JP3037692B1 - インクジェットプリンタヘッドアクチュエ―タ及びその製造方法 - Google Patents
インクジェットプリンタヘッドアクチュエ―タ及びその製造方法Info
- Publication number
- JP3037692B1 JP3037692B1 JP11200552A JP20055299A JP3037692B1 JP 3037692 B1 JP3037692 B1 JP 3037692B1 JP 11200552 A JP11200552 A JP 11200552A JP 20055299 A JP20055299 A JP 20055299A JP 3037692 B1 JP3037692 B1 JP 3037692B1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- plate
- chamber
- diaphragm
- thin film
- chamber plate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 21
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims abstract description 47
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims abstract description 47
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 45
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims abstract description 34
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims abstract description 23
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 claims abstract description 6
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 29
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 claims description 27
- 239000010408 film Substances 0.000 claims description 26
- 238000005323 electroforming Methods 0.000 claims description 17
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 12
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 7
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 5
- 238000010030 laminating Methods 0.000 claims description 5
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 4
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 3
- 230000002265 prevention Effects 0.000 claims 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims 1
- 238000001459 lithography Methods 0.000 abstract description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 6
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 6
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 6
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 6
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 6
- 239000011135 tin Substances 0.000 description 6
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 6
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 2
- 238000007738 vacuum evaporation Methods 0.000 description 2
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- -1 and among these Chemical compound 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/16—Production of nozzles
- B41J2/1621—Manufacturing processes
- B41J2/1626—Manufacturing processes etching
- B41J2/1629—Manufacturing processes etching wet etching
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/16—Production of nozzles
- B41J2/1607—Production of print heads with piezoelectric elements
- B41J2/161—Production of print heads with piezoelectric elements of film type, deformed by bending and disposed on a diaphragm
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/16—Production of nozzles
- B41J2/1621—Manufacturing processes
- B41J2/1625—Manufacturing processes electroforming
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/16—Production of nozzles
- B41J2/1621—Manufacturing processes
- B41J2/1631—Manufacturing processes photolithography
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/16—Production of nozzles
- B41J2/1621—Manufacturing processes
- B41J2/164—Manufacturing processes thin film formation
- B41J2/1642—Manufacturing processes thin film formation thin film formation by CVD [chemical vapor deposition]
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/16—Production of nozzles
- B41J2/1621—Manufacturing processes
- B41J2/164—Manufacturing processes thin film formation
- B41J2/1646—Manufacturing processes thin film formation thin film formation by sputtering
Abstract
【要約】
【課題】 製品に適用されるときにはインクとの接触に
よる振動板の腐食等を防止するため、製作性と製品性能
とが向上されるインクジェットプリンタヘッドアクチュ
エータを提供する。 【解決手段】 金属材の薄板に備えられるチャンバー板
及び振動板をエッチング停止層である保護薄膜と一体に
結合した後、チャンバー板をリソグラフィ工程とエッチ
ング工程とによってパターニングして、チャンバー板に
は多数のチャンバーが均一の大きさと間隔に形成される
ようにする。このとき、チャンバー板と振動板との間に
介入させるようにする保護薄膜は、チャンバーを形成さ
せるときにはエッチング停止層として利用される。
よる振動板の腐食等を防止するため、製作性と製品性能
とが向上されるインクジェットプリンタヘッドアクチュ
エータを提供する。 【解決手段】 金属材の薄板に備えられるチャンバー板
及び振動板をエッチング停止層である保護薄膜と一体に
結合した後、チャンバー板をリソグラフィ工程とエッチ
ング工程とによってパターニングして、チャンバー板に
は多数のチャンバーが均一の大きさと間隔に形成される
ようにする。このとき、チャンバー板と振動板との間に
介入させるようにする保護薄膜は、チャンバーを形成さ
せるときにはエッチング停止層として利用される。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェットプ
リンタヘッドアクチュエータ及びその製造方法に関する
もので、より詳しくは、金属材である薄板の振動板とチ
ャンバー板との間にエッチング停止層である保護薄膜が
一体に蒸着されるため、チャンバー板のエッチングによ
るチャンバー形成がより精密でありながら経済的に行わ
れ、インクによる振動板の腐食が防止されてヘッドの機
械的な剛性が向上するインクジェットプリンタヘッドア
クチュエータ及びその製造方法に関する。
リンタヘッドアクチュエータ及びその製造方法に関する
もので、より詳しくは、金属材である薄板の振動板とチ
ャンバー板との間にエッチング停止層である保護薄膜が
一体に蒸着されるため、チャンバー板のエッチングによ
るチャンバー形成がより精密でありながら経済的に行わ
れ、インクによる振動板の腐食が防止されてヘッドの機
械的な剛性が向上するインクジェットプリンタヘッドア
クチュエータ及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】一般的にインクジェットプリンタのヘッ
ドでインクを噴射させる方式は、大きくサーマル・バブ
ルジェット方式と圧電方式が主に用いられる。サーマル
・バブルジェット方式は、電気的にチャンバーを加熱し
てチャンバー内のインクが熱膨張によってノズルを介し
て噴射されるようにするものである。圧電方式は、圧電
アクチュエータによって振動板を駆動させて、その振動
力でチャンバー内のインクがノズルを介して噴射される
ようにするものである。
ドでインクを噴射させる方式は、大きくサーマル・バブ
ルジェット方式と圧電方式が主に用いられる。サーマル
・バブルジェット方式は、電気的にチャンバーを加熱し
てチャンバー内のインクが熱膨張によってノズルを介し
て噴射されるようにするものである。圧電方式は、圧電
アクチュエータによって振動板を駆動させて、その振動
力でチャンバー内のインクがノズルを介して噴射される
ようにするものである。
【0003】このような方式で噴射されるインクは、そ
の粒子が数十μm(約40μm)の大きさを有しつつ、
非常に多くの数の粒子が同時多発的に噴射されるため、
何よりも精密な作動性が要求される。
の粒子が数十μm(約40μm)の大きさを有しつつ、
非常に多くの数の粒子が同時多発的に噴射されるため、
何よりも精密な作動性が要求される。
【0004】図1は、前記噴射方式のなかで、現在最も
普遍的に使われている圧電方式の一実施形態を図示した
もので、このときの圧電素子はPZTを用いた。こうし
た圧電噴射方式でのインクジェットプリンタヘッドは大
きくノズル板110、リザーバ板120、リストリクタ
板130、チャンバー板140、及び振動板150を順
に積層し、振動板150には再び下部電極161、圧電
体163、及び上部電極162が順に積層されて圧電ア
クチュエータ160を構成する。
普遍的に使われている圧電方式の一実施形態を図示した
もので、このときの圧電素子はPZTを用いた。こうし
た圧電噴射方式でのインクジェットプリンタヘッドは大
きくノズル板110、リザーバ板120、リストリクタ
板130、チャンバー板140、及び振動板150を順
に積層し、振動板150には再び下部電極161、圧電
体163、及び上部電極162が順に積層されて圧電ア
クチュエータ160を構成する。
【0005】上記構成でノズル板110は、小さい直径
のノズル111が一側に形成されるようにし、実質的に
インクが噴射される吐出口を形成している。そして、ノ
ズル板110の上部に積層されるリザーバ板120は、
適正量のインクを貯蔵する空間であるリザーバ121が
一側に形成され、他側には、ノズル板110のノズル1
11と連通されることでノズル111にインクを誘導す
る貫通孔122が形成される部分である。
のノズル111が一側に形成されるようにし、実質的に
インクが噴射される吐出口を形成している。そして、ノ
ズル板110の上部に積層されるリザーバ板120は、
適正量のインクを貯蔵する空間であるリザーバ121が
一側に形成され、他側には、ノズル板110のノズル1
11と連通されることでノズル111にインクを誘導す
る貫通孔122が形成される部分である。
【0006】リザーバ板120の上部に積層されるリス
トリクタ板130は、リザーバ板120のリザーバ12
1から一定量のインクが誘導されるようにする小さい直
径のリストリクタ131がリザーバ121と連通される
ように一側に形成され、他側にはリザーバ板120の貫
通孔122と連通され、流路をなす貫通孔132が形成
される部分である。
トリクタ板130は、リザーバ板120のリザーバ12
1から一定量のインクが誘導されるようにする小さい直
径のリストリクタ131がリザーバ121と連通される
ように一側に形成され、他側にはリザーバ板120の貫
通孔122と連通され、流路をなす貫通孔132が形成
される部分である。
【0007】リストリクタ板130の上部に積層される
チャンバー板140は、リストリクタ板130の両側に
形成されるリストリクタ131と貫通孔132に同時に
連通されるチャンバー141が形成されるようにして、
リストリクタ131を介しては、インクが流入され、貫
通孔132を介しては、インクが流出されながら、リザ
ーバ板120の貫通孔122とノズル板110のノズル
111とを介して外部にインクを噴射させるようにする
部分である。
チャンバー板140は、リストリクタ板130の両側に
形成されるリストリクタ131と貫通孔132に同時に
連通されるチャンバー141が形成されるようにして、
リストリクタ131を介しては、インクが流入され、貫
通孔132を介しては、インクが流出されながら、リザ
ーバ板120の貫通孔122とノズル板110のノズル
111とを介して外部にインクを噴射させるようにする
部分である。
【0008】一方、チャンバー板140の上部に積層さ
れる振動板150は、チャンバー板140の上部に開放
されたチャンバー141の上部をカバーするため、チャ
ンバー141内に誘導されるインクが、リストリクタ板
130の貫通孔132を介して流出されるようにしなが
ら、しなり変形によって実質的にチャンバー141の体
積を変化させるために、チャンバー141内の圧力を変
化させてインクが流動することができるようにする作動
部である。
れる振動板150は、チャンバー板140の上部に開放
されたチャンバー141の上部をカバーするため、チャ
ンバー141内に誘導されるインクが、リストリクタ板
130の貫通孔132を介して流出されるようにしなが
ら、しなり変形によって実質的にチャンバー141の体
積を変化させるために、チャンバー141内の圧力を変
化させてインクが流動することができるようにする作動
部である。
【0009】そして、振動板150のしなり変形は、自
然に発生するものでないため、こうした振動板150の
しなり変形のために、振動板150に具備されるものが
圧電アクチュエータ160である。
然に発生するものでないため、こうした振動板150の
しなり変形のために、振動板150に具備されるものが
圧電アクチュエータ160である。
【0010】圧電アクチュエータ160は、下部電極1
61と上部電極162、そして、これらの間に圧電体1
63を備え、結合させた構成として、外部から供給され
る電源の断続によって圧電体163の変形を発生させる
ようにする駆動手段である。
61と上部電極162、そして、これらの間に圧電体1
63を備え、結合させた構成として、外部から供給され
る電源の断続によって圧電体163の変形を発生させる
ようにする駆動手段である。
【0011】即ち、上部電極162と下部電極161と
の間の通電状態に従って圧電体163が収縮及び膨張す
るようになり、こうした圧電体163の変形力が振動板
150にそのまま伝達されつつ、振動板150のしなり
変形を誘発するようになる。
の間の通電状態に従って圧電体163が収縮及び膨張す
るようになり、こうした圧電体163の変形力が振動板
150にそのまま伝達されつつ、振動板150のしなり
変形を誘発するようになる。
【0012】従って、電気的に圧電アクチュエータ16
0を駆動させると、振動板150がしなり変形されつつ
チャンバー板140のチャンバー141内の体積を変化
させて、体積が膨張すると、リザーバ121とリストリ
クタ131とを介してインクがチャンバー141内に流
入され、体積が収縮すると、リストリクタ板130とリ
ザーバ板120とのそれぞれの貫通孔132,122を
経てノズル板110のノズル111を介してインクを外
部に噴射させるようになる。
0を駆動させると、振動板150がしなり変形されつつ
チャンバー板140のチャンバー141内の体積を変化
させて、体積が膨張すると、リザーバ121とリストリ
クタ131とを介してインクがチャンバー141内に流
入され、体積が収縮すると、リストリクタ板130とリ
ザーバ板120とのそれぞれの貫通孔132,122を
経てノズル板110のノズル111を介してインクを外
部に噴射させるようになる。
【0013】一方、従来の圧電体は、その製造の特性
上、非常に高い温度(通常800〜1200℃)が要求
されるため、その底部に備えられる下部電極161と振
動板150とは、それより高い温度でも変形しない高温
の材質(プラチナ、ジルコニウム等)を用いる必要があ
ったが、最近では、低温の圧電体の製造方法が紹介され
るに伴って振動板150の材質が多様化するようになっ
た。
上、非常に高い温度(通常800〜1200℃)が要求
されるため、その底部に備えられる下部電極161と振
動板150とは、それより高い温度でも変形しない高温
の材質(プラチナ、ジルコニウム等)を用いる必要があ
ったが、最近では、低温の圧電体の製造方法が紹介され
るに伴って振動板150の材質が多様化するようになっ
た。
【0014】しかしながら、振動板150は、チャンバ
ー141内にインクを流入し、これを再びノズル111
を介して噴射させる作用をする実際的な作動手段として
しなり変形をするようになるため、このとき最も問題に
なることは振動板150とチャンバー板140との間の
結合力低下である。
ー141内にインクを流入し、これを再びノズル111
を介して噴射させる作用をする実際的な作動手段として
しなり変形をするようになるため、このとき最も問題に
なることは振動板150とチャンバー板140との間の
結合力低下である。
【0015】即ち、振動板150にチャンバー板140
を結合させるためには、振動板150とチャンバー板1
40とがそれぞれセラミック素材で成形される従来の構
造では、まず製作されたチャンバー板140に振動板1
50をペースト状態で塗布されるようにした後、これを
熱処理する方法によって結合させることとした。また、
これとは異なり、チャンバー板140と振動板150と
をそれぞれ製作してこれらを簡単に接着剤をもって接合
させることもした。
を結合させるためには、振動板150とチャンバー板1
40とがそれぞれセラミック素材で成形される従来の構
造では、まず製作されたチャンバー板140に振動板1
50をペースト状態で塗布されるようにした後、これを
熱処理する方法によって結合させることとした。また、
これとは異なり、チャンバー板140と振動板150と
をそれぞれ製作してこれらを簡単に接着剤をもって接合
させることもした。
【0016】特に、図2に示すように、振動板150
に、チャンバー141が形成される部分に非金属のモー
ルド200を付着して、エレクトロフォーミングによっ
て前記モールド200の外側にチャンバー板140を成
形した後、前記モールド200を除去させる方法で結合
させる構成を採用したりもした。
に、チャンバー141が形成される部分に非金属のモー
ルド200を付着して、エレクトロフォーミングによっ
て前記モールド200の外側にチャンバー板140を成
形した後、前記モールド200を除去させる方法で結合
させる構成を採用したりもした。
【0017】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の熱処理
又は接合による振動板150とチャンバー板140との
間の結合方法では、振動板150がしなり変形時に機械
的な剛性を維持しにくく、そればかりかチャンバー板1
40に数百μm(約200μm)のチャンバー141を
それより小さい間隔(約100μm)で複数個形成させ
ることがたいへん難しい。特に、こうした微細なチャン
バー141の形成のためには別途に高価な加工装備が必
要となるため、プリンタヘッドの製造コストが過大にな
るという問題がある。
又は接合による振動板150とチャンバー板140との
間の結合方法では、振動板150がしなり変形時に機械
的な剛性を維持しにくく、そればかりかチャンバー板1
40に数百μm(約200μm)のチャンバー141を
それより小さい間隔(約100μm)で複数個形成させ
ることがたいへん難しい。特に、こうした微細なチャン
バー141の形成のためには別途に高価な加工装備が必
要となるため、プリンタヘッドの製造コストが過大にな
るという問題がある。
【0018】また、図2のように、エレクトロフォーミ
ングによるチャンバー141の形成は、振動板150で
非金属のモールド200が付着される形状に伴って微細
な差があるために、結局、図3に示すように、チャンバ
ー板140の外周縁部t1とチャンバー141との間の
間隔t2を常に一定に維持するのが難しく、特にチャン
バー141の間の間隔t2より幅が広く形成される部分
t1の厚さが過度に大きくなる傾向にあるため、その底
部で結合されるリストリクタ板130との密着面間の密
着強度が製品によって異なるという問題が生じる。
ングによるチャンバー141の形成は、振動板150で
非金属のモールド200が付着される形状に伴って微細
な差があるために、結局、図3に示すように、チャンバ
ー板140の外周縁部t1とチャンバー141との間の
間隔t2を常に一定に維持するのが難しく、特にチャン
バー141の間の間隔t2より幅が広く形成される部分
t1の厚さが過度に大きくなる傾向にあるため、その底
部で結合されるリストリクタ板130との密着面間の密
着強度が製品によって異なるという問題が生じる。
【0019】本発明は、振動板とチャンバー板とを金属
材の薄板に製作しつつ、これらの間にはエッチング停止
層である保護薄膜が一体に形成されているため、より簡
単でありながら、均一な間隔と大きさにチャンバー板で
のチャンバーを形成することに主な目的がある。
材の薄板に製作しつつ、これらの間にはエッチング停止
層である保護薄膜が一体に形成されているため、より簡
単でありながら、均一な間隔と大きさにチャンバー板で
のチャンバーを形成することに主な目的がある。
【0020】本発明は、同一の金属材質であるチャンバ
ー板と一体に振動板を形成することで、振動板の機械的
な剛性をより増強されるようにするとともに、均一な作
動性が維持されるようにすることに他の目的がある。
ー板と一体に振動板を形成することで、振動板の機械的
な剛性をより増強されるようにするとともに、均一な作
動性が維持されるようにすることに他の目的がある。
【0021】本発明は、製品に適用する際、耐酸化性を
有する保護薄膜によって振動板への直接的なインク接触
を防止することで、振動板の酸化防止で耐久力が向上さ
れるようにすることに他の目的がある。
有する保護薄膜によって振動板への直接的なインク接触
を防止することで、振動板の酸化防止で耐久力が向上さ
れるようにすることに他の目的がある。
【0022】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、金属の薄板に備えられるチャンバー板
及び振動板をエッチング停止層である保護薄膜と一体に
結合した後、チャンバー板をリソグラフィ工程とエッチ
ング工程とによってパターニングして、チャンバー板に
は多数のチャンバーが均一の大きさと間隔に形成される
ようにする。このとき、チャンバー板と振動板との間に
介入させるようにする保護薄膜は、チャンバーを形成さ
せるときにはエッチング停止層として利用され、製品に
適用されるときにはインクとの接触による振動板の腐食
等を防止するため、製作性と製品性能とが向上される。
めに、本発明は、金属の薄板に備えられるチャンバー板
及び振動板をエッチング停止層である保護薄膜と一体に
結合した後、チャンバー板をリソグラフィ工程とエッチ
ング工程とによってパターニングして、チャンバー板に
は多数のチャンバーが均一の大きさと間隔に形成される
ようにする。このとき、チャンバー板と振動板との間に
介入させるようにする保護薄膜は、チャンバーを形成さ
せるときにはエッチング停止層として利用され、製品に
適用されるときにはインクとの接触による振動板の腐食
等を防止するため、製作性と製品性能とが向上される。
【0023】
【発明の実施の形態】一般的に、インクジェットプリン
タヘッドで圧電アクチュエータと、該圧電アクチュエー
タによって連動される振動板と、その振動板に結合され
るチャンバー板を含む実質的な作動構成をインクジェッ
トプリンタヘッドでのマイクロアクチュエータという。
タヘッドで圧電アクチュエータと、該圧電アクチュエー
タによって連動される振動板と、その振動板に結合され
るチャンバー板を含む実質的な作動構成をインクジェッ
トプリンタヘッドでのマイクロアクチュエータという。
【0024】こうしたマイクロアクチュエータで本発明
は、板面の一部が機械的な変形をする振動板と、この振
動板よりは厚い厚さに形成されるチャンバー板をそれぞ
れ金属材の薄板で形成しつつ、これらの間には微細な厚
さにエッチング停止層である保護薄膜が一体に蒸着され
るようにすることで、チャンバー板にチャンバーを形成
させるためのエッチング時の保護薄膜のエッチング防止
機能によってチャンバー板にのみチャンバーがより精密
で容易に形成することができるようにするものである。
は、板面の一部が機械的な変形をする振動板と、この振
動板よりは厚い厚さに形成されるチャンバー板をそれぞ
れ金属材の薄板で形成しつつ、これらの間には微細な厚
さにエッチング停止層である保護薄膜が一体に蒸着され
るようにすることで、チャンバー板にチャンバーを形成
させるためのエッチング時の保護薄膜のエッチング防止
機能によってチャンバー板にのみチャンバーがより精密
で容易に形成することができるようにするものである。
【0025】即ち、本発明は図4に示すように、振動板
10とチャンバー板30とを金属材で形成しつつ、これ
らの間にはエッチング防止機能を有する貴金属材の保護
薄膜20が蒸着させるようにした後、エッチングによっ
て必要とする形状と大きさに振動板の作動によってイン
クを流入及び流出させるチャンバー31が形成されるよ
うにし、振動板10の上部にはチャンバー板30のチャ
ンバー31と垂直に同一線上で同一の個数に付着されて
電気的な通電によって長さ方向に変形されつつ、振動板
10を連動させるようにする圧電体40と、少なくとも
圧電体40の上部に積層されて外部から入力される電源
が通電されるように電極50が蒸着される構成である。
10とチャンバー板30とを金属材で形成しつつ、これ
らの間にはエッチング防止機能を有する貴金属材の保護
薄膜20が蒸着させるようにした後、エッチングによっ
て必要とする形状と大きさに振動板の作動によってイン
クを流入及び流出させるチャンバー31が形成されるよ
うにし、振動板10の上部にはチャンバー板30のチャ
ンバー31と垂直に同一線上で同一の個数に付着されて
電気的な通電によって長さ方向に変形されつつ、振動板
10を連動させるようにする圧電体40と、少なくとも
圧電体40の上部に積層されて外部から入力される電源
が通電されるように電極50が蒸着される構成である。
【0026】このとき、振動板10とチャンバー板30
とのなかで、1つは別途に圧延加工等によって製作され
るようにもでき、エレクトロフォーミングによって蒸着
される構造としても形成が可能である。
とのなかで、1つは別途に圧延加工等によって製作され
るようにもでき、エレクトロフォーミングによって蒸着
される構造としても形成が可能である。
【0027】そして、チャンバー板30には、チャンバ
ー31がエッチングによって一定の大きさと間隔で形成
されるのであるが、特に、チャンバー31には図5のよ
うに、一側が内側に凹んで幅が狭くなるようにしてイン
クの流動速度を調節するリストリクタ32が形成される
ようにすることもできる。
ー31がエッチングによって一定の大きさと間隔で形成
されるのであるが、特に、チャンバー31には図5のよ
うに、一側が内側に凹んで幅が狭くなるようにしてイン
クの流動速度を調節するリストリクタ32が形成される
ようにすることもできる。
【0028】一方、振動板10に蒸着される圧電体40
と電極50とで、特に電極50は、通常、上部電極と下
部電極とをすべて備えるようにしたが、本発明での振動
板10は、導電体である金属体として構成されているた
め、振動板10を共通電極として使用すると、下部電極
を省くことができる。従って、圧電体40の上部には、
上部電極のみが形成される構造としても製作が可能であ
る。
と電極50とで、特に電極50は、通常、上部電極と下
部電極とをすべて備えるようにしたが、本発明での振動
板10は、導電体である金属体として構成されているた
め、振動板10を共通電極として使用すると、下部電極
を省くことができる。従って、圧電体40の上部には、
上部電極のみが形成される構造としても製作が可能であ
る。
【0029】このような構成のマイクロアクチュエータ
は、次のような方法によって製作される。
は、次のような方法によって製作される。
【0030】(実施形態1)図6乃至図14は、本発明
の実施形態1に従うアクチュエータ製造過程を図示した
もので、まず、多層板構造を製作するための別途の基板
60を備える。
の実施形態1に従うアクチュエータ製造過程を図示した
もので、まず、多層板構造を製作するための別途の基板
60を備える。
【0031】そして、この基板60に図6のような振動
板10を所定の厚さに形成する。このとき、振動板10
は、基板60とは別途に圧延製作される金属板として形
成され、基板60に分離が容易に接合される構造として
形成することもでき、基板60にエレクトロフォーミン
グによって蒸着される構造としても形成することができ
る。また、これとは異なり基板60にスパッタリング又
はエバポレーションのような真空蒸着によっても形成す
ることができる。
板10を所定の厚さに形成する。このとき、振動板10
は、基板60とは別途に圧延製作される金属板として形
成され、基板60に分離が容易に接合される構造として
形成することもでき、基板60にエレクトロフォーミン
グによって蒸着される構造としても形成することができ
る。また、これとは異なり基板60にスパッタリング又
はエバポレーションのような真空蒸着によっても形成す
ることができる。
【0032】このように形成される振動板10は、主要
成分がニッケル、銅、クロム、錫、又は鉄から構成され
るようにし、このなかでもニッケルを主な成分にするこ
とが最も好ましく、こうした振動板10の厚さは3μm
〜50μmが最も適当である。
成分がニッケル、銅、クロム、錫、又は鉄から構成され
るようにし、このなかでもニッケルを主な成分にするこ
とが最も好ましく、こうした振動板10の厚さは3μm
〜50μmが最も適当である。
【0033】基板60に形成された振動板10には、微
細な厚さに貴金属材のエッチング停止層である保護薄膜
20が蒸着されるようにする。このときの保護薄膜20
は、エレクトロフォーミングによる蒸着とスパッタリン
グ又はエバポレーションのような真空蒸着によって形成
されるようにし、こうした保護薄膜20の主要成分は、
振動板10と同一の材質としても可能であるが、金、プ
ラチナ、パラジウムのような貴金属の材質やステンレス
鋼板を用いることがより好ましく、その厚さは、0.0
5μm〜2μmが最も適当である。
細な厚さに貴金属材のエッチング停止層である保護薄膜
20が蒸着されるようにする。このときの保護薄膜20
は、エレクトロフォーミングによる蒸着とスパッタリン
グ又はエバポレーションのような真空蒸着によって形成
されるようにし、こうした保護薄膜20の主要成分は、
振動板10と同一の材質としても可能であるが、金、プ
ラチナ、パラジウムのような貴金属の材質やステンレス
鋼板を用いることがより好ましく、その厚さは、0.0
5μm〜2μmが最も適当である。
【0034】そして、保護薄膜20には振動板10より
厚い厚さの金属材であるチャンバー板30が蒸着される
ようにし、このときのチャンバー板30は、エレクトロ
フォーミングやスパッタリング又はエバポレーションの
ような真空蒸着によって形成されるようにし、こうした
チャンバー板30は、振動板10と同一の材質であるニ
ッケル、銅、クロム、錫、又は鉄を主要成分とし、これ
らのなかでもニッケルを主な成分にすることが最も好ま
しく、その厚さは10μm〜500μmが最も適当であ
る。
厚い厚さの金属材であるチャンバー板30が蒸着される
ようにし、このときのチャンバー板30は、エレクトロ
フォーミングやスパッタリング又はエバポレーションの
ような真空蒸着によって形成されるようにし、こうした
チャンバー板30は、振動板10と同一の材質であるニ
ッケル、銅、クロム、錫、又は鉄を主要成分とし、これ
らのなかでもニッケルを主な成分にすることが最も好ま
しく、その厚さは10μm〜500μmが最も適当であ
る。
【0035】このような基板60に振動板10と保護薄
膜20とチャンバー板30とが順に積層されるようにし
て多層板を形成させると、多層板から基板60を分離さ
せて、チャンバー板30に図9乃至図14の順にチャン
バー31を形成する。
膜20とチャンバー板30とが順に積層されるようにし
て多層板を形成させると、多層板から基板60を分離さ
せて、チャンバー板30に図9乃至図14の順にチャン
バー31を形成する。
【0036】チャンバー31は、チャンバー板30の保
護薄膜20が蒸着される面と対応する裏面にフォトレジ
スタを一定に塗布してフォトレジスト膜70を形成し、
このフォトレジスト膜70を所定の時間、熱処理して硬
化させた後、図10に図示したような面上に多数の孔8
1が一定の間隔で形成されたマスク(シャドウマスク)
80を利用して露光と現像が遂行されるようにし、フォ
トレジスト膜70の露光された部位は洗滌液を用いて洗
滌することで、フォトレジスト膜70の不必要な部分
は、除去されるようにする。
護薄膜20が蒸着される面と対応する裏面にフォトレジ
スタを一定に塗布してフォトレジスト膜70を形成し、
このフォトレジスト膜70を所定の時間、熱処理して硬
化させた後、図10に図示したような面上に多数の孔8
1が一定の間隔で形成されたマスク(シャドウマスク)
80を利用して露光と現像が遂行されるようにし、フォ
トレジスト膜70の露光された部位は洗滌液を用いて洗
滌することで、フォトレジスト膜70の不必要な部分
は、除去されるようにする。
【0037】このようにマスク(シャドウマスク)80に
よって露光されるフォトレジスト膜70での露光面面積
Mは、図15に示したように、チャンバー板に形成させ
ようとするチャンバーの面積をWとするとき、M≦Wに
なるようにすることが最も好ましい。
よって露光されるフォトレジスト膜70での露光面面積
Mは、図15に示したように、チャンバー板に形成させ
ようとするチャンバーの面積をWとするとき、M≦Wに
なるようにすることが最も好ましい。
【0038】一方、図11は、フォトレジスト膜70の
露光部位が洗滌液によって完全に除去された状態を示し
たもので、この状態で再度、熱処理した後、除去された
露光部位で一部露出されるチャンバー板30にエッチン
グ溶液を供給してチャンバー板30をエッチングする。
露光部位が洗滌液によって完全に除去された状態を示し
たもので、この状態で再度、熱処理した後、除去された
露光部位で一部露出されるチャンバー板30にエッチン
グ溶液を供給してチャンバー板30をエッチングする。
【0039】チャンバー板30のエッチング時、特に、
エッチング溶液は、チャンバー板30の厚さの高さにエ
ッチングが遂行され、エッチング停止層である保護薄膜
20に到ると、それ以上エッチングが構成されないよう
になり、一定時間が過ぎると、側面のエッチングが自動
に停止されつつ、必要とする大きさのチャンバー31が
形成される。
エッチング溶液は、チャンバー板30の厚さの高さにエ
ッチングが遂行され、エッチング停止層である保護薄膜
20に到ると、それ以上エッチングが構成されないよう
になり、一定時間が過ぎると、側面のエッチングが自動
に停止されつつ、必要とする大きさのチャンバー31が
形成される。
【0040】特に、エッチング時、保護薄膜20に到る
までのエッチングに必要な時間Hより実際にエッチング
をする時間をさらに長時間遂行させるようにすると、チ
ャンバーの側壁角度は、ほとんど垂直に近い直線形に形
成させることができる。
までのエッチングに必要な時間Hより実際にエッチング
をする時間をさらに長時間遂行させるようにすると、チ
ャンバーの側壁角度は、ほとんど垂直に近い直線形に形
成させることができる。
【0041】エッチングによって図12のような形状に
チャンバー31が形成されると、ストリッパを利用して
ストリッピングを行うことで、エッチングされたチャン
バー31の断面がより精錬されるようにする。最後に、
チャンバー板30上部のフォトレジスト膜70を化学的
に除去させることで、図14のような多層板が得られ
る。
チャンバー31が形成されると、ストリッパを利用して
ストリッピングを行うことで、エッチングされたチャン
バー31の断面がより精錬されるようにする。最後に、
チャンバー板30上部のフォトレジスト膜70を化学的
に除去させることで、図14のような多層板が得られ
る。
【0042】こうした多層板で振動板10に圧電体40
と電極50を形成するようになると、所望のインクジェ
ットプリンタヘッドのアクチュエータを得ることができ
るようになる。
と電極50を形成するようになると、所望のインクジェ
ットプリンタヘッドのアクチュエータを得ることができ
るようになる。
【0043】一方、振動板10に形成される圧電体40
と電極50とは、従来のような圧電体の場合は、スクリ
ーン印刷やモールディング又はコーティングによって蒸
着されるようにし、電極50の場合は、エレクトロフォ
ーミング又は真空蒸着によって蒸着されることができる
ため、多様な方法での具現が可能である。
と電極50とは、従来のような圧電体の場合は、スクリ
ーン印刷やモールディング又はコーティングによって蒸
着されるようにし、電極50の場合は、エレクトロフォ
ーミング又は真空蒸着によって蒸着されることができる
ため、多様な方法での具現が可能である。
【0044】特に、本実施形態1での振動板10は、金
属材であるため、下部電極及び上部電極として備えられ
る電極50は、上部電極のみを使用し、下部電極は、振
動板10を共通電極として使用することも可能である。
属材であるため、下部電極及び上部電極として備えられ
る電極50は、上部電極のみを使用し、下部電極は、振
動板10を共通電極として使用することも可能である。
【0045】このように、振動板10とチャンバー板3
0とを主要成分がニッケル、銅、クロム、錫、又は鉄を
もって構成するようになると、製作がたいへん容易であ
る。
0とを主要成分がニッケル、銅、クロム、錫、又は鉄を
もって構成するようになると、製作がたいへん容易であ
る。
【0046】そして、保護薄膜20を金、プラチナ、又
はパラジウムのような貴金属の材質やステンレス鋼板を
主要成分にする材質で形成させると、チャンバー板30
をエッチングするとき、チャンバー板30以外の構成に
は、それ以上、エッチングがなされないようにしつつ、
製品に適用する際にはインクとの接触による腐食等を防
止するようになる。
はパラジウムのような貴金属の材質やステンレス鋼板を
主要成分にする材質で形成させると、チャンバー板30
をエッチングするとき、チャンバー板30以外の構成に
は、それ以上、エッチングがなされないようにしつつ、
製品に適用する際にはインクとの接触による腐食等を防
止するようになる。
【0047】(実施形態2)図16乃至図18は、本発
明の実施形態2を図示したもので、本実施形態は、多層
板の積層順序が実施形態1と異なる点に特徴がある。
明の実施形態2を図示したもので、本実施形態は、多層
板の積層順序が実施形態1と異なる点に特徴がある。
【0048】即ち、実施形態1では最初、基板60に振
動板10を形成させたが、本実施形態では基板60にま
ずチャンバー板30が形成されるようにする。
動板10を形成させたが、本実施形態では基板60にま
ずチャンバー板30が形成されるようにする。
【0049】このとき、チャンバー板30は、基板60
とは別途に圧延製作される金属板として形成され、基板
60に分離が容易に接合される構造として形成すること
もでき、基板60にエレクトロフォーミングによって蒸
着される構造としても形成することができる。また、こ
れとは異なり基板60にスパッタリング又はエバポレー
ションのような真空蒸着によっても形成することができ
る。
とは別途に圧延製作される金属板として形成され、基板
60に分離が容易に接合される構造として形成すること
もでき、基板60にエレクトロフォーミングによって蒸
着される構造としても形成することができる。また、こ
れとは異なり基板60にスパッタリング又はエバポレー
ションのような真空蒸着によっても形成することができ
る。
【0050】このように形成されるチャンバー板30
は、主要成分がニッケル、銅、クロム、錫、又は鉄から
構成されるようにし、このなかでもニッケルを主な成分
にすることが最も好ましく、こうしたチャンバー板30
の厚さは10μm〜500μmが最も適当である。
は、主要成分がニッケル、銅、クロム、錫、又は鉄から
構成されるようにし、このなかでもニッケルを主な成分
にすることが最も好ましく、こうしたチャンバー板30
の厚さは10μm〜500μmが最も適当である。
【0051】基板60に形成されたチャンバー板30に
は、微細な厚さに貴金属材のエッチング停止層である保
護薄膜20が蒸着されるようにする。このときの保護薄
膜20は、エレクトロフォーミングによる蒸着とスパッ
タリング又はエバポレーションのような真空蒸着によっ
て形成されるようにし、こうした保護薄膜20の主要成
分は、チャンバー板30と同一のニッケル、銅、クロ
ム、錫、鉄、又は銀である材質としても可能であるが、
金、プラチナ、パラジウムのような貴金属の材質やステ
ンレス鋼板を用いることがより好ましく、その厚さは、
0.05μm〜2μmが最も適当である。
は、微細な厚さに貴金属材のエッチング停止層である保
護薄膜20が蒸着されるようにする。このときの保護薄
膜20は、エレクトロフォーミングによる蒸着とスパッ
タリング又はエバポレーションのような真空蒸着によっ
て形成されるようにし、こうした保護薄膜20の主要成
分は、チャンバー板30と同一のニッケル、銅、クロ
ム、錫、鉄、又は銀である材質としても可能であるが、
金、プラチナ、パラジウムのような貴金属の材質やステ
ンレス鋼板を用いることがより好ましく、その厚さは、
0.05μm〜2μmが最も適当である。
【0052】そして、保護薄膜20には振動板10が蒸
着されるようにし、このときの振動板10は、エレクト
ロフォーミングやスパッタリング又はエバポレーション
のような真空蒸着によって形成されるようにし、こうし
た振動板10は、チャンバー板30と同一の材質である
ニッケル、銅、クロム、錫、又は鉄を主要成分とし、こ
れらのなかでもニッケルを主な成分にすることが最も好
ましく、その厚さは3μm〜50μmが最も適当であ
る。
着されるようにし、このときの振動板10は、エレクト
ロフォーミングやスパッタリング又はエバポレーション
のような真空蒸着によって形成されるようにし、こうし
た振動板10は、チャンバー板30と同一の材質である
ニッケル、銅、クロム、錫、又は鉄を主要成分とし、こ
れらのなかでもニッケルを主な成分にすることが最も好
ましく、その厚さは3μm〜50μmが最も適当であ
る。
【0053】このような基板60にチャンバー板30、
保護薄膜20、及び振動板10とを順に積層させて多層
板を形成させると、多層板から基板60を分離させて、
チャンバー板30には実施形態1と同一の方法で図9乃
至図14の順にチャンバー31を形成する。
保護薄膜20、及び振動板10とを順に積層させて多層
板を形成させると、多層板から基板60を分離させて、
チャンバー板30には実施形態1と同一の方法で図9乃
至図14の順にチャンバー31を形成する。
【0054】チャンバー31を形成した多層板で振動板
10に圧電体40と電極50を積層させるようになる
と、必要とする図4のような形状のアクチュエータを得
ることができるようになり、このときにも実施形態1と
同様に、振動板10に形成される圧電体40と電極50
とを、圧電体40の場合にはスクリーン印刷やモールデ
ィング又はコーティングによって蒸着し、電極50の場
合にはエレクトロフォーミング又は真空蒸着によって蒸
着されるようにする。
10に圧電体40と電極50を積層させるようになる
と、必要とする図4のような形状のアクチュエータを得
ることができるようになり、このときにも実施形態1と
同様に、振動板10に形成される圧電体40と電極50
とを、圧電体40の場合にはスクリーン印刷やモールデ
ィング又はコーティングによって蒸着し、電極50の場
合にはエレクトロフォーミング又は真空蒸着によって蒸
着されるようにする。
【0055】上述したように、本発明は、振動板10と
チャンバー板30とをそれぞれ金属材の薄板で形成した
ため、所望の最小限の厚さとしてのアクチュエータ形成
を可能にする。
チャンバー板30とをそれぞれ金属材の薄板で形成した
ため、所望の最小限の厚さとしてのアクチュエータ形成
を可能にする。
【0056】また、チャンバー31を形成するとき、一
側が凹む形状にエッチングをすると、チャンバー板30
に直接リストリクタ32が一体に形成され、別途のリス
トリクタ板を省略することができる部品節減の効果も期
待される。
側が凹む形状にエッチングをすると、チャンバー板30
に直接リストリクタ32が一体に形成され、別途のリス
トリクタ板を省略することができる部品節減の効果も期
待される。
【0057】このようなリストリクタ板の省略は、結果
的にプリンタヘッドの製作コストと小型化及びレイアウ
ト空間の拡張にも非常に有利である。
的にプリンタヘッドの製作コストと小型化及びレイアウ
ト空間の拡張にも非常に有利である。
【0058】そして、振動板10と保護薄膜20とチャ
ンバー板30とを一体に積層させた状態でチャンバー板
30をリソグラフィ工程とエッチング工程とによって後
加工して、チャンバー31を形成させるようになるた
め、各チャンバー31間の位置公差がほとんど除去され
るため、より均一なインク噴射効率を提供することがで
きるとともに、チャンバー板30の他部材との結合力、
即ち、リストリクタ板、リザーバ板、又はノズル板との
密着が均一になって、より堅固な密着力を維持すること
ができるようになる。
ンバー板30とを一体に積層させた状態でチャンバー板
30をリソグラフィ工程とエッチング工程とによって後
加工して、チャンバー31を形成させるようになるた
め、各チャンバー31間の位置公差がほとんど除去され
るため、より均一なインク噴射効率を提供することがで
きるとともに、チャンバー板30の他部材との結合力、
即ち、リストリクタ板、リザーバ板、又はノズル板との
密着が均一になって、より堅固な密着力を維持すること
ができるようになる。
【0059】さらに、従来のように高精密穿孔機のよう
なエッチングに必要な高価な装備が不必要になり、プリ
ンタヘッドの製造原価を大幅に抑えることができるとと
もに、大量生産がより容易である。
なエッチングに必要な高価な装備が不必要になり、プリ
ンタヘッドの製造原価を大幅に抑えることができるとと
もに、大量生産がより容易である。
【0060】
【発明の効果】各請求項にかかる発明は、金属材の振動
板とチャンバー板との間に貴金属材の保護薄膜を一体に
形成するため、振動板の機械的な剛性を増強させ、後工
程によるチャンバーの形成が容易になるばかりでなく、
それに伴う設備及び材料費のような製作コストを節減す
ることができるとともに、製品に適用する際に、チャン
バー内のインクによる振動板の腐食等が防止されるた
め、アクチュエータの耐久力を増強させることができ
る、という効果を奏する。
板とチャンバー板との間に貴金属材の保護薄膜を一体に
形成するため、振動板の機械的な剛性を増強させ、後工
程によるチャンバーの形成が容易になるばかりでなく、
それに伴う設備及び材料費のような製作コストを節減す
ることができるとともに、製品に適用する際に、チャン
バー内のインクによる振動板の腐食等が防止されるた
め、アクチュエータの耐久力を増強させることができ
る、という効果を奏する。
【図1】一般的なインクジェットプリンタヘッドの断面
構成図。
構成図。
【図2】図1でのチャンバー板と振動板との結合工程
図。
図。
【図3】図2によって製作されるチャンバー板の平面構
成図。
成図。
【図4】本発明に従うインクジェットプリンタヘッドの
アクチュエータを図示した断面図。
アクチュエータを図示した断面図。
【図5】本発明に従うチャンバーの異なる例示図。
【図6】実施形態1に従う、基板に振動板を形成する工
程を示す断面図。
程を示す断面図。
【図7】図6の振動板に保護薄膜が蒸着される工程を示
す断面図。
す断面図。
【図8】図7の保護薄膜にチャンバー板を蒸着する工程
を示す断面図。
を示す断面図。
【図9】図8のチャンバー板にフォトレジスト膜を形成
する工程を示す断面図。
する工程を示す断面図。
【図10】図9の工程からフォトレジスト膜を露光する
工程を示す断面図。
工程を示す断面図。
【図11】図10によってフォトレジスト膜の露光部位
を除去した工程を示す断面図。
を除去した工程を示す断面図。
【図12】図11の工程から除去されたフォトレジスト
膜の露光部位にエッチング溶液を供給する工程を示す断
面図。
膜の露光部位にエッチング溶液を供給する工程を示す断
面図。
【図13】図12の工程からエッチングによってチャン
バーが形成される工程を示す断面図。
バーが形成される工程を示す断面図。
【図14】図13の工程によってチャンバーを形成し、
残っていたフォトレジスト膜を除去した工程を示す断面
図。
残っていたフォトレジスト膜を除去した工程を示す断面
図。
【図15】図11によるフォトレジスト膜が露光される
状態を示す拡大図。
状態を示す拡大図。
【図16】実施形態2に従う、基板にチャンバー板を形
成する工程を示す断面図。
成する工程を示す断面図。
【図17】図16のチャンバー板に保護薄膜を蒸着させ
る工程を示す断面図。
る工程を示す断面図。
【図18】図17の保護薄膜に振動板を蒸着する工程を
示す断面図。
示す断面図。
10…振動板、 20…保護薄膜、 30…チャンバー板、 40…圧電体、 50…電極、 60…基板、 70…フォトレジスト膜。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平9−85949(JP,A) 特開 平6−143590(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B41J 2/045 B41J 2/055 B41J 2/16
Claims (30)
- 【請求項1】 板面の一部が外力によって機械的変形を
する金属材の薄板である振動板と、 前記振動板よりは厚く形成され、板面には多数個のチャ
ンバーがエッチングによって一定の間隔で形成されて前
記振動板の作動でインクを流入及び流出させる金属材の
薄板であるチャンバー板と、 前記振動板とチャンバー板との間に一体に介入され、前
記チャンバー板のチャンバー形成時にエッチング防止機
能を有し、前記チャンバー内に誘導されるインクと前記
振動板の直接的な接触を断絶させることで、前記振動板
の腐食が防止されるようになる保護薄膜と、 前記振動板の前記チャンバー板と対応する面に、前記チ
ャンバーと垂直に同一線上に、同一の個数に付着されて
電気的な通電によって長さ方向に変形されながら前記振
動板を連動させる圧電体と、 少なくとも、前記圧電体の上部に積層され、外部から入
力される電源が通電されるようにする電極とを備えたイ
ンクジェットプリンタヘッドアクチュエータ。 - 【請求項2】 前記チャンバーは、一側が内側に凹みつ
つ、幅が狭くなるようにして、前記チャンバーを通過す
るインクの流動速度が調節されるようにするリストリク
タを形成した請求項1記載のインクジェットプリンタヘ
ッドアクチュエータ。 - 【請求項3】 基板に所定の厚さに金属材薄板の振動板
を形成する工程と、 前記振動板に貴金属材のエッチング防止層である保護薄
膜を積層する工程と、 前記保護薄膜に金属材のチャンバー板を積層する工程
と、 前記チャンバー板の表面にフォトレジスト膜を塗布する
工程と、 塗布したフォトレジスト膜を利用して露光と現像とをす
る工程と、 前記フォトレジスト膜の露光部位を洗滌して不必要な部
分を除去する工程と、 前記フォトレジスト膜が部分的に除去された部分を介し
て露出されたチャンバー板にエッチング液を供給して所
望の大きさにエッチングする工程と、 前記チャンバー板に残っているフォトレジスト膜を除去
する工程と、 基板を除去して振動板に圧電体と電極とを蒸着する工程
とを備えたインクジェットプリンタヘッドアクチュエー
タの製造方法。 - 【請求項4】 前記振動板は、金属材鋼板を圧延製作し
て基板に分離が容易に接合される請求項3記載のインク
ジェットプリンタヘッドアクチュエータの製造方法。 - 【請求項5】 前記振動板は、基板にエレクトロフォー
ミングによって蒸着される請求項3記載のインクジェッ
トプリンタヘッドアクチュエータの製造方法。 - 【請求項6】 前記保護薄膜は、前記振動板にエレクト
ロフォーミングによって蒸着される請求項3記載のイン
クジェットプリンタヘッドアクチュエータの製造方法。 - 【請求項7】 前記保護薄膜は、前記振動板に真空蒸着
される請求項3記載のインクジェットプリンタヘッドア
クチュエータの製造方法。 - 【請求項8】 前記チャンバー板は、前記保護薄膜にエ
レクトロフォーミングによって蒸着される請求項3記載
のインクジェットプリンタヘッドアクチュエータの製造
方法。 - 【請求項9】 前記チャンバー板は、前記振動板に真空
蒸着される請求項3記載のインクジェットプリンタヘッ
ドアクチュエータの製造方法。 - 【請求項10】 前記振動板は、ニッケルを主要成分に
する金属材である請求項3記載のインクジェットプリン
タヘッドアクチュエータの製造方法。 - 【請求項11】 前記保護薄膜は、貴金属材である金を
主要成分とする請求項3記載のインクジェットプリンタ
ヘッドアクチュエータの製造方法。 - 【請求項12】 前記チャンバー板は、金属材であるニ
ッケルを主要成分とする請求項3記載のインクジェット
プリンタヘッドアクチュエータの製造方法。 - 【請求項13】 前記振動板は、3μm〜50μmの厚
さに形成される請求項3記載のインクジェットプリンタ
ヘッドアクチュエータの製造方法。 - 【請求項14】 前記保護薄膜は、0.05μm〜2μ
mの厚さに形成される請求項3記載のインクジェットプ
リンタヘッドアクチュエータの製造方法。 - 【請求項15】 前記チャンバー板は、10μm〜50
0μmの厚さに形成される請求項3記載のインクジェッ
トプリンタヘッドアクチュエータの製造方法。 - 【請求項16】 前記フォトレジスト膜の露光面面積M
は、形成させようとするチャンバーの面積をWとすると
き、M≦Wである請求項3記載のインクジェットプリン
タヘッドアクチュエータの製造方法。 - 【請求項17】 基板に金属材薄板のチャンバー板を形
成する工程と、 前記チャンバー板に貴金属材のエッチング防止層である
保護薄膜を積層する工程と、 前記保護薄膜に金属材の振動板を積層する工程と、 前記基板を除去し、前記チャンバー板の表面にフォトレ
ジスト膜を塗布する工程と、 塗布したフォトレジスト膜を利用して露光と現像とをす
る工程と、 前記フォトレジスト膜の露光部位を洗滌して不必要な部
分を除去する工程と、 前記フォトレジスト膜が部分的に除去された部分を介し
て露出されたチャンバー板にエッチング液を供給して所
望の大きさにエッチングする工程と、 前記チャンバー板に残っているフォトレジスト膜を除去
する工程と、 基板を除去して振動板に圧電体と電極とを蒸着する工程
とを備えたインクジェットプリンタヘッドアクチュエー
タの製造方法。 - 【請求項18】 前記チャンバー板は、金属材鋼板を圧
延製作して基板に分離が容易に接合される請求項17記
載のインクジェットプリンタヘッドアクチュエータの製
造方法。 - 【請求項19】 前記チャンバー板は、基板にエレクト
ロフォーミングによって蒸着される請求項17記載のイ
ンクジェットプリンタヘッドアクチュエータの製造方
法。 - 【請求項20】 前記保護薄膜は、前記振動板にエレク
トロフォーミングによって蒸着される請求項17記載の
インクジェットプリンタヘッドアクチュエータの製造方
法。 - 【請求項21】 前記保護薄膜は、前記チャンバー板に
真空蒸着される請求項17記載のインクジェットプリン
タヘッドアクチュエータの製造方法。 - 【請求項22】 前記振動板は、前記保護薄膜にエレク
トロフォーミングによって蒸着される請求項17記載の
インクジェットプリンタヘッドアクチュエータの製造方
法。 - 【請求項23】 前記振動板は、前記保護薄膜に真空蒸
着される請求項17記載のインクジェットプリンタヘッ
ドアクチュエータの製造方法。 - 【請求項24】 前記チャンバー板は、金属材であるニ
ッケルを主要成分にする請求項17記載のインクジェッ
トプリンタヘッドアクチュエータの製造方法。 - 【請求項25】 前記保護薄膜は、貴金属材である金を
主要成分とする請求項17記載のインクジェットプリン
タヘッドアクチュエータの製造方法。 - 【請求項26】 前記振動板は、金属材であるニッケル
を主要成分とする請求項17記載のインクジェットプリ
ンタヘッドアクチュエータの製造方法。 - 【請求項27】 前記チャンバー板は、10μm〜50
0μmの厚さに形成される請求項17記載のインクジェ
ットプリンタヘッドアクチュエータの製造方法。 - 【請求項28】 前記保護薄膜は、0.05μm〜2μ
mの厚さに形成される請求項17記載のインクジェット
プリンタヘッドアクチュエータの製造方法。 - 【請求項29】 前記振動板は、3μm〜50μmの厚
さに形成される請求項17記載のインクジェットプリン
タヘッドアクチュエータの製造方法。 - 【請求項30】 前記フォトレジスト膜の露光面面積M
は、形成させようとするチャンバーの面積をWとすると
き、M≦Wである請求項17記載のインクジェットプリ
ンタヘッドアクチュエータの製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR19980044070 | 1998-10-21 | ||
KR1998-44070 | 1998-10-21 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP3037692B1 true JP3037692B1 (ja) | 2000-04-24 |
JP2000117981A JP2000117981A (ja) | 2000-04-25 |
Family
ID=19554803
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11200552A Expired - Fee Related JP3037692B1 (ja) | 1998-10-21 | 1999-07-14 | インクジェットプリンタヘッドアクチュエ―タ及びその製造方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US6254223B1 (ja) |
JP (1) | JP3037692B1 (ja) |
Families Citing this family (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3328609B2 (ja) * | 1998-12-30 | 2002-09-30 | 三星電子株式会社 | インクジェットプリンタヘッドアクチュエータ及びその製造方法 |
JP3570495B2 (ja) * | 1999-01-29 | 2004-09-29 | 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 |
KR100370638B1 (ko) * | 1999-07-13 | 2003-02-05 | 삼성전기주식회사 | 무진동판 압전/전왜 마이크로 액츄에이터 및 그 제조방법 |
JP2002103618A (ja) * | 2000-01-17 | 2002-04-09 | Seiko Epson Corp | インクジェット式記録ヘッド及びその製造方法並びにインクジェット式記録装置 |
US6488367B1 (en) * | 2000-03-14 | 2002-12-03 | Eastman Kodak Company | Electroformed metal diaphragm |
DE10139397B4 (de) * | 2001-08-10 | 2005-12-22 | Tallygenicom Computerdrucker Gmbh | Tropfenerzeuger für Mikrotropfen, insbesondere Düsenkopf für Tintendrucker |
JP2005288853A (ja) * | 2004-03-31 | 2005-10-20 | Brother Ind Ltd | インクジェットヘッドの製造方法及びインクジェットヘッド |
CN100349741C (zh) * | 2004-12-30 | 2007-11-21 | 财团法人工业技术研究院 | 具有膜片的压电式微液滴喷射装置 |
JP4947259B2 (ja) * | 2005-11-04 | 2012-06-06 | ブラザー工業株式会社 | インクジェットヘッド |
JP5063892B2 (ja) * | 2005-12-20 | 2012-10-31 | 富士フイルム株式会社 | 液体吐出ヘッドの製造方法 |
US7651204B2 (en) * | 2006-09-14 | 2010-01-26 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Fluid ejection device |
US8042913B2 (en) * | 2006-09-14 | 2011-10-25 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Fluid ejection device with deflective flexible membrane |
JP4784611B2 (ja) * | 2008-01-31 | 2011-10-05 | ブラザー工業株式会社 | 圧電アクチュエータの製造方法及び液体移送装置の製造方法 |
JP5454016B2 (ja) * | 2009-08-31 | 2014-03-26 | コニカミノルタ株式会社 | インクジェットヘッド |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4730197A (en) * | 1985-11-06 | 1988-03-08 | Pitney Bowes Inc. | Impulse ink jet system |
JPH05169666A (ja) * | 1991-12-25 | 1993-07-09 | Rohm Co Ltd | インクジェットプリントヘッドの製造方法 |
JPH08252914A (ja) | 1995-03-15 | 1996-10-01 | Seiko Epson Corp | インクジェットヘッドおよびその製造方法 |
US5933167A (en) * | 1995-04-03 | 1999-08-03 | Seiko Epson Corporation | Printer head for ink jet recording |
WO1999001283A1 (fr) * | 1997-07-03 | 1999-01-14 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Tete d'impression a jets d'encre et procede de fabrication de cette tete |
-
1999
- 1999-06-18 US US09/336,662 patent/US6254223B1/en not_active Expired - Fee Related
- 1999-07-14 JP JP11200552A patent/JP3037692B1/ja not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-07-25 US US09/625,004 patent/US6503407B1/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US6503407B1 (en) | 2003-01-07 |
JP2000117981A (ja) | 2000-04-25 |
US6254223B1 (en) | 2001-07-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3037692B1 (ja) | インクジェットプリンタヘッドアクチュエ―タ及びその製造方法 | |
JPH11277754A (ja) | インクジェットプリンタのヘッドに利用されるマイクロアクチュエ―タの製造方法 | |
JP5232640B2 (ja) | 液体吐出装置 | |
US7207109B2 (en) | Method for producing ink jet head | |
JP4283948B2 (ja) | インクジェットヘッドの製造方法 | |
CN101428505B (zh) | 打印头模块和打印头*** | |
JP3175269B2 (ja) | インクジェット式印字ヘッド | |
KR100327251B1 (ko) | 잉크젯 프린트헤드 액츄에이터와 그의 제조방법 | |
JP4403353B2 (ja) | インクジェット記録ヘッドの製造方法及びプリンタ装置 | |
KR100289606B1 (ko) | 잉크젯 프린트헤드용 챔버판의 패터닝방법과 그에 의해 제조되는 액츄에이터 | |
JP4033371B2 (ja) | インクジェットヘッド及びその製造方法、画像形成装置 | |
US6886922B2 (en) | Liquid discharge head and manufacturing method thereof | |
JPH11314366A (ja) | インクジェットヘッド及びその製造方法 | |
JPH07178906A (ja) | インクジェットヘッド | |
JP2003136715A (ja) | 液体吐出ヘッドおよびその製造方法 | |
JP2001030483A (ja) | インクジェットヘッド | |
KR20110107595A (ko) | 잉크젯 프린트 헤드의 제조 방법 | |
JP3108975B2 (ja) | インクジェットヘッド | |
JP2000218792A (ja) | インクジェットヘッド | |
JP2001191540A (ja) | ノズル形成部材及びその製造方法、インクジェットヘッド並びにインクジェット記録装置 | |
KR100327250B1 (ko) | 잉크젯 프린트헤드의 마이크로 액츄에이터와 그의 제조방법 | |
JP2001010050A (ja) | インクジェットヘッド | |
JP2000313984A (ja) | 電鋳原版及びその製造方法並びに振動板の製造方法 | |
KR100734402B1 (ko) | 잉크젯 헤드의 압전 액츄에이터 형성방법 | |
JPH0584904A (ja) | インクジエツトヘツド |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080225 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090225 Year of fee payment: 9 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |