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JP4534137B2 - Liquid discharge head and manufacturing method thereof - Google Patents

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JP4534137B2
JP4534137B2 JP2004368070A JP2004368070A JP4534137B2 JP 4534137 B2 JP4534137 B2 JP 4534137B2 JP 2004368070 A JP2004368070 A JP 2004368070A JP 2004368070 A JP2004368070 A JP 2004368070A JP 4534137 B2 JP4534137 B2 JP 4534137B2
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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Description

本発明は液体吐出ヘッド及びその製造方法に係り、特に加工精度が良く、耐久性、信頼性の高い液体吐出ヘッド及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a liquid discharge head and a manufacturing method thereof, and more particularly, to a liquid discharge head having high processing accuracy, high durability and high reliability, and a manufacturing method thereof.

特許文献1には、エアロゾルデポジション法(以下、「AD法」という)の基本的な概念が記載されている。このAD法とは、原料の粉体からエアロゾルを生成し、そのエアロゾルを基板に噴射し、その際の衝突エネルギーにより粉体を堆積させて膜を形成する方法であり、噴射体積法又はガスデポジション法とも呼ばれている。また、特許文献2には、AD法を用いて圧電アクチュエータをシリコン(Si)ウエア上に形成し、インクジェットヘッドを形成する記載がある。   Patent Document 1 describes a basic concept of an aerosol deposition method (hereinafter referred to as “AD method”). The AD method is a method in which an aerosol is generated from a raw material powder, the aerosol is sprayed onto a substrate, and a film is formed by depositing the powder by collision energy at that time. It is also called the position method. Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-228867 describes that an inkjet head is formed by forming a piezoelectric actuator on silicon (Si) wear using the AD method.

しかしながら、これらの特許文献1、2には、インクジェットヘッドの振動板をAD法で形成することや、エッチングストッパ層をAD法で形成することに関する記載は全くない。   However, these Patent Documents 1 and 2 have no description about forming the diaphragm of the ink jet head by the AD method and forming the etching stopper layer by the AD method.

一方、特許文献3では、SOI(Silicon on Insulator)構造材料を使用し、SOI構造材料のインシュレータをエッチングストッパとして使用するとともに、インシュレータの厚みを振動板の厚みとすることで、インシュレータを振動板とするインクジェットヘッドが提案されている。しかしながら、SIOウエハは通常のウエハと比べて著しく高価であり、また、高度な製造技術を必要とする。更に、インク室形成時のエッチングストッパ層として、SiO2 等のインシュレータが用いられるが、エッチング液によっては選択比が悪く、オーバーエッチングなどが生じるという問題がある。 On the other hand, in Patent Document 3, an SOI (Silicon on Insulator) structure material is used, an insulator of the SOI structure material is used as an etching stopper, and the thickness of the insulator is set to the thickness of the diaphragm, whereby the insulator and the diaphragm are used. Ink jet heads have been proposed. However, SIO wafers are significantly more expensive than ordinary wafers and require advanced manufacturing techniques. In addition, an insulator such as SiO 2 is used as an etching stopper layer when forming the ink chamber, but there is a problem that depending on the etching solution, the selectivity is poor and overetching occurs.

特許文献4には、SUS、Ni合金、Cu合金などの耐食性金属材料上にAD法にてZrO2 、Al2 3 、MgO、TiO2 、Ta2 5 あるいはNb2 5 などの金属製酸化物を形成し、この金属製酸化物上にAD法やゾルゲル法にて圧電膜を形成し、その後、前記耐食性金属材料をエッチング加工して耐食性金属材料からなる圧力室隔壁を形成するとともに、圧力室隔壁上に前記金属製酸化物からなる振動板を形成して液体吐出ヘッドを製造する記載がある。
特公平3−14512号公報 特開2000−328223号公報 特開平10−44406号公報 特開2003−136714号公報
In Patent Document 4, a metal such as ZrO 2 , Al 2 O 3 , MgO, TiO 2 , Ta 2 O 5 or Nb 2 O 5 is formed on a corrosion-resistant metal material such as SUS, Ni alloy, or Cu alloy by AD method. An oxide is formed, and a piezoelectric film is formed on the metal oxide by an AD method or a sol-gel method. Thereafter, the corrosion-resistant metal material is etched to form a pressure chamber partition made of the corrosion-resistant metal material. There is a description that a liquid ejection head is manufactured by forming a diaphragm made of the metal oxide on a pressure chamber partition wall.
Japanese Patent Publication No. 3-14512 JP 2000-328223 A JP-A-10-44406 JP 2003-136714 A

ところで、AD法により製膜した圧電膜(PZT圧電膜)の特性をよくするために、PZT圧電膜の製膜後に600°C以上でアニールすることが必要であるが、圧力室隔壁や振動板となる材料に耐熱性の低い金属を用いると、アニールによって変形や変質、組成変化が生じ、また不純物がPZT圧電膜に拡散してしまい特性が劣化するという問題がある。更に、圧力室隔壁や振動板となる材料に熱膨張係数が大きな金属材料を用いると、PZT圧電膜と振動板との界面や、振動板と圧力室隔壁との界面に剥離が生じ、また、PZT圧電膜に割れが生じるという問題がある。   By the way, in order to improve the characteristics of the piezoelectric film (PZT piezoelectric film) formed by the AD method, it is necessary to anneal at 600 ° C. or higher after forming the PZT piezoelectric film. When a metal having low heat resistance is used for the material to be formed, there is a problem that deformation, alteration or composition change is caused by annealing, and impurities are diffused into the PZT piezoelectric film to deteriorate the characteristics. Furthermore, if a metal material having a large thermal expansion coefficient is used as the material for the pressure chamber partition and the diaphragm, peeling occurs at the interface between the PZT piezoelectric film and the diaphragm and the interface between the diaphragm and the pressure chamber partition. There is a problem that cracks occur in the PZT piezoelectric film.

特許文献4には、圧力室隔壁となる耐食性金属材料や振動板となる金属製酸化物を選択する際に、耐熱性や熱膨張係数を考慮する記載がない。   In Patent Document 4, there is no description in consideration of heat resistance and thermal expansion coefficient when selecting a corrosion-resistant metal material to be a pressure chamber partition or a metal oxide to be a diaphragm.

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、加工精度が良く、耐熱性、耐久性、信頼性の高い安価な液体吐出ヘッド及びその製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an inexpensive liquid discharge head with high processing accuracy, high heat resistance, durability, and reliability, and a method for manufacturing the same.

前記目的を達成するために請求項1に係る液体吐出ヘッドは、熱膨張係数が13×10-6/°C以下、2×10 -6 /°C以上の耐熱性及び耐食性材料からなる圧力室隔壁と、前記圧力室隔壁上にエアロゾルデポジション法によって形成され、熱膨張係数が13×10-6/°C以下、2×10 -6 /°C以上の耐熱性及び耐食性材料からなる振動板と、前記振動板上に直接製膜する製膜法によって形成されたPZT圧電膜と、備え、前記製膜後のアニール時に前記PZT圧電膜と振動板との界面、振動板と圧力室隔壁との界面の剥離、及び前記PZT圧電膜の割れを防止するようにしたことを特徴としている。 In order to achieve the above object, a liquid discharge head according to claim 1 is a pressure chamber made of a heat-resistant and corrosion-resistant material having a thermal expansion coefficient of 13 × 10 −6 / ° C. or lower and 2 × 10 −6 / ° C. or higher. A diaphragm comprising a partition wall and a heat-resistant and corrosion-resistant material formed on the pressure chamber partition wall by an aerosol deposition method and having a thermal expansion coefficient of 13 × 10 −6 / ° C. or lower and 2 × 10 −6 / ° C. or higher. When, and a PZT piezoelectric film formed by a film method for directly casting onto the vibration plate, the interface between the PZT piezoelectric film and the vibrating plate during annealing after the film formation, the diaphragm and the pressure chamber bulkhead And the PZT piezoelectric film are prevented from being peeled off .

前記圧力室隔壁及び振動板は、それぞれ耐熱性材料から構成されているため、PZT圧電膜の特性をよくするためのアニールを行っても変形や変質、組成変化が発生することがない。また、前記圧力室隔壁及び振動板は、その熱膨張係数が13×10-6/°C以下、2×10 -6 /°C以上であるため、アニール時にPZT圧電膜の剥離や割れなどの問題がない。更に、圧力室隔壁及び振動板は、耐食性材料から構成されているため、液体吐出ヘッドに用いる液体に腐食性があっても溶解や変質することがない。また、圧力室隔壁、振動板、PZT圧電膜の間は接着剤等を介さずに直接接合されるため、耐久性、信頼性の高い液体吐出ヘッドを提供することができる。 Since the pressure chamber partition and the diaphragm are each made of a heat-resistant material, even if annealing is performed to improve the characteristics of the PZT piezoelectric film, no deformation, alteration, or composition change occurs. In addition, since the thermal expansion coefficient of the pressure chamber partition and the diaphragm is 13 × 10 −6 / ° C. or lower and 2 × 10 −6 / ° C. or higher , the PZT piezoelectric film is peeled or cracked during annealing. there is no problem. Furthermore, since the pressure chamber partition and the diaphragm are made of a corrosion-resistant material, even if the liquid used in the liquid discharge head is corrosive, it will not be dissolved or altered. In addition, since the pressure chamber partition, the diaphragm, and the PZT piezoelectric film are directly joined without using an adhesive or the like, a liquid discharge head having high durability and reliability can be provided.

請求項2に示すように請求項1に記載の液体吐出ヘッドにおいて、前記圧力室隔壁の材料は、耐熱性金属材料、シリコン又はシリコン酸化物であることを特徴としている。   According to a second aspect of the present invention, in the liquid discharge head according to the first aspect, the material of the pressure chamber partition is a heat-resistant metal material, silicon, or silicon oxide.

請求項3に示すように請求項1又は2に記載の液体吐出ヘッドにおいて、前記振動板の材料は、金属材料酸化物又は窒化物であることを特徴としている。   According to a third aspect of the present invention, in the liquid discharge head according to the first or second aspect, the material of the diaphragm is a metal material oxide or nitride.

請求項4に示すように請求項1乃至3のいずれかに記載の液体吐出ヘッドにおいて、前記PZT圧電膜は、前記振動板上にエアロゾルデポジション法又はゾルゲル法によって形成されていることを特徴としている。 4. The liquid discharge head according to claim 1, wherein the PZT piezoelectric film is formed on the diaphragm by an aerosol deposition method or a sol-gel method. Yes.

請求項に係る液体吐出ヘッドの製造方法は、熱膨張係数が13×10-6/°C以下、2×10 -6 /°C以上の耐熱性及び耐食性材料からなる基板上に熱膨張係数が13×10-6/°C以下、2×10 -6 /°C以上の耐熱性及び耐食性を有する振動板をエアロゾルデポジション法によって形成する工程と、前記振動板上に直接製膜する製膜法によってPZT圧電膜を形成する工程と、前記基板の一部をエッチングにより除去して圧力室及び圧力室隔壁を形成する工程と、前記PZT圧電膜をアニールする工程と、を含むことを特徴としている。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a liquid discharge head, wherein a thermal expansion coefficient is 13 × 10 −6 / ° C. or lower and a thermal expansion coefficient on a substrate made of a heat and corrosion resistant material having 2 × 10 −6 / ° C. or higher. Forming a diaphragm having heat resistance and corrosion resistance of 13 × 10 −6 / ° C. or less and 2 × 10 −6 / ° C. or more by an aerosol deposition method, and forming a film directly on the diaphragm Forming a PZT piezoelectric film by a film method; removing a part of the substrate by etching to form a pressure chamber and a pressure chamber partition; and annealing the PZT piezoelectric film. It is said.

前記圧力室隔壁及び振動板は、それぞれ熱膨張係数が13×10 -6 /°C以下、2×10 -6 /°C以上の耐熱性材料から構成されているため、前記アニール時に変形や変質、組成変化が発生することがなく、また、熱膨張によるPZT圧電膜の剥離や割れなどの問題がない。また、圧力室隔壁、振動板、PZT圧電膜の間は接着剤等を介さずに直接接合されるため、耐久性、信頼性の高い液体吐出ヘッドを提供することができる。
また、基板として高価なSOI基板を使用せず、基板上に形成された振動板をエッチングストッパとすることで、安価な液体吐出ヘッドを製造することができる。また、圧力室隔壁となる基板と振動板の材料としてエッチング選択比が適切な値になる材料を選択することで精度のよいエッチングを行うことができる。更に、圧力室隔壁及び振動板は、耐食性材料から構成されているため、液体吐出ヘッドに用いる液体に腐食性があっても溶解や変質することがない。
Since the pressure chamber partition and the diaphragm are made of a heat-resistant material having a thermal expansion coefficient of 13 × 10 −6 / ° C. or less and 2 × 10 −6 / ° C. or more, deformation or alteration during the annealing is performed. The composition does not change, and there is no problem of peeling or cracking of the PZT piezoelectric film due to thermal expansion. In addition, since the pressure chamber partition, the diaphragm, and the PZT piezoelectric film are directly joined without using an adhesive or the like, a liquid discharge head with high durability and reliability can be provided.
In addition, an inexpensive liquid discharge head can be manufactured by using the vibration plate formed on the substrate as an etching stopper without using an expensive SOI substrate as the substrate. In addition, it is possible to perform etching with high accuracy by selecting a material having an appropriate etching selectivity as a material of the substrate and the vibration plate which will be the pressure chamber partition. Furthermore, since the pressure chamber partition and the diaphragm are made of a corrosion-resistant material, even if the liquid used in the liquid discharge head is corrosive, it will not be dissolved or altered.

請求項に示すように請求項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法において、前記振動板を形成する工程は、エアロゾルデポジション法により1〜30μmの範囲の厚みに形成することを特徴としている。 According to a sixth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a liquid ejection head according to the fifth aspect , the step of forming the diaphragm is formed to have a thickness in the range of 1 to 30 μm by an aerosol deposition method. .

請求項に示すように請求項5又は6に記載の液体吐出ヘッドの製造方法において、前記PZT圧電膜の製膜法は、エアロゾルデポジション法又はゾルゲル法であることを特徴としている。 According to a seventh aspect of the present invention, in the method of manufacturing a liquid discharge head according to the fifth or sixth aspect , the PZT piezoelectric film forming method is an aerosol deposition method or a sol-gel method.

本発明によれば、圧力室隔壁及び振動板がそれぞれ熱膨張係数が13×10-6/°C以下、2×10 -6 /°C以上の耐熱性及び耐食性材料から構成されているため、製造過程での熱処理時に変形や変質、組成変化が発生せず、また、液体吐出ヘッドに用いる液体に腐食性があっても溶解や変質することがなく、更に、熱膨張によるPZT圧電膜の剥離や割れなどの問題がなく、これにより、加工精度が良く、耐熱性、耐久性、信頼性の高い安価な液体吐出ヘッドが得られる。 According to the present invention, the pressure chamber partition and the diaphragm are each composed of a heat-resistant and corrosion-resistant material having a thermal expansion coefficient of 13 × 10 −6 / ° C. or lower and 2 × 10 −6 / ° C. or higher . No deformation, alteration, or composition change occurs during heat treatment in the manufacturing process, and even if the liquid used in the liquid discharge head is corrosive, it does not dissolve or alter, and the PZT piezoelectric film is peeled off due to thermal expansion. There are no problems such as cracks and cracks, and this makes it possible to obtain an inexpensive liquid discharge head with good processing accuracy, high heat resistance, durability, and reliability.

以下添付図面に従って本発明に係る液体吐出ヘッド及びその製造方法の好ましい実施の形態について詳説する。   Hereinafter, preferred embodiments of a liquid discharge head and a manufacturing method thereof according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

[インクジェット記録装置の概要]
まず、本発明に係る液体吐出ヘッドを適用するインクジェット記録装置の概要について説明する。
[Outline of inkjet recording apparatus]
First, an outline of an ink jet recording apparatus to which a liquid discharge head according to the present invention is applied will be described.

図1はインクジェット記録装置の全体構成図である。同図に示すように、このインクジェット記録装置10は、インクの色ごとに設けられた複数の液体吐出ヘッド(以下、単に「ヘッド」という)12K,12C,12M,12Yを有する印字部12と、各ヘッド12K,12C,12M,12Yに供給するインクを貯蔵しておくインク貯蔵/装填部14と、記録紙16を供給する給紙部18と、記録紙16のカールを除去するデカール処理部20と、前記印字部12のノズル面(インク吐出面)に対向して配置され、記録紙16の平面性を保持しながら記録紙16を搬送する吸着ベルト搬送部22と、印字部12による印字結果を読み取る印字検出部24と、印画済みの記録紙(プリント物)を外部に排紙する排紙部26と、を備えている。   FIG. 1 is an overall configuration diagram of an ink jet recording apparatus. As shown in the figure, the inkjet recording apparatus 10 includes a printing unit 12 having a plurality of liquid ejection heads (hereinafter simply referred to as “heads”) 12K, 12C, 12M, and 12Y provided for each color of ink. An ink storage / loading unit 14 that stores ink to be supplied to each of the heads 12K, 12C, 12M, and 12Y, a paper feeding unit 18 that supplies the recording paper 16, and a decurling unit 20 that removes curl from the recording paper 16. A suction belt conveyance unit 22 that is disposed opposite to the nozzle surface (ink ejection surface) of the printing unit 12 and conveys the recording paper 16 while maintaining the flatness of the recording paper 16, and a printing result by the printing unit 12 And a paper discharge unit 26 that discharges printed recording paper (printed matter) to the outside.

給紙部18から送り出される記録紙16はマガジンに装填されていたことによる巻き癖が残り、カールする。このカールを除去するために、デカール処理部20においてマガジンの巻き癖方向と逆方向に加熱ドラム30で記録紙16に熱を与える。   The recording paper 16 delivered from the paper supply unit 18 retains curl due to having been loaded in the magazine. In order to remove this curl, heat is applied to the recording paper 16 by the heating drum 30 in the direction opposite to the curl direction of the magazine in the decurling unit 20.

ロール紙を使用する装置構成の場合、図1のように、裁断用のカッター(第1のカッター)28が設けられており、該カッター28によってロール紙は所望のサイズにカットされる。カッター28は、記録紙16の搬送路幅以上の長さを有する固定刃28Aと、該固定刃28Aに沿って移動する丸刃28Bとから構成されており、印字裏面側に固定刃28Aが設けられ、搬送路を挟んで印字面側に丸刃28Bが配置される。尚、カット紙を使用する場合には、カッター28は不要である。   In the case of an apparatus configuration that uses roll paper, a cutter (first cutter) 28 is provided as shown in FIG. 1, and the roll paper is cut into a desired size by the cutter 28. The cutter 28 includes a fixed blade 28A having a length equal to or greater than the conveyance path width of the recording paper 16, and a round blade 28B that moves along the fixed blade 28A. The fixed blade 28A is provided on the back side of the print. The round blade 28B is disposed on the printing surface side with the conveyance path interposed therebetween. Note that the cutter 28 is not necessary when cut paper is used.

デカール処理後、カットされた記録紙16は、吸着ベルト搬送部22へと送られる。吸着ベルト搬送部22は、ローラ31、32間に無端状のベルト33が巻き掛けられた構造を有し、少なくとも印字部12のノズル面及び印字検出部24のセンサ面に対向する部分が水平面(フラット面)をなすように構成されている。   After the decurling process, the cut recording paper 16 is sent to the suction belt conveyance unit 22. The suction belt conveyance unit 22 has a structure in which an endless belt 33 is wound between rollers 31 and 32, and at least portions facing the nozzle surface of the printing unit 12 and the sensor surface of the printing detection unit 24 are horizontal ( Flat surface).

ベルト33は、記録紙16の幅よりも広い幅寸法を有しており、ベルト面には多数の吸引孔(不図示)が形成されている。図1に示したとおり、ローラ31、32間に掛け渡されたベルト33の内側において印字部12のノズル面及び印字検出部24のセンサ面に対向する位置には吸着チャンバ34が設けられており、この吸着チャンバ34をファン35で吸引して負圧にすることによってベルト33上の記録紙16が吸着保持される。   The belt 33 has a width that is greater than the width of the recording paper 16, and a plurality of suction holes (not shown) are formed on the belt surface. As shown in FIG. 1, a suction chamber 34 is provided at a position facing the nozzle surface of the print unit 12 and the sensor surface of the print detection unit 24 inside the belt 33 spanned between the rollers 31 and 32. Then, the suction chamber 34 is sucked by the fan 35 to be a negative pressure, whereby the recording paper 16 on the belt 33 is sucked and held.

ベルト33が巻かれているローラ31、32の少なくとも一方にモータ(不図示)の動力が伝達されることにより、ベルト33は図1上の時計回り方向に駆動され、ベルト33上に保持された記録紙16は図1の左から右へと搬送される。   The power of a motor (not shown) is transmitted to at least one of the rollers 31 and 32 around which the belt 33 is wound, so that the belt 33 is driven in the clockwise direction in FIG. The recording paper 16 is conveyed from left to right in FIG.

縁無しプリント等を印字するとベルト33上にもインクが付着するので、ベルト33の外側の所定位置(印字領域以外の適当な位置)にベルト清掃部36が設けられている。   Since ink adheres to the belt 33 when a borderless print or the like is printed, the belt cleaning unit 36 is provided at a predetermined position outside the belt 33 (an appropriate position other than the print area).

吸着ベルト搬送部22により形成される用紙搬送路上において印字部12の上流側には、加熱ファン40が設けられている。加熱ファン40は、印字前の記録紙16に加熱空気を吹き付け、記録紙16を加熱する。印字直前に記録紙16を加熱しておくことにより、インクが着弾後乾き易くなる。   A heating fan 40 is provided on the upstream side of the printing unit 12 on the paper conveyance path formed by the suction belt conveyance unit 22. The heating fan 40 heats the recording paper 16 by blowing heated air onto the recording paper 16 before printing. Heating the recording paper 16 immediately before printing makes it easier for the ink to dry after landing.

印字部12は、最大紙幅に対応する長さを有するライン型ヘッドを紙送り方向と直交方向(主走査方向)に配置した、いわゆるフルライン型のヘッドとなっている(図2参照)。各印字ヘッド12K,12C,12M,12Yは、図2に示したように、本インクジェット記録装置10が対象とする最大サイズの記録紙16の少なくとも一辺を超える長さにわたってインク吐出口(ノズル)が複数配列されたライン型ヘッドで構成されている。   The printing unit 12 is a so-called full line type head in which line type heads having a length corresponding to the maximum paper width are arranged in a direction (main scanning direction) orthogonal to the paper feed direction (see FIG. 2). As shown in FIG. 2, each of the print heads 12K, 12C, 12M, and 12Y has an ink discharge port (nozzle) over a length that exceeds at least one side of the maximum size recording paper 16 targeted by the inkjet recording apparatus 10. It is composed of a plurality of line type heads.

記録紙16の送り方向に沿って上流側から黒(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の順に各色インクに対応したヘッド12K,12C,12M,12Yが配置されている。記録紙16を搬送しつつ各ヘッド12K,12C,12M,12Yからそれぞれ色インクを吐出することにより記録紙16上にカラー画像を形成し得る。   Heads 12K, 12C, 12M, and 12Y corresponding to the respective color inks are arranged in the order of black (K), cyan (C), magenta (M), and yellow (Y) from the upstream side along the feeding direction of the recording paper 16. Yes. A color image can be formed on the recording paper 16 by ejecting the color inks from the heads 12K, 12C, 12M, and 12Y while conveying the recording paper 16, respectively.

印字検出部24は、印字部12の打滴結果を撮像するためのラインセンサを含み、該ラインセンサによって読み取った打滴画像からノズルの目詰まりその他の吐出不良をチェックする手段として機能する。   The print detection unit 24 includes a line sensor for imaging the droplet ejection result of the print unit 12, and functions as a means for checking nozzle clogging and other ejection defects from the droplet ejection image read by the line sensor.

印字検出部24の後段には、後乾燥部42が設けられている。後乾燥部42は、印字された画像面を乾燥させる手段であり、例えば、加熱ファンが用いられる。印字後のインクが乾燥するまでは印字面と接触することは避けたほうが好ましいので、熱風を吹き付ける方式が好ましい。   A post-drying unit 42 is provided following the print detection unit 24. The post-drying unit 42 is means for drying the printed image surface, and for example, a heating fan is used. Since it is preferable to avoid contact with the printing surface until the ink after printing is dried, a method of blowing hot air is preferred.

後乾燥部42の後段には、加熱・加圧部44が設けられている。加熱・加圧部44は、画像表面の光沢度を制御するための手段であり、画像面を加熱しながら所定の表面凹凸形状を有する加圧ローラ45で加圧し、画像面に凹凸形状を転写する。   A heating / pressurizing unit 44 is provided following the post-drying unit 42. The heating / pressurizing unit 44 is a means for controlling the glossiness of the image surface, and pressurizes with a pressure roller 45 having a predetermined surface uneven shape while heating the image surface to transfer the uneven shape to the image surface. To do.

こうして生成されたプリント物はカッター28によって所定のサイズに切断された後、排紙部26から排出される。本来プリントすべき本画像(目的の画像を印刷したもの)とテスト印字とは分けて排出することが好ましい。このインクジェット記録装置10では、本画像のプリント物と、テスト印字のプリント物とを選別してそれぞれの排出部26A、26Bへと送るために排紙経路を切り替える不図示の選別手段が設けられている。尚、大きめの用紙に本画像とテスト印字とを同時に並列に形成する場合は、カッター(第2のカッター)48によってテスト印字の部分を切り離す。   The printed matter generated in this manner is cut into a predetermined size by the cutter 28 and then discharged from the paper discharge unit 26. It is preferable that the original image to be printed (printed target image) and the test print are discharged separately. The ink jet recording apparatus 10 is provided with a sorting means (not shown) that switches the paper discharge path so as to select the print product of the main image and the print product of the test print and send them to the discharge units 26A and 26B. Yes. When the main image and the test print are simultaneously formed in parallel on a large sheet, the test print portion is cut off by the cutter (second cutter) 48.

[エアロゾルデポジション法(以下、「AD法」という)による製膜方法]
次に、本発明に係る液体吐出ヘッドの製造に使用するAD法による製膜方法について説明する。
[Film formation method by aerosol deposition method (hereinafter referred to as “AD method”)]
Next, a film forming method by the AD method used for manufacturing the liquid discharge head according to the present invention will be described.

図3はAD法による製膜装置を示す模式図である。この製膜装置は、原料の粉体51を配置するエアロゾル生成容器52を有している。ここで、エアロゾルとは、気体中に浮遊している固体や液体の微粒子のことをいう。   FIG. 3 is a schematic diagram showing a film forming apparatus using the AD method. This film forming apparatus has an aerosol generation container 52 in which raw material powder 51 is arranged. Here, the aerosol refers to solid or liquid fine particles suspended in a gas.

エアロゾル生成容器52には、キャリアガス導入部53、エアロゾル導出部54、振動部55が設けられている。キャリアガス導入部53から窒素ガス(N2 )等の気体を導入することによってエアロゾル生成容器52内に配置された原料の粉体が噴き上げられ、エアロゾルが生成される。その際に、振動部55によってエアロゾル生成容器52に振動を与えることにより、原料の粉体が攪拌され、効率よくエアロゾルが生成される。生成されたエアロゾルは、エアロゾル導出部54を通って製膜チャンバ56に導かれる。 The aerosol generation container 52 is provided with a carrier gas introduction part 53, an aerosol lead-out part 54, and a vibration part 55. By introducing a gas such as nitrogen gas (N 2 ) from the carrier gas introduction part 53, the raw material powder disposed in the aerosol generation container 52 is blown up to generate an aerosol. At that time, vibration is applied to the aerosol generation container 52 by the vibration unit 55, whereby the raw material powder is stirred and the aerosol is efficiently generated. The generated aerosol is guided to the film forming chamber 56 through the aerosol outlet 54.

製膜チャンバ56には、排気管57、ノズル58、可動ステージ59が設けられている。排気管57は、真空ポンプに接続されており、製膜チャンバ56内を排気する。エアロゾル生成容器52において生成され、エアロゾル導出部54を通って製膜チャンバ56に導かれたエアロゾルは、ノズル58から支持基板50に向けて噴射される。これにより、原料の粉体が支持基板50上に衝突して堆積する。支持基板50は、3次元に移動可能な可動ステージ59に載置されており、可動ステージ59を制御することにより、支持基板50とノズル58との相対的位置が調節される。   The film forming chamber 56 is provided with an exhaust pipe 57, a nozzle 58, and a movable stage 59. The exhaust pipe 57 is connected to a vacuum pump and exhausts the film forming chamber 56. The aerosol generated in the aerosol generation container 52 and guided to the film forming chamber 56 through the aerosol outlet 54 is jetted from the nozzle 58 toward the support substrate 50. Thereby, the raw material powder collides and accumulates on the support substrate 50. The support substrate 50 is placed on a movable stage 59 that can move in three dimensions. By controlling the movable stage 59, the relative position between the support substrate 50 and the nozzle 58 is adjusted.

[液体吐出ヘッドの製造方法]
図4は本発明に係る液体吐出ヘッドの製造方法の実施の形態を示す製造工程図である。
[Liquid discharge head manufacturing method]
FIG. 4 is a manufacturing process diagram showing an embodiment of a method for manufacturing a liquid discharge head according to the present invention.

図4(A)に示すように、インクが充填される圧力室の圧力室隔壁を構成する基板として、厚み200μm、6インチφのシリコン(Si)ウエハからなる基板61上に、アルミナ(Al2 3 )からなる振動板62を形成する。基板61上に形成される振動板62は、AD法によって厚みが約10μmになるように製膜され、その後、膜表面を研磨して、表面粗さ(Ra)が50nm以下となるようにした。 As shown in FIG. 4A, a substrate constituting a pressure chamber partition of a pressure chamber filled with ink is formed on a substrate 61 made of a silicon (Si) wafer having a thickness of 200 μm and 6 inches φ with alumina (Al 2 A diaphragm 62 made of O 3 ) is formed. The diaphragm 62 formed on the substrate 61 is formed by AD method so as to have a thickness of about 10 μm, and then the surface of the film is polished so that the surface roughness (Ra) is 50 nm or less. .

前記圧力室隔壁を構成する基板及び振動板は、それぞれ耐熱性及び耐食性のある材料にする。   The substrate and the diaphragm constituting the pressure chamber partition are made of materials having heat resistance and corrosion resistance, respectively.

ここで、耐熱性のある材料とは、600°Cでの焼成工程において、変形や変質、組成変化が生じない材料をいい、好ましくは700°C、更に好ましくは800°Cで変形や変質、組成変化が生じないものをいう。例えば、シリコン、二酸化珪素、アルミナ、ジルコニア(ZrO2 )、SiC、ムライト、マグネシア、窒化アルミニウム、窒化珪素、サイアロン、Cr2 N、ZrN、TaN、TaC、TaSi2 、ZrSi2 、ZrB2 、SUS430などである。 Here, the heat-resistant material refers to a material that does not undergo deformation, alteration or composition change in the baking process at 600 ° C., preferably 700 ° C., more preferably 800 ° C. This means that no composition change occurs. For example, silicon, silicon dioxide, alumina, zirconia (ZrO 2), SiC, mullite, magnesia, aluminum nitride, silicon nitride, sialon, Cr 2 N, ZrN, TaN , TaC, etc. TaSi 2, ZrSi 2, ZrB 2 , SUS430 It is.

また、耐食性のある材料とは、液体吐出ヘッドに用いる液体(インク)に腐食性があっても溶解や変質しない材料をいい、上記列挙した材料は、特に腐食性がなく圧力室隔壁及び振動板の材料として利用することができる。   In addition, the material having corrosion resistance refers to a material that does not melt or change even if the liquid (ink) used for the liquid discharge head is corrosive. The above-listed materials are not particularly corrosive and have no pressure chamber partition and diaphragm. It can be used as a material.

更に、圧力室隔壁を構成する基板及び振動板は、その熱膨張係数が13×10-6/°C以下、好ましくは11×10-6/°C以下の材料にする。また、基板及び振動板の材料の熱膨張係数の下限は、2×10-6/°Cとする。因みに、この実施例の基板61(シリコン)の熱膨張係数は、4×10-6/°Cであり、振動板62(アルミナ)の熱膨張係数は、7.2 ×10-6/°Cである。 Further, the substrate and the diaphragm constituting the pressure chamber partition are made of a material having a thermal expansion coefficient of 13 × 10 −6 / ° C. or less, preferably 11 × 10 −6 / ° C. or less. The lower limit of the coefficient of thermal expansion of the material for the substrate and the diaphragm is 2 × 10 −6 / ° C. Incidentally, the thermal expansion coefficient of the substrate 61 (silicon) of this embodiment is 4 × 10 −6 / ° C., and the thermal expansion coefficient of the diaphragm 62 (alumina) is 7.2 × 10 −6 / ° C. .

次に、図4(B)に示すように、下部電極63として振動板62上にPt (200nm)/ Ti(50nm)をスパッタ法により形成する。   Next, as shown in FIG. 4B, Pt (200 nm) / Ti (50 nm) is formed as a lower electrode 63 on the diaphragm 62 by sputtering.

続いて、図4(C)に示すように下部電極63上に、ジルコン酸チタン酸鉛(PZT)圧電膜64をAD法により室温にて厚みが10μmとなるように製膜した後、700°Cで3時間熱処理(アニール)を行った。アニールによりPZT圧電膜64の特性がよくなり、また残留応力が除去される。   Subsequently, as shown in FIG. 4C, a lead zirconate titanate (PZT) piezoelectric film 64 is formed on the lower electrode 63 by an AD method so as to have a thickness of 10 μm at room temperature. Heat treatment (annealing) was performed at C for 3 hours. The characteristics of the PZT piezoelectric film 64 are improved by annealing, and the residual stress is removed.

このアニール時において、基板61や振動板62の熱膨張係数が小さく、PZTの熱膨張係数(7〜9.5 ×10-6/°C)との差が小さいため、大きな熱応力が界面が働かず、PZT圧電膜64の剥離や割れなどの問題は発生しなかった。尚、基板や振動板の材料として、熱膨張係数が14×10-6/°Cの材料の場合にはPZT圧電膜の剥離等の問題が発生し、熱膨張係数が13×10-6/°C以下の材料の場合には上記問題は発生しなかった。 During this annealing, the thermal expansion coefficient of the substrate 61 and the diaphragm 62 is small and the difference from the thermal expansion coefficient of PZT (7 to 9.5 × 10 −6 / ° C.) is small, so that a large thermal stress does not act on the interface. No problems such as peeling or cracking of the PZT piezoelectric film 64 occurred. In the case of a material having a thermal expansion coefficient of 14 × 10 −6 / ° C. as a material for the substrate or the diaphragm, a problem such as peeling of the PZT piezoelectric film occurs, and the thermal expansion coefficient is 13 × 10 −6 / The above problem did not occur in the case of a material of ° C or lower.

次に、図4(D)に示すように、上部電極65としてPZT圧電膜64上に厚み200nmのPtをリフトオフにより形成する。   Next, as shown in FIG. 4D, as the upper electrode 65, Pt having a thickness of 200 nm is formed on the PZT piezoelectric film 64 by lift-off.

続いて、図4(E)に示すように、基板61の裏面をパターンニングし、Crをマスクとしてフレオン(CF4)ガスを用いて反応性イオンエッチング法(RIE)にてエッチングを行う。このエッチングは、アルミナの振動板62の下面でストップし、平坦なエッチング面を出すことができた。即ち、基板61の材料(シリコン)と、エッチングストッパとしての振動板62の材料(アルミナ)とのCF4ガスによるエッチング選択比は、10:1以上であり、エッチング選択比が高いため、精度のよいエッチングを行うことができた。尚、エッチングにより基板61の穿孔された部分は圧力室66となり、基板61の残った部分は圧力室隔壁61’となる。   Subsequently, as shown in FIG. 4E, the back surface of the substrate 61 is patterned, and etching is performed by reactive ion etching (RIE) using Freon (CF 4) gas with Cr as a mask. This etching was stopped at the lower surface of the alumina diaphragm 62, and a flat etching surface could be obtained. That is, the etching selectivity ratio of CF4 gas between the material of the substrate 61 (silicon) and the material of the diaphragm 62 (alumina) as an etching stopper is 10: 1 or more, and the etching selectivity is high, so the accuracy is high. Etching could be performed. Note that the portion of the substrate 61 perforated by etching becomes the pressure chamber 66, and the remaining portion of the substrate 61 becomes the pressure chamber partition wall 61 '.

上記圧力室66や圧力室隔壁61’を形成するためのエッチングとしては、RIEのドライエッチングを使用したが、これに限らず、ウエットエッチングでもよい。また、ドライエッチングの場合には、エッチング選択比が2:1(好ましくは5:1)となるように基板と振動板の材料やエッチングガスの選択をすることが好ましく、ウエットエッチングの場合には、エッチング選択比が5:1(好ましくは10:1)となるように基板と振動板の材料やエッチング液の選択をすることが好ましい。   As the etching for forming the pressure chamber 66 and the pressure chamber partition wall 61 ', RIE dry etching is used. However, the etching is not limited to this, and wet etching may be used. In the case of dry etching, it is preferable to select the material of the substrate and the diaphragm and the etching gas so that the etching selection ratio is 2: 1 (preferably 5: 1). In the case of wet etching, It is preferable to select the material of the substrate and the diaphragm and the etching solution so that the etching selectivity is 5: 1 (preferably 10: 1).

最後に、図4(F)に示すように、圧力室隔壁61’の下面にノズル67Aを有するノズルプレートを接着剤により貼り付け、液体吐出ヘッド60を作製する。   Finally, as shown in FIG. 4F, a nozzle plate having a nozzle 67A is attached to the lower surface of the pressure chamber partition wall 61 'with an adhesive to produce the liquid discharge head 60.

このようして作製した液体吐出ヘッド60のPZT圧電膜64の性能を調べたところ、圧電定数d31で 150pm/V程度であり、良好な圧電定数を示した。また、振動板62の反りはなかった。更に、耐久試験として、液体吐出ヘッド60を駆動電圧40V,40kHzにて、1011個のドットの連続駆動試験を行ったところ、変位特性は変化せず、耐久性のよいものであった。 When the performance of the PZT piezoelectric film 64 of the liquid discharge head 60 manufactured in this way was examined, the piezoelectric constant d 31 was about 150 pm / V, indicating a good piezoelectric constant. Further, there was no warping of the diaphragm 62. Further, as a durability test, when the liquid ejection head 60 was subjected to a continuous driving test of 10 11 dots at a driving voltage of 40 V and 40 kHz, the displacement characteristics did not change and the durability was good.

[比較例]
圧力室隔壁を構成する基板として、SUS304(熱膨張係数:17.3×10-6/°C) を用い、この基板の片面にイットリアで部分安定化したジルコニア(ZrO2 )(熱膨張係数:9.5 ×10-6/°C) をAD法にて厚みが約10μmの振動板を形成した。その後、膜表面を研磨して、Raが50nm以下となるようにした。
[Comparative example]
As a substrate constituting the pressure chamber partition wall, SUS304 (thermal expansion coefficient: 17.3 × 10 −6 / ° C.) was used, and zirconia (ZrO 2 ) (thermal expansion coefficient: 9.5 ×) partially stabilized with yttria on one side of this substrate. 10 −6 / ° C.) was used to form a diaphragm having a thickness of about 10 μm by the AD method. Thereafter, the film surface was polished so that Ra was 50 nm or less.

次に、下部電極として振動板上にPt (200nm)/ Ti(50nm)をスパッタ法により形成し、この下部電極上に、PZT圧電膜をAD法により室温にて厚みが10μmとなるように製膜した後、700°Cで3時間のアニールを行った。更に、PZT圧電膜上に上部電極として厚み200nmのPtを形成した。   Next, Pt (200 nm) / Ti (50 nm) is formed on the diaphragm as a lower electrode by a sputtering method, and a PZT piezoelectric film is manufactured on the lower electrode so as to have a thickness of 10 μm at room temperature by an AD method. After film formation, annealing was performed at 700 ° C. for 3 hours. Furthermore, Pt having a thickness of 200 nm was formed as an upper electrode on the PZT piezoelectric film.

続いて、SUS304基板の裏面をパターニングし、エマルジョンマスクを用いて塩化第二鉄のエッチング液にて圧力室を形成した。   Subsequently, the back surface of the SUS304 substrate was patterned, and a pressure chamber was formed with a ferric chloride etchant using an emulsion mask.

上記のようにして形成されたPZT圧電膜には剥離や割れが発生する頻度が高かった。また、剥離や割れのないPZT圧電膜の性能を調べたところ、圧電定数d31で 150pm/V程度であり、良好な圧電定数を示した。しかし、振動板が反っており、デバイスとしては使用できないものであった。また、耐久試験として、液体吐出ヘッドを駆動電圧40V,40kHzにて、1011個のドットの連続駆動試験を行ったところ、変位特性は減少し、耐久性の悪いものであった。 The PZT piezoelectric film formed as described above had a high frequency of peeling and cracking. Further, when the performance of the PZT piezoelectric film having no peeling or cracking was examined, the piezoelectric constant d 31 was about 150 pm / V, indicating a good piezoelectric constant. However, the diaphragm is warped and cannot be used as a device. Further, as a durability test, when the liquid ejection head was subjected to a continuous driving test of 10 11 dots at a driving voltage of 40 V and 40 kHz, the displacement characteristics decreased and the durability was poor.

尚、本実施例では、AD法によって製膜される振動板62の厚みを10μmとしたが、これに限らず、振動板の厚みは1〜30μmの範囲であればよい。即ち、高精細の液体吐出ヘッドを実現するために圧電膜寸法を300μm角、振動板寸法を500μm角とし、このときの液体吐出ヘッドの目標液滴サイズ及び目標圧力の両者を満足する振動板の厚みの最適値は15μmであったが、上記1〜30μmの範囲は許容範囲の厚みである。   In the present embodiment, the thickness of the diaphragm 62 formed by the AD method is 10 μm. However, the thickness of the diaphragm is not limited to this and may be in the range of 1 to 30 μm. That is, in order to realize a high-definition liquid discharge head, the piezoelectric film size is 300 μm square and the vibration plate size is 500 μm square, and the vibration plate satisfying both the target droplet size and the target pressure of the liquid discharge head at this time The optimum value of the thickness was 15 μm, but the above range of 1 to 30 μm is an acceptable thickness.

また、本実施例では、圧力室隔壁となる基板の材料として、シリコンを使用したが、これに限らず、熱膨張係数が13×10-6/°C以下の耐熱性及び耐食性材料であればよく、耐熱性金属材料やシリコン酸化物を使用することができる。 In the present embodiment, silicon is used as the material of the substrate serving as the pressure chamber partition wall. However, the present invention is not limited thereto, and any material having a thermal expansion coefficient of 13 × 10 −6 / ° C. or less can be used. Well, refractory metal materials and silicon oxides can be used.

更に、本実施例では、振動板の材料として、アルミナを使用したが、これに限らず、熱膨張係数が13×10-6/°C以下の耐熱性及び耐食性材料であればよく、金属材料酸化物や窒化物を使用することができる。 Furthermore, in this embodiment, alumina is used as the material of the diaphragm. However, the present invention is not limited to this, and any heat-resistant and corrosion-resistant material having a thermal expansion coefficient of 13 × 10 −6 / ° C. or less may be used. Oxides and nitrides can be used.

また、本実施例では、PZT圧電膜をAD法にて製膜したが、これに限らず、直接製膜する製膜法であれば、如何なる製膜法にて製膜してもよく、例えば、ゾルゲル法にて製膜してもよい。ゾルゲル法によるPZT圧電膜は、PZT組成のゾルゲル溶液を調整し、スピンコートにより振動板の電極上に塗布し、その後、乾燥、脱溶媒工程を繰り返すことで膜厚を制御し、最後に焼成することにより形成する。   In this embodiment, the PZT piezoelectric film is formed by the AD method. However, the present invention is not limited to this, and any film forming method may be used as long as the film is formed directly. Alternatively, the film may be formed by a sol-gel method. The PZT piezoelectric film by the sol-gel method is prepared by preparing a sol-gel solution having a PZT composition, applying it on the electrode of the diaphragm by spin coating, then controlling the film thickness by repeating the drying and desolvation steps, and finally firing. To form.

更にまた、本発明に係る液体吐出ヘッドは、記録紙にインクを吐出するライン型インクジェットヘッドとして使用される場合について説明したが、これに限らず、ヘッドが印字媒体の送り方向と直交する方向に往復移動するシャトル型のヘッドにも適用できる。また、本発明に係る液体吐出ヘッドは、記録媒体に処理液又は水を噴射することによる画像形成用ヘッドとして、また、基材に塗布液を噴射することで画像記録媒体を形成するための液体吐出ヘッドとして用いても良い。   Furthermore, the liquid ejection head according to the present invention has been described as being used as a line-type inkjet head that ejects ink onto recording paper. It can also be applied to shuttle-type heads that reciprocate. The liquid discharge head according to the present invention is a liquid for forming an image recording medium as an image forming head by ejecting a treatment liquid or water onto a recording medium, or by ejecting a coating liquid onto a substrate. It may be used as a discharge head.

図1は本発明に係るインクジェット記録装置の全体構成図である。FIG. 1 is an overall configuration diagram of an ink jet recording apparatus according to the present invention. 図2は図1に示したインクジェット記録装置の印字部周辺の要部平面図である。FIG. 2 is a plan view of the main part around the printing unit of the ink jet recording apparatus shown in FIG. 図3はAD法による製膜装置を示す模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing a film forming apparatus using the AD method. 図4は本発明に係る液体吐出ヘッドの製造方法の実施の形態を示す製造工程図である。FIG. 4 is a manufacturing process diagram showing an embodiment of a method for manufacturing a liquid discharge head according to the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

10…インクジェット記録装置、12…印字部、12K,12C,12M,12Y…ヘッド、60…液体吐出ヘッド、61…基板、61’…圧力室隔壁、62…振動板、63…下部電極、64…PZT圧電膜、65…上部電極、66…圧力室、67…ノズルプレート、67A…ノズル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Inkjet recording device, 12 ... Printing part, 12K, 12C, 12M, 12Y ... Head, 60 ... Liquid discharge head, 61 ... Substrate, 61 '... Pressure chamber partition, 62 ... Vibration plate, 63 ... Lower electrode, 64 ... PZT piezoelectric film, 65 ... upper electrode, 66 ... pressure chamber, 67 ... nozzle plate, 67A ... nozzle

Claims (7)

熱膨張係数が13×10-6/°C以下、2×10 -6 /°C以上の耐熱性及び耐食性材料からなる圧力室隔壁と、
前記圧力室隔壁上にエアロゾルデポジション法によって形成され、熱膨張係数が13×10-6/°C以下、2×10 -6 /°C以上の耐熱性及び耐食性材料からなる振動板と、
前記振動板上に直接製膜する製膜法によって形成されたPZT圧電膜と、備え
前記製膜後のアニール時に前記PZT圧電膜と振動板との界面、振動板と圧力室隔壁との界面の剥離、及び前記PZT圧電膜の割れを防止するようにしたことを特徴とする液体吐出ヘッド。
A pressure chamber partition wall made of a heat-resistant and corrosion-resistant material having a thermal expansion coefficient of 13 × 10 −6 / ° C. or lower , and 2 × 10 −6 / ° C. or higher ;
A diaphragm formed on the pressure chamber partition wall by an aerosol deposition method and having a thermal expansion coefficient of 13 × 10 −6 / ° C. or less and 2 × 10 −6 / ° C. or more ;
And a PZT piezoelectric film formed by a film method for directly casting onto the vibration plate,
Liquid discharge characterized by preventing peeling of the interface between the PZT piezoelectric film and the diaphragm, the interface between the diaphragm and the pressure chamber partition, and cracking of the PZT piezoelectric film during annealing after the film formation. head.
前記圧力室隔壁の材料は、耐熱性金属材料、シリコン又はシリコン酸化物であることを特徴とする請求項1に記載の液体吐出ヘッド。   The liquid discharge head according to claim 1, wherein a material of the pressure chamber partition is a heat resistant metal material, silicon, or silicon oxide. 前記振動板の材料は、金属材料酸化物又は窒化物であることを特徴とする請求項1又は2に記載の液体吐出ヘッド。   The liquid ejection head according to claim 1, wherein a material of the diaphragm is a metal material oxide or nitride. 前記PZT圧電膜は、前記振動板上にエアロゾルデポジション法又はゾルゲル法によって形成されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。 4. The liquid ejection head according to claim 1, wherein the PZT piezoelectric film is formed on the diaphragm by an aerosol deposition method or a sol-gel method. 5. 熱膨張係数が13×10-6/°C以下、2×10 -6 /°C以上の耐熱性及び耐食性材料からなる基板上に熱膨張係数が13×10-6/°C以下、2×10 -6 /°C以上の耐熱性及び耐食性を有する振動板をエアロゾルデポジション法によって形成する工程と、
前記振動板上に直接製膜する製膜法によってPZT圧電膜を形成する工程と、
前記基板の一部をエッチングにより除去して圧力室及び圧力室隔壁を形成する工程と、
前記PZT圧電膜をアニールする工程と、
を含むことを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
Thermal expansion coefficient is 13 × 10 −6 / ° C or less , 2 × 10 −6 / ° C or more on a substrate made of a heat-resistant and corrosion-resistant material, and the thermal expansion coefficient is 13 × 10 −6 / ° C or less , 2 × Forming a diaphragm having a heat resistance and corrosion resistance of 10 −6 / ° C. or higher by an aerosol deposition method ;
Forming a PZT piezoelectric film by a film forming method for forming a film directly on the diaphragm;
Removing a part of the substrate by etching to form a pressure chamber and a pressure chamber partition;
Annealing the PZT piezoelectric film;
A method for manufacturing a liquid discharge head, comprising:
前記振動板を形成する工程は、エアロゾルデポジション法により1〜30μmの範囲の厚みに形成することを特徴とする請求項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。 6. The method of manufacturing a liquid ejection head according to claim 5 , wherein the step of forming the diaphragm is formed by an aerosol deposition method to a thickness in the range of 1 to 30 [mu] m. 前記PZT圧電膜の製膜法は、エアロゾルデポジション法又はゾルゲル法であることを特徴とする請求項5又は6に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。 7. The method of manufacturing a liquid discharge head according to claim 5, wherein the method for forming the PZT piezoelectric film is an aerosol deposition method or a sol-gel method.
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