[go: up one dir, main page]

JP2001129994A - Ink jet head, method of manufacturing the same, and ink jet recording apparatus - Google Patents

Ink jet head, method of manufacturing the same, and ink jet recording apparatus

Info

Publication number
JP2001129994A
JP2001129994A JP2000250713A JP2000250713A JP2001129994A JP 2001129994 A JP2001129994 A JP 2001129994A JP 2000250713 A JP2000250713 A JP 2000250713A JP 2000250713 A JP2000250713 A JP 2000250713A JP 2001129994 A JP2001129994 A JP 2001129994A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
piezoelectric element
ink jet
jet head
piezoelectric
pressure chamber
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.)
Withdrawn
Application number
JP2000250713A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Osamu Watanabe
修 渡邊
Kenji Tomita
健二 冨田
Takanori Nakano
貴徳 中野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP2000250713A priority Critical patent/JP2001129994A/en
Publication of JP2001129994A publication Critical patent/JP2001129994A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧電素子及び振動板を有するアクチュエータ
部を備えたインクジェットヘッドにおいて、圧電素子と
振動板との密着を強固にする。 【解決手段】 インクジェットヘッドは、複数の圧力室
2が形成された圧力室部品Aと、アクチュエータ部Bと
を備える。アクチュエータ部Bは、前記各圧力室2の上
方に位置する個別電極3及び圧電素子10と、振動板兼
共通電極11とを備える。前記圧電素子10と振動板兼
共通電極11との間には、密着層12が形成される。前
記圧電素子10は例えばチタン酸ジルコン酸鉛で形成さ
れ、前記振動板兼共通電極11はクロム、モリブデン又
はタンタル等で形成される。前記密着層12は例えばチ
タン(Ti)で形成される。前記密着層12は、前記圧
電素子10と振動板兼共通電極11とを密着させて、そ
の密着力を高める。密着層23の膜厚は100Å以上、
望ましくは400Å以上に設定する。
(57) Abstract: In an ink jet head including an actuator section having a piezoelectric element and a vibration plate, the adhesion between the piezoelectric element and the vibration plate is strengthened. SOLUTION: The ink jet head includes a pressure chamber component A in which a plurality of pressure chambers 2 are formed, and an actuator section B. The actuator section B includes an individual electrode 3 and a piezoelectric element 10 located above each of the pressure chambers 2 and a diaphragm / common electrode 11. An adhesion layer 12 is formed between the piezoelectric element 10 and the diaphragm / common electrode 11. The piezoelectric element 10 is formed of, for example, lead zirconate titanate, and the diaphragm / common electrode 11 is formed of chromium, molybdenum, tantalum, or the like. The adhesion layer 12 is formed of, for example, titanium (Ti). The adhesion layer 12 brings the piezoelectric element 10 and the diaphragm / common electrode 11 into close contact with each other to increase the adhesion. The thickness of the adhesion layer 23 is 100 ° or more,
Desirably, it is set to 400 ° or more.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、プリンタ、ワープ
ロ、ファクシミリ等の記録装置に使用され、圧電素子の
圧電効果を利用して記録するインクジェットヘッド及び
その製造方法、並びにそのインクジェットヘッドを持つ
インクジェット式記録装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink jet head used in a recording apparatus such as a printer, a word processor, a facsimile, etc., for recording using a piezoelectric effect of a piezoelectric element, a method of manufacturing the same, and an ink jet type having the ink jet head. It relates to a recording device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、この種のインクジェットヘッ
ドは、インク液を収容する圧力室を持つ圧力室部品と、
前記圧力室からインク滴を吐出させるためのアクチュエ
ータ部とを備えている。前記アクチュエータ部には、圧
電素子と、この圧電素子に電圧を印可して収縮及び伸張
させる個別電極及び共通電極と、前記圧電素子の圧電効
果により変位する振動板とを備え、前記振動板の変位に
より、インク滴を圧力室のノズル孔から吐出させるよう
に構成される。
2. Description of the Related Art Conventionally, this type of ink jet head has a pressure chamber component having a pressure chamber for containing an ink liquid,
An actuator for discharging ink droplets from the pressure chamber. The actuator section includes a piezoelectric element, an individual electrode and a common electrode for applying a voltage to the piezoelectric element to contract and expand, and a diaphragm that is displaced by a piezoelectric effect of the piezoelectric element. Thereby, the ink droplet is ejected from the nozzle hole of the pressure chamber.

【0003】ところで、印字や印画の品質及びスピード
を高めるには、ノズル数が多く且つインクジェットヘッ
ドが小型であるという相反する要求を満たす必要があ
り、圧電素子としても、10μm程度の厚膜から数μm
程度の薄膜のものが要求されている。
In order to improve the quality and speed of printing and printing, it is necessary to satisfy the conflicting demands of a large number of nozzles and a small size of an ink jet head. μm
A thin film of a certain degree is required.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】そこで、本出願人は、
例えば図11に示すインクジェットヘッドの製造方法を
提案する。
Therefore, the present applicant has
For example, a method for manufacturing an inkjet head shown in FIG. 11 is proposed.

【0005】即ち、同図(a)に示すように、MgOよ
り成る基板100を用意し、同図(b)に示すように前
記基板100上に、順次、Ptより成る電極材料10
1、及びチタン酸ジルコン酸鉛よりなる圧電材料102
を各々成膜し、積層する。次いで、同図(c)に示すよ
うに、前記電極材料101及び圧電材料102をエッチ
ングして、複数個(同図では4個)の個別電極103及
び圧電素子104を形成する。続いて、同図(d)に示
すように、前記エッチングにより除去された膜部分にポ
リイミド等の絶縁樹脂105を埋め込み、全体を平坦化
した後、同図(e)に示すように、例えばクロム(C
r)より成る共通電極兼振動板106を成膜し、積層し
て、基板100除去前のアクチュエータ110を作成す
る。その後は、同図(f)に示すように、前記個別電極
103と同数の圧力室用開口部120を持つ圧力室部品
130と、前記基板100除去前のアクチュエータ11
0とを位置合わせし、各圧力室用開口部120の上方に
個別電極103及び圧電素子104が配置されるように
位置付けた状態で、前記共通電極兼振動板106により
前記圧力室用開口部120の上面開口を覆って圧力室1
09を区画形成するよう、圧力室部品130と基板10
0除去前のアクチュエータ110とを接着剤により接着
する。そして、同図(g)に示すように、最上部に位置
する前記基板100をエッチング除去して、インクジェ
ットヘッドが完成する。
That is, as shown in FIG. 1A, a substrate 100 made of MgO is prepared, and an electrode material 10 made of Pt is sequentially formed on the substrate 100 as shown in FIG.
1, and a piezoelectric material 102 comprising lead zirconate titanate
Are formed and laminated. Next, as shown in FIG. 3C, the electrode material 101 and the piezoelectric material 102 are etched to form a plurality (four in the figure) of individual electrodes 103 and piezoelectric elements 104. Subsequently, as shown in FIG. 5D, an insulating resin 105 such as polyimide is buried in the film portion removed by the etching, and the whole is flattened. Then, as shown in FIG. (C
The actuator 110 before the substrate 100 is removed is formed by depositing and laminating the common electrode / vibration plate 106 of r). Thereafter, as shown in FIG. 6F, the pressure chamber component 130 having the same number of pressure chamber openings 120 as the individual electrodes 103 and the actuator 11 before removing the substrate 100 are formed.
0 and the common electrode / vibration plate 106 positions the individual electrodes 103 and the piezoelectric elements 104 above the respective pressure chamber openings 120. Pressure chamber 1 covering the top opening of
09 so as to define the pressure chamber component 130 and the substrate 10.
The actuator 110 before the removal of 0 is bonded with an adhesive. Then, as shown in FIG. 3G, the substrate 100 located at the uppermost position is removed by etching to complete the ink jet head.

【0006】しかしながら、前記提案のインクジェット
ヘッドの製造方法、又はこの提案方法に限らず、圧電材
料と振動板材料とを重ねて成膜する場合には、これ等圧
電材料と振動板材料とが膜剥離することがあった。
However, the present invention is not limited to the above-described method of manufacturing an ink jet head or the proposed method. In the case where a piezoelectric material and a diaphragm material are formed one upon another, the piezoelectric material and the diaphragm material may be formed of a film. Peeling sometimes occurred.

【0007】本発明は、この点を考慮してなされたもの
であり、その目的は、インクジェットヘッドの製造途中
において、圧電材料膜と振動板材料膜との剥離がないよ
うに、その両膜の密着力を高めることができるインクジ
ェットヘッドの製造方法、及びそのような密着力が高い
圧電材料膜及び振動板材料膜により形成された圧電素子
及び振動板を持つインクジェットヘッド、並びにそのイ
ンクジェットヘッドを持つインクジェット式記録装置を
提供することにある。
The present invention has been made in view of this point, and an object of the present invention is to prevent the separation between the piezoelectric material film and the diaphragm material film during the production of the ink-jet head so that the two films are not separated. Method for manufacturing an ink jet head capable of increasing adhesion, ink jet head having a piezoelectric element and a vibration plate formed of a piezoelectric material film and a diaphragm material film having such high adhesion, and ink jet having the ink jet head An object of the present invention is to provide an expression recording device.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
め、本発明では、インクジェットヘッドの製造途中にお
いて、圧電材料膜と振動板材料膜とを密着させる密着層
を設ける。
In order to achieve the above object, according to the present invention, an adhesive layer for adhering a piezoelectric material film and a diaphragm material film is provided during the production of an ink jet head.

【0009】即ち、請求項1記載の発明のインクジェッ
トヘッドは、圧電素子と、前記圧電素子の圧電効果によ
り変位する振動板と、前記振動板が面し且つインク液を
収容する複数の圧力室とを備えたインクジェットヘッド
であって、前記振動板の上方に前記圧電素子が形成さ
れ、前記振動板と前記圧電素子との間に、前記振動板と
圧電素子とを密着させる密着層が形成されていることを
特徴とする。
That is, an ink jet head according to the first aspect of the present invention includes a piezoelectric element, a vibrating plate displaced by a piezoelectric effect of the piezoelectric element, and a plurality of pressure chambers facing the vibrating plate and containing ink liquid. Wherein the piezoelectric element is formed above the vibration plate, and an adhesion layer that makes the vibration plate and the piezoelectric element adhere to each other is formed between the vibration plate and the piezoelectric element. It is characterized by being.

【0010】請求項2記載の発明は、前記請求項1記載
のインクジェットヘッドにおいて、前記圧電素子は、前
記複数の圧力室と同数に分割されていることを特徴とし
ている。
According to a second aspect of the present invention, in the ink jet head according to the first aspect, the piezoelectric element is divided into the same number as the plurality of pressure chambers.

【0011】請求項3記載の発明は、前記請求項1又は
2記載のインクジェットヘッドにおいて、前記圧電素子
はチタン酸ジルコン酸鉛で形成され、前記振動板はクロ
ム、モリブデン又はタンタルで形成されることを特徴と
する。
According to a third aspect of the present invention, in the ink jet head according to the first or second aspect, the piezoelectric element is formed of lead zirconate titanate, and the diaphragm is formed of chromium, molybdenum or tantalum. It is characterized by.

【0012】請求項4記載の発明は、前記請求項1又は
2記載のインクジェットヘッドにおいて、前記密着層は
チタンで形成されることを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the ink jet head according to the first or second aspect, the adhesion layer is formed of titanium.

【0013】請求項5記載の発明は、前記請求項1又は
2記載のインクジェットヘッドにおいて、前記圧電素子
はチタン酸ジルコン酸鉛で形成され、前記振動板はクロ
ムで形成され、前記密着層はチタンで形成されることを
特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, in the ink jet head according to the first or second aspect, the piezoelectric element is formed of lead zirconate titanate, the diaphragm is formed of chromium, and the adhesion layer is formed of titanium. It is characterized by being formed by.

【0014】請求項6記載の発明は、前記請求項1、4
又は5記載のインクジェットヘッドにおいて、前記密着
層の厚さは、100Å以上であることを特徴とする。
[0014] The invention according to claim 6 is the first or fourth invention.
In the inkjet head according to the fifth aspect, the thickness of the adhesion layer is 100 ° or more.

【0015】請求項7記載の発明は、前記請求項1、4
又は5記載のインクジェットヘッドにおいて、前記密着
層の厚さは、400Å以上であることを特徴とする。
The invention according to claim 7 is the invention according to claims 1 and 4.
In the inkjet head according to the fifth aspect, the thickness of the adhesion layer is 400 ° or more.

【0016】請求項8記載の発明のインクジェットヘッ
ドの製造方法は、圧電素子の圧電効果により振動板を変
位させてインク液滴を吐出させるインクジェットヘッド
の製造方法であって、基板上に、順次、個別電極材料、
圧電材料、密着層材料及び振動板材料を成膜する工程
と、前記成膜された基板と圧力室形成用の圧力室部品と
を接着する工程と、前記接着工程後に、前記基板を除去
し、少なくとも前記個別電極材料を加工して複数の個別
電極を形成する工程とを備えたことを特徴としている。
According to a eighth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an ink jet head for ejecting ink droplets by displacing a vibration plate by a piezoelectric effect of a piezoelectric element. Individual electrode material,
A step of forming a piezoelectric material, an adhesion layer material and a diaphragm material, and a step of bonding the formed substrate and a pressure chamber component for forming a pressure chamber, and after the bonding step, removing the substrate; At least processing the individual electrode material to form a plurality of individual electrodes.

【0017】請求項9記載の発明のインクジェットヘッ
ドの製造方法は、圧電素子の圧電効果により振動板を変
位させてインク液滴を吐出させるインクジェットヘッド
の製造方法であって、基板上に、順次、電極材料及び圧
電材料を成膜する工程と、前記電極材料及び圧電材料を
加工して各々複数の個別電極及び複数の圧電素子を形成
する工程と、前記複数の個別電極及び圧電素子の相互間
の凹所に絶縁樹脂を埋め込み、上端面を平坦化する工程
と、前記平坦化された上端面に、前記圧電素子と振動板
材料との密着力を高める密着層材料を成膜する工程と、
前記密着層材料の上に前記振動板材料を成膜する工程と
を備えたことを特徴とする。
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an ink jet head for ejecting ink droplets by displacing a diaphragm by a piezoelectric effect of a piezoelectric element. A step of forming an electrode material and a piezoelectric material; a step of processing the electrode material and the piezoelectric material to form a plurality of individual electrodes and a plurality of piezoelectric elements, respectively; Embedding an insulating resin in the recess, flattening an upper end surface, and forming an adhesion layer material for increasing the adhesion between the piezoelectric element and the vibration plate material on the flattened upper end surface,
Forming a film of the diaphragm material on the adhesive layer material.

【0018】請求項10記載の発明のインクジェット式
記録装置は、前記請求項1、2、3、4、5、6又は7
記載のインクジェットヘッド、又は前記請求項8又は9
記載のインクジェットヘッドの製造方法により作製され
たインクジェットヘッドと、前記インクジェットヘッド
の幅方向と略垂直方向に記録媒体を移動させる移動手段
とを備えたことを特徴とする。
According to the tenth aspect of the present invention, there is provided the ink jet recording apparatus according to the first, second, third, fourth, fifth, sixth or seventh aspect.
10. The ink jet head according to claim 8, or said claim 8 or 9.
An ink jet head manufactured by the method for manufacturing an ink jet head described above, and moving means for moving a recording medium in a direction substantially perpendicular to a width direction of the ink jet head.

【0019】以上により、請求項1及び請求項2記載の
発明のインクジェットヘッドでは、振動板と圧電素子と
の間にこの両者を密着する密着層が存在するので、振動
板と圧電素子との間で剥離することが有効に防止され
る。
As described above, in the ink-jet head according to the first and second aspects of the present invention, since the adhesion layer is provided between the vibration plate and the piezoelectric element, the adhesion layer is provided between the vibration plate and the piezoelectric element. Is effectively prevented from peeling off.

【0020】特に、請求項3ないし請求項5記載の発明
のインクジェットヘッドでは、圧電素子がチタン酸ジル
コン酸鉛で形成され、前記振動板がクロム、モリブデン
又はタンタルで形成される場合に、密着層をチタンで形
成すれば、これ等圧電素子と振動板との密着力を十分高
く確保できる。
In particular, in the ink jet head according to the third aspect of the invention, when the piezoelectric element is formed of lead zirconate titanate and the diaphragm is formed of chromium, molybdenum or tantalum, the adhesion layer Is formed of titanium, it is possible to ensure a sufficiently high adhesion between these piezoelectric elements and the diaphragm.

【0021】また、請求項6及び請求項7記載の発明の
インクジェットヘッドのように、密着層の厚さを100
Å以上、好ましくは400Å以上に設定すれば、圧電素
子と振動板との剥離を効果的に防止することが可能であ
る。
Further, as in the ink jet head according to the sixth and seventh aspects of the present invention, the thickness of the adhesion layer is set to 100%.
If the angle is set to not less than Å, preferably not less than 400 剥離, it is possible to effectively prevent separation between the piezoelectric element and the vibration plate.

【0022】更に、請求項8及び請求項9記載の発明の
インクジェットヘッドの製造方法では、振動板と圧電素
子とが密着層により強固に密着された後に、電極材料を
加工して複数の個別電極を形成するので、これ等個別電
極を所期通りの正確な位置に形成することが可能であ
る。
In the method of manufacturing an ink jet head according to the present invention, the diaphragm and the piezoelectric element are firmly adhered to each other by the adhesive layer, and then the electrode material is processed to form a plurality of individual electrodes. Is formed, it is possible to form these individual electrodes at the correct positions as expected.

【0023】特に、請求項8記載の発明のインクジェッ
トヘッドの製造方法では、成膜後の基板と圧力室部品と
を接着した後に、個別電極材料を加工して複数の個別電
極を形成するので、前記提案例のように個別電極形成後
の基板と圧力室用開口部形成後の圧力室部品とを高精度
でアライメント調整することなく、複数の個別電極を圧
力室上方の所期通りの正確な位置に形成できる。
In particular, in the method of manufacturing an ink jet head according to the present invention, a plurality of individual electrodes are formed by processing an individual electrode material after bonding a film-formed substrate and a pressure chamber component. Without adjusting the alignment of the substrate after the formation of the individual electrodes and the pressure chamber components after the formation of the pressure chamber openings with high precision as in the proposed example, a plurality of individual electrodes can be accurately positioned as expected above the pressure chambers. Position.

【0024】加えて、請求項10記載の発明では、既述
したような振動板と圧電素子との間で剥離することを有
効に防止できるインクジェットヘッドを持ったインクジ
ェット式記録装置が提供される。
In addition, according to the tenth aspect of the present invention, there is provided an ink jet recording apparatus having an ink jet head capable of effectively preventing peeling between the vibration plate and the piezoelectric element as described above.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0026】図12は本発明のインクジェットヘッドを
有するインクジェット式記録装置の全体概略構成を示
す。同図のインクジェット式記録装置40は、圧電素子
の圧電効果を利用して記録を行う本発明のインクジェッ
トヘッド41を備え、このインクジェットヘッド41か
ら吐出したインク滴を紙等の記録媒体42に着弾させ
て、記録媒体42に記録を行うものである。前記インク
ジェットヘッド41は、主走査方向Xに配置したキャリ
ッジ軸43に設けられたキャリッジ44に搭載されてい
て、キャリッジ44がキャリッジ軸43に沿って往復動
するのに応じて、主走査方向Xに往復動する。更に、イ
ンクジェット式記録装置40は、前記記録媒体42をイ
ンクジェットヘッド41の幅方向(即ち、主走査方向
X)と略垂直方向の副走査方向Yに移動させる複数個の
ローラ(移動手段)45を備える。
FIG. 12 shows an overall schematic configuration of an ink jet recording apparatus having an ink jet head of the present invention. The ink jet recording apparatus 40 shown in FIG. 1 includes an ink jet head 41 of the present invention that performs recording by utilizing a piezoelectric effect of a piezoelectric element, and causes ink droplets discharged from the ink jet head 41 to land on a recording medium 42 such as paper. Thus, recording is performed on the recording medium 42. The ink jet head 41 is mounted on a carriage 44 provided on a carriage shaft 43 arranged in the main scanning direction X. In response to the carriage 44 reciprocating along the carriage shaft 43, the ink jet head 41 is moved in the main scanning direction X. Reciprocate. Further, the ink jet recording apparatus 40 includes a plurality of rollers (moving means) 45 for moving the recording medium 42 in the sub scanning direction Y substantially perpendicular to the width direction of the ink jet head 41 (that is, the main scanning direction X). Prepare.

【0027】図1は本発明の実施の形態の前記インクジ
ェットヘッド41の全体構成を示し、図2はその要部の
構成を示す。図1及び図2において、Aは圧力室部品で
あって、圧力室用開口部1が形成される。Bは前記圧力
室用開口部1の上端開口面を覆うように配置されるアク
チュエータ部、Cは前記圧力室用開口部1の下端開口面
を覆うように配置されるインク液流路部品である。前記
圧力室部品Aの圧力室用開口部1は、その上下に位置す
る前記アクチュエータ部B及びインク液流路部品Cによ
り区画されて圧力室2となる。前記アクチュエータ部B
には、前記圧力室2の上方に位置する個別電極3が配置
されている。これ等圧力室2及び個別電極3は、図1か
ら判るように、千鳥状に多数配列されている。前記イン
ク液流路部品Cには、インク液供給方向に並ぶ圧力室2
間で共用する共通液室5と、この共通液室5を前記圧力
室2に連通する供給口6と、前記圧力室2内のインク液
が流出するインク流路7とが形成される。Dはノズル板
であって、前記インク流路7に連通するノズル孔8が形
成されている。また、図1において、EはICチップで
あって、ボンディングワイヤーBWを介して前記多数の
個別電極3に対して電圧を供給する。
FIG. 1 shows an overall configuration of the ink jet head 41 according to the embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows a configuration of a main part thereof. In FIGS. 1 and 2, A is a pressure chamber component, and an opening 1 for a pressure chamber is formed. B is an actuator portion arranged so as to cover the upper end opening surface of the pressure chamber opening 1, and C is an ink liquid flow path component arranged so as to cover the lower end opening surface of the pressure chamber opening 1. . The pressure chamber opening 1 of the pressure chamber component A is partitioned by the actuator portion B and the ink liquid flow channel component C located above and below the pressure chamber opening 1 to form a pressure chamber 2. Actuator section B
, An individual electrode 3 located above the pressure chamber 2 is disposed. The pressure chambers 2 and the individual electrodes 3 are arranged in a zigzag as shown in FIG. The ink liquid flow path component C has pressure chambers 2 arranged in the ink liquid supply direction.
A common liquid chamber 5 commonly used between the pressure chamber 2 and a supply port 6 for communicating the common liquid chamber 5 with the pressure chamber 2 and an ink flow path 7 through which the ink liquid in the pressure chamber 2 flows out are formed. D is a nozzle plate, in which a nozzle hole 8 communicating with the ink flow path 7 is formed. In FIG. 1, E denotes an IC chip, which supplies a voltage to the large number of individual electrodes 3 via bonding wires BW.

【0028】次に、前記アクチュエータ部Bの構成を図
3に基づいて説明する。同図において、アクチュエータ
部Bは、図1に示したインク液供給方向とは直交する方
向の断面図を示す。同図では、前記直交方向に並ぶ4個
の圧力室2を持つ圧力室部品Aが参照的に描かれてい
る。このアクチュエータ部Bは、各圧力室2の上方に位
置する個別電極3、この個別電極3の直下に位置する圧
電素子10、この圧電素子10の圧電効果により変位し
振動する振動板11とを有する。前記振動板11は、導
電性物質で形成されていて、各圧力室2で共通する共通
電極を兼用する。更に、アクチュエータ部Bは、前記振
動板11と前記各圧電素子10との間に配置され、この
両者の密着を強固にする密着層12、各圧力室2の相互
を区画する区画壁2aの上方に位置する縦壁13を持
つ。尚、同図中、14は圧力室部品Aとアクチュエータ
部Bとを接着する接着剤である。前記各縦壁13は、前
記接着剤14を用いた接着時に、一部の接着剤14が区
画壁2aの外方にはみ出した場合にも、この接着剤14
が振動板11に付着せず、振動板11が所期通りの変
位、振動を起こすように、圧力室2の上面と振動板11
の下面との距離を拡げる役割を持つ。
Next, the configuration of the actuator section B will be described with reference to FIG. In the same drawing, the actuator section B is a sectional view in a direction perpendicular to the ink liquid supply direction shown in FIG. In the drawing, a pressure chamber component A having four pressure chambers 2 arranged in the orthogonal direction is illustrated for reference. The actuator section B has an individual electrode 3 located above each pressure chamber 2, a piezoelectric element 10 located immediately below the individual electrode 3, and a vibrating plate 11 which is displaced and vibrated by the piezoelectric effect of the piezoelectric element 10. . The diaphragm 11 is formed of a conductive material, and also serves as a common electrode common to the pressure chambers 2. Further, the actuator portion B is disposed between the vibration plate 11 and each of the piezoelectric elements 10, and has an adhesion layer 12 for strengthening the adhesion between the two, and a partition wall 2 a that separates the pressure chambers 2 from each other. Has a vertical wall 13 located at In the figure, reference numeral 14 denotes an adhesive for bonding the pressure chamber component A and the actuator B. Each of the vertical walls 13 can be used even when a part of the adhesive 14 protrudes outside the partition wall 2a at the time of bonding using the adhesive 14.
Does not adhere to the vibration plate 11 and the upper surface of the pressure chamber 2 and the vibration plate 11
It has a role to extend the distance to the lower surface of the.

【0029】次に、図1のICチップEを除くインクジ
ェットヘッド、即ち図2に示す前記圧力室部品A、アク
チュエータ部B、インク流路部品C及びノズル板Dより
成るインクジェットヘッドの製造方法を図4〜図8に基
いて説明する。
Next, a method of manufacturing an ink jet head excluding the IC chip E of FIG. 1, that is, an ink jet head including the pressure chamber component A, the actuator section B, the ink flow path component C and the nozzle plate D shown in FIG. This will be described with reference to FIGS.

【0030】図4(a)において、基板20上に、順
次、個別電極材料21、圧電素子材料22、密着層材料
23、振動板兼共通電極材料24、及び前記図3の縦壁
13用の中間層材料25を成膜し、積層する。前記基板
20は例えばMgO単結晶の基板を用いるが、他にシリ
コン基板やサファイア基板、SrTiO3基板でも良
い。前記個別電極材料21は例えばPt(白金)を、圧
電素子材料22は例えばチタン酸ジルコン酸鉛(PZ
T)を、密着層材料23は例えばTi(チタン)を、振
動板兼共通電極材料24はCr(クロム)、Mo(モリ
ブデン)又はTa(タンタル)等を、中間層材料25は
例えばTiを各々使用する。
4A, an individual electrode material 21, a piezoelectric element material 22, an adhesive layer material 23, a diaphragm / common electrode material 24, and a vertical wall 13 shown in FIG. An intermediate layer material 25 is formed and laminated. The substrate 20 is, for example, an MgO single crystal substrate, but may be a silicon substrate, a sapphire substrate, or an SrTiO 3 substrate. The individual electrode material 21 is, for example, Pt (platinum), and the piezoelectric element material 22 is, for example, lead zirconate titanate (PZ).
T), the adhesion layer material 23 is, for example, Ti (titanium), the diaphragm / common electrode material 24 is, for example, Cr (chromium), Mo (molybdenum) or Ta (tantalum), and the intermediate layer material 25 is, for example, Ti. use.

【0031】前記密着層材料23は、チタンに限定され
ず、使用される圧電素子材料22及び振動板材料24に
応じて、この両者の密着力を高め得るような材料が使用
可能である。
The material of the adhesion layer 23 is not limited to titanium, but may be a material capable of increasing the adhesion between the two depending on the piezoelectric element material 22 and the diaphragm material 24 used.

【0032】前記MgO基板20は、製法上大型化が困
難であること、及び大型化は高価格につく等の理由か
ら、小サイズ、例えば縦横18mmの正方形板が使用さ
れる。同図(a)では2個のMgO基板20に成膜する
工程が描かれている。また、例えば、前記個別電極材料
21は厚さ0.1〜0.5μmに、前記圧電素子材料2
2は厚さ3〜5μmに、前記密着層材料23は厚さ10
0〜1000Åに、振動板兼共通電極材料24は厚さ3
〜5μmに、中間層材料25は厚さ5〜10μmに各々
成膜される。
The MgO substrate 20 is made of a small size, for example, a square plate of 18 mm in length and width, because it is difficult to increase the size of the MgO substrate 20 due to the manufacturing method, and the increase in size is expensive. FIG. 3A illustrates a process of forming a film on two MgO substrates 20. Further, for example, the individual electrode material 21 has a thickness of 0.1 to 0.5 μm,
2 has a thickness of 3 to 5 μm, and the adhesion layer material 23 has a thickness of 10 μm.
The thickness of the diaphragm / common electrode material 24 is 3 to 0 ° to 1000 °.
To 5 μm, and the intermediate layer material 25 is formed to a thickness of 5 to 10 μm.

【0033】一方、同図(b)において、圧力室部品A
を形成する。この圧力室部品Aは、前記MgO基板20
よりも大きいサイズ、例えば4インチウエハーのシリコ
ン基板30を使用して形成される。具体的には、先ず、
シリコン基板30に対して複数の圧力室用開口部1をパ
ターンニングする。このパターンニングは、同図(b)
から判るように、4つの圧力室用開口部1を1組とし
て、各組を区画する区画壁2bは、各組内の圧力室用開
口部1を区画する区画壁2aの幅の約2倍の幅の厚幅に
設定される。その後、前記パターンニングされたシリコ
ン基板30をケミカルエッチング又はドライエッチング
等で加工して、各組で4個の圧力室用開口部1を形成
し、圧力室部品Aを得る。
On the other hand, in FIG.
To form The pressure chamber component A is provided on the MgO substrate 20.
It is formed using a silicon substrate 30 of a larger size, for example, a 4-inch wafer. Specifically, first,
The plurality of pressure chamber openings 1 are patterned on the silicon substrate 30. This patterning is shown in FIG.
As can be seen from the drawing, the partition wall 2b that divides each set into four sets of the pressure chamber openings 1 is about twice the width of the partition wall 2a that divides the pressure chamber openings 1 in each set. Is set to the thickness width. Thereafter, the patterned silicon substrate 30 is processed by chemical etching or dry etching to form four pressure chamber openings 1 in each group, thereby obtaining a pressure chamber part A.

【0034】その後は、前記成膜後の基板20と前記圧
力室部品Aとを接着剤を用いて接着する。この接着剤の
形成は電着による。即ち、先ず、同図(c)に示すよう
に、圧力室部品A側の接着面として、圧力室の区画壁2
a、2bの上面に接着剤14を電着により付着させる。
具体的には、図示しないが、前記区画壁2a、2bの上
面に、下地電極膜として、光が透過する程度に薄い数百
ÅのNi薄膜をスパッタリング法により形成し、その
後、前記Ni薄膜上に、パターニングされた接着樹脂剤
14を形成する。この際、電着液としては、アクリル樹
脂系水分散液に0〜50重量部の純水を加え、良く攪拌
混合した溶液を使用する。Ni薄膜の膜厚を光が透過す
るほど薄く設定するのは、シリコン基板30に接着樹脂
が完全に付着したことを容易に視認するためである。電
着条件は、実験によると、液温約25℃、直流電圧30
V、通電時間60秒が好適であり、この条件下で約3〜
10μmのアクリル樹脂がシリコン基板30のNi薄膜
上に電着した。
Thereafter, the substrate 20 after the film formation is bonded to the pressure chamber component A using an adhesive. The formation of this adhesive is by electrodeposition. That is, first, as shown in FIG. 1C, the partition wall 2 of the pressure chamber is used as an adhesive surface on the pressure chamber component A side.
An adhesive 14 is attached to the upper surfaces of a and 2b by electrodeposition.
More specifically, although not shown, on the upper surfaces of the partition walls 2a and 2b, a thin Ni film having a thickness of several hundreds of mm, which is thin enough to transmit light, is formed as a base electrode film by a sputtering method. Then, a patterned adhesive resin material 14 is formed. At this time, as the electrodeposition liquid, a solution obtained by adding 0 to 50 parts by weight of pure water to an acrylic resin-based aqueous dispersion and stirring and mixing well is used. The reason why the thickness of the Ni thin film is set to be thin enough to transmit light is to easily visually recognize that the adhesive resin has completely adhered to the silicon substrate 30. According to the experiment, the electrodeposition conditions were that the liquid temperature was about 25 ° C.,
V and a conduction time of 60 seconds are preferable, and under these conditions, about 3 to
A 10 μm acrylic resin was electrodeposited on the Ni thin film on the silicon substrate 30.

【0035】そして、図5(a)に示すように、前記積
層されたMgO基板20と前記圧力室部品Aとを前記電
着された接着剤14を用いて接着する。この接着は、基
板20に成膜された中間層材料25を基板側接着面とし
て行う。また、MgO基板20は18mmの小サイズで
あり、圧力室部品Aを形成するシリコン基板30は4イ
ンチの大サイズであるので、図9に示すように、複数
(同図では14個)のMgO基板20を1個の圧力室部
品Aに貼り付ける。この貼り付けは、図5(a)に示す
ように、各MgO基板20の中心が圧力室部品Aの厚幅
の区画壁2bの中心に位置するように位置付けられた状
態で行われる。この貼り付け後、圧力室部品Aを各Mg
O基板20側に押圧、密着させて、両者の接着を液密性
高くする。更に、前記接着したMgO基板20及び圧力
室部品Aを加熱炉において徐々に昇温して、前記接着剤
14を完全に硬化させる。続いて、プラズマ処理を行っ
て、前記接着剤14のうちはみ出した断片を除去する。
Then, as shown in FIG. 5A, the laminated MgO substrate 20 and the pressure chamber component A are bonded using the electrodeposited adhesive 14. This bonding is performed using the intermediate layer material 25 formed on the substrate 20 as a substrate-side bonding surface. Since the MgO substrate 20 has a small size of 18 mm and the silicon substrate 30 forming the pressure chamber component A has a large size of 4 inches, as shown in FIG. The substrate 20 is attached to one pressure chamber component A. This attachment is performed in a state where the center of each MgO substrate 20 is positioned such that the center of each MgO substrate 20 is located at the center of the thick partition wall 2b of the pressure chamber component A, as shown in FIG. After this attachment, the pressure chamber part A is
The O-substrate 20 is pressed and brought into close contact with the O-substrate 20 to increase the liquid-tightness between them. Further, the temperature of the bonded MgO substrate 20 and the pressure chamber component A is gradually increased in a heating furnace, so that the adhesive 14 is completely cured. Subsequently, a plasma treatment is performed to remove the protruding fragments from the adhesive 14.

【0036】尚、図5(a)では、成膜後のMgO基板
20と圧力室部材Aとを接着したが、圧力室用開口部1
を形成しない段階のシリコン基板30を前記成膜後のM
gO基板20に接着してもよい。また、シリコン基板3
0として、MgO基板20と同程度のサイズの基板を使
用し、1個のMgO基板20をこの小サイズのシリコン
基板と接着してもよい。
In FIG. 5A, the MgO substrate 20 after film formation and the pressure chamber member A are adhered.
The silicon substrate 30 at the stage where no silicon film is formed
It may be bonded to the gO substrate 20. In addition, the silicon substrate 3
As 0, a substrate of the same size as the MgO substrate 20 may be used, and one MgO substrate 20 may be bonded to this small-sized silicon substrate.

【0037】その後は、図5(b)に示すように、圧力
室部品Aの各区画壁2a、2bをマスクとして中間層2
5をエッチングし、前記各区画壁2a、2bに連続する
縦壁13を形成する。次いで、図6(a)に示すよう
に、各MgO基板20をエッチングにより除去する。
Thereafter, as shown in FIG. 5B, the intermediate layer 2 is formed by using the partition walls 2a and 2b of the pressure chamber part A as a mask.
5 is etched to form a vertical wall 13 continuous with each of the partition walls 2a, 2b. Next, as shown in FIG. 6A, each MgO substrate 20 is removed by etching.

【0038】続いて、図6(b)に示すように、前記圧
力室部品Aの上方に位置する個別電極材料21につい
て、フォトリソグラフィー技術を用いてエッチングし
て、個別電極3を形成する。更に、図7(a)に示すよ
うに、フォトリソグラフィー技術を用いて圧電材料22
をエッチングして、前記各個別電極3の直下に圧電素子
10を形成する。これ等の個別電極3及び圧電素子10
は、圧力室2の各々の上方に位置し、且つ個別電極3及
び圧電素子10の幅方向の中心が、対応する圧力室2の
幅方向の中心に高精度の一致するように形成される。こ
のように個別電極3及び圧電素子10を各圧力室2毎に
個別化した後、図7(b)に示すように、シリコン基板
30を各厚幅の区画壁2bの部分で切断して、4つの圧
力室2を持つ圧力室部品Aとその上面に固着されたアク
チュエータ部Bとが4組完成する。
Subsequently, as shown in FIG. 6B, the individual electrode material 21 located above the pressure chamber component A is etched using photolithography to form the individual electrode 3. Further, as shown in FIG. 7A, the piezoelectric material 22 is formed by using photolithography technology.
Is etched to form the piezoelectric element 10 immediately below each of the individual electrodes 3. These individual electrodes 3 and piezoelectric elements 10
Are formed above each of the pressure chambers 2, and are formed so that the center in the width direction of the individual electrode 3 and the piezoelectric element 10 coincides with the center of the corresponding pressure chamber 2 in the width direction with high precision. After individualizing the individual electrodes 3 and the piezoelectric elements 10 for each of the pressure chambers 2 as described above, as shown in FIG. 7B, the silicon substrate 30 is cut at the portions of the partition walls 2b having respective thicknesses. Four sets of a pressure chamber component A having four pressure chambers 2 and an actuator section B fixed to the upper surface thereof are completed.

【0039】前記アクチュエータ部Bの特徴点は、各個
別電極3及び圧電素子10が、その直下に位置する膜
(本実施の形態では密着層23)の上方に突出し、その
各個別電極3及び圧電素子10の相互間の凹所又は開口
部分(エッチングにより除去された膜部分)はそのまま
開放されていて、既述した本出願人提案の製造方法で製
造される図11(g)のインクジェットヘッドのよう
に、前記各開口部分に絶縁樹脂105等が埋め込まれて
平坦化されていない点にある。
The feature of the actuator section B is that each individual electrode 3 and piezoelectric element 10 protrude above a film (the contact layer 23 in this embodiment) located immediately below the individual electrode 3 and piezoelectric element 10. The recesses or openings (film portions removed by etching) between the elements 10 are left open as they are, and the inkjet head of FIG. 11 (g) manufactured by the manufacturing method proposed by the applicant described above. As described above, the insulating resin 105 and the like are buried in the openings, and are not flattened.

【0040】続いて、図8(a)において、インク液流
路部品Cに共通液室5、供給口6及びインク流路7を形
成すると共に、ノズル板Dにノズル孔8を形成する。前
記ノズル孔8の形成後は、このノズル孔8に撥水剤を流
し込み、次工程でのインク液流路部品Cとノズル板Dと
の接着に用いる接着剤がノズル孔8に流れ込むことを予
め抑制するように対処しておく。次いで、同図(b)に
示すように、前記インク液流路部品Cとノズル板Dとを
接着剤30を用いて接着する。
Subsequently, in FIG. 8A, a common liquid chamber 5, a supply port 6 and an ink flow path 7 are formed in the ink liquid flow path component C, and a nozzle hole 8 is formed in the nozzle plate D. After the nozzle holes 8 are formed, a water repellent is poured into the nozzle holes 8 to prevent the adhesive used for bonding the ink liquid flow path component C and the nozzle plate D in the next step from flowing into the nozzle holes 8 in advance. Take measures to suppress it. Next, as shown in FIG. 2B, the ink liquid flow path component C and the nozzle plate D are bonded together using an adhesive 30.

【0041】その後、同図(c)に示すように、圧力室
部品Aの下端面又はインク液流路部品Cの上端面に接着
剤(図示せず)を転写し、圧力室部品Aとインク液流路
部品Cとのアライメント調整を行って、この両者を前記
接着剤により接着する。以上により、同図(d)に示す
ように、圧力室部品A、アクチュエータ部B、インク液
流路部品C及びノズル板Dを持つインクジェットヘッド
が完成する。
Thereafter, an adhesive (not shown) is transferred to the lower end surface of the pressure chamber component A or the upper end surface of the ink liquid flow path component C, as shown in FIG. The alignment with the liquid flow path component C is adjusted, and both are bonded with the adhesive. Thus, an ink jet head having the pressure chamber component A, the actuator section B, the ink liquid flow channel component C, and the nozzle plate D is completed as shown in FIG.

【0042】従って、本実施の形態では、図4(a)に
示すように、MgO基板20上に圧電素子材料21と振
動板兼共通電極材料24とを成膜する場合に、この両材
料の間に密着層材料23の膜を介在させたので、圧電素
子材料21と振動板兼共通電極材料24との密着力が高
くなる。その結果、その後の圧力室部品Aとの接着、縦
壁13の形成、個別電極3の分割個別化、圧電素子10
の分割個別化、インク液流路部品Cとの接着等の各工程
では、これ等工程を高精度に行うことが可能である。
Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 4A, when the piezoelectric element material 21 and the diaphragm / common electrode material 24 are formed on the MgO substrate 20, the two materials are used. Since the film of the adhesion layer material 23 is interposed therebetween, the adhesion between the piezoelectric element material 21 and the diaphragm / common electrode material 24 is increased. As a result, subsequent bonding with the pressure chamber component A, formation of the vertical wall 13, division of the individual electrode 3,
In each of the steps such as the division into individual parts and the bonding with the ink liquid flow path component C, these steps can be performed with high accuracy.

【0043】更に、前記製造方法により得られた図3の
圧力室部品A及びアクチュエータ部Bの組合せでは、前
記圧電素子材料21と振動板兼共通電極材料24とが密
着層12により強固に密着しているので、各圧力室2の
上方では、個別電極3及び圧電素子10が所期通り高精
度に加工されて、各個別電極3及び圧電素子10の幅方
向の中心は、対応する圧力室2の幅方向の中心と高精度
に一致する。従って、前記各圧電素子10が対応する個
別電極3から電圧を受けて圧電効果が生じた時には、振
動板11は、対応する圧力室2の上方に位置する部分が
圧力室2の幅方向の中心を基準に対称に変位、振動し
て、インク液滴を圧力室2内からインク流路7及びノズ
ル孔8を経て所望通り記録紙に吐出させる。よって、イ
ンク液滴の吐出量等を高精度に制御できるインクジェッ
トヘッドが得られる。
Further, in the combination of the pressure chamber component A and the actuator portion B shown in FIG. 3 obtained by the above manufacturing method, the piezoelectric element material 21 and the diaphragm / common electrode material 24 are firmly adhered to each other by the adhesive layer 12. Therefore, above the pressure chambers 2, the individual electrodes 3 and the piezoelectric elements 10 are processed with high precision as expected, and the center of each individual electrode 3 and the piezoelectric element 10 in the width direction is set to the corresponding pressure chamber 2 Coincides with the center in the width direction with high precision. Therefore, when each piezoelectric element 10 receives a voltage from the corresponding individual electrode 3 to generate a piezoelectric effect, the portion of the diaphragm 11 located above the corresponding pressure chamber 2 has a center in the width direction of the pressure chamber 2. The ink droplets are ejected from the pressure chamber 2 to the recording paper as desired via the ink flow path 7 and the nozzle holes 8 while being symmetrically displaced and vibrated with reference to FIG. Therefore, an ink jet head capable of controlling the ejection amount of ink droplets with high accuracy can be obtained.

【0044】図10は、図4(a)の成膜後の基板20
において、前記密着層材料23の膜厚を種々変更した場
合の圧電素子材料21と振動板兼共通電極材料24との
密着力を試験した結果を示す。この試験は引き剥がし法
(tape test)を用いた。ここで、引き剥がし法とは、
薄膜に1mm角の碁盤目状の傷をカッターで入れた後、
接着テープをその薄膜に貼り付け、前記接着テープを剥
がす時、薄膜が基板に残るか、又は接着テープに接着さ
れて剥がれるかを繰り返し調べ、その結果により密着力
を推定する方法である。その結果、図4(a)のように
密着層材料23を成膜しない従来のものでは、調査個数
(320個)の全てが接着テープに接着されて引き剥が
されたのに対し、Tiより成る密着層材料の厚さが10
0Åでは、30個が、また厚さが200Åでは5個が各
々引き剥がされ、厚さが400Åでは引き剥がされたも
のは無かった。従って、Tiの密着層材料23の厚さは
100Å以上で密着力の向上に効果的であり、4000
Å以上の厚さに設定すれば、圧電素子材料21と振動板
兼共通電極材料24との膜剥離は解消されることが判
る。
FIG. 10 shows the substrate 20 after the film formation shown in FIG.
4 shows the results of a test on the adhesion between the piezoelectric element material 21 and the diaphragm / common electrode material 24 when the thickness of the adhesion layer material 23 is variously changed. This test used a tape test. Here, the peeling method is
After cutting a 1mm square grid-like scratch into the thin film with a cutter,
When the adhesive tape is attached to the thin film and the adhesive tape is peeled off, it is a method of repeatedly examining whether the thin film remains on the substrate or whether the thin film adheres to the adhesive tape and peels off, and estimates the adhesion force based on the result. As a result, in the conventional device in which the adhesion layer material 23 is not formed as shown in FIG. 4A, all of the investigated numbers (320) were adhered to the adhesive tape and peeled off, but were formed of Ti. The thickness of the adhesion layer material is 10
At 0 °, 30 pieces were peeled off, and when the thickness was 200 °, 5 pieces were peeled off. When the thickness was 400 °, none was peeled off. Therefore, when the thickness of the Ti adhesion layer material 23 is 100 ° or more, it is effective for improving the adhesion, and is 4,000.
It can be seen that if the thickness is set to Å or more, film peeling between the piezoelectric element material 21 and the diaphragm / common electrode material 24 is eliminated.

【0045】尚、本発明のインクジェットヘッドは密着
層を持つ構成に特徴があるが、本発明は本実施の形態の
製造方法により製造されるものに限定されず、その他、
既述の本出願人提案の製造方法により製造してもよいの
は勿論である。この場合には、図11(e)に示すよう
なCrより成る電極兼振動板106の形成前に、チタン
等より成る密着層を形成すればよい。
Although the ink jet head of the present invention is characterized by having a structure having an adhesion layer, the present invention is not limited to the one manufactured by the manufacturing method of the present embodiment.
Needless to say, it may be manufactured by the manufacturing method proposed by the present applicant. In this case, an adhesion layer made of titanium or the like may be formed before the electrode / diaphragm 106 made of Cr as shown in FIG.

【0046】更に、本実施の形態では、次の作用効果が
得られる。即ち、図5(a)に示すシリコン基板30と
5層に積層されたMgO基板20との接着工程では、個
別電極材料21及び圧電素子材料22は成膜された状態
にあり、この接着工程後に続く次の図7(a)に示す工
程において、初めて前記個別電極材料21及び圧電素子
材料22がエッチングされて、個別電極3及び圧電素子
10が各圧力室用開口部1毎に個別化されるので、圧力
室部品Aの各圧力室用開口部1の幅方向の中心の位置に
各個別電極3及び圧電素子10の幅方向の中心を精度良
く位置付けることが可能である。その結果、振動板24
の変位、振動が所期通り行われて、インク孔8からのイ
ンク液滴の吐出量制御等を正確に行うことができる。
Further, in this embodiment, the following operation and effect can be obtained. That is, in the bonding step of the silicon substrate 30 and the five-layered MgO substrate 20 shown in FIG. 5A, the individual electrode material 21 and the piezoelectric element material 22 are in a film-formed state, and after this bonding step, In the subsequent step shown in FIG. 7A, the individual electrode material 21 and the piezoelectric element material 22 are etched for the first time, and the individual electrodes 3 and the piezoelectric elements 10 are individualized for each pressure chamber opening 1. Therefore, the center in the width direction of each individual electrode 3 and the piezoelectric element 10 can be accurately positioned at the center position in the width direction of each pressure chamber opening 1 of the pressure chamber component A. As a result, the diaphragm 24
The displacement and vibration of the ink droplets are performed as expected, and the discharge amount control of the ink droplets from the ink holes 8 can be accurately performed.

【0047】また、本実施の形態では、小サイズの複数
個(14個)の成膜後のMgO基板20を大サイズのシ
リコン基板30に接着したので、その後の個別電極3及
び圧電素子10の分割個別化工程では、これ等複数個の
MgO基板20上の個別電極材料21及び圧電材料22
を同時に個別パターン化することができ、量産性が向上
する。
In the present embodiment, the small-sized (14) formed MgO substrates 20 are bonded to the large-sized silicon substrate 30, so that the individual electrodes 3 and the piezoelectric elements 10 In the dividing and individualizing step, the individual electrode material 21 and the piezoelectric material 22 on the plurality of MgO substrates 20 are formed.
Can be individually patterned at the same time, and mass productivity is improved.

【0048】尚、本実施の形態のインクジェットヘッド
は、図3に示すように、圧電素子10が各圧力室2に対
応して個別化されているが、この圧電素子10をエッチ
ングにより個別化する図6(b)の工程を省略して、圧
電材料膜22をそのまま共通圧電素子として使用しても
良い。この場合には、圧電素子10の個別化工程を削減
できると共に、圧電材料膜22のエッチングに起因して
各圧電素子10の側壁に生じる耐電圧特性の劣化がない
利点を有する。
In the ink jet head of this embodiment, as shown in FIG. 3, the piezoelectric elements 10 are individualized corresponding to the respective pressure chambers 2. However, the piezoelectric elements 10 are individualized by etching. The step of FIG. 6B may be omitted and the piezoelectric material film 22 may be used as it is as a common piezoelectric element. In this case, there is an advantage that the step of individualizing the piezoelectric element 10 can be reduced, and the withstand voltage characteristic does not deteriorate on the side wall of each piezoelectric element 10 due to the etching of the piezoelectric material film 22.

【0049】また、本実施の形態では、振動板材料24
を導電性を持つCrで構成して、共通電極兼振動板とし
たが、振動板材料をCr等の導電性材料で構成しない場
合には、別途、圧電材料22の下方に共通電極材料を成
膜しても良い。また、圧力室用開口部1形成用の基板3
0はシリコンで構成したが、その他、異方性エッチング
が可能なガラスウエハ又は感光性ガラスで構成してもよ
い。
In the present embodiment, the diaphragm material 24
Is made of conductive Cr and serves as a common electrode and diaphragm. However, when the diaphragm material is not made of a conductive material such as Cr, a common electrode material is separately formed below the piezoelectric material 22. It may be a film. Further, a substrate 3 for forming the pressure chamber opening 1
Although 0 is made of silicon, it may be made of a glass wafer or photosensitive glass that can be anisotropically etched.

【0050】[0050]

【発明の効果】以上説明したように、本発明のインクジ
ェットヘッドによれば、振動板と圧電素子との間にこの
両者を密着する密着層を介在させたので、振動板と圧電
素子との間で剥離することを有効に防止できる。
As described above, according to the ink-jet head of the present invention, since the adhesion layer is provided between the vibration plate and the piezoelectric element, the adhesion layer is interposed between the vibration plate and the piezoelectric element. Can effectively prevent peeling.

【0051】特に、圧電素子がチタン酸ジルコン酸鉛で
形成され、前記振動板がクロム、モリブデン又はタンタ
ルで形成される場合に、密着層をチタンで形成すれば、
これ等圧電素子と振動板との密着力を十分高く確保でき
る。
In particular, when the piezoelectric element is formed of lead zirconate titanate and the diaphragm is formed of chromium, molybdenum or tantalum, if the adhesion layer is formed of titanium,
A sufficiently high adhesion between the piezoelectric element and the diaphragm can be ensured.

【0052】更に、密着層の厚さを100Å以上、好ま
しくは400Å以上に設定すれば、圧電素子と振動板と
の剥離を効果的に防止することが可能である。
Further, if the thickness of the adhesive layer is set to 100 ° or more, preferably 400 ° or more, the separation between the piezoelectric element and the vibration plate can be effectively prevented.

【0053】加えて、本発明のインクジェットヘッドの
製造方法によれば、振動板と圧電素子とが密着層により
強固に密着し、その後に、電極材料を加工して複数の個
別電極を形成するので、これ等個別電極を所期通りの正
確な位置に形成することが可能である。
In addition, according to the method of manufacturing an ink jet head of the present invention, the diaphragm and the piezoelectric element are firmly adhered to each other by the adhesion layer, and thereafter, the electrode material is processed to form a plurality of individual electrodes. It is possible to form these individual electrodes at the correct positions as expected.

【0054】特に、成膜後の基板と圧力室部品とを接着
した後に、個別電極材料を加工して複数の個別電極を形
成すれば、高精度なアライメント調整を行うことなく、
複数の個別電極を圧力室上方の所期通りの正確な位置に
形成できる効果を奏する。
In particular, if a plurality of individual electrodes are formed by processing the individual electrode material after bonding the substrate after the film formation and the pressure chamber components, it is possible to perform high-precision alignment adjustment.
There is an effect that a plurality of individual electrodes can be formed at the expected exact positions above the pressure chamber.

【0055】また、既述したように振動板と圧電素子と
の間で剥離することを有効に防止できるインクジェット
ヘッドを持ったインクジェット式記録装置を提供でき
る。
Further, as described above, it is possible to provide an ink jet recording apparatus having an ink jet head which can effectively prevent peeling between the diaphragm and the piezoelectric element.

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

【図1】本発明の実施の形態のインクジェットヘッドの
全体構成を示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view illustrating an overall configuration of an inkjet head according to an embodiment of the present invention.

【図2】同インクジェットヘッドの圧力室部品及びアク
チュエータ部の要部を示す分解斜視図である。
FIG. 2 is an exploded perspective view showing a main part of a pressure chamber part and an actuator part of the inkjet head.

【図3】同インクジェットヘッドの圧力室部品及びアク
チュエータ部の要部を示す断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a main part of a pressure chamber component and an actuator unit of the inkjet head.

【図4】同インクジェットヘッドの製造方法における積
層工程、圧力室用開口部の形成工程、及び接着剤の付着
工程を示す図である。
FIG. 4 is a view showing a laminating step, a step of forming an opening for a pressure chamber, and a step of attaching an adhesive in the method of manufacturing the ink jet head.

【図5】同製造方法における、成膜後の基板と圧力室部
品との接着工程、及び縦壁を形成工程を示す図である。
FIG. 5 is a view showing a bonding step between a film-formed substrate and a pressure chamber component and a vertical wall forming step in the same manufacturing method.

【図6】同製造方法における基板除去工程、及び個別電
極の個別化工程を示す図である。
FIG. 6 is a view showing a substrate removing step and an individual electrode individualizing step in the same manufacturing method.

【図7】同製造方法における圧電素子の個別化工程、及
び切断工程を示す図である。
FIG. 7 is a view showing a piezoelectric element individualizing step and a cutting step in the same manufacturing method.

【図8】同製造方法におけるインク流路部品及びノズル
板の各生成工程、インク流路部品とノズル板との接着工
程、アクチュエータ部と圧力室部品との接着工程、及び
完成したインクジェットヘッドを示す図である。
FIG. 8 shows a process for producing each ink channel component and a nozzle plate, a process for bonding an ink channel component to a nozzle plate, a process for bonding an actuator section and a pressure chamber component, and a completed inkjet head in the same manufacturing method. FIG.

【図9】同インクジェットヘッドの製造方法において、
成膜されたMgO基板と圧力室形成用のシリコン基板と
の接着の様子を示す図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a method of manufacturing the ink-jet head according to the embodiment.
It is a figure which shows the mode of adhesion of the formed MgO substrate and the silicon substrate for pressure chamber formation.

【図10】密着層の厚さを変更して密着力の程度を試験
した結果を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing the results of a test of the degree of adhesion force by changing the thickness of the adhesion layer.

【図11】本出願人が提案するインクジェットヘッドの
製造方法の工程を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing steps of a method of manufacturing an ink jet head proposed by the present applicant.

【図12】本発明のインクジェットヘッドを有するイン
クジェット式記録装置の全体概略構成を示す図である。
FIG. 12 is a view showing an overall schematic configuration of an ink jet recording apparatus having an ink jet head of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

A 圧力室部品 B アクチュエータ部 C インク流路部品 D ノズル板 E ICチップ 1 圧力室用開口部 2 圧力室 2a、2b 区画壁 3 個別電極 5 共通液室 6 供給口 7 インク流路 8 ノズル孔 10 圧電素子 11 振動板兼共通電極 12 密着層 13 縦壁 14 接着層 20 MgO基板 21 個別電極材料 22 圧電素子材料 23 密着層材料 24 振動板兼共通電極材料 25 中間層材料 30 シリコン基板 40 インクジェット式記録装置 41 インクジェットヘッド 42 記録媒体 45 ローラ(移動手段) 105 絶縁樹脂 BW ボンディングワイヤー Reference Signs List A pressure chamber part B actuator part C ink flow path part D nozzle plate E IC chip 1 pressure chamber opening 2 pressure chamber 2a, 2b partition wall 3 individual electrode 5 common liquid chamber 6 supply port 7 ink flow path 8 nozzle hole 10 Piezoelectric element 11 Vibration plate / common electrode 12 Adhesion layer 13 Vertical wall 14 Adhesion layer 20 MgO substrate 21 Individual electrode material 22 Piezoelectric element material 23 Adhesion layer material 24 Vibration plate / common electrode material 25 Intermediate layer material 30 Silicon substrate 40 Ink jet recording Device 41 Inkjet head 42 Recording medium 45 Roller (moving means) 105 Insulating resin BW Bonding wire

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中野 貴徳 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Fターム(参考) 2C057 AF93 AG15 AG39 AG44 AG52 AG55 AG85 AG93 AN01 AP02 AP14 AP22 AP25 AP32 AP33 AP52 AP58 AP60 AP75 AQ02 AQ10 BA03 BA14  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Takanori Nakano 1006 Kazuma Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture F-term in Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (reference) 2C057 AF93 AG15 AG39 AG44 AG52 AG55 AG85 AG93 AN01 AP02 AP14 AP22 AP25 AP32 AP33 AP52 AP58 AP60 AP75 AQ02 AQ10 BA03 BA14

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 圧電素子と、前記圧電素子の圧電効果に
より変位する振動板と、前記振動板が面し且つインク液
を収容する複数の圧力室とを備えたインクジェットヘッ
ドであって、 前記振動板の上方に前記圧電素子が形成され、 前記振動板と前記圧電素子との間に、前記振動板と圧電
素子とを密着させる密着層が形成されていることを特徴
とするインクジェットヘッド。
1. An ink jet head comprising: a piezoelectric element; a vibrating plate displaced by a piezoelectric effect of the piezoelectric element; and a plurality of pressure chambers facing the vibrating plate and containing an ink liquid. An ink jet head, wherein the piezoelectric element is formed above a plate, and an adhesion layer for adhering the vibration plate and the piezoelectric element is formed between the vibration plate and the piezoelectric element.
【請求項2】 前記圧電素子は、前記複数の圧力室と同
数に分割されていることを特徴とする請求項1記載のイ
ンクジェットヘッド。
2. The ink jet head according to claim 1, wherein said piezoelectric element is divided into the same number as said plurality of pressure chambers.
【請求項3】 前記圧電素子はチタン酸ジルコン酸鉛で
形成され、前記振動板はクロム、モリブデン又はタンタ
ルで形成されることを特徴とする請求項1又は2記載の
インクジェットヘッド。
3. The ink jet head according to claim 1, wherein the piezoelectric element is formed of lead zirconate titanate, and the vibration plate is formed of chromium, molybdenum, or tantalum.
【請求項4】 前記密着層はチタンで形成されることを
特徴とする請求項1又は2記載のインクジェットヘッ
ド。
4. The ink jet head according to claim 1, wherein the adhesion layer is formed of titanium.
【請求項5】 前記圧電素子はチタン酸ジルコン酸鉛で
形成され、前記振動板はクロムで形成され、前記密着層
はチタンで形成されることを特徴とする請求項1又は2
記載のインクジェットヘッド。
5. The piezoelectric element according to claim 1, wherein the piezoelectric element is formed of lead zirconate titanate, the vibration plate is formed of chromium, and the adhesion layer is formed of titanium.
The inkjet head according to the above.
【請求項6】 前記密着層の厚さは、100Å以上であ
ることを特徴とする請求項1、4又は5記載のインクジ
ェットヘッド。
6. The ink jet head according to claim 1, wherein the thickness of the adhesion layer is 100 ° or more.
【請求項7】 前記密着層の厚さは、400Å以上であ
ることを特徴とする請求項1、4又は5記載のインクジ
ェットヘッド。
7. The ink jet head according to claim 1, wherein the thickness of the adhesion layer is 400 ° or more.
【請求項8】 圧電素子の圧電効果により振動板を変位
させてインク液滴を吐出させるインクジェットヘッドの
製造方法であって、 基板上に、順次、個別電極材料、圧電材料、密着層材料
及び振動板材料を成膜する工程と、 前記成膜された基板と圧力室形成用の圧力室部品とを接
着する工程と、 前記接着工程後に、前記基板を除去し、少なくとも前記
個別電極材料を加工して複数の個別電極を形成する工程
とを備えたことを特徴とするインクジェットヘッドの製
造方法。
8. A method for manufacturing an ink jet head for ejecting ink droplets by displacing a vibration plate by a piezoelectric effect of a piezoelectric element, comprising: sequentially forming an individual electrode material, a piezoelectric material, an adhesion layer material, and a vibration on a substrate; A step of forming a plate material, a step of bonding the formed substrate and a pressure chamber component for forming a pressure chamber, and after the bonding step, removing the substrate and processing at least the individual electrode material. Forming a plurality of individual electrodes by using the method.
【請求項9】 圧電素子の圧電効果により振動板を変位
させてインク液滴を吐出させるインクジェットヘッドの
製造方法であって、 基板上に、順次、電極材料及び圧電材料を成膜する工程
と、 前記電極材料及び圧電材料を加工して各々複数の個別電
極及び複数の圧電素子を形成する工程と、 前記複数の個別電極及び圧電素子の相互間の凹所に絶縁
樹脂を埋め込み、上端面を平坦化する工程と、 前記平坦化された上端面に、前記圧電素子と振動板材料
との密着力を高める密着層材料を成膜する工程と、 前記密着層材料の上に前記振動板材料を成膜する工程と
を備えたことを特徴とするインクジェットヘッドの製造
方法。
9. A method of manufacturing an ink jet head for ejecting ink droplets by displacing a vibration plate by a piezoelectric effect of a piezoelectric element, comprising: sequentially forming a film of an electrode material and a piezoelectric material on a substrate; Processing the electrode material and the piezoelectric material to form a plurality of individual electrodes and a plurality of piezoelectric elements, respectively; embedding an insulating resin in a recess between the plurality of individual electrodes and the piezoelectric element, and flattening the upper end surface Forming an adhesive layer material on the flattened upper end surface to increase the adhesive force between the piezoelectric element and the diaphragm material; and forming the diaphragm material on the adhesive layer material. Forming a film.
【請求項10】 前記請求項1、2、3、4、5、6又
は7記載のインクジェットヘッド、又は前記請求項8又
は9記載のインクジェットヘッドの製造方法により作製
されたインクジェットヘッドと、 前記インクジェットヘッドの幅方向と略垂直方向に記録
媒体を移動させる移動手段とを備えたことを特徴とする
インクジェット式記録装置。
10. An inkjet head according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, or 7, an inkjet head manufactured by the inkjet head manufacturing method according to claim 8 or 9, and the inkjet. An ink jet recording apparatus, comprising: moving means for moving a recording medium in a direction substantially perpendicular to a width direction of a head.
JP2000250713A 1999-08-23 2000-08-22 Ink jet head, method of manufacturing the same, and ink jet recording apparatus Withdrawn JP2001129994A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000250713A JP2001129994A (en) 1999-08-23 2000-08-22 Ink jet head, method of manufacturing the same, and ink jet recording apparatus

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11-235396 1999-08-23
JP23539699 1999-08-23
JP2000250713A JP2001129994A (en) 1999-08-23 2000-08-22 Ink jet head, method of manufacturing the same, and ink jet recording apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2001129994A true JP2001129994A (en) 2001-05-15

Family

ID=26532096

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000250713A Withdrawn JP2001129994A (en) 1999-08-23 2000-08-22 Ink jet head, method of manufacturing the same, and ink jet recording apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2001129994A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006272913A (en) * 2005-03-30 2006-10-12 Seiko Epson Corp Liquid ejecting head, manufacturing method thereof, and liquid ejecting apparatus
JP2014192417A (en) * 2013-03-28 2014-10-06 Ngk Insulators Ltd Piezoelectric/electrostrictive device and method for manufacturing the same

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006272913A (en) * 2005-03-30 2006-10-12 Seiko Epson Corp Liquid ejecting head, manufacturing method thereof, and liquid ejecting apparatus
JP2014192417A (en) * 2013-03-28 2014-10-06 Ngk Insulators Ltd Piezoelectric/electrostrictive device and method for manufacturing the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1321294B1 (en) Piezoelectric ink-jet printhead and method for manufacturing the same
JP3833070B2 (en) Liquid ejecting head and manufacturing method
CN101121319B (en) Printhead
JP4386924B2 (en) Method for forming piezoelectric actuator of inkjet head
CN102069640B (en) Liquid droplet ejecting head and liquid droplet ejecting apparatus
US20040246313A1 (en) Piezoelectric actuator of an ink-jet printhead and method for forming the same
US9707756B2 (en) Inkjet head and inkjet recording apparatus
EP3246163A1 (en) Inkjet head and inkjet recording apparatus
JP3783781B2 (en) Method for manufacturing liquid jet head
JPWO1999034979A1 (en) Inkjet head, its manufacturing method, and inkjet recording device
WO1999034979A1 (en) Ink-jet head, method of manufacture thereof, and ink-jet printer
JP3238674B2 (en) Ink jet head, method of manufacturing the same, and ink jet recording apparatus
JP2000103059A (en) Ink jet recording head, method of manufacturing the same, and ink jet recording apparatus
JP2001129994A (en) Ink jet head, method of manufacturing the same, and ink jet recording apparatus
EP3246164A1 (en) Inkjet head and inkjet recording apparatus
JP2001130011A (en) Ink jet head, method of manufacturing the same, and ink jet recording apparatus
JP2001113712A (en) Method of manufacturing inkjet head, inkjet head, and inkjet recording apparatus
JP3597995B2 (en) Printing apparatus and manufacturing method thereof
JP3192357B2 (en) Piezoelectric actuator for inkjet recording head and method of manufacturing the same
JP2009292003A (en) Liquid droplet delivering head, inkjet printer, method for manufacturing liquid droplet delivering head, and method for manufacturing inkjet printer
JP2001150676A (en) Inkjet head
JPWO2017018414A1 (en) Liquid discharge head and recording apparatus using the same
JP2004167951A (en) Droplet discharge head, method of manufacturing the same, ink cartridge, and inkjet recording apparatus
JPH06143590A (en) Manufacture of ink jet recording head
JP2001301177A (en) Method of manufacturing ink jet printer head

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070613

A761 Written withdrawal of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761

Effective date: 20100517