106 の間に電圧を印加し、 下電極 104、 圧電膜 105、 上電極 106よりなる圧電 素子、 及び振動板 103を変形させ、 液室 102の体積を減少させ、 液室 102 内に充満しているインクを液体流路 108へ押し出し、 ノズル 109よりインク が噴射される動作となる。
以下、 製造工程に従って本発明の液体噴射へッド及びその製造方法を詳細に説 明する。
第 2図 （a) 、 （b) 、 （c ) は、 本発明の実施例における、 第 1の基板 10 1に圧電素子及び液室を形成するまでの製造工程を示す断面図である。 なお、 こ の断面図において、 紙面に垂直な方向が液室の奥行き方向となる。
面方位 （ 110 ) の単結晶珪素による第 1の基板 101を 1200°Cで熱酸化 し、 基板 101の両面に酸化珪素層 201を厚み 500 OA形成する。 そして、 基板 101の片面に振動板 103を形成する。 振動板 103は、 例えば窒化珪素 を PECVD法 （プラズマ化学気相成長法） により厚み 1 に形成し、 窒素雰 菌気中 800°Cで熱処理を行い形成する。 更に、 基板 101の両面にフォトレジ ストを形成し、 握動板 103を設けた側と反対側の表面に開口部を設け、 酸化珪 素展 20 1を弗酸と弗化アンモニゥムの水溶液でバターニングし、 開.口部 202 を形成し、 第 2図 （a) に示す断面図となる。 この時開口部 202の奥行き方向、 すなわち紙面に垂直な方向をく 1Ί 2 >またはく 112 >方向としておく。
そして、 振動板 103上に、 下電極 104をスパッタリング法でチタンを厚み 50 A、 白金を厚み 20ひひ Aと、 この厩に形成し、 そのパターニングを王水の 水溶液で行う。 次に、 圧電膜 105として： P Z Tを厚み にスパッタリング 形成し、 塩酸の水溶液でパ夕一ニングする。 P ZT膜の形成方法は、 近年いろい ろな方法が試みられているが、 本発明者らは、 ニオブを混入した変性 PZ Tに酸 化鉛を過剰に加えた焼結体ターゲ トを用いて、 アルゴン雰囲気中基板加熱なし で高周波スパッタリングを行い形成した。 前記： PZ Tのパターニング後、 酸素雾 囲気中 700°Cにて加熱処理を行い、 更に上亀極 106をスパッタリング法でチ タンを厚み 50A、 金を厚み 200 OAと、 この順に形成し、 ヨウ素とヨウ化力 リウムの水溶液でパターエングし、 第 2図 （b ) に示す断面図となる。
その後、 保護膜 203を感光性ポリイミドで厚み 2 mに形成し、 図示しない 電極取り出し部の保護膜を現像により取り除き、 40 CTCで熱処理を行う。 次に、 保護膜 203を形成した圧電素子側の面を、 第 3図に示す洽具により保護し （詳 細は後述する） 、 水酸化カリウム水溶液に浸せきし、 酸化珪素層 20 1の開口部 202から単結晶珪素基板 10 1の異方性エッチングを行い、 液室 102を形成 する。 この時単結晶珪素基板 101の面方位が （ 1 10 ) であり、 更に開口部 2 02の奥行き方向がく 1 2>またはく 12 >方向であるから、 液室 102の 奥行き方向の辺を形成する側壁の面を （ 11 1 ) 面とすることができる。 水酸化 カリウム水溶液を用いた場合、 単結晶珪素の （ 11ひ） 面と （1 1 1 ) 面のエツ チングレートの比は 300 ： 1程度となり、 300 の深さの溝をサイ ドエヅ チング 1 /tm程度に抑えて形成することができ、 液室 102が形成される。 そし て、 基板 10 1を前記治具に固定したまま、 振動板 103に接している酸化珪素 を弗酸と穽化アンモニゥムの水溶液でエッチング除去し、 第 2図 （c ) に示す断 面図となる。 本実 ¾例においては、 保護膜 2 0 3を付けない状態で液室 1 0 2を形成した後、 再び酸素雰囲気中 7 0 0 °Cにて熱処理を行なうようにし、 更に保護膜を形成する ようにしてもよい。 これは、 圧電膜 （P Z T膜） 1 0 5に対して 2度の熱処理を 行なうことにより、 圧電特性をさらに向上させることができるためである。 この 効果の詳細な理由は明確ではないが、 圧電膜を構成する P Z Tの焼結が進んでそ の結晶粒径が大きくなり、 その結果圧電ひずみ定数が上昇するものと推定される。 第 3図 （ a ) 、 （b ) は、 前述の如く、 本発明の実施例における、 基板 1 0 1 の異方性エッチング時に圧電素子側の面を保護するための治具を示した図であり、 同図 （a ) は治具の構成図、 同図 （ b ) は基板 1 0 1を治具に固定した状態の断 面図である。
片側に開口部を有し、 その内壁面にネジ山が切られた円筒状の固定枠 3 0 1に、 0リング 3 0 2、 基板 1 0 1、 0リング 3 0 2の順にはめ込み、 その外壁面にネ ジ山が切られた固定リング 3 0 3を前記固定枠 3 0 1の内壁にねじ込み、 固定す る構成となっている。 この時、 基板 1 0 1のエッチングを行う側の面を固定枠 3 0 1の開口部側にしておく。 第 3図 （ b ) に示される状態で水酸化カリウム水溶 液等のエッチング液に浸せきされるわけであるが、 この時、 固定リング 3 0 3、 0リング 3 0 2、 及び基板 1 0 1のエッチングを行う面とで封じられるため、 ェ ヅチング液は基板 1 0 1の圧電素子側へ回り込まないようにすることができる。 治具の素材としては、 本発明者らはポリプロピレンを用いた。
第 4図は、 本発明の実施例における、 液体噴射ヘッ ドの実装構造の概念図であ る。
図において、 圧電素子及び液室が形成された第 1の基板 1 0 1 と液体流路 1 0 8が形成された第 2の基板 1 0 7を接合し、 ノズル 1 0 9と液体導入孔 4 0 4が 形成される。 液体導入孔 4 0 4側を基材 4 0 1で囲み、 液体室 4 0 3が形成され る。 この液体室 4 0 3には外部から液体が供給されるようになっている （図示せ ず） 。 基材 4 0 1は実装基板 4 0 2に取り付けられる。 第 2の基板 1 0 7は、 プ ラスチヅクを射出成形することにより、 液体流路 1 0 8と一体形成した。
以上が本発明の液体噴射へッ ドの概要である。
次に、 液室 ·電極の寸法、 圧電膜の厚み · 寸法、 振動板の厚みなどの関係につ いて述べる。 本癸明者らは、 上述した液体噴射ヘッドを用いて液体噴射実験を行 つたところ様々な知見を得た。
本発明者らはまず、 液室 102、 下電極 104、 P Z Tによる圧電膜 105、 上電極 106の平面的な位瑟闋係を設定した。
まず、 下電極 104と圧電膜 105、 上電極 106に関して、 前記製造工程に 従って上電極形成工程まで行い評価してみた。
下電極より上電極が大きい場合と、 その逆で上電極より下電極が大きい場合と を比べてみると、 前者は上下電極簡のリーク電流が 2桁程度後者に比べて多くな ることがわかった。 これは、 下電極端部における P Z T膜のリーク電流が大きい ことによるものと考えられる。
更に、 上電極より下電極が大きい場合において、 PZ T膜が下電極より大きい 場合と、 PZT膜が下電極より小さい場合においては、 前者は PZT膜端部が下 地の窒化珪素からめくれ上がつてしまつたのに対し、 後者は膜剥がれ等なく形成 できた。 これは、 PZ T膜と窒化珪素眉の密着性が不十分であるためと考えられ た。 従って、 以上の結果から、
上電極 PZT膜ぐ下電極
の大小関係とすること、 すなわち、 液室の配列方向における上電極長さを L u、 液室の配列方向における P ZT長さを L p、 液室の E列方向における下電極長さ を L 1とした場合、
Lu≤Lp<Ll
という大小関係にすること、 及び、 液室の奥行き方向における上電極長さを Wu、 液室の奥行き方向における P Z T長さを Wp、 液室の奥行き方向における下電極 長さを W1とした場合、
W <Wp <W 1
という大小関係にすることにより、 製造プロセス上の問題がなく、 かつリ一ク電 流が抑えられた圧鼋素子を構成することができた。
更に、 上電極 106からの電極取り出しを行うため、 前記製造工程に従い、 液 室 102まで形成レた後、 上電極 106にワイヤボンディングをしたみた。 そう したところ、 液室 102真上の上電極 106 Cワイヤボンディングを行った場合、 圧力で振動板 103が破壊してしまった。 これに対して、 液室の奥行き方向に上 電極 106を引き伸ばした場合、 すなわち液室の奥行き方向の長さを W、 液室の 奥行き方向の上電極長さを Wuとし、
W< Wu
という大小関係にする。 そして、 上電極 106下に基板 10 1が存在している部 分 （液室 102が存在していない部分） ワイヤボンディングを行なったところ， 問題なく実施できた。 従って、 以上の結果から、
W< Wu
とすることにより、 上電極 106からの電極取り出しが容易となることがわかつ た。
次に、 前記 Lu≤ L p< L lという条件のもとで、 液室 102の配列方向長さ Lとの関係について、 液室中央部における振動板 103の変形量を調べることに より最適化実験を行った。 なお、 振動板、 下電極、 PZ T、 上電極の材料、 厚み は前述のものとした。 そして、 液室配列方向の辺の中央に圧電素子の中央を配置 し、 左右対称となるようにした。 また上下電極間の印加電圧は 30Vとした。 L = 100 Atm固定とし、 Lu、 Lp、 L 1をそれぞれ変えたときの結果を以下の 表 1に示す。
Figure imgf000015_0001
【表 1】 以上の表 1に示されるように、 配列方向における、 液室 102と PZT膜 10 5や下電極 104の大小関係は、 振動板変形量にはあまり影響を与えない。 しか し、 液室 102と上電極 1ひ 6の大小関係は、 振動板変形量に影饕を与え、 液室 102より上電極 106が大きぐなれば、 振動板変形量が低下する。 この結果に より、 庄電素子の変形部分が液室内部に収まるようにすれば、 .効率的な振動板変 形をさせることができるものと考えられる。 そのような状態にする平面的な位置 関係は、 液室配列方向において、
液室の配列方向長さ L >液室の配列方向の上電極長さ L u
である。
以上述べた平面的なサイズ関係のもとで、 次に液体噴射実験を行った。 液体と しては、 水系インクを用いた。 液室の E列方向長さ L (単位 m) 、 液室の奥行 き方向長さ W (単位^ ffi) 、 膜厚み （単 £m) 、 振動板厚み tv (単位 ^m) をパラメ一夕として、 ノズル 109から 5 mm離れた部分で液体噴 射速度 （単位 m/se c) を測定した。 PZT膜への印加電界は 5 VZ mとし た。 なお、 振動板材料、 下電極材料及び厚み、 上電極材料及び厚み、 保護膜材料 及び厚みは前述のものとした。 結果を以下の表 2に示す。
L w t p t V 液体噴射速度
100 15000 0. 8 0. 4 5
// // 0. 7 噴射せず
// 3 1 15
3 17
// 5 噴射せず
200 2000 4 2 10
// 1000 // 噴射せず
【表 2】 以上の結果につい: r考察してみる。
まず、 L= 100〃m W= 15000 m t v= 0. 4〃mという条件に おいて、 t p = 0. 8 mの場合は液体は噴射し、 t p = 0. 7〃mの場合は液 体は噴射しない。 これは、 液室内の液体に与える圧力が t p = 0. 7 mにおい ては不足のためであると考えられる。 材料力学の教えるところによれば、 一般的 に液室内の液体に与える圧力は、 おおむね t p + t Vの 3乗に比例し、 Lの 3乗 に反比例する。 従って、 この条件に上記の実験結果をあてはめると、
(t p + tv) 3 /L3 ≥ 1. 7 X 10 -6
すなわち、
(t p + tv) /L≥ 0. 012 と範囲設定すれば、 液室内液体に与える圧力としてば、 液体を喰射させるだけの ものを与えることができる。 また、 前記不等式の左辺が大きくなれば、 液体噴射 特性は向上することが期待され、 実際、 tp-tv=3 imの時、 液体噴射速度 17 mZs e cを記録している。
ところが、 tp = 3 m、 tv-5nnの時、 液体は噴射しなかった。 これは、 振動板 103が厚くなつてその剛性が ¾Τまり、 液体を噴射させるだけの量の変形 をしなくなるためである。 従って、 振動板 103が厚くなりすぎるのは望ましぐ なぐ、 前記不等式に数値条件を当てはめると、
(t p + tv) 3 /L3 <5. 12 x10-4、
すなわち、
( t p + t v) /L < 0. 08
とすることが必要と ¾る。 この不等式の意味するところは、 液室の配列方向長さ Lを短くして、 液体噴射ヘッドのノズル高密度化を行うためには、 PZT厚みt Pと振動板厚み t Vの和を小さくすることが必要ということである。 逆に言えば、 t p +t Vを小ざくすることにより、 Lを小さくすることができ、 ノズル高密度 化が可能となる。
さて、 この状態 （t p = 3 m、 t v = 5 tmの状態） で液体を噴射させるた めの手段として、 液室の奥行き方向長さ Wを更に大きくすることが考えられる。 しかしながらそのような構成にすれば、 液体噴射へヅドが平面的に非常に大型化 してしまい、 実用的な範囲を逸脱してしまう。 また、 Wが大きくなつた場合、 液 室内の流路抵抗が大きくなり、 液体噴射ヘッドの動作速度が低下する。 従って、 液体噴射へッドの平面的な小型化、 高速動作化に対しては、 上記の実験結果から、
-t p≥ t 及び WZL≤ 150
とするのが望ましい。
また、 L = 200yttm、 t p = 4i£m、 t ν = 2^πιにおいて、 W-2000 tfmでは液体噴射し、 W= 10ひ 0 mでは液体噴射しない。 これは、 W= 10 00 ^inでは、 液体噴射させるだけの液室の奥行き長さが短すぎるためである。 従って、 L=20 Οίίπι以下として高密度で液室を配列し、 ノズルを高密度化す る場合、 " L≥ 10とすることが必要であることがわかった。 以上述べた液体噴射へッ ドの特徴をまとめると、 以下のようになる。
圧電膜 105に PZ Tを用いていることにより、 液体噴射効率がよい。 P Z T は、 圧電材料の中でも圧電ひずみ定数が大きく、 本実施例における P.Z Tにおい ても d31= 150 p CZNが達成されている。 本発明における P Z Tは、 その組 成や、 上述した実施例において添加されている添加物の種類、 量、 更に固溶させ ることのできる化合物の種類、 量を上記実施例において限定されているものでは ない。 また、 その形成方法も上記方法に限定される必要はない。
液室 102の配列ピヅチを、 ノズル 1 09の配列ピッチと同一にしているため、 前記液室とノズルを結ぶ液体流路 108を引き回すスペースが不要となり、 液体 噴射へヅ ドの小型化が可能となり、 更にはノズル数を増やしても液体噴射へヅ ド の大型化を招くことがない。
1 0≤ W/L≤ 150かつ t p≥ t vかつ 0. 0 12≤ ( t p + t v) L < 0. 08とすることにより、 薄い振動板 103及び P Z T膜 105を用いて狭い 幅の液室を形成しても液体噴射が可能となり、 液体噴射ヘッ ドの小型化、 そのノ ズル高密度化が可能となる。
基板 1 0 1を面方位 （ 1 10 ) の単結晶珪素とし、 液室 1 02の奥行き方向を < 1 72 >またはく ゾ 12 >方向とすることにより、 液室 1 02の奥行き方向の 辺を形成する側壁の面を （ 1 1 1 ) 面とすることができるため、 300 mの深 さの液室を配列方向のサイ ドエッチング 1 m程度に抑えて形成することができ、 液室寸法の高精度化が可能となる。
L u≤ L pく L 1とすることにより、 製造プロセス上の問題がなく、 リ一ク電 流が抑えられた圧電素子を構成することが可能となる。
L >L uとすることにより、 振動板の変形を効率的に行なうことができるよう になり、 その結果効率的な液体噴射が可能となる。
W<Wu<Wp <Wlとすることにより、 製造プロセス上の問題がなく、 リー ク電流が抑えられた圧電素子を構成することが可能となると共に、 上電極からの 電極取り出しが容易となる。
圧電素子及び液室 102が形成された第 1の基板 10 1と液体流路 108が形 成された第 2の基板 1 0 7を、 液室と液体流路が連通するように接合一体化する 構成としたことにより、 液体流路の形状、 深さを制御することが容易となり、 ま た、 液体流路と液室との接点形状を一定とすることが可能となり、 その設計上の 自由度を向上させることが可能となると共に、 気泡溜まりや液体噴射特性のばら つきの原因を除去することが可能となる。
第 1の基板 1ひ 1と第 2の基板 10 Ίを接合した断面の開口部をノズルとした ことにより、 別部品として必要であった高価なノズル板が不要となる。
圧電素子を形成した後、 この側の面を保護する手段を設けて、 反対側の面から 液室を形成する製造方法としたことにより、 薄い振動板及び PZ Tを用いても歩 留まり良く液体噴射へッドが形成可能となる。 本実施例においては、 圧電素子側 の面を保護する手段は治具によるものであるが、 その手段はこれに限定されるこ となく、 フォトレジストを厚く塗布する等、 他の手段を用いても良い。
液室が形成された第 1の基 10 1の液室開口部側に、 液体流路が形成された 第 2の基板 1ひ 7を接合する製造方法としたことにより、 基板 10 1の封止用に 1枚の基板 （第 2の基板） を用いて 1回の接着工程で^ Fませることが可能となり、 液体噴射ヘッドの低価格化が可能となる。
基板 10 1上に酸化珪素展 201を形成し、 液室 102を形成する工程と同一 工程またはその後に液室 102に接して成る酸化珪素展 20 1を除去する製造方 法としたことにより、 製造プロセス中における振動板 103の割れや剥がれを防 ぐことが可能となり、 液体噴 *fへ、 yドの製造歩留まりが向上する。 更に振動板振 動時に残留する酸化珪素層 20 1の影饗を除去することが可能となり、 液体噴射 特性の向上が可能となる。
(実施例 2 )
振動板 103の材料についての知見を得るため、 第 2図 （c ) の構造において、 振動板材料を変え、 液室中央部における振動板の変形量を調べた。 下電極 104 は全くパターニングを行わず、 基板 10 1全面に存在する構成とした。 条件とし ては、 L = 100 jttm、 L p = 94 m L = 88 W= 15 mm、 t p
= 3 ^.m. t v= 1 mで上下電極間の印加電圧は 3ひ Vとした。
振動板 103の材料としては、 上述の実施例 1で使用した窒化珪素に加え、 熱 酸化法により形成した酸化珪素、 ホウ素を 1021 cm- 3熱拡散させた珪素、 スパ ヅタリング法に り形成した酸化ジルコニウム、 及び酸化アルミニウムの 5種類 を用いた。 結果を以下の表 3に示す。
Figure imgf000021_0001
【表 3】 以上の結果より、 振動板 103のヤング率が大きいほど振動板変形量は大きく なる。 これは、 振動板 103のヤング率が小さいと、 ΪΕ電薄膜が横方向に変形す る時、 同時に横方向に大きく伸びてしまい、 縦方向への変形がそれほど大きくな らないことを示しているものである。 効率的に振動板を変形させ、 液体を噴射さ せるためには、 ヤング率の大きな振動板を用いることが必要である。
上記結果より近似的に振動板 103による液室の排除体積を見積もってみると， 酸化珪素を用いた場合 1. 5 x 10— 13 m3 となり、 水系インクを用いて液体噴 射を行う場合に対して必要な排除体積ぎりぎりのところである。 従って、 振動板 のヤング率を 1 X 10 nNZm2 以上とすれば、 余裕を持って液体噴射させるこ とが可能となり、 更には、 2 X 10 nN/m2 以上とすれば、 振動板変形量が格 段に増大し、 液室の奥行き方向長さ Wを減少させることができ、 液体噴射ヘッ ド の小型化、 動作の高速化が可能となる。
以上の結果によれば、 振動板材料として、 ヤング率の大きい酸化ジルコニウム、 窒化珪素、 酸化アルミニウムが望ましいことがわかる。 この他に、 窒化チタン、 窒化アルミニウム、 窒化ホウ素、 窒化タンタル、 窒化タングステン、 窒化ジルコ 二ゥム、 酸化チタン、 炭化珪素、 炭化チタン、 炭化タングステン、 炭化タンタル は、 ヤング率が 2 X 10 nN/m2 以上であり、 望ましい振動板材料といえる。 更に、 前記材料を主成分として他の成分が添加されていても良いし、 前記材料 を 2種類以上含んだ材料でもよい。 例えば、 炭化タングステンが主成分で、 炭化 チタン、 炭化タンタル、 コバルトを微量添加した超硬合金や、 炭化チタンや炭化 窒化チ夕ンを主成分とし、 不純物を微量添加したサ一メヅ トを振動板に用いて良 い。
(実施例 3 )
第 5図は、 本発明の実施例における、 振動板を棲層搆造とした液体噴射ヘッド における、 庄電素子、 液室を形成した基板の断面図である。
同図において、 501はヤング率が 1 X 10 UNZm2 以上、 望ましくは 2 x l O^N/m2以上の材料層であり、 前記 （実施例 1) と同様窒化珪素を用いた。
502は酸化珪素展であり、 窒化珪素 Jg501を形成した P E C V D装置におい て、 窒化珪素 S 501を形成した後に連続形成した。 これ以外の要素は実施例 1 と同様である。
この酸化珪素層 502を設けることにより、 下電極 104と振動板との密着性 が強化された。 また、 製造プロセス中の熱処理時に起こる PZT膜 105に加わ る応力を緩和することができるので、 製造歩留まりを向上することが可能である。 窒化珪素層 501を l im、 酸化珪素展 502を 100 OAとした時の液体噴射 特性は、 実施例 1中の袠 2に示すものと変わらず、 酸化珪素 S 502を設けるこ とによる液体噴射特性の劣化はなかつた。 ―、
本実施例は、 P Z T膜形成時またはそれ以降の処理温度を 710°C以下として 適用するのが望ましい。 これは、 P ZT膜中の鉛が下電極 104を通って振動板 の酸化珪素展 502へ拡散することによるものである。 通常、 酸化珪素はこの温 度領域では固体状態であるが、 鉛が拡散された酸化珪素は 714eC以上で液体と なってしまい、 これが外部に噴出して液体噴射へヅ ドを破壊してしまうためであ る。
(実施例 4 ) - 第 6図は、 振動板と下電極の間に酸化アルミニウム層を挿入した液体噴射へッ ドにおける、 圧電素子、 液室を形成した基板の断面図である。
図において、 窒化珪素層 5 0 1、 酸化珪素層 5 0 2より成る振動板上に、 酸化 アルミニウム層 6 0 1をスパヅタリング法により厚み 1 0 0 O Aで形成し、 その 上部から下電極 1 0 4を形成する。 それ以外は実施例 3と同様である。
酸化アルミニウム層 6 0 1を形成することにより、 上記実施例 3中において述 ベた P Z T中の鉛の振動板への拡散が抑えられる。 このことにより、 7 1 0 °C以 上の高温熱処理を行なっても、 酸化珪素層 5 0 2の外部噴出による液体噴射へヅ ドの破壊を防止することができ、 液体噴射へッ ドの製造歩留まりを向上させるこ とができる。 更には、 7 1 0 °C以上の高温かつ効率的な熱処理が可能となるため、 P Z T膜の圧電特性を一層向上させることが可能となり、 液体噴射特性の向上を 図ることができる。
酸化アルミニウム層 6 0 1を設けたことによる効果は他の材料を用いても得ら れることが判明した。 実験の結果、 上記酸化アルミニウム以外では、 酸化ジルコ 二ゥム、 酸化錫、 酸化亜鉛、 酸化チタンを用いてもその効果は同様に確認された。 また、 これらを主成分とし添加物を加えた材料や、 これらの材料を 2種以上含む ものを主成分とする材料も同様に適用可能である。 さらに、 この効果は、 表面に 酸化珪素層を設けた振動板構成のみならず、 ホウ素を混入した単結晶珪素振動板 においても確認された。
(実施例 5 )
本発明者らは、 下電極 1 0 4の構成を決定するため、 以下の実験を行った。 酸化珪素層を設けた単結晶珪素基板上に、 下電極 1 0 4としてチタンと白金を スパヅ夕リング法でこの顒に連続形成した。 白金の厚みは 2 0 0 0 A、 チタンの 厚みは 5 0 Aから 1 0 0 0 Aまで変化させた。 なお、 チタンは、 電極材料の白金 と振動板材料の酸化珪素層との密着性を高めるために必要なものである。
その上から、 実施例 1中に示す方法で P Z Tを膜厚 1〃mに形成し、 酸素雰囲 気中で 60ひ。 Cの熱処理を 4時藺行い、 更に上電極としてアルミニウムを 3mm 角の大きさにマスク蒸着して形成した。
このサンプルにおいて、 上下電極簡に鼋圧を印加し、 PZT膜の酎電圧特性を 評価した。 ここで、 P Z T膜の酎電圧の定義としては、 リーク電流が 100 ιιΑ 流れたときの印加電圧とした。 その結果を表 4に示す。
Figure imgf000024_0001
【表 4】 以上の結果より、 チタン膜厚と: PZT膜の耐電圧には相関闉係があり、 チタン 膜厚が薄くなれば酎電圧が増すことがわかる。 また、 本発明者らの観測によれば、 白金表面に微小な突起: ^生じていて、 この突起の密度がチタン膜厚を厚くすると 共に大きくなっていた。 例えば、 チタン 50 Aにおいては 20000個 Zmm2 程度であったものが、 チタン 200 Aにおいては 210000個 Zmm2 程度と なっていることが観測された。 このことから、 熱処理によって形成される白金表 面の微小な突起が、 P Z T膜の H "電圧を低下させているものと考えられる。
チタン膜厚を 100 Aから 8 OAに下げることにより、 ：？21"膜の酎電圧は1 8 Vから 3 0 Vへと大きく向上した。 P Z T膜の耐電圧が向上すれば、 印加電圧 を高くすることができるようになり、 液体噴射へヅ ドにおける、 液体噴射特性を 向上させることが可能となる。 また、 P Z T膜を薄く した状態においても液体噴 射が可能となり、 製造上の生産性も向上させることが可能となる。
この耐電圧値としては、 1 0 V以下では実用には酎えられず、 2 0 V程度でも まだ不十分であるが、 2 0 Vを大きく越えれば実用領域とみなすことができる。 上記の実験結果によると、 チタン膜厚が 8 0 A以下になると P Z T膜の耐電圧が 格段に向上しているのがわかる。 従って、 チタン膜厚を 8 O A以下とすることが 望ましく、 本発明者らは、 上述した実施例においてもチタン膜厚を 5 O Aとして いる。
以上の本実施例においては、 厚み 8 0 A以下のチタン上に設ける電極材料を白 金としているが、 これは、 白金を含む合金としてよい。 本発明者らは酸化珪素展 を設けた単結晶珪素基板にチタンを 5 O A、 更に白金 7 O a七％—ィ リジゥム 3 0 a t %の合金をスパッタリング法で連続形成し、 酸素雰囲気中で 6 0 0 °Cの熱 処理を 4時間行ってみた。 熱処理後のこの合金表面を 8 0 0倍で顕微鏡観察して みたところ、 前記表面の微小突起は全く観察されなかった。 前記実施例と同様に P Z T膜を形成し耐電圧を測定したところ、 7 0 Vという結果が得られ、 更に特 性の向上がみられた。
また、 振動板の材料としても酸化珪素層を設けた単結晶珪素に限られたわけで なく、 上述した実施例で挙げられた材料であれば適用可能である。
(実施例 6 )
第 7図は、 液室内表面に親水性材料層を形成した液体噴射ヘッ ドにおける、 圧 電素子、 液室を形成した基板の断面図である。
同図において、 7 0 1が親水性材料層である。 本実施例における製造方法は実 施例 1に示すものとほぼ同一であるが、 保護膜 2 0 3の形成前に単結晶珪素基板 1 0 1の異方性エッチングを行い、 その後 8 0 CTC程度の温度で基板 1 0 1表面 を熱酸化することにより、 親水性材料層 7 0 1 として酸化珪素を形成する点が実 施例 1と異なっている。 その後、 圧電素子側の面に保護膜 2 0 3を形成する。 親水性材料層 7 0 1の形成方法としては、 S O G ( Spin On Glass ) 法等で振動 板 1 0 3下も覆うように酸化珪素を形成してもよいし、 更には、 液体噴射へヅ ド 組立後に親水性材料粒子を混ぜた液体を液体流路ゃ液室を通し、 液体流路ゃ液室 表面に親水性材料粒子を残すようにしてもよい。
このような構成とした場合、 液体に水性インク等の、 水をベースとした材料を 用いた時、 液室や液体流路と液体の濡れ性が向上し、 気泡の発生が少なくなる。 同時に、 第 2の基板 1 0 7にもガラス等の親水性材料を用いれば、 更にこの効杲 は向上する。
(実施例 7 )
第&図 （ a ) 、 （ b ) は、 第 2の基板 1 0 7にノズルを形成した液体噴射へヅ ドにおける、 平面図及び断面図である。
図において、 液体流路 1ひ 8を形成した第 2の基板 1 0 7に、 ノズル 8 0 1を 形成し、 第 1の基板 1 0 1と接合した構成となっている。 ノズル 8 0 1は、 ェキ シマレーザ一を照射することにより形成すればよい。
このような構成とすることにより、 第 8図 （a ) に示すように液室 1 0 2を千 鳥状に配置し、 レかもノズル 8 0 1を一直線上に配置することが可能となる。 従 つて、 ノズル 8 0 1の配列ピッチを液室 1 0 2の配列ピッチの半分とすることが でき、 液室寸法を上述した実施例 1と同様に 1 0 0 jctmとした場合、 ノズル 8 0 1を 4 0 0 D P I程度の密度で配翬することが可能となる。 すなわち、 ノズル 8 0 1の更なる高密度化が可能となる。 また、 一直線上に配置できるので、 インク 等の液体を紙などの媒体上に記録する場合、 ドットずれが起こらず高品位の印字 が可能となる。
(実施树 8 )
第 9図は、 本発明の液体噴射へ ドを用いた液体噴射記録装置の概念図である。 図において、 複数のノズルを有する液体噴射へヅド 9 0； Lは、 図示しない制御 回路と接続されており、 この制御回路によって液体噴射へヅド 9 0 1が適切に駆 動され選択的にインクが噴射されるようになっている。 そして、 この液体噴射へ ッド 9 0 1と対向した位置にある記録用紙 9 0 9上に、 文字 ·画像などの情報が インク滴によるドヅトの集合体として記録されるように構成されている。
また、 液体噴射へヅド 9 0 1には、 インクを貯蔵しているカートひヅジ 9 0 2 が接続形成されており、 更にガイ ドレール 9 0 3及び送りペルト 9 0 4が力一ト リヅジ 9 0 2に接続されている。 送りローラ 9 0 5が回転すると、 送りベルト 9 0 4が駆動され、 ガイ ドレール 9 0 3に沿って液体噴射へヅ ド 9 0 1.及びカート リ ヅジ 9 0 2が移動する仕組みになっている。
—方、 記録用紙 9 0 9は、 挟持ローラ 9 0 7と紙送りローラ 9 0 8によりブラ テン 9 0 6に密着するようになっている。 液体噴射へヅ ド 9 0 1を主走査方向 (ガイ ドレール 9 0 3により液体噴射へッド 9 0 1が移動する方向） に走査し、 記録を終えたら紙送りローラ 9 0 8をステップ回転させ、 再び液体噴射へッド 9 0 1からインクを噴射し、 次の記録を始めるようになつている。
この記録装置は、 以上説明してきた液体噴射へッ ドの特徴や効果をそのまま有 するものとなる。
本実施例においては、 イン が噴射される媒体として記録用紙を用いたが、 も ちろんこれに限られるわけでなく、 布地等であってもよい。 また、 金属 ·樹脂 - 木材等の立体物を用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
以上説明したように、 本発明の液体噴射ヘッ ドは、 紙 ·金属 ·樹脂 ·布地等の 記録媒体上にインクを用いて文字 ·画像情報を記録する液体噴射記録装置に好適 に用いられる。
さらに、 小型、 高密度、 改善された特性という特徴を活かし、 小型かつ高性能 の液体噴射記録装置に用いられる記録へッドとして最適である。

Claims

請 求 の 範 囲
1. 噴射すべき液体を保持するための液室が形成された基板、 ノズル、 液体流路、 前記液室上に形成された振動板、 前記振動板上に形成された下電極、 圧電膜、 上電極より成る庄電素子を具備し、 前記液室、 ノズル、 液体流路、 振動板、 圧 電素子が複数個配列されて成り、 前記圧電素子を駆動し振動板をたわませ液室 の体積を変化させることにより、 液体流路を介して液室内に供給された液体を ノズルより外部に噴射させる液体噴射へヅドにおいて、
前記圧電膜に PZT (チ夕ン酸ジルコン酸鉛) を用い、 前記液室の配列ピッ チを前記ノズルの配列ピッチと同一にし、
さらに、 前記液室の配列方向長さを L、 前記液室の奥行き方向長さを W、 前 記 PZTの厚みを tp、 前記振動板の厚みを とした時、 以下の関係を満た すことを特徵とする液体噴射へヅ ド。
1 ) 10≤W/L≤ 150
2 ) t p≥ t V
3 ) 0. 012≤ ( t" p + t v ) /L < 0. 08
2. 液室が形成された基板が、 面方位 （ 110 ) の単結晶珪素から成り、 前記液 室の奥行き方向を < 1 12 >またはく 12〉方向としたことを特敏とする請 求の範囲第 1項記載の液体噴射へヅド。
3. 液室の配列方向における上電極の長さ L u、 液室の配列方向における圧電膜 の長さ Lp、 液室の配列方向における下電極の長さ L 1との関係を
L ≤Lp<L 1
としたことを特徴とする請求の範囲第 1項記載の液体噴射へッド。
4： 液室の配列方向長さ Lと、 液室の配列方向における上電極の長さ Luとの鬨 係を - L > L
としたことを特徴とする請求の範囲第 1項記載の液体噴射へット'。
5. 液室の奥行き方向における上電極の長さ Wu、 液室の奥行き方向における圧 電膜の長さ Wp、 液室の奥行き方向における下電極の長さ Wl、 及び液室の奥 行き方向長さ Wとの関係を
W<Wu<Wp <W 1
としたことを特徴とする請求の範囲第 1項記載の液体噴射へヅ ド。 .
6. 振動板のヤング率を 1 X 1 OnNZm2 以上としたことを特徴とする請求の 範囲第 1項記載の液体噴射へッド。
7. 振動板のヤング率を 2 X 10 "N/m2 以上としたことを特徴とする請求の 範囲第 1項記載の液体噴射ヘッド。
8. 振動板を、 窒化珪素、 窒化チタン、 窒化アルミニウム、 窒化ホウ素、 窒化夕 ンタル、 窒化タングステン、 窒化ジルコニウム、 酸化ジルコニウム、 酸化チタ ン、 酸化アルミニウム、 炭化珪素、 炭化チタン、 炭化タングステン、 炭化タン タルのいずれかを主成分どする材料、 または、 前記材料を 2種類以上含むもの を主成分とする材料とした とを特徴とする請求の範囲第 6項または第 7項記 載の液体噴射ヘッド。
9. 振動板を、 ヤング率が 1 X 1 O^NZm2 以上の材料層と、 酸化珪素層との 積層構造とし、 前記酸化珪素層を前記ヤング率が 1 X 10 "N/m2 以上の材 料層の上下の内少なく とも一方に配置することを特徴とする請求の範囲第 1項 記載の液体噴射へッ ド。
10. 振動板を、 ヤング率が 2 X 10 nNZm2 以上の材料唐と、 酸化珪素唐と の積層構造とし、 前記酸化珪素層を前記ヤング率が 2 X 10 "N/m2 以上の 材料層の上下の内少なく とも一方に配置することを特徴とする請求の範囲第 1 項記載の液体噴射へッ ド。
11. 振動板と下電極の間に、 酸化アルミニウム、 酸化ジルコニウム、 酸化錫、 酸化亜鉛、 酸化チタンのいずれかを主成分とする材料層、 または、 前記材料を 2種以上含むものを主成分とする材料層を挿入したことを特徴とする請求の範 囲第 1項記載の液体噴射へッ ド。
12. 下電極を 2層構造とし、 振動板に接する層をチタン、 PZ Tに接する層を 白金または白金を含む合金とし、 前記チタンの厚みを 8 OA以下としたことを 特徴とする請求の範囲第 1項記載の液体噴射へッ ド。
13. 噴射すべき液体を保持するための液室が形成された基板、 ノズル、 液体流 路、 前記液室上に形成された振動板、 前記振動板上に形成された下電極、 圧電 膜、 上電極より成る圧電素子を具備し、 前記液室、 ノズル、 液体流路、 振動板、 圧電素子が複数値配列されて成り、 前記圧電素子を駆動し振動板をたわませ液 室の体積を変化させることにより、 液体流路を介して液室内に供給された液体 をノズルより外部に噴射させる液体噴射ヘッドにおいて、
液室とその開口部を覆うようにして振動板、 圧電素子がこの頫序で形成され て成る第 1の基板と、 液体流路が形成されて成る第 2の基板とを、 前記第 1の 基板に形成された液室と前記第 2の基板に形成された液体流路とが連通するよ うに接合一体化して成ることを特徵とする液体噴射へッド。
4. 第 1の基板が面方位 （ 1 1 0 ) の単結晶珪素かち成り、 液室の奥行き方向 をぐ 1 1 2〉または < 1 2 >方向としたことを特徵とする請求の範囲第 1 3 項記載の液体噴射へヅ ド。 —
5 . 液室の内表面に親水性材料展を形成して成ることを特教とする請求の範囲 第 1 3項記載の液体噴射へヅ ド。
6 /第 1の基板と第 2の基板とを接合した断面の開口部をノズルとしたことを 特徵とする請求の範囲第 1 3項記載の液体噴射へッド。
7 . 第 2の基板にノズルを形成して成ることを特徴とする請求の範面第 1 3項 記載の液体噴射へヅ ト。
8 . 基板上に振動板を形成する工程、
前記振動板上に下電極、 圧電膜、 上電極と稹層し圧電素子を形成する工程、 前記基板の前記圧電素子側の面を保護する手段を設け、 前記基板の前記圧電 素子と反対側の面の所定部分に液室を形成する工程、
を有することを特徴とする液体噴射へッドの製造方法。
9 . 液室が形成された第 1の基板の液室開口部側に、 液体流路が形成された第 2の基板を接合する工程を含むことを特徵とする請求の範囲第 1 8項記載の液 体噴射ヘッドの製造方法。
0 . 基板が面方位 （ 1 1 0 ) の単結晶珪素から成り、 液室の奥行き方向を < 1 1 2 >または < ί 1 2 >方向としたことを特徴とする請求の範囲第 1 8項記載 の液体噴射へヅドの製造方法。
1 . 基板上に酸化珪素居を形成する工程、 液室を形成する工程と同一工程また はその後に液室に接して成る酸化珪素展をエッチング除去する工程を含むこと を特徴とする請求の範囲第 1 8項記載の液体噴射へッ ドの製造方法 P
2 . 振動板に圧電素子を形成する工程内で圧電膜を加熱処理する第 1加熱工程、 基板に液室を形成した後、 圧電膜を再加熱する第 2加熱工程を含むことを特徴 とする請求の範囲第 1 8項記載の液体噴射へッドの製造方法。
3 . 請求の範囲第 1項または第 1 3項に記載の液体噴射へッドを具備して成る ことを特徴とする液体噴射記録装置。
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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0698490A2 (en) 1994-08-25 1996-02-28 Seiko Epson Corporation Liquid jet head
EP0738599A2 (en) * 1995-04-19 1996-10-23 Seiko Epson Corporation Ink Jet recording head and method of producing same
EP0782923A1 (en) * 1995-07-14 1997-07-09 Seiko Epson Corporation Laminated head for ink jet recording, production method thereof, and printer equipped with the recording head
EP0791459A2 (en) * 1996-02-22 1997-08-27 Seiko Epson Corporation Ink-jet recording head, ink-jet recording apparatus using the same, and method for producing ink-jet recording head
US6256849B1 (en) * 1998-02-19 2001-07-10 Samsung Electro-Mechanics., Ltd. Method for fabricating microactuator for inkjet head
US6402971B2 (en) 1996-01-26 2002-06-11 Seiko Epson Corporation Ink jet recording head and manufacturing method therefor
JP2007012867A (ja) * 2005-06-30 2007-01-18 Kyocera Corp アクチュエータおよび吐出装置
USRE39474E1 (en) 1996-04-10 2007-01-23 Seiko Epson Corporation Method of manufacturing an ink jet recording head having reduced stress concentration near the boundaries of the pressure generating chambers
US8672458B2 (en) 2010-11-15 2014-03-18 Seiko Epson Corporation Liquid ejecting head and liquid ejecting apparatus
US9150018B2 (en) 2013-03-12 2015-10-06 Seiko Epson Corporation Liquid ejecting head and liquid ejecting apparatus

Families Citing this family (82)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5818477A (en) * 1994-04-29 1998-10-06 Fullmer; Timothy S. Image forming system and process using more than four color processing
JPH08118663A (ja) * 1994-10-26 1996-05-14 Mita Ind Co Ltd インクジェットプリンタ用印字ヘッド及びその製造方法
JPH08169110A (ja) * 1994-12-20 1996-07-02 Sharp Corp インクジェットヘッド
US5933167A (en) * 1995-04-03 1999-08-03 Seiko Epson Corporation Printer head for ink jet recording
JP3402865B2 (ja) * 1995-08-09 2003-05-06 キヤノン株式会社 液体噴射記録ヘッドの製造方法
JP3890634B2 (ja) * 1995-09-19 2007-03-07 セイコーエプソン株式会社 圧電体薄膜素子及びインクジェット式記録ヘッド
JP3327149B2 (ja) * 1995-12-20 2002-09-24 セイコーエプソン株式会社 圧電体薄膜素子及びこれを用いたインクジェット式記録ヘッド
US5940097A (en) * 1996-03-22 1999-08-17 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Arrangement for detaching a head unit from a carriage in an ink jet printer
EP0839653A3 (en) 1996-10-29 1999-06-30 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Ink jet recording apparatus and its manufacturing method
JPH10211701A (ja) * 1996-11-06 1998-08-11 Seiko Epson Corp 圧電体素子を備えたアクチュエータ及びインクジェット式記録ヘッド、並びにこれらの製造方法
EP0893259B8 (en) * 1997-07-25 2003-03-26 Seiko Epson Corporation Ink jet print head and a method of manufacturing the same
JP3521708B2 (ja) * 1997-09-30 2004-04-19 セイコーエプソン株式会社 インクジェット式記録ヘッドおよびその製造方法
JP3019845B1 (ja) * 1997-11-25 2000-03-13 セイコーエプソン株式会社 インクジェット式記録ヘッド及びインクジェット式記録装置
US6293654B1 (en) 1998-04-22 2001-09-25 Hewlett-Packard Company Printhead apparatus
DK79198A (da) * 1998-06-11 1999-12-12 Microtronic As Fremgangsmåde til fremstilling af en transducer med en membran med en forudbestemt opspændingskraft
DE69932911T2 (de) * 1998-06-18 2007-02-22 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd., Kadoma Fluidausstossvorrichtung und verfahren zu deren herstellung
US6217151B1 (en) 1998-06-18 2001-04-17 Xerox Corporation Controlling AIP print uniformity by adjusting row electrode area and shape
DE69927211T2 (de) * 1998-06-30 2006-06-29 Canon K.K. Zeilendruckkopf für Tintenstrahldrucker
JP3379479B2 (ja) * 1998-07-01 2003-02-24 セイコーエプソン株式会社 機能性薄膜、圧電体素子、インクジェット式記録ヘッド、プリンタ、圧電体素子の製造方法およびインクジェット式記録ヘッドの製造方法、
ATE284314T1 (de) * 1999-02-18 2004-12-15 Seiko Epson Corp Herstellungsverfahren für einen tintenstrahlaufzeichnungskopf
US6331049B1 (en) 1999-03-12 2001-12-18 Hewlett-Packard Company Printhead having varied thickness passivation layer and method of making same
US6693033B2 (en) * 2000-02-10 2004-02-17 Motorola, Inc. Method of removing an amorphous oxide from a monocrystalline surface
US6392257B1 (en) * 2000-02-10 2002-05-21 Motorola Inc. Semiconductor structure, semiconductor device, communicating device, integrated circuit, and process for fabricating the same
EP1290733A1 (en) * 2000-05-31 2003-03-12 Motorola, Inc. Semiconductor device and method for manufacturing the same
WO2002009187A2 (en) * 2000-07-24 2002-01-31 Motorola, Inc. Heterojunction tunneling diodes and process for fabricating same
US6638838B1 (en) 2000-10-02 2003-10-28 Motorola, Inc. Semiconductor structure including a partially annealed layer and method of forming the same
US20020096683A1 (en) * 2001-01-19 2002-07-25 Motorola, Inc. Structure and method for fabricating GaN devices utilizing the formation of a compliant substrate
JP3833070B2 (ja) * 2001-02-09 2006-10-11 キヤノン株式会社 液体噴射ヘッドおよび製造方法
US6673646B2 (en) 2001-02-28 2004-01-06 Motorola, Inc. Growth of compound semiconductor structures on patterned oxide films and process for fabricating same
US6811805B2 (en) * 2001-05-30 2004-11-02 Novatis Ag Method for applying a coating
US6709989B2 (en) 2001-06-21 2004-03-23 Motorola, Inc. Method for fabricating a semiconductor structure including a metal oxide interface with silicon
US20030010992A1 (en) * 2001-07-16 2003-01-16 Motorola, Inc. Semiconductor structure and method for implementing cross-point switch functionality
US6646293B2 (en) 2001-07-18 2003-11-11 Motorola, Inc. Structure for fabricating high electron mobility transistors utilizing the formation of complaint substrates
US6693298B2 (en) 2001-07-20 2004-02-17 Motorola, Inc. Structure and method for fabricating epitaxial semiconductor on insulator (SOI) structures and devices utilizing the formation of a compliant substrate for materials used to form same
US6855992B2 (en) * 2001-07-24 2005-02-15 Motorola Inc. Structure and method for fabricating configurable transistor devices utilizing the formation of a compliant substrate for materials used to form the same
US6667196B2 (en) 2001-07-25 2003-12-23 Motorola, Inc. Method for real-time monitoring and controlling perovskite oxide film growth and semiconductor structure formed using the method
US6589856B2 (en) 2001-08-06 2003-07-08 Motorola, Inc. Method and apparatus for controlling anti-phase domains in semiconductor structures and devices
US6639249B2 (en) 2001-08-06 2003-10-28 Motorola, Inc. Structure and method for fabrication for a solid-state lighting device
EP1284188B1 (en) * 2001-08-10 2007-10-17 Canon Kabushiki Kaisha Method for manufacturing liquid discharge head, substrate for liquid discharge head and method for working substrate
US6673667B2 (en) 2001-08-15 2004-01-06 Motorola, Inc. Method for manufacturing a substantially integral monolithic apparatus including a plurality of semiconductor materials
US20030036217A1 (en) * 2001-08-16 2003-02-20 Motorola, Inc. Microcavity semiconductor laser coupled to a waveguide
US7025894B2 (en) * 2001-10-16 2006-04-11 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Fluid-ejection devices and a deposition method for layers thereof
US20030071327A1 (en) * 2001-10-17 2003-04-17 Motorola, Inc. Method and apparatus utilizing monocrystalline insulator
JP4530615B2 (ja) * 2002-01-22 2010-08-25 セイコーエプソン株式会社 圧電体素子および液体吐出ヘッド
US6916717B2 (en) * 2002-05-03 2005-07-12 Motorola, Inc. Method for growing a monocrystalline oxide layer and for fabricating a semiconductor device on a monocrystalline substrate
US7052117B2 (en) * 2002-07-03 2006-05-30 Dimatix, Inc. Printhead having a thin pre-fired piezoelectric layer
JP3783781B2 (ja) * 2002-07-04 2006-06-07 セイコーエプソン株式会社 液体噴射ヘッドの製造方法
US7381341B2 (en) * 2002-07-04 2008-06-03 Seiko Epson Corporation Method of manufacturing liquid jet head
US20040012037A1 (en) * 2002-07-18 2004-01-22 Motorola, Inc. Hetero-integration of semiconductor materials on silicon
US20040069991A1 (en) * 2002-10-10 2004-04-15 Motorola, Inc. Perovskite cuprate electronic device structure and process
US20040070312A1 (en) * 2002-10-10 2004-04-15 Motorola, Inc. Integrated circuit and process for fabricating the same
US6965128B2 (en) * 2003-02-03 2005-11-15 Freescale Semiconductor, Inc. Structure and method for fabricating semiconductor microresonator devices
US7020374B2 (en) * 2003-02-03 2006-03-28 Freescale Semiconductor, Inc. Optical waveguide structure and method for fabricating the same
US20040164315A1 (en) * 2003-02-25 2004-08-26 Motorola, Inc. Structure and device including a tunneling piezoelectric switch and method of forming same
KR100519764B1 (ko) * 2003-03-20 2005-10-07 삼성전자주식회사 잉크젯 프린트헤드의 압전 액츄에이터 및 그 형성 방법
JP3975979B2 (ja) * 2003-07-15 2007-09-12 ブラザー工業株式会社 液体移送装置の製造方法
US6902256B2 (en) 2003-07-16 2005-06-07 Lexmark International, Inc. Ink jet printheads
JP3956964B2 (ja) * 2003-09-25 2007-08-08 ブラザー工業株式会社 液体移送装置及び圧電アクチュエータ
JP4550062B2 (ja) * 2003-10-10 2010-09-22 フジフィルム ディマティックス， インコーポレイテッド 薄膜を有するプリントヘッド
JP4396317B2 (ja) * 2004-02-25 2010-01-13 富士フイルム株式会社 液体吐出ヘッド及びその製造方法
US8491076B2 (en) 2004-03-15 2013-07-23 Fujifilm Dimatix, Inc. Fluid droplet ejection devices and methods
US7281778B2 (en) * 2004-03-15 2007-10-16 Fujifilm Dimatix, Inc. High frequency droplet ejection device and method
JP3956950B2 (ja) * 2004-03-30 2007-08-08 富士フイルム株式会社 吐出ヘッド駆動方法及び吐出ヘッド製造方法並びに液吐出装置
JP4654640B2 (ja) * 2004-09-13 2011-03-23 富士ゼロックス株式会社 インクジェット記録ヘッド、及び、インクジェット記録ヘッド製造方法
US7175258B2 (en) * 2004-11-22 2007-02-13 Eastman Kodak Company Doubly-anchored thermal actuator having varying flexural rigidity
US7188931B2 (en) * 2004-11-22 2007-03-13 Eastman Kodak Company Doubly-anchored thermal actuator having varying flexural rigidity
US7283030B2 (en) * 2004-11-22 2007-10-16 Eastman Kodak Company Doubly-anchored thermal actuator having varying flexural rigidity
US8708441B2 (en) 2004-12-30 2014-04-29 Fujifilm Dimatix, Inc. Ink jet printing
US7625073B2 (en) 2005-06-16 2009-12-01 Canon Kabushiki Kaisha Liquid discharge head and recording device
US7651879B2 (en) * 2005-12-07 2010-01-26 Honeywell International Inc. Surface acoustic wave pressure sensors
US7654651B2 (en) * 2006-01-17 2010-02-02 Canon Kabushiki Kaisha Liquid discharge head and manufacturing method of the same
US7819509B2 (en) * 2006-09-29 2010-10-26 Fujifilm Corporation Liquid ejection head and manufacturing method thereof
JP4881126B2 (ja) * 2006-10-25 2012-02-22 株式会社東芝 ノズルプレートの製造方法、および液滴吐出ヘッドの製造方法
US7988247B2 (en) * 2007-01-11 2011-08-02 Fujifilm Dimatix, Inc. Ejection of drops having variable drop size from an ink jet printer
US20100330523A1 (en) * 2007-03-30 2010-12-30 Cms Dental Aps Optical tip for photosynthesis
TWI430484B (zh) * 2010-07-28 2014-03-11 Univ Nat Sun Yat Sen 具高c軸取向之氧化鋅壓電薄膜之製作方法
JP6182968B2 (ja) 2012-08-14 2017-08-23 株式会社リコー 電気機械変換素子、液滴吐出ヘッド、画像形成装置及び電気機械変換素子の製造方法
JP6332738B2 (ja) 2013-06-19 2018-05-30 株式会社リコー アクチュエータ及びその製造方法、並びに、そのアクチュエータを備えた液滴吐出ヘッド、液滴吐出装置及び画像形成装置
EP2987636B1 (en) 2014-08-20 2021-03-03 Canon Production Printing Netherlands B.V. Droplet generating device
CN107487070A (zh) * 2017-09-01 2017-12-19 深圳诚拓数码设备有限公司 一种纺织数码印花机
JP7087413B2 (ja) * 2018-01-31 2022-06-21 セイコーエプソン株式会社 圧電デバイス、液体噴射ヘッド、および、液体噴射装置
CN111703207B (zh) * 2020-05-13 2021-09-14 苏州锐发打印技术有限公司 带单层内电极的压电喷墨打印器件

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55156073A (en) * 1979-05-23 1980-12-04 Seiko Epson Corp Ink jet recording head
JPS57113940U (ja) * 1980-12-29 1982-07-14
JPS585271A (ja) * 1981-07-02 1983-01-12 Seiko Epson Corp インクジエツト印刷装置
JPS58102775A (ja) * 1981-12-15 1983-06-18 Seiko Epson Corp インクオンデマンド型ヘツド
JPS6233076B2 (ja) * 1981-12-22 1987-07-18 Seikoo Epuson Kk
JPS63104844A (ja) * 1986-10-22 1988-05-10 Fuji Electric Co Ltd インクジエツト記録ヘツド
JPS63149159A (ja) * 1986-12-12 1988-06-21 Fuji Electric Co Ltd インクジエツト記録ヘツド
JPH02258261A (ja) * 1989-03-30 1990-10-19 Sharp Corp インクジェットヘッド
JPH03297653A (ja) * 1990-04-17 1991-12-27 Seiko Epson Corp インクジェットヘッド

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5840509B2 (ja) * 1978-05-18 1983-09-06 株式会社日立製作所 インクジエツトガン
US4312008A (en) * 1979-11-02 1982-01-19 Dataproducts Corporation Impulse jet head using etched silicon
JPS56164582A (en) * 1980-05-23 1981-12-17 Hitachi Ltd Semiconductor piezo-electric element and manufacture thereof
JPS57113940A (en) * 1980-11-18 1982-07-15 Teikei Kikaki Kk Carburetor
US4520374A (en) * 1981-10-07 1985-05-28 Epson Corporation Ink jet printing apparatus
JPS58187365A (ja) * 1982-04-27 1983-11-01 Seiko Epson Corp オンデマンド型インクジエツト記録ヘツド
JPS5923612A (ja) * 1982-07-29 1984-02-07 Murata Mfg Co Ltd 圧電共振子の製造方法
JPS6222790A (ja) * 1985-07-24 1987-01-30 Shin Etsu Chem Co Ltd 第３級炭化水素シリル化合物の製造方法
JPH07112629B2 (ja) * 1985-07-31 1995-12-06 京セラ株式会社 セラミツク板の固定ピンとそれを用いた固定方法
US4651120A (en) * 1985-09-09 1987-03-17 Honeywell Inc. Piezoresistive pressure sensor
US4783821A (en) * 1987-11-25 1988-11-08 The Regents Of The University Of California IC processed piezoelectric microphone
US4906840A (en) * 1988-01-27 1990-03-06 The Board Of Trustees Of Leland Stanford Jr., University Integrated scanning tunneling microscope
US4947184A (en) * 1988-02-22 1990-08-07 Spectra, Inc. Elimination of nucleation sites in pressure chamber for ink jet systems
JPH0219654A (ja) * 1988-07-07 1990-01-23 Mitsubishi Motors Corp 燃料噴射ノズル及びその製造方法
JPH0258261A (ja) * 1988-08-23 1990-02-27 Seiko Epson Corp Ｍｏｓ型半導体装置の製造方法
US5116457A (en) * 1989-04-07 1992-05-26 I C Sensors, Inc. Semiconductor transducer or actuator utilizing corrugated supports
DE69026765T2 (de) * 1989-07-11 1996-10-24 Ngk Insulators Ltd Einen piezoelektrischen/elektrostriktiven Film enthaltende piezoelektrischer/elektrostriktiver Antrieb
JP2886588B2 (ja) * 1989-07-11 1999-04-26 日本碍子株式会社 圧電／電歪アクチュエータ
JP3039971B2 (ja) * 1989-09-19 2000-05-08 株式会社日立製作所 接合型圧電装置及び製造方法並びに接合型圧電素子
JPH03124450A (ja) * 1989-10-11 1991-05-28 Seiko Epson Corp 液体噴射ヘッドの製造方法
US5244537A (en) * 1989-12-27 1993-09-14 Honeywell, Inc. Fabrication of an electronic microvalve apparatus
JP2652258B2 (ja) * 1990-04-20 1997-09-10 富士写真フイルム株式会社 Ｃｃｄ出力回路
JP2913806B2 (ja) * 1990-09-14 1999-06-28 ブラザー工業株式会社 圧電式インクジェットプリンタヘッド
US5265315A (en) * 1990-11-20 1993-11-30 Spectra, Inc. Method of making a thin-film transducer ink jet head
JP2744535B2 (ja) * 1991-07-08 1998-04-28 株式会社テック インクジェットプリンタヘッドの製造方法
JPH05177831A (ja) * 1991-12-27 1993-07-20 Rohm Co Ltd インクジェットプリントヘッド及びそれを備える電子機器
DE69510284T2 (de) * 1994-08-25 1999-10-14 Seiko Epson Corp Flüssigkeitsstrahlkopf
EP0738599B1 (en) * 1995-04-19 2002-10-16 Seiko Epson Corporation Ink Jet recording head and method of producing same
JP3320596B2 (ja) * 1995-09-27 2002-09-03 日本碍子株式会社 圧電／電歪膜型素子及びその製造方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55156073A (en) * 1979-05-23 1980-12-04 Seiko Epson Corp Ink jet recording head
JPS57113940U (ja) * 1980-12-29 1982-07-14
JPS585271A (ja) * 1981-07-02 1983-01-12 Seiko Epson Corp インクジエツト印刷装置
JPS58102775A (ja) * 1981-12-15 1983-06-18 Seiko Epson Corp インクオンデマンド型ヘツド
JPS6233076B2 (ja) * 1981-12-22 1987-07-18 Seikoo Epuson Kk
JPS63104844A (ja) * 1986-10-22 1988-05-10 Fuji Electric Co Ltd インクジエツト記録ヘツド
JPS63149159A (ja) * 1986-12-12 1988-06-21 Fuji Electric Co Ltd インクジエツト記録ヘツド
JPH02258261A (ja) * 1989-03-30 1990-10-19 Sharp Corp インクジェットヘッド
JPH03297653A (ja) * 1990-04-17 1991-12-27 Seiko Epson Corp インクジェットヘッド

Cited By (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5719607A (en) * 1994-08-25 1998-02-17 Seiko Epson Corporation Liquid jet head
EP0698490A3 (en) * 1994-08-25 1997-03-05 Seiko Epson Corp Liquid jet head
EP0698490A2 (en) 1994-08-25 1996-02-28 Seiko Epson Corporation Liquid jet head
EP0738599A2 (en) * 1995-04-19 1996-10-23 Seiko Epson Corporation Ink Jet recording head and method of producing same
US5754205A (en) * 1995-04-19 1998-05-19 Seiko Epson Corporation Ink jet recording head with pressure chambers arranged along a 112 lattice orientation in a single-crystal silicon substrate
EP0738599A3 (en) * 1995-04-19 1997-09-10 Seiko Epson Corp Ink jet recording head and method of manufacturing the same
US6158847A (en) * 1995-07-14 2000-12-12 Seiko Epson Corporation Laminated ink-jet recording head, a process for production thereof and a printer equipped with the recording head
EP0782923A4 (en) * 1995-07-14 1997-10-22 Seiko Epson Corp LAMINATED PRINT HEAD FOR INK JET RECORDING, PRODUCTION METHOD THEREFOR AND PRINTER EQUIPPED WITH THE RECORDING HEAD
EP0782923A1 (en) * 1995-07-14 1997-07-09 Seiko Epson Corporation Laminated head for ink jet recording, production method thereof, and printer equipped with the recording head
US6332254B1 (en) 1995-07-14 2001-12-25 Seiko Epson Corporation Process for producing a laminated ink-jet recording head
US6836940B2 (en) 1995-07-14 2005-01-04 Seiko Epson Corporation Process for producing a laminated ink-jet recording head
USRE45057E1 (en) 1996-01-26 2014-08-05 Seiko Epson Corporation Method of manufacturing an ink jet recording head having piezoelectric element
US7827659B2 (en) 1996-01-26 2010-11-09 Seiko Epson Corporation Method of manufacturing an ink jet recording head having piezoelectric element
US7673975B2 (en) 1996-01-26 2010-03-09 Seiko Epson Corporation Ink jet recording head having piezoelectric element and electrode patterned with same shape and without pattern shift therebetween
US7850288B2 (en) 1996-01-26 2010-12-14 Seiko Epson Corporation Ink jet recording head having piezoelectric element and electrode patterned with same shape and without pattern shift therebetween
US7354140B2 (en) 1996-01-26 2008-04-08 Seiko Epson Corporation Ink jet recording head having piezoelectric element and electrode patterned with same shape and without pattern shift therebetween
US6402971B2 (en) 1996-01-26 2002-06-11 Seiko Epson Corporation Ink jet recording head and manufacturing method therefor
US6609785B2 (en) 1996-01-26 2003-08-26 Seiko Epson Corporation Ink jet recording head having piezoelectric element and electrode patterned with same shape and without pattern shift therebetween
US6209992B1 (en) 1996-02-22 2001-04-03 Seiko Epson Corporation Ink-jet recording head, ink-jet recording apparatus using the same, and method for producing ink-jet recording head
US6334244B2 (en) 1996-02-22 2002-01-01 Seiko Epson Corporation Method for producing ink-jet recording head
EP0791459A2 (en) * 1996-02-22 1997-08-27 Seiko Epson Corporation Ink-jet recording head, ink-jet recording apparatus using the same, and method for producing ink-jet recording head
EP0791459A3 (en) * 1996-02-22 1998-04-15 Seiko Epson Corporation Ink-jet recording head, ink-jet recording apparatus using the same, and method for producing ink-jet recording head
USRE39474E1 (en) 1996-04-10 2007-01-23 Seiko Epson Corporation Method of manufacturing an ink jet recording head having reduced stress concentration near the boundaries of the pressure generating chambers
US6256849B1 (en) * 1998-02-19 2001-07-10 Samsung Electro-Mechanics., Ltd. Method for fabricating microactuator for inkjet head
JP2007012867A (ja) * 2005-06-30 2007-01-18 Kyocera Corp アクチュエータおよび吐出装置
US8672458B2 (en) 2010-11-15 2014-03-18 Seiko Epson Corporation Liquid ejecting head and liquid ejecting apparatus
US9150018B2 (en) 2013-03-12 2015-10-06 Seiko Epson Corporation Liquid ejecting head and liquid ejecting apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
US6345424B1 (en) 2002-02-12
JP3379106B2 (ja) 2003-02-17
US5530465A (en) 1996-06-25

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