JPH11151815A - Ink-jet type recording head and ink-jet type recording apparatus - Google Patents

Ink-jet type recording head and ink-jet type recording apparatus

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Publication number
JPH11151815A
JPH11151815A JP20844598A JP20844598A JPH11151815A JP H11151815 A JPH11151815 A JP H11151815A JP 20844598 A JP20844598 A JP 20844598A JP 20844598 A JP20844598 A JP 20844598A JP H11151815 A JPH11151815 A JP H11151815A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
piezoelectric
recording head
jet recording
ink jet
pressure generating
Prior art date
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Pending
Application number
JP20844598A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mari Sakai
真理 酒井
Yoshinao Miyata
佳直 宮田
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Filing date
Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ink-jet type recording head which can prevent the peeling and cracking of the end parts of a piezoelectric body active part. SOLUTION: In an ink-jet type recording head having a thin wall part 350 which is thinner than a part corresponding to a piezoelectric body active part 320 in a part along the fringe part of a pressure generation chamber 12 at least on both sides in the width direction of the active part 320, A vibration regulation part 360 for regulating the movement of vibration plates 50, 60 is installed close to the end part of the active part 320 or at least parts on both sides in the width direction.

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、インク滴を吐出す
るノズル開口と連通する圧力発生室の一部を振動板で構
成し、この振動板の表面に圧電素子を形成して、圧電素
子の変位によりインク滴を吐出させるインクジェット式
記録ヘッド及びインクジェット式記録装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a part of a pressure generating chamber which communicates with a nozzle opening for discharging ink droplets, which is constituted by a vibrating plate, and a piezoelectric element is formed on the surface of the vibrating plate. The present invention relates to an ink jet recording head and an ink jet recording apparatus that eject ink droplets by displacement.

【0002】[0002]

【従来の技術】インク滴を吐出するノズル開口と連通す
る圧力発生室の一部を振動板で構成し、この振動板を圧
電素子により変形させて圧力発生室のインクを加圧して
ノズル開口からインク滴を吐出させるインクジェット式
記録ヘッドには、圧電素子の軸方向に伸長、収縮する縦
振動モードの圧電アクチュエータを使用したものと、た
わみ振動モードの圧電アクチュエータを使用したものの
2種類が実用化されている。
2. Description of the Related Art A part of a pressure generating chamber communicating with a nozzle opening for discharging ink droplets is constituted by a vibrating plate, and the vibrating plate is deformed by a piezoelectric element to pressurize the ink in the pressure generating chamber to pass through the nozzle opening. Two types of ink jet recording heads that eject ink droplets have been commercialized, one using a longitudinal vibration mode piezoelectric actuator that expands and contracts in the axial direction of the piezoelectric element, and the other using a flexural vibration mode piezoelectric actuator. ing.

【0003】前者は圧電素子の端面を振動板に当接させ
ることにより圧力発生室の容積を変化させることができ
て、高密度印刷に適したヘッドの製作が可能である反
面、圧電素子をノズル開口の配列ピッチに一致させて櫛
歯状に切り分けるという困難な工程や、切り分けられた
圧電素子を圧力発生室に位置決めして固定する作業が必
要となり、製造工程が複雑であるという問題がある。
In the former method, the volume of the pressure generating chamber can be changed by bringing the end face of the piezoelectric element into contact with the diaphragm, so that a head suitable for high-density printing can be manufactured. There is a problem in that a difficult process of cutting into a comb shape in accordance with the arrangement pitch of the openings and an operation of positioning and fixing the cut piezoelectric element in the pressure generating chamber are required, and the manufacturing process is complicated.

【0004】これに対して後者は、圧電材料のグリーン
シートを圧力発生室の形状に合わせて貼付し、これを焼
成するという比較的簡単な工程で振動板に圧電素子を作
り付けることができるものの、たわみ振動を利用する関
係上、ある程度の面積が必要となり、高密度配列が困難
であるという問題がある。
On the other hand, in the latter, a piezoelectric element can be formed on a diaphragm by a relatively simple process of sticking a green sheet of a piezoelectric material according to the shape of a pressure generating chamber and firing the green sheet. In addition, there is a problem that a certain area is required due to the use of flexural vibration, and that high-density arrangement is difficult.

【0005】一方、後者の記録ヘッドの不都合を解消す
べく、特開平5−286131号公報に見られるよう
に、振動板の表面全体に亙って成膜技術により均一な圧
電材料層を形成し、この圧電材料層をリソグラフィ法に
より圧力発生室に対応する形状に切り分けて各圧力発生
室毎に独立するように圧電素子を形成したものが提案さ
せている。
On the other hand, in order to solve the latter disadvantage of the recording head, a uniform piezoelectric material layer is formed by a film forming technique over the entire surface of the diaphragm as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-286131. It has been proposed that the piezoelectric material layer is cut into a shape corresponding to the pressure generating chamber by a lithography method and a piezoelectric element is formed so as to be independent for each pressure generating chamber.

【0006】これによれば圧電素子を振動板に貼付ける
作業が不要となって、リソグラフィ法という精密で、か
つ簡便な手法で圧電素子を作り付けることができるばか
りでなく、圧電素子の厚みを薄くできて高速駆動が可能
になるという利点がある。なお、この場合、圧電材料層
は振動板の表面全体に設けたままで少なくとも上電極の
みを各圧力発生室毎に設けることにより、各圧力発生室
に対応する圧電アクチュエータを駆動することができ
る。
[0006] According to this, the operation of attaching the piezoelectric element to the diaphragm becomes unnecessary, and not only can the piezoelectric element be manufactured by a precise and simple method such as lithography, but also the thickness of the piezoelectric element can be reduced. There is an advantage that it can be made thin and can be driven at high speed. In this case, the piezoelectric actuator corresponding to each pressure generating chamber can be driven by providing at least only the upper electrode for each pressure generating chamber while the piezoelectric material layer is provided on the entire surface of the vibration plate.

【0007】このようなたわみモードの圧電アクチュエ
ータを使用した記録ヘッドでは、一般には、各圧力発生
室に対応する圧電素子は絶縁体層で覆われ、この絶縁体
層には各圧電素子を駆動するための電圧を供給するリー
ド電極との接続部を形成するために窓(以下、コンタク
トホールという)が各圧力発生室に対応して設けられて
おり、各圧電素子とリード電極との接続部がコンタクト
ホール内に形成される。
In a recording head using such a flexure mode piezoelectric actuator, the piezoelectric elements corresponding to the respective pressure generating chambers are generally covered with an insulator layer, and the insulator layers drive the respective piezoelectric elements. Windows (hereinafter, referred to as contact holes) are provided corresponding to the respective pressure generating chambers so as to form a connection portion with a lead electrode for supplying a voltage for the piezoelectric element, and a connection portion between each piezoelectric element and the lead electrode is formed. It is formed in the contact hole.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うなインクジェット式記録ヘッドにおいては、圧電アク
チュエータの駆動による振動板の変位効率を向上するた
めに、圧電素子の両側に対応する部分の振動板を薄くす
る構造が提案されている。しかしながら、このように変
位を大きくとるようにすると、特に、圧力発生室の長手
方向両端部近傍において、圧電素子に割れが発生した
り、または剥がれが発生したりするという問題がある。
By the way, in the above-mentioned ink jet recording head, in order to improve the displacement efficiency of the diaphragm by driving the piezoelectric actuator, the diaphragm corresponding to both sides of the piezoelectric element is provided. A thinning structure has been proposed. However, when the displacement is increased as described above, there is a problem that the piezoelectric element is cracked or peeled off, particularly in the vicinity of both ends in the longitudinal direction of the pressure generating chamber.

【0009】これらの問題は、特に、圧電材料層を成膜
技術で形成した場合に問題となる。すなわち、成膜技術
で形成した圧電材料層は非常に薄いため、圧電素子を貼
付したものに比較して剛性が低いためである。
[0009] These problems become particularly problematic when the piezoelectric material layer is formed by a film forming technique. That is, since the piezoelectric material layer formed by the film formation technique is very thin, the rigidity thereof is lower than that of the piezoelectric material layer attached.

【0010】本発明はこのような事情に鑑み、圧電体能
動部の端部の剥がれおよび割れ等を防止することができ
るインクジェット式記録ヘッド及びインクジェット式記
録装置を提供することを課題とする。
In view of such circumstances, an object of the present invention is to provide an ink jet recording head and an ink jet recording apparatus which can prevent peeling and cracking of an end of a piezoelectric active portion.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の第1の態様は、ノズル開口に連通する圧力発生室の
一部を構成する振動板と、該振動板上に形成された圧電
素子を備え、前記圧力発生室に対向する領域に前記圧電
素子の圧電体能動部を具備し、前記振動板が、少なくと
も前記圧電体能動部の幅方向両側で前記圧力発生室の縁
部に沿った部分に、当該圧電体能動部に対応する部分の
厚さより薄い薄肉部を有するインクジェット式記録ヘッ
ドにおいて、前記圧電体能動部の端部近傍又は幅方向両
側の少なくとも一部に、前記振動板の動きを規制する振
動規制部を設けたことを特徴とするインクジェット式記
録ヘッドにある。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a vibration plate constituting a part of a pressure generating chamber communicating with a nozzle opening, and a piezoelectric member formed on the vibration plate. A piezoelectric active portion of the piezoelectric element in a region opposed to the pressure generating chamber, wherein the vibration plate extends along the edge of the pressure generating chamber at least on both sides in the width direction of the piezoelectric active portion. In the ink jet type recording head having a thin portion thinner than the thickness of the portion corresponding to the piezoelectric active portion, at least a portion near the end of the piezoelectric active portion or on both sides in the width direction, An ink jet recording head is provided with a vibration restricting portion for restricting movement.

【0012】かかる第1の態様では、圧電体能動部の一
部に振動規制部を有するので、圧電素子の振動が部分的
に規制され、割れ及び剥がれが防止される。
In the first aspect, since the vibration restricting portion is provided in a part of the piezoelectric active portion, the vibration of the piezoelectric element is partially restricted, and cracking and peeling are prevented.

【0013】本発明の第2の態様は、第1態様におい
て、前記振動規制部は、前記圧電体能動部の端部の長手
方向外側及び両側に設けられていることを特徴とするイ
ンクジェット式記録ヘッドにある。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the vibration restricting portion is provided on a longitudinally outer side and on both sides of an end of the piezoelectric active portion. In the head.

【0014】かかる第2の態様では、圧電体能動部の端
部の振動が規制され、端部での割れおよび剥がれが防止
される。
[0014] In the second aspect, the vibration of the end of the piezoelectric active portion is regulated, and cracking and peeling at the end are prevented.

【0015】本発明の第3の態様は、第1の態様におい
て、前記振動規制部は、前記圧電体能動部の端部の長手
方向外側に設けられ、当該振動規制部の両側の前記振動
板は前記薄肉部となっていることを特徴とするインクジ
ェット式記録ヘッドにある。
According to a third aspect of the present invention, in the first aspect, the vibration restricting portion is provided outside a longitudinal end of an end of the piezoelectric active portion, and the vibration plates on both sides of the vibration restricting portion are provided. Is an ink jet recording head characterized in that it is the thin portion.

【0016】かかる第3の態様では、圧電体能動部の端
部の振動が規制され、端部での割れおよび剥がれが防止
される。
In the third aspect, the vibration of the end portion of the piezoelectric active portion is restricted, and cracking and peeling at the end portion are prevented.

【0017】本発明の第4の態様は、第1の態様におい
て、前記振動規制部は、前記圧電体能動部の幅方向両側
の一部に設けられていることを特徴とするインクジェッ
ト式記録ヘッドにある。
According to a fourth aspect of the present invention, in the ink jet recording head according to the first aspect, the vibration restricting portion is provided on a portion on both sides in the width direction of the piezoelectric active portion. It is in.

【0018】かかる第4の態様では、圧電体能動部の中
央部の一部で振動が規制され、端部での割れおよび剥が
れが防止される。
In the fourth aspect, the vibration is restricted at a part of the central portion of the piezoelectric body active portion, and the crack and peeling at the end portion are prevented.

【0019】本発明の第5の態様は、第1〜4の何れか
の態様において、前記振動規制部は、前記振動板の厚さ
が前記薄肉部より厚い厚肉部であることを特徴とするイ
ンクジェット式記録ヘッドにある。
According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, the vibration restricting portion is a thick portion in which the thickness of the diaphragm is larger than the thin portion. Ink-jet recording head.

【0020】かかる第5の態様では、部分的な厚肉部を
設けることで圧電素子の振動が部分的に規制される。
In the fifth aspect, the vibration of the piezoelectric element is partially restricted by providing the partial thick portion.

【0021】本発明の第6の態様は、第1〜5の何れか
の態様において、前記振動規制部は、当該振動規制部の
振動を規制する他の層を有することを特徴とするインク
ジェット式記録ヘッドにある。
According to a sixth aspect of the present invention, in any one of the first to fifth aspects, the vibration restricting portion has another layer for restricting vibration of the vibration restricting portion. In the recording head.

【0022】かかる第6の態様では、部分的に他の層を
設けることで圧電素子の振動が部分的に規制される。
In the sixth aspect, the vibration of the piezoelectric element is partially regulated by providing another layer partially.

【0023】本発明の第7の態様は、第1〜6の何れか
の態様において、前記振動規制部は、前記振動板上に不
活性な圧電体層を有する不活性部を具備することを特徴
とするインクジェット式記録ヘッドにある。
According to a seventh aspect of the present invention, in any one of the first to sixth aspects, the vibration restricting portion includes an inactive portion having an inactive piezoelectric layer on the diaphragm. The feature is the ink jet recording head.

【0024】かかる第7の態様では、部分的に不活性な
圧電体層を設けることで圧電素子の振動が部分的に規制
される。
In the seventh aspect, the vibration of the piezoelectric element is partially regulated by providing the partially inactive piezoelectric layer.

【0025】本発明の第8の態様は、第7の態様におい
て、前記不活性部は、前記圧電体層上の前記上電極を除
去した部分又は前記圧電体層上に絶縁層を介して上電極
が設けられた部分であることを特徴とするインクジェッ
ト式記録ヘッドにある。
According to an eighth aspect of the present invention, in the seventh aspect, the inactive portion is formed on a portion of the piezoelectric layer from which the upper electrode is removed or on the piezoelectric layer via an insulating layer. An ink jet recording head is characterized in that it is a portion provided with electrodes.

【0026】かかる第8の態様では、上電極を除去する
か上電極を絶縁層を介して設けることで圧電素子の振動
が部分的に規制される。
In the eighth aspect, the vibration of the piezoelectric element is partially restricted by removing the upper electrode or providing the upper electrode via an insulating layer.

【0027】本発明の第9の態様は、第1〜8の何れか
の態様において、前記圧電体能動部は前記圧力発生室の
周壁から離れて設けられ且つ当該圧電体能動部の上面に
はリード電極と上電極との接続を行うコンタクト部を有
することを特徴とするインクジェット式記録ヘッドにあ
る。
According to a ninth aspect of the present invention, in any one of the first to eighth aspects, the piezoelectric active portion is provided apart from a peripheral wall of the pressure generating chamber, and is provided on an upper surface of the piezoelectric active portion. An ink jet recording head has a contact portion for connecting a lead electrode and an upper electrode.

【0028】かかる第9の態様では、圧電体能動部への
電圧の印加はコンタクト部を介して行われる。
In the ninth aspect, application of a voltage to the piezoelectric active section is performed via the contact section.

【0029】本発明の第10の態様は、第1〜9の何れ
かの態様において、前記圧電体能動部の上面には絶縁体
層が形成され、リード電極と上電極との接続を行うコン
タクト部は、前記絶縁部に形成されたコンタクトホール
内に形成されていることを特徴とするインクジェット式
記録ヘッドにある。
According to a tenth aspect of the present invention, in any one of the first to ninth aspects, an insulator layer is formed on an upper surface of the piezoelectric active portion, and a contact for connecting a lead electrode and an upper electrode is provided. The part is formed in a contact hole formed in the insulating part.

【0030】かかる第10の態様では、圧電体能動部へ
の電圧の印加は絶縁体層を介して形成されたコンタクト
部を介して行われる。
In the tenth aspect, the application of the voltage to the piezoelectric active portion is performed through the contact portion formed through the insulator layer.

【0031】本発明の第11の態様は、第1〜8の何れ
かの態様において、前記圧電体能動部を構成する圧電体
層及び上電極が当該圧電体能動部の長手方向端部から前
記圧力発生室の周壁に対向する領域まで連続的に設けら
れていることを特徴とするインクジェット式記録ヘッド
にある。
According to an eleventh aspect of the present invention, in any one of the first to eighth aspects, the piezoelectric layer and the upper electrode constituting the piezoelectric active part are arranged such that the upper electrode extends from the longitudinal end of the piezoelectric active part. An ink jet recording head is provided continuously up to a region facing the peripheral wall of the pressure generating chamber.

【0032】かかる第11の態様では、圧電体層及び上
電極が圧力発生室の周壁との境界を横切る部分で振動板
の振動が他の部分より規制される。
In the eleventh aspect, the vibration of the vibration plate is regulated more by the portion where the piezoelectric layer and the upper electrode cross the boundary with the peripheral wall of the pressure generating chamber than by other portions.

【0033】本発明の第12の態様は、第11の態様に
おいて、前記振動規制部が、前記圧電体層及び前記上電
極が前記圧力発生室の周壁に対向する領域まで連続的に
設けられた部分に設けられていることを特徴とするイン
クジェット式記録ヘッドにある。
According to a twelfth aspect of the present invention, in the eleventh aspect, the vibration restricting portion is provided continuously up to a region where the piezoelectric layer and the upper electrode face the peripheral wall of the pressure generating chamber. The ink jet recording head is provided in a portion.

【0034】かかる第12の態様では、圧電体層及び上
電極が圧力発生室の周壁との境界を横切る部分で振動板
の振動を効果的に規制することができる。
In the twelfth aspect, the vibration of the diaphragm can be effectively restricted at the portion where the piezoelectric layer and the upper electrode cross the boundary with the peripheral wall of the pressure generating chamber.

【0035】本発明の第13の態様は、第1〜12の何
れかの態様において、前記圧力発生室がシリコン単結晶
基板に異方性エッチングにより形成され、前記圧電素子
の各層が成膜及びリソグラフィ法により形成されたもの
であることを特徴とするインクジェット式記録ヘッドに
ある。
According to a thirteenth aspect of the present invention, in any one of the first to twelfth aspects, the pressure generating chamber is formed on a silicon single crystal substrate by anisotropic etching, and each layer of the piezoelectric element is formed by film formation. An ink jet recording head is formed by a lithography method.

【0036】かかる第13の態様では、高密度のノズル
開口を有するインクジェット式記録ヘッドを大量に且つ
比較的容易に製造することができる。
In the thirteenth aspect, an ink jet recording head having high-density nozzle openings can be manufactured in a large amount and relatively easily.

【0037】本発明の第14の態様は、第1〜13の何
れかの態様のインクジェット式記録ヘッドを具備するこ
とを特徴とするインクジェット式記録装置にある。
According to a fourteenth aspect of the present invention, there is provided an ink jet recording apparatus comprising the ink jet recording head according to any one of the first to thirteenth aspects.

【0038】かかる第14の態様では、ヘッドの耐久性
が向上され、信頼性を向上したインクジェット式記録装
置を実現することができる。
According to the fourteenth aspect, it is possible to realize an ink jet recording apparatus in which the durability of the head is improved and the reliability is improved.

【0039】[0039]

【発明の実施の形態】以下に、本発明を実施形態に基づ
いて詳細に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail based on embodiments.

【0040】(実施形態1)図1は、本発明の実施形態
1に係るインクジェット式記録ヘッドを示す分解斜視図
であり、図2は、その平面図及び1つの圧力発生室の長
手方向における断面構造を示す図である。
(Embodiment 1) FIG. 1 is an exploded perspective view showing an ink jet recording head according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 is a plan view thereof and a longitudinal section of one pressure generating chamber. It is a figure showing a structure.

【0041】図示するように、流路形成基板10は、本
実施形態では面方位(110)のシリコン単結晶基板か
らなる。流路形成基板10としては、通常、150〜3
00μm程度の厚さのものが用いられ、望ましくは18
0〜280μm程度、より望ましくは220μm程度の
厚さのものが好適である。これは、隣接する圧力発生室
間の隔壁の剛性を保ちつつ、配列密度を高くできるから
である。
As shown in the figure, the flow path forming substrate 10 is a silicon single crystal substrate having a plane orientation (110) in this embodiment. As the flow path forming substrate 10, usually 150 to 3
A thickness of about 00 μm is used.
Those having a thickness of about 0 to 280 μm, more preferably about 220 μm are suitable. This is because the arrangement density can be increased while maintaining the rigidity of the partition wall between the adjacent pressure generating chambers.

【0042】流路形成基板10の一方の面は開口面とな
り、他方の面には予め熱酸化により形成した二酸化シリ
コンからなる、厚さ1〜2μmの弾性膜50が形成され
ている。
One surface of the flow path forming substrate 10 is an opening surface, and the other surface is formed with an elastic film 50 having a thickness of 1 to 2 μm and made of silicon dioxide previously formed by thermal oxidation.

【0043】一方、流路形成基板10の開口面には、シ
リコン単結晶基板を異方性エッチングすることにより、
ノズル開口11、圧力発生室12が形成されている。
On the other hand, the silicon single crystal substrate is anisotropically etched on the opening surface of the flow path forming substrate
A nozzle opening 11 and a pressure generating chamber 12 are formed.

【0044】ここで、異方性エッチングは、シリコン単
結晶基板をKOH等のアルカリ溶液に浸漬すると、徐々
に侵食されて(110)面に垂直な第1の(111)面
と、この第1の(111)面と約70度の角度をなし且
つ上記(110)面と約35度の角度をなす第2の(1
11)面とが出現し、(110)面のエッチングレート
と比較して(111)面のエッチングレートが約1/1
80であるという性質を利用して行われるものである。
かかる異方性エッチングにより、二つの第1の(11
1)面と斜めの二つの第2の(111)面とで形成され
る平行四辺形状の深さ加工を基本として精密加工を行う
ことができ、圧力発生室12を高密度に配列することが
できる。
Here, in the anisotropic etching, when a silicon single crystal substrate is immersed in an alkaline solution such as KOH, the substrate is gradually eroded, and the first (111) plane perpendicular to the (110) plane is formed. A second (1) which forms an angle of about 70 degrees with the (111) plane and forms an angle of about 35 degrees with the (110) plane.
11) plane, and the etching rate of the (111) plane is about 1/1 compared to the etching rate of the (110) plane.
This is performed using the property of being 80.
By such anisotropic etching, two first (11
Precision processing can be performed based on depth processing of a parallelogram formed by the 1) plane and two oblique second (111) planes, and the pressure generating chambers 12 can be arranged at high density. it can.

【0045】本実施形態では、各圧力発生室12の長辺
を第1の(111)面で、短辺を第2の(111)面で
形成している。この圧力発生室12は、流路形成基板1
0をほぼ貫通して弾性膜50に達するまでエッチングす
ることにより形成されている。なお、弾性膜50は、シ
リコン単結晶基板をエッチングするアルカリ溶液に侵さ
れる量がきわめて小さい。
In this embodiment, the long side of each pressure generating chamber 12 is formed by the first (111) plane, and the short side is formed by the second (111) plane. The pressure generating chamber 12 is provided on the flow path forming substrate 1.
It is formed by etching until it reaches the elastic film 50 almost through 0. The amount of the elastic film 50 that is attacked by the alkaline solution for etching the silicon single crystal substrate is extremely small.

【0046】一方、各圧力発生室12の一端に連通する
各ノズル開口11は、圧力発生室12より幅狭で且つ浅
く形成されている。すなわち、ノズル開口11は、シリ
コン単結晶基板を厚さ方向に途中までエッチング(ハー
フエッチング)することにより形成されている。なお、
ハーフエッチングは、エッチング時間の調整により行わ
れる。
On the other hand, each nozzle opening 11 communicating with one end of each pressure generating chamber 12 is formed narrower and shallower than the pressure generating chamber 12. That is, the nozzle opening 11 is formed by partially etching (half-etching) the silicon single crystal substrate in the thickness direction. In addition,
Half etching is performed by adjusting the etching time.

【0047】ここで、インク滴吐出圧力をインクに与え
る圧力発生室12の大きさと、インク滴を吐出するノズ
ル開口11の大きさとは、吐出するインク滴の量、吐出
スピード、吐出周波数に応じて最適化される。例えば、
1インチ当たり360個のインク滴を記録する場合、ノ
ズル開口11は数十μmの溝幅で精度よく形成する必要
がある。
Here, the size of the pressure generating chamber 12 for applying the ink droplet ejection pressure to the ink and the size of the nozzle opening 11 for ejecting the ink droplet depend on the amount of the ejected ink droplet, the ejection speed, and the ejection frequency. Optimized. For example,
When recording 360 ink droplets per inch, the nozzle openings 11 need to be formed with a groove width of several tens of μm with high accuracy.

【0048】また、各圧力発生室12と後述する共通イ
ンク室31とは、後述する封止板20の各圧力発生室1
2の一端部に対応する位置にそれぞれ形成されたインク
供給連通口21を介して連通されており、インクはこの
インク供給連通口21を介して共通インク室31から供
給され、各圧力発生室12に分配される。
Further, each pressure generating chamber 12 and a common ink chamber 31 described later are connected to each pressure generating chamber 1 of the sealing plate 20 described later.
The ink is supplied from a common ink chamber 31 through the ink supply communication port 21 formed at a position corresponding to one end of the pressure generation chamber 12. Distributed to

【0049】封止板20は、前述の各圧力発生室12に
対応したインク供給連通口21が穿設された、厚さが例
えば、0.1〜1mmで、線膨張係数が300℃以下
で、例えば2.5〜4.5[×10-6/℃]であるガラ
スセラミックスからなる。なお、インク供給連通口21
は、図3(a),(b)に示すように、各圧力発生室1
2のインク供給側端部の近傍を横断する一のスリット孔
21Aでも、あるいは複数のスリット孔21Bであって
もよい。封止板20は、一方の面で流路形成基板10の
一面を全面的に覆い、シリコン単結晶基板を衝撃や外力
から保護する補強板の役目も果たす。また、封止板20
は、他面で共通インク室31の一壁面を構成する。
The sealing plate 20 is provided with an ink supply communication port 21 corresponding to each of the pressure generating chambers 12 and has a thickness of, for example, 0.1 to 1 mm and a linear expansion coefficient of 300 ° C. or less. , For example, 2.5-4.5 [× 10 −6 / ° C.]. In addition, the ink supply communication port 21
Each of the pressure generating chambers 1 is, as shown in FIGS.
It may be one slit hole 21A crossing the vicinity of the second ink supply side end or a plurality of slit holes 21B. The sealing plate 20 entirely covers one surface of the flow path forming substrate 10 on one surface, and also serves as a reinforcing plate for protecting the silicon single crystal substrate from impact and external force. In addition, the sealing plate 20
The other surface constitutes one wall surface of the common ink chamber 31.

【0050】共通インク室形成基板30は、共通インク
室31の周壁を形成するものであり、ノズル開口数、イ
ンク滴吐出周波数に応じた適正な厚みのステンレス板を
打ち抜いて作製されたものである。本実施形態では、共
通インク室形成基板30の厚さは、0.2mmとしてい
る。
The common ink chamber forming substrate 30 forms the peripheral wall of the common ink chamber 31, and is formed by punching a stainless steel plate having an appropriate thickness according to the number of nozzles and the ink droplet ejection frequency. . In the present embodiment, the thickness of the common ink chamber forming substrate 30 is 0.2 mm.

【0051】インク室側板40は、ステンレス基板から
なり、一方の面で共通インク室31の一壁面を構成する
ものである。また、インク室側板40には、他方の面の
一部にハーフエッチングにより凹部40aを形成するこ
とにより薄肉壁41が形成され、さらに、外部からのイ
ンク供給を受けるインク導入口42が打抜き形成されて
いる。なお、薄肉壁41は、インク滴吐出の際に発生す
るノズル開口11と反対側へ向かう圧力を吸収するため
のもので、他の圧力発生室12に、共通インク室31を
経由して不要な正又は負の圧力が加わるのを防止する。
本実施形態では、インク導入口42と外部のインク供給
手段との接続時等に必要な剛性を考慮して、インク室側
板40を0.2mmとし、その一部を厚さ0.02mm
の薄肉壁41としているが、ハーフエッチングによる薄
肉壁41の形成を省略するために、インク室側板40の
厚さを初めから0.02mmとしてもよい。
The ink chamber side plate 40 is made of a stainless steel substrate, and one surface of the ink chamber side plate 40 constitutes one wall of the common ink chamber 31. In the ink chamber side plate 40, a thin wall 41 is formed by forming a concave portion 40a by half etching on a part of the other surface, and an ink introduction port 42 for receiving ink supply from the outside is punched and formed. ing. The thin wall 41 is for absorbing pressure generated at the time of ink droplet ejection toward the side opposite to the nozzle opening 11, and is unnecessary for the other pressure generating chambers 12 via the common ink chamber 31. Prevents positive or negative pressure from being applied.
In the present embodiment, the ink chamber side plate 40 is made 0.2 mm in consideration of rigidity required at the time of connection between the ink introduction port 42 and an external ink supply means, and a part of the thickness is 0.02 mm.
The thickness of the ink chamber side plate 40 may be 0.02 mm from the beginning in order to omit the formation of the thin wall 41 by half etching.

【0052】一方、流路形成基板10の開口面とは反対
側の弾性膜50の上には、厚さが例えば、約0.5μm
の下電極膜60と、厚さが例えば、約1μmの圧電体膜
70と、厚さが例えば、約0.1μmの上電極膜80と
が、後述するプロセスで積層形成されて、圧電素子30
0を構成している。ここで、圧電素子300は、下電極
膜60、圧電体膜70、及び上電極膜80を含む部分を
いう。一般的には、圧電素子300の何れか一方の電極
を共通電極とし、他方の電極及び圧電体膜70を各圧力
発生室12毎にパターニングして構成する。そして、こ
こではパターニングされた何れか一方の電極及び圧電体
膜70から構成され、両電極への電圧の印加により圧電
歪みが生じる部分を圧電体能動部320という。本実施
形態では、下電極膜60は圧電素子300の共通電極と
し、上電極膜80を圧電素子300の個別電極としてい
るが、駆動回路や配線の都合でこれを逆にしても支障は
ない。何れの場合においても、各圧力発生室毎に圧電体
能動部が形成されていることになる。また、ここでは、
圧電素子300と当該圧電素子300の駆動により変位
が生じる振動板と合わせて圧電アクチュエータと称す
る。なお、上述した例では、弾性膜50及び下電極膜6
0が振動板として作用するが、下電極膜が弾性膜を兼ね
るようにしてもよい。
On the other hand, a thickness of, for example, about 0.5 μm
A lower electrode film 60, a piezoelectric film 70 having a thickness of, for example, about 1 μm, and an upper electrode film 80 having a thickness of, for example, about 0.1 μm are formed by lamination in a process to be described later.
0. Here, the piezoelectric element 300 refers to a portion including the lower electrode film 60, the piezoelectric film 70, and the upper electrode film 80. Generally, one of the electrodes of the piezoelectric element 300 is used as a common electrode, and the other electrode and the piezoelectric film 70 are patterned for each pressure generating chamber 12. Here, a portion which is constituted by one of the patterned electrodes and the piezoelectric film 70 and in which a piezoelectric strain is generated by applying a voltage to both electrodes is referred to as a piezoelectric active portion 320. In the present embodiment, the lower electrode film 60 is used as a common electrode of the piezoelectric element 300 and the upper electrode film 80 is used as an individual electrode of the piezoelectric element 300. In any case, the piezoelectric active portion is formed for each pressure generating chamber. Also, here
The piezoelectric element 300 and a diaphragm whose displacement is generated by driving the piezoelectric element 300 are referred to as a piezoelectric actuator. In the example described above, the elastic film 50 and the lower electrode film 6
Although 0 functions as a diaphragm, the lower electrode film may also serve as an elastic film.

【0053】ここで、シリコン単結晶基板からなる流路
形成基板10上に、圧電体膜70等を形成するプロセス
を図4を参照しながら説明する。
Here, a process for forming the piezoelectric film 70 and the like on the flow path forming substrate 10 made of a silicon single crystal substrate will be described with reference to FIG.

【0054】図4(a)に示すように、まず、流路形成
基板10となるシリコン単結晶基板のウェハを約110
0℃の拡散炉で熱酸化して二酸化シリコンからなる弾性
膜50を形成する。
As shown in FIG. 4A, first, a silicon single crystal substrate wafer serving as the flow path forming substrate 10 is
Thermal oxidation is performed in a diffusion furnace at 0 ° C. to form an elastic film 50 made of silicon dioxide.

【0055】次に、図4(b)に示すように、スパッタ
リングで下電極膜60を形成する。下電極膜60の材料
としては、Pt等が好適である。これは、スパッタリン
グ法やゾル−ゲル法で成膜する後述の圧電体膜70は、
成膜後に大気雰囲気下又は酸素雰囲気下で600〜10
00℃程度の温度で焼成して結晶化させる必要があるか
らである。すなわち、下電極膜60の材料は、このよう
な高温、酸化雰囲気下で導電性を保持できなければなら
ず、殊に、圧電体膜70としてPZTを用いた場合に
は、PbOの拡散による導電性の変化が少ないことが望
ましく、これらの理由からPtが好適である。
Next, as shown in FIG. 4B, a lower electrode film 60 is formed by sputtering. Pt or the like is preferable as the material of the lower electrode film 60. This is because a piezoelectric film 70 described later, which is formed by a sputtering method or a sol-gel method,
After film formation, 600 to 10 in an air atmosphere or an oxygen atmosphere
This is because it is necessary to perform crystallization by firing at a temperature of about 00 ° C. That is, the material of the lower electrode film 60 must be able to maintain conductivity at such a high temperature and in an oxidizing atmosphere. In particular, when PZT is used for the piezoelectric film 70, the conductivity of the material by diffusion of PbO is increased. It is desirable that there is little change in sex, and Pt is preferred for these reasons.

【0056】次に、図4(c)に示すように、圧電体膜
70を成膜する。この圧電体膜70の成膜にはスパッタ
リング法を用いることもできるが、本実施形態では、金
属有機物を溶媒に溶解・分散したいわゆるゾルを塗布乾
燥してゲル化し、さらに高温で焼成することで金属酸化
物からなる圧電体膜70を得る、いわゆるゾル−ゲル法
を用いている。圧電体膜70の材料としては、チタン酸
ジルコン酸鉛(PZT)系の材料がインクジェット式記
録ヘッドに使用する場合には好適である。
Next, as shown in FIG. 4C, a piezoelectric film 70 is formed. The piezoelectric film 70 can be formed by a sputtering method, but in the present embodiment, a so-called sol in which a metal organic substance is dissolved and dispersed in a solvent is applied, dried, gelled, and further baked at a high temperature. A so-called sol-gel method for obtaining a piezoelectric film 70 made of a metal oxide is used. As a material for the piezoelectric film 70, a lead zirconate titanate (PZT) -based material is suitable when used in an ink jet recording head.

【0057】次に、図4(d)に示すように、上電極膜
80を成膜する。上電極膜80は、導電性の高い材料で
あればよく、Al、Au、Ni、Pt等の多くの金属
や、導電性酸化物等を使用できる。本実施形態では、P
tをスパッタリングにより成膜している。
Next, as shown in FIG. 4D, an upper electrode film 80 is formed. The upper electrode film 80 only needs to be a material having high conductivity, and many metals such as Al, Au, Ni, and Pt, and a conductive oxide can be used. In the present embodiment, P
t is formed by sputtering.

【0058】次に、図5に示すように、下電極膜60、
圧電体膜70及び上電極膜80をパターニングする。
Next, as shown in FIG.
The piezoelectric film 70 and the upper electrode film 80 are patterned.

【0059】まず、図5(a)に示すように、下電極膜
60、圧電体膜70及び上電極膜80を一緒にエッチン
グして下電極膜60の全体パターンをパターニングす
る。次いで、図5(b)に示すように、圧電体膜70及
び上電極膜80のみをエッチングして圧電体能動部32
0のパターニングを行う。次に、図5(c)に示すよう
に、各圧力発生室12(図5では圧力発生室12は形成
前であるが、破線で示す)の幅方向両側に対向した領域
である圧電体能動部320の両側の振動板の腕に相当す
る部分の下電極膜60を除去することにより、下電極膜
除去部350を形成する。このように下電極膜除去部3
50を設けることにより、圧電体能動部320への電圧
印加による変位量の向上を図るものである。
First, as shown in FIG. 5A, the lower electrode film 60, the piezoelectric film 70 and the upper electrode film 80 are etched together to pattern the entire pattern of the lower electrode film 60. Next, as shown in FIG. 5B, only the piezoelectric film 70 and the upper electrode film 80 are etched to form the piezoelectric active portion 32.
0 patterning is performed. Next, as shown in FIG. 5 (c), the piezoelectric active region is a region opposed to both sides in the width direction of each pressure generating chamber 12 (in FIG. 5, the pressure generating chamber 12 has not been formed yet but is indicated by a broken line). By removing portions of the lower electrode film 60 corresponding to the arms of the diaphragm on both sides of the portion 320, a lower electrode film removing portion 350 is formed. Thus, the lower electrode film removing section 3
By providing 50, the amount of displacement due to application of a voltage to the piezoelectric body active section 320 is improved.

【0060】以上説明したように、まず、下電極膜60
の全体のパターンを形成し、次いで、圧電体能動部32
0をパターニングし、最後に下電極膜除去部350をパ
ターニングすることによりパターニングが完了する。
As described above, first, the lower electrode film 60
Is formed, and then the piezoelectric active portion 32 is formed.
The patterning is completed by patterning 0 and finally patterning the lower electrode film removing section 350.

【0061】このように形成された圧電体能動部320
および下電極膜除去部350との平面位置関係を図6に
示す。
The thus formed piezoelectric active part 320
FIG. 6 shows a planar positional relationship with the lower electrode film removing unit 350.

【0062】図6(a)に示すように、圧電体膜70お
よび上電極膜80からなる圧電体能動部320は、圧力
発生室12に対向する領域内に設けられ、下電極膜除去
部350は、圧電体能動部320の幅方向両側に隣接し
て設けられている。下電極膜除去部350が設けられた
部分は、振動板のいわゆる腕部と呼ばれている部分であ
り、圧力発生室12の幅方向両側に沿った縁部近傍に対
向する部分であり、図6(b)のB−B’断面に示すよ
うに、圧電体能動部320の両側の下電極膜60が除去
されている。また、本実施形態では、下電極膜除去部3
50は、圧電体能動部320の両端部に隣接する部分を
除いて形成されている。従って、圧力発生室12の長手
方向両端部に対向する領域では、図6(c)のC−C’
断面図に示すように、圧電体能動部320の両端部の幅
方向両側および長手方向外側には、下電極膜60が存在
し、その膜厚が相対的に厚膜の厚膜部360となり、振
動板の振動を部分的に規制する振動規制部となってい
る。
As shown in FIG. 6A, the piezoelectric active portion 320 including the piezoelectric film 70 and the upper electrode film 80 is provided in a region facing the pressure generating chamber 12, and the lower electrode film removing portion 350 is provided. Are provided adjacent to both sides of the piezoelectric active portion 320 in the width direction. The portion where the lower electrode film removing portion 350 is provided is a portion called a so-called arm portion of the diaphragm, and a portion facing the vicinity of an edge along the both sides in the width direction of the pressure generating chamber 12. 6B, the lower electrode films 60 on both sides of the piezoelectric active portion 320 are removed. In the present embodiment, the lower electrode film removing unit 3
Reference numeral 50 is formed excluding portions adjacent to both ends of the piezoelectric active portion 320. Therefore, in a region opposed to both ends in the longitudinal direction of the pressure generating chamber 12, CC ′ in FIG.
As shown in the cross-sectional view, the lower electrode film 60 exists on both sides in the width direction and the outer side in the longitudinal direction of both ends of the piezoelectric active portion 320, and the thickness thereof becomes a relatively thick thick film portion 360, It is a vibration restricting unit that partially restricts the vibration of the diaphragm.

【0063】このような構造とすることにより、圧電体
能動部320の両端部近傍のみにおいて、電圧印加によ
る振動板の振動が規制されて変位量が相対的に小さくな
り、全体としての変位量を大きく低下させることなく端
部での変位量を抑えることができるので、圧電体能動部
320の端部の剥がれおよび割れ等を防止することがで
きる。なお、厚膜部360は圧力発生室12の一方の端
部に設けてもよい。
With such a structure, the vibration of the vibration plate due to the voltage application is restricted only in the vicinity of both ends of the piezoelectric active portion 320, and the displacement becomes relatively small. Since the amount of displacement at the end can be suppressed without significantly lowering it, peeling and cracking of the end of the piezoelectric active portion 320 can be prevented. The thick film portion 360 may be provided at one end of the pressure generating chamber 12.

【0064】なお、本実施形態では、下電極膜除去部3
50は、下電極膜60を完全に除去することにより形成
したが、図6(d)に示すように、ハーフエッチング等
により、下電極膜60の一部を除去して薄膜とした下電
極膜除去部350Aとしてもよい。また、この場合に
は、弾性膜50がなくて、下電極膜60が弾性体および
下電極の役割を果たすものでもよい。
In this embodiment, the lower electrode film removing section 3
Although the lower electrode film 50 is formed by completely removing the lower electrode film 60, as shown in FIG. 6D, the lower electrode film 60 is partially thinned by removing a part of the lower electrode film 60 by half etching or the like. The removing unit 350A may be used. In this case, the lower electrode film 60 may serve as an elastic body and a lower electrode without the elastic film 50.

【0065】以上のように、下電極膜60等をパターニ
ングした後には、好ましくは、各上電極膜80の上面の
少なくとも周縁、圧電体膜70および下電極膜60の側
面を覆うように電気絶縁性を備えた絶縁体層90が形成
される(図1参照)。絶縁体層90は、成膜法による形
成やまたエッチングによる整形が可能な材料、例えば酸
化シリコン、窒化シリコン、有機材料、好ましくは剛性
が低く、且つ電気絶縁性に優れた感光性ポリイミドで形
成するのが好ましい。
As described above, after patterning the lower electrode film 60 and the like, preferably, at least the periphery of the upper surface of each upper electrode film 80, and the side surfaces of the piezoelectric film 70 and the lower electrode film 60 are electrically insulated. An insulating layer 90 having a property is formed (see FIG. 1). The insulator layer 90 is formed of a material that can be formed by a film formation method or shaped by etching, for example, silicon oxide, silicon nitride, or an organic material, preferably photosensitive polyimide having low rigidity and excellent electrical insulation. Is preferred.

【0066】そして、絶縁体層90の各圧電体能動部3
20の一端部に対応する部分の上面を覆う部分の一部に
は後述するリード電極100と接続するために上電極膜
80の一部を露出させるコンタクトホール90aが形成
されている。そして、このコンタクトホール90aを介
して各上電極膜80に一端が接続し、また他端が接続端
子部に延びるリード電極100が形成されている。リー
ド電極100は、駆動信号を上電極膜80に確実に供給
できる程度に可及的に狭い幅となるように形成されてい
る。
Then, each piezoelectric active portion 3 of the insulator layer 90
A contact hole 90a that exposes a part of the upper electrode film 80 for connecting to a lead electrode 100 described later is formed in a part of the part that covers the upper surface of the part corresponding to one end of 20. One end is connected to each upper electrode film 80 via the contact hole 90a, and the other end is formed with a lead electrode 100 extending to the connection terminal portion. The lead electrode 100 is formed so as to be as narrow as possible so as to reliably supply a drive signal to the upper electrode film 80.

【0067】このような絶縁体層の形成プロセスを図7
に示す。
FIG. 7 shows a process of forming such an insulator layer.
Shown in

【0068】まず、図7(a)に示すように、上電極膜
80の周縁部、圧電体膜70および下電極膜60の側面
を覆うように絶縁体層90を形成する。この絶縁体層9
0の好適な材料は上述した通りであるが、本実施形態で
はネガ型の感光性ポリイミドを用いている。
First, as shown in FIG. 7A, an insulator layer 90 is formed so as to cover the periphery of the upper electrode film 80 and the side surfaces of the piezoelectric film 70 and the lower electrode film 60. This insulator layer 9
The preferred material of 0 is as described above, but in this embodiment, a negative photosensitive polyimide is used.

【0069】次に、図7(b)に示すように、絶縁体層
90をパターニングすることにより、各圧力発生室12
のインク供給側の端部近傍に対応する部分にコンタクト
ホール90aを形成する。なお、コンタクトホール90
aは、圧力発生室12の圧電体能動部320に対応する
部分に設ければよく、例えば、中央部やノズル側端部に
設けてもよい。
Next, as shown in FIG. 7B, by patterning the insulator layer 90, each of the pressure generating chambers 12 is formed.
A contact hole 90a is formed in a portion corresponding to the vicinity of the end on the ink supply side. The contact hole 90
a may be provided at a portion of the pressure generating chamber 12 corresponding to the piezoelectric active portion 320, and may be provided at, for example, a central portion or a nozzle-side end portion.

【0070】次に、例えば、Cr−Auなどの導電体を
全面に成膜した後、パターニングすることにより、リー
ド電極100を形成する。
Next, for example, a lead electrode 100 is formed by forming a conductor such as Cr-Au on the entire surface and then patterning the conductor.

【0071】以上が膜形成プロセスである。このように
して膜形成を行った後、図7(c)に示すように、前述
したアルカリ溶液によるシリコン単結晶基板の異方性エ
ッチングを行い、圧力発生室12等を形成する。なお、
以上説明した一連の膜形成及び異方性エッチングは、一
枚のウェハ上に多数のチップを同時に形成し、プロセス
終了後、図1に示すような一つのチップサイズの流路形
成基板10毎に分割する。また、分割した流路形成基板
10を、封止板20、共通インク室形成基板30、及び
インク室側板40と順次接着して一体化し、インクジェ
ット式記録ヘッドとする。
The above is the film forming process. After forming the film in this manner, as shown in FIG. 7C, the silicon single crystal substrate is subjected to anisotropic etching with the above-described alkali solution to form the pressure generating chamber 12 and the like. In addition,
In the series of film formation and anisotropic etching described above, a number of chips are simultaneously formed on one wafer, and after completion of the process, each of the flow path forming substrates 10 having one chip size as shown in FIG. To divide. Further, the divided flow path forming substrate 10 is sequentially adhered and integrated with the sealing plate 20, the common ink chamber forming substrate 30, and the ink chamber side plate 40 to form an ink jet recording head.

【0072】このように構成したインクジェットヘッド
は、図示しない外部インク供給手段と接続したインク導
入口42からインクを取り込み、共通インク室31から
ノズル開口11に至るまで内部をインクで満たした後、
図示しない外部の駆動回路からの記録信号に従い、リー
ド電極100を介して下電極膜60と上電極膜80との
間に電圧を印加し、弾性膜50、下電極膜60及び圧電
体膜70をたわみ変形させることにより、圧力発生室1
2内の圧力が高まりノズル開口11からインク滴が吐出
する。
The ink-jet head thus configured takes in ink from an ink inlet 42 connected to an external ink supply means (not shown), fills the interior from the common ink chamber 31 to the nozzle opening 11 with ink, and
In accordance with a recording signal from an external drive circuit (not shown), a voltage is applied between the lower electrode film 60 and the upper electrode film 80 via the lead electrode 100, and the elastic film 50, the lower electrode film 60, and the piezoelectric film 70 The pressure generating chamber 1 is deformed by bending.
The pressure in 2 increases, and ink droplets are ejected from nozzle opening 11.

【0073】(実施形態2)図8には、実施形態2に係
るインクジェット式記録ヘッドの圧電体能動部および圧
力発生室の形状を示す。
(Embodiment 2) FIG. 8 shows the shapes of a piezoelectric active portion and a pressure generating chamber of an ink jet recording head according to Embodiment 2.

【0074】上述した実施形態では、圧電体能動部32
0は圧力発生室12の周壁から離れて圧力発生室12に
対向する領域内に形成されているが、本実施形態は、圧
電体能動部320を構成する圧電体膜70および上電極
膜80を周壁上まで連続して延設して連結部321を構
成した以外は、実施形態1と同様である。そして、連結
部321の近傍の圧力発生室12の端部の圧電体能動部
320および連結部321の幅方向両側に、相対的に厚
膜の下電極膜60からなる厚膜部360Aが設けられて
いる。この場合には、図示する領域D近傍が振動規制部
となる。すなわち、E−E’線断面およびF−F’断面
がそれぞれ図6(b)および(c)と同様であり、圧電
体能動部320の両側には下電極膜除去部350が形成
され、圧電体能動部320の端部の両側の部分には、下
電極膜60が形成され、厚膜部360Aを構成してい
る。
In the above-described embodiment, the piezoelectric active portion 32
0 is formed in a region facing the pressure generating chamber 12 apart from the peripheral wall of the pressure generating chamber 12, but in the present embodiment, the piezoelectric film 70 and the upper electrode film 80 constituting the piezoelectric active portion 320 are The configuration is the same as that of the first embodiment, except that the connecting portion 321 is continuously extended to the peripheral wall. A thick film portion 360A made of a relatively thick lower electrode film 60 is provided on both sides in the width direction of the piezoelectric active portion 320 and the connection portion 321 at the end of the pressure generating chamber 12 near the connection portion 321. ing. In this case, the vicinity of the illustrated region D is a vibration restricting portion. That is, the cross section taken along the line EE ′ and the cross section taken along the line FF ′ are the same as those shown in FIGS. 6B and 6C, respectively, and the lower electrode film removing portions 350 are formed on both sides of the piezoelectric active portion 320. The lower electrode film 60 is formed on both sides of the end portion of the body active portion 320 to form a thick film portion 360A.

【0075】このような構成では、圧電素子を駆動した
際の圧力発生室12内とその周壁境界から圧力発生室に
向かってたわみが緩やかに生じるため、振動規制部に位
置する圧電体能動部320の応力が小さくなり、クラッ
ク等の破壊が防止され、耐久性が向上する。
In such a configuration, when the piezoelectric element is driven, the inside of the pressure generating chamber 12 and the boundary between the peripheral wall and the pressure generating chamber 12 are gradually bent toward the pressure generating chamber. Stress is reduced, breakage such as cracks is prevented, and durability is improved.

【0076】なお、このような効果を奏するためには、
振動規制部の長さ、すなわち、本実施形態では下電極膜
除去部350の端部から圧力発生室12の端部までの距
離(図中、領域D)が圧力発生室12の幅の1/2以上
であるのが好ましい。
In order to achieve such an effect,
In the present embodiment, the length of the vibration restricting portion, that is, the distance from the end of the lower electrode film removing portion 350 to the end of the pressure generating chamber 12 (region D in the figure) is 1/1 / the width of the pressure generating chamber 12. It is preferably two or more.

【0077】(実施形態3)図9には、本発明の実施形
態3に係るインクジェット式記録ヘッドの圧電体能動部
および圧力発生室の形状を示す。
(Embodiment 3) FIG. 9 shows the shapes of a piezoelectric active portion and a pressure generating chamber of an ink jet recording head according to Embodiment 3 of the present invention.

【0078】本実施形態は、下電極膜除去部350Bを
圧電体能動部320の両端部よりも長手方向外側まで形
成した以外は、実施形態1と同様である。従って、圧力
発生室12の端部では、下電極膜除去部350Bに挟ま
れた部分が厚膜部360Bとなっている。
The present embodiment is the same as the first embodiment except that the lower electrode film removing portion 350B is formed to extend in the longitudinal direction from both ends of the piezoelectric active portion 320. Therefore, at the end of the pressure generating chamber 12, a portion sandwiched between the lower electrode film removing portions 350B is a thick film portion 360B.

【0079】従って、このような構造とすることによ
り、実施形態1と同様に、圧電体能動部320の両端部
近傍のみにおいて、電圧印加による振動が規制されて変
位量が相対的に小さくなり、全体としての変位量を大き
く低下させることなく端部での変位量を抑えることがで
き、圧電体能動部320の端部の剥がれおよび割れ等を
防止することができる。なお、厚膜部360Bは、圧力
発生室12の一方の端部に設けてもよい。
Therefore, by adopting such a structure, the vibration due to the voltage application is restricted only in the vicinity of both ends of the piezoelectric active portion 320 as in the first embodiment, and the displacement amount is relatively small. The amount of displacement at the end can be suppressed without significantly reducing the amount of displacement as a whole, and peeling and cracking of the end of the piezoelectric active portion 320 can be prevented. The thick film portion 360B may be provided at one end of the pressure generating chamber 12.

【0080】(実施形態4)図10には、本発明の実施
形態4に係るインクジェット式記録ヘッドの圧電体能動
部および圧力発生室の形状を示す。
(Embodiment 4) FIG. 10 shows the shapes of a piezoelectric active portion and a pressure generating chamber of an ink jet recording head according to Embodiment 4 of the present invention.

【0081】本実施形態は、上述した実施形態とは異な
り、下電極膜除去部350Cを圧力発生室12の一端部
を除いて3方の縁部に沿ってコ字状に設けたものであ
る。さらに、下電極膜除去部350Cを設けていない一
端部からは、圧電体能動部320を構成する圧電体膜7
0および上電極膜80を周壁上まで連続的に延設した
が、周壁の近傍から周壁上に延設される部分を、単なる
厚膜部ではなく、不活性圧電体能動部325としたもの
である。
In this embodiment, unlike the above-described embodiment, the lower electrode film removing portion 350C is provided in a U-shape along three edges except for one end of the pressure generating chamber 12. . Further, from one end where the lower electrode film removing portion 350C is not provided, the piezoelectric film 7 constituting the piezoelectric active portion 320 is formed.
Although the 0 and upper electrode films 80 are continuously extended to the peripheral wall, a portion extending from the vicinity of the peripheral wall to the peripheral wall is not a mere thick film portion but an inactive piezoelectric active portion 325. is there.

【0082】ここで、不活性圧電体能動部325は、図
10(b)のH−H’断面に示すように、下電極膜60
および圧電体膜70のみからなり、上電極膜80が除去
された構造である。したがって、圧電体能動部320に
電圧が印加されても駆動されることはない。
Here, as shown in the cross section taken along line HH ′ of FIG.
And the piezoelectric film 70 only, and the upper electrode film 80 is removed. Therefore, even if a voltage is applied to the piezoelectric active portion 320, it is not driven.

【0083】このような構造とすることにより、不活性
圧電体能動部325近傍のみにおいて、電圧印加による
振動が規制されて変位量が相対的に小さくなり、全体と
しての変位量を大きく低下させることなく端部での変位
量を抑えることができ、圧電体能動部320の端部の剥
がれおよび割れ等を防止することができる。なお、不活
性圧電体能動部325は圧力発生室12の両端部に設け
てもよい。
With such a structure, the vibration due to the application of the voltage is restricted only in the vicinity of the inactive piezoelectric active portion 325, and the displacement becomes relatively small, so that the displacement as a whole is greatly reduced. Therefore, the amount of displacement at the end can be suppressed, and peeling and cracking of the end of the piezoelectric active portion 320 can be prevented. Note that the inactive piezoelectric active portions 325 may be provided at both ends of the pressure generating chamber 12.

【0084】なお、図10(c)に示すように、圧電体
膜70と上電極膜80との間に絶縁層326を設けるこ
とによって不活性圧電体能動部325Aを形成してもよ
い。
As shown in FIG. 10C, an inactive piezoelectric active portion 325A may be formed by providing an insulating layer 326 between the piezoelectric film 70 and the upper electrode film 80.

【0085】(実施形態5)図11には、本発明の実施
形態5に係るインクジェット式記録ヘッドの圧電体能動
部および圧力発生室の形状を示す。
(Embodiment 5) FIG. 11 shows the shapes of a piezoelectric active portion and a pressure generating chamber of an ink jet recording head according to Embodiment 5 of the present invention.

【0086】本実施形態は、実施形態1の厚膜部360
の代わりに絶縁体層90の厚膜部95を設けて振動規制
部とした以外は、実施形態1と同様である。
In the present embodiment, the thick film portion 360 of the first embodiment is used.
Is the same as that of the first embodiment except that a thick film portion 95 of the insulator layer 90 is provided instead of the thin film portion to serve as a vibration regulating portion.

【0087】すなわち、圧電体能動部320の両端部以
外の部分は、図11(b)のI−I’断面に示すよう
に、通常の厚さの絶縁体層90が上電極膜80上に設け
られているが、両端部においては、図11(c)のJ−
J’断面に示すように、厚膜絶縁体層95が上電極膜8
0上に設けられている。
That is, as shown in the section II ′ of FIG. 11B, the insulator layer 90 having a normal thickness is formed on the upper electrode film 80 except for the both ends of the piezoelectric active portion 320. However, at both ends, J- in FIG.
As shown in the J ′ section, the thick insulator layer 95 is
0.

【0088】従って、圧電体能動部320に電圧を印加
して駆動すると、両端部のみの振動が規制されて、この
部分の近傍のみにおいて、変位量が相対的に小さくな
り、全体としての変位量を大きく低下させることなく端
部での変位量を抑えることができ、圧電体能動部320
の端部の剥がれおよび割れ等を防止することができる。
なお、厚膜絶縁体層95は圧力発生室12の一端部のみ
に設けてもよい。また、厚膜絶縁体層95は、他の部分
と相対的に厚膜になっていればよく、また、例えば、絶
縁体層90の上に他の層を設けてもよい。
Therefore, when the piezoelectric active portion 320 is driven by applying a voltage, only the vibration at both ends is regulated, and the displacement becomes relatively small only in the vicinity of this portion. The amount of displacement at the end can be suppressed without greatly lowering the piezoelectric active portion 320.
Can be prevented from being peeled off or cracked at the ends.
The thick insulator layer 95 may be provided only at one end of the pressure generating chamber 12. The thick-film insulator layer 95 only needs to be relatively thicker than other portions. For example, another layer may be provided on the insulator layer 90.

【0089】(実施形態6)図12には、本発明の実施
形態6に係るインクジェット式記録ヘッドの圧電体能動
部および圧力発生室の形状を示す。
(Embodiment 6) FIG. 12 shows the shapes of a piezoelectric active portion and a pressure generating chamber of an ink jet recording head according to Embodiment 6 of the present invention.

【0090】本実施形態は、下電極膜60の厚膜部36
0Cを圧電体能動部320の長手方向略中央部の両側に
設け、これ以外の圧力発生室12の縁部に沿ってコ字状
の下電極膜除去部350Dを形成した以外は、実施形態
1と同様である。
In the present embodiment, the thick film portion 36 of the lower electrode film 60 is used.
Embodiment 1 except that 0C is provided on both sides of a substantially central portion in the longitudinal direction of the piezoelectric active portion 320, and a U-shaped lower electrode film removing portion 350D is formed along the edge of the other pressure generating chamber 12. Is the same as

【0091】従って、このような構造とすることによ
り、実施形態1と同様に、圧電体能動部320の略中央
部において、電圧印加による振動が必要以上に大きくな
らないように規制されるので、全体としての変位量を大
きく低下させることなく、圧電体能動部320の端部の
剥がれおよび割れ等を防止することができる。
Therefore, by adopting such a structure, similarly to the first embodiment, the vibration due to the application of the voltage is regulated so as not to be unnecessarily large at the substantially central portion of the piezoelectric active portion 320. The peeling and cracking of the end of the piezoelectric active portion 320 can be prevented without greatly reducing the displacement as described above.

【0092】(他の実施形態)以上、本発明の各実施形
態を説明したが、インクジェット式記録ヘッドの基本的
構成は上述したものに限定されるものではない。
(Other Embodiments) The embodiments of the present invention have been described above, but the basic configuration of the ink jet recording head is not limited to the above-described one.

【0093】例えば、上述した封止板20の他、共通イ
ンク室形成板30をガラスセラミックス製としてもよ
く、さらには、薄肉膜41を別部材としてガラスセラミ
ックス製としてもよく、材料、構造等の変更は自由であ
る。
For example, in addition to the sealing plate 20 described above, the common ink chamber forming plate 30 may be made of glass ceramic, and the thin film 41 may be made of glass ceramic as a separate member. Changes are free.

【0094】また、上述した実施形態では、ノズル開口
を流路形成基板10の端面に形成しているが、面に垂直
な方向に接続するノズル開口を形成してもよい。
In the above-described embodiment, the nozzle openings are formed on the end surface of the flow path forming substrate 10. However, the nozzle openings may be formed so as to be connected in a direction perpendicular to the surface.

【0095】このように構成した実施形態の分解斜視図
を図13、その流路の断面を図14にぞれぞれ示す。こ
の実施形態では、ノズル開口11が圧電素子とは反対の
ノズル基板120に穿設され、これらノズル開口11と
圧力発生室12とを連通するノズル連通口22が、封止
板20、共通インク室形成板30及び薄肉板41A及び
インク室側板40Aを貫通するように配されている。
FIG. 13 is an exploded perspective view of the embodiment configured as described above, and FIG. 14 is a cross-sectional view of the flow path. In this embodiment, the nozzle openings 11 are bored in the nozzle substrate 120 opposite to the piezoelectric element, and the nozzle communication ports 22 for communicating the nozzle openings 11 and the pressure generating chambers 12 are formed with the sealing plate 20 and the common ink chamber. It is arranged so as to penetrate the forming plate 30, the thin plate 41A, and the ink chamber side plate 40A.

【0096】なお、本実施形態は、その他、薄肉板41
Aとインク室側板40Aとを別部材とし、インク室側板
40に開口40bを形成した以外は、基本的に上述した
実施形態と同様であり、同一部材には同一符号を付して
重複する説明は省略する。
This embodiment is different from the first embodiment in that
A is basically the same as the above-described embodiment except that the ink chamber side plate 40A and the ink chamber side plate 40A are separate members, and the opening is formed in the ink chamber side plate 40. Is omitted.

【0097】ここで、この実施形態においても、実施形
態1〜6と同様に、振動規制部を設けて、圧電体能動部
の振動を部分的に規制して圧電体膜の両端部の剥がれお
よび割れを防止することができる。
Here, also in this embodiment, as in the first to sixth embodiments, a vibration restricting portion is provided to partially restrict the vibration of the piezoelectric active portion, and peeling of both ends of the piezoelectric film is prevented. Cracks can be prevented.

【0098】勿論、以上説明した各実施形態は、適宜組
み合わせて実施することにより、より一層の効果を奏す
るものであることは言うまでもない。
Of course, it goes without saying that the above-described embodiments are more effective when implemented in combination as appropriate.

【0099】また、以上説明した各実施形態は、成膜及
びリソグラフィプロセスを応用することにより製造でき
る薄膜型のインクジェット式記録ヘッドを例にしたが、
勿論これに限定されるものではなく、例えば、基板を積
層して圧力発生室を形成するもの、あるいはグリーンシ
ートを貼付もしくはスクリーン印刷等により圧電体膜を
形成するもの、又は結晶成長により圧電体膜を形成する
もの等、各種の構造のインクジェット式記録ヘッドに本
発明を採用することができる。
In each of the embodiments described above, a thin film type ink jet recording head which can be manufactured by applying a film forming and lithography process is described as an example.
Of course, the present invention is not limited to this. For example, a piezoelectric film is formed by laminating substrates to form a pressure generating chamber, or a piezoelectric film is formed by attaching a green sheet or by screen printing, or a piezoelectric film formed by crystal growth. The present invention can be applied to ink jet recording heads having various structures, such as those that form a recording medium.

【0100】また、圧電素子とリード電極との間に絶縁
体層を設けた例を説明したが、これに限定されず、例え
ば、絶縁体層を設けないで、各上電極に異方性導電膜を
熱溶着し、この異方性導電膜をリード電極と接続した
り、その他、ワイヤボンディング等の各種ボンディング
技術を用いて接続したりする構成としてもよい。
Further, the example in which the insulator layer is provided between the piezoelectric element and the lead electrode has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, without providing the insulator layer, each of the upper electrodes may be anisotropically conductive. The film may be thermally welded, and the anisotropic conductive film may be connected to a lead electrode, or may be connected using various bonding techniques such as wire bonding.

【0101】このように、本発明は、その趣旨に反しな
い限り、種々の構造のインクジェット式記録ヘッドに応
用することができる。
As described above, the present invention can be applied to ink-jet recording heads having various structures, as long as the gist of the present invention is not contradicted.

【0102】また、これら各実施形態のインクジェット
式記録ヘッドは、インクカートリッジ等と連通するイン
ク流路を具備する記録ヘッドユニットの一部を構成し
て、インクジェット式記録装置に搭載される。図15
は、そのインクジェット式記録装置の一例を示す概略図
である。
The ink jet recording head of each of these embodiments constitutes a part of a recording head unit having an ink flow path communicating with an ink cartridge or the like, and is mounted on an ink jet recording apparatus. FIG.
FIG. 1 is a schematic view showing an example of the ink jet recording apparatus.

【0103】図15に示すように、インクジェット式記
録ヘッドを有する記録ヘッドユニット1A及び1Bは、
インク供給手段を構成するカートリッジ2A及び2Bが
着脱可能に設けられ、この記録ヘッドユニット1A及び
1Bを搭載したキャリッジ3は、装置本体4に取り付け
られたキャリッジ軸5に軸方向移動自在に設けられてい
る。この記録ヘッドユニット1A及び1Bは、例えば、
それぞれブラックインク組成物及びカラーインク組成物
を吐出するものとしている。
As shown in FIG. 15, recording head units 1A and 1B having an ink jet recording head are
Cartridges 2A and 2B constituting ink supply means are provided detachably, and a carriage 3 on which the recording head units 1A and 1B are mounted is provided on a carriage shaft 5 attached to the apparatus main body 4 so as to be movable in the axial direction. I have. The recording head units 1A and 1B are, for example,
Each of them ejects a black ink composition and a color ink composition.

【0104】そして、駆動モータ6の駆動力が図示しな
い複数の歯車およびタイミングベルト7を介してキャリ
ッジ3に伝達されることで、記録ヘッドユニット1A及
び1Bを搭載したキャリッジ3はキャリッジ軸5に沿っ
て移動される。一方、装置本体4にはキャリッジ軸5に
沿ってプラテン8が設けられており、図示しない給紙ロ
ーラなどにより給紙された紙等の記録媒体である記録シ
ートSがプラテン8に巻き掛けられて搬送されるように
なっている。
Then, the driving force of the driving motor 6 is transmitted to the carriage 3 via a plurality of gears and a timing belt 7 (not shown), so that the carriage 3 on which the recording head units 1A and 1B are mounted moves along the carriage shaft 5. Moved. On the other hand, the apparatus main body 4 is provided with a platen 8 along the carriage shaft 5, and a recording sheet S, which is a recording medium such as paper fed by a paper feed roller (not shown), is wound around the platen 8. It is designed to be transported.

【0105】[0105]

【発明の効果】以上説明したように本発明においては、
圧力発生室に対向する前記圧電体能動部の一部の振動を
規制する振動規制部を設けることにより、部分的に振動
が規制されて全体の変位量を大幅に低下させることな
く、圧電体能動部の両端部の割れ又は剥がれを防止する
ことができる。
As described above, in the present invention,
By providing a vibration restricting portion that restricts the vibration of a part of the piezoelectric body active portion facing the pressure generating chamber, the vibration is partially restricted, and the piezoelectric body active portion is not greatly reduced without greatly reducing the entire displacement. Cracking or peeling of both ends of the portion can be prevented.

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

【図1】本発明の実施形態1に係るインクジェット式記
録ヘッドの分解斜視図である。
FIG. 1 is an exploded perspective view of an ink jet recording head according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施形態1に係るインクジェット式記
録ヘッドを示す図であり、図1の平面図及び断面図であ
る。
FIG. 2 is a plan view and a cross-sectional view of the inkjet recording head according to the first embodiment of the present invention, showing the same.

【図3】図1の封止板の変形例を示す図である。FIG. 3 is a view showing a modification of the sealing plate of FIG. 1;

【図4】本発明の実施形態1の薄膜製造工程を示す図で
ある。
FIG. 4 is a diagram showing a thin film manufacturing process according to the first embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施形態1の薄膜製造工程を示す図で
ある。
FIG. 5 is a diagram illustrating a thin film manufacturing process according to the first embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施形態1に係るインクジェット式記
録ヘッドの要部を示す平面図及び断面図である。
FIG. 6 is a plan view and a cross-sectional view illustrating a main part of the inkjet recording head according to the first embodiment of the present invention.

【図7】本発明の実施形態1の薄膜製造工程を示す図で
ある。
FIG. 7 is a view showing a thin film manufacturing process according to the first embodiment of the present invention.

【図8】本発明の実施形態2に係るインクジェット式記
録ヘッドの要部平面図である。
FIG. 8 is a plan view of a main part of an ink jet recording head according to a second embodiment of the invention.

【図9】本発明の実施形態3に係るインクジェット式記
録ヘッドの要部平面図及び断面図である。
FIG. 9 is a plan view and a cross-sectional view of a main part of an ink jet recording head according to a third embodiment of the invention.

【図10】本発明の実施形態4に係るインクジェット式
記録ヘッドの要部平面図及び断面図である。
FIG. 10 is a plan view and a cross-sectional view of a main part of an inkjet recording head according to a fourth embodiment of the invention.

【図11】本発明の実施形態5に係るインクジェット式
記録ヘッドを示す要部平面図及び断面図である。
FIGS. 11A and 11B are a plan view and a cross-sectional view of a main part of an inkjet recording head according to a fifth embodiment of the invention.

【図12】本発明の実施形態6に係るインクジェット式
記録ヘッドを示す要部平面図である。
FIG. 12 is a main part plan view showing an ink jet recording head according to Embodiment 6 of the present invention.

【図13】本発明の他の実施形態に係るインクジェット
式記録ヘッドの分解斜視図である。
FIG. 13 is an exploded perspective view of an ink jet recording head according to another embodiment of the present invention.

【図14】本発明の他の実施形態に係るインクジェット
式記録ヘッドを示す断面図である。
FIG. 14 is a sectional view showing an ink jet recording head according to another embodiment of the present invention.

【図15】本発明の一実施形態に係るインクジェット式
記録装置の概略図である。
FIG. 15 is a schematic diagram of an ink jet recording apparatus according to an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 流路形成基板 11 ノズル開口 12 圧力発生室 50 弾性膜 60 下電極膜 70 圧電体膜 80 上電極膜 90 絶縁体層 95 厚膜絶縁体層 100 リード電極 300 圧電素子 320 圧電体能動部 350,350A 下電極膜除去部 360,360A 厚膜部 Reference Signs List 10 flow path forming substrate 11 nozzle opening 12 pressure generating chamber 50 elastic film 60 lower electrode film 70 piezoelectric film 80 upper electrode film 90 insulator layer 95 thick insulator layer 100 lead electrode 300 piezoelectric element 320 piezoelectric active part 350, 350A Lower electrode film removal part 360, 360A Thick film part

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ノズル開口に連通する圧力発生室の一部
を構成する振動板と、該振動板上に形成された圧電素子
とを備え、前記圧力発生室に対向する領域に前記圧電素
子の圧電体能動部を具備し、前記振動板が、少なくとも
前記圧電体能動部の幅方向両側で前記圧力発生室の縁部
に沿った部分に、当該圧電体能動部に対応する部分の厚
さより薄い薄肉部を有するインクジェット式記録ヘッド
において、 前記圧電体能動部の端部近傍又は幅方向両側の少なくと
も一部に、前記振動板の動きを規制する振動規制部を設
けたことを特徴とするインクジェット式記録ヘッド。
A pressure generating chamber that communicates with a nozzle opening; and a piezoelectric element formed on the vibration plate, wherein the piezoelectric element is provided in a region facing the pressure generating chamber. A piezoelectric active portion, wherein the vibrating plate is thinner than a portion corresponding to the piezoelectric active portion, at least in a portion along the edge of the pressure generating chamber on both widthwise sides of the piezoelectric active portion. In an ink jet recording head having a thin portion, an ink jet recording head is provided, in which at least a part near the end of the piezoelectric active portion or at both sides in the width direction is provided with a vibration restricting portion that restricts the movement of the diaphragm. Recording head.
【請求項2】 請求項1において、前記振動規制部は、
前記圧電体能動部の端部の長手方向外側及び両側に設け
られていることを特徴とするインクジェット式記録ヘッ
ド。
2. The vibration control unit according to claim 1,
An ink jet recording head, which is provided on the outer side and both sides in the longitudinal direction of the end of the piezoelectric active portion.
【請求項3】 請求項1において、前記振動規制部は、
前記圧電体能動部の端部の長手方向外側に設けられ、当
該振動規制部の両側の前記振動板は前記薄肉部となって
いることを特徴とするインクジェット式記録ヘッド。
3. The vibration control device according to claim 1, wherein
An ink jet recording head, which is provided on a longitudinally outer side of an end of the piezoelectric active portion, and wherein the diaphragms on both sides of the vibration restricting portion are the thin portions.
【請求項4】 請求項1において、前記振動規制部は、
前記圧電体能動部の幅方向両側の一部に設けられている
ことを特徴とするインクジェット式記録ヘッド。
4. The apparatus according to claim 1, wherein the vibration restricting section comprises:
An ink jet recording head provided on a part of both sides in the width direction of the piezoelectric active portion.
【請求項5】 請求項1〜4の何れかにおいて、前記振
動規制部は、前記振動板の厚さが前記薄肉部より厚い厚
肉部であることを特徴とするインクジェット式記録ヘッ
ド。
5. The ink jet recording head according to claim 1, wherein the vibration restricting portion is a thick portion where the thickness of the diaphragm is larger than the thin portion.
【請求項6】 請求項1〜5の何れかにおいて、前記振
動規制部は、当該振動規制部の振動を規制する他の層を
有することを特徴とするインクジェット式記録ヘッド。
6. The ink jet recording head according to claim 1, wherein the vibration restricting portion has another layer that restricts vibration of the vibration restricting portion.
【請求項7】 請求項1〜6の何れかにおいて、前記振
動規制部は、前記振動板上に不活性な圧電体層を有する
不活性部を具備することを特徴とするインクジェット式
記録ヘッド。
7. The ink jet recording head according to claim 1, wherein the vibration restricting portion includes an inactive portion having an inactive piezoelectric layer on the vibration plate.
【請求項8】 請求項7において、前記不活性部は、前
記圧電体層上の前記上電極を除去した部分又は前記圧電
体層上に絶縁層を介して上電極が設けられた部分である
ことを特徴とするインクジェット式記録ヘッド。
8. The inactive portion according to claim 7, wherein the inactive portion is a portion where the upper electrode is removed on the piezoelectric layer or a portion where the upper electrode is provided on the piezoelectric layer via an insulating layer. An ink jet recording head, characterized in that:
【請求項9】 請求項1〜8の何れかにおいて、前記圧
電体能動部は前記圧力発生室の周壁から離れて設けられ
且つ当該圧電体能動部の上面にはリード電極と上電極と
の接続を行うコンタクト部を有することを特徴とするイ
ンクジェット式記録ヘッド。
9. The piezoelectric active part according to claim 1, wherein the piezoelectric active part is provided apart from a peripheral wall of the pressure generating chamber, and a connection between a lead electrode and an upper electrode is provided on an upper surface of the piezoelectric active part. An ink jet recording head comprising a contact portion for performing the following.
【請求項10】 請求項9において、前記圧電体能動部
の上面には絶縁体層が形成され、リード電極と前記上電
極との接続を行うコンタクト部は、前記絶縁部に形成さ
れたコンタクトホール内に形成されていることを特徴と
するインクジェット式記録ヘッド。
10. The piezoelectric element according to claim 9, wherein an insulating layer is formed on an upper surface of the piezoelectric active portion, and a contact portion for connecting a lead electrode and the upper electrode is a contact hole formed in the insulating portion. An ink jet recording head formed in the inside.
【請求項11】 請求項1〜8の何れかにおいて、前記
圧電体能動部を構成する圧電体層及び上電極が当該圧電
体能動部の長手方向端部から前記圧力発生室の周壁に対
向する領域まで連続的に設けられていることを特徴とす
るインクジェット式記録ヘッド。
11. The piezoelectric body according to claim 1, wherein the piezoelectric layer and the upper electrode constituting the piezoelectric active portion face the peripheral wall of the pressure generating chamber from a longitudinal end of the piezoelectric active portion. An ink jet recording head provided continuously up to an area.
【請求項12】 請求項11において、前記振動規制部
が、圧電体層及び前記上電極が前記圧力発生室の周壁に
対向する領域まで連続的に設けられた部分に設けられて
いることを特徴とするインクジェット式記録ヘッド。
12. The method according to claim 11, wherein the vibration restricting portion is provided at a portion where the piezoelectric layer and the upper electrode are continuously provided up to a region facing the peripheral wall of the pressure generating chamber. Inkjet recording head.
【請求項13】 請求項1〜12の何れかにおいて、前
記圧力発生室がシリコン単結晶基板に異方性エッチング
により形成され、前記圧電素子の各層が成膜及びリソグ
ラフィ法により形成されたものであることを特徴とする
インクジェット式記録ヘッド。
13. The pressure generating chamber according to claim 1, wherein the pressure generating chamber is formed on a silicon single crystal substrate by anisotropic etching, and each layer of the piezoelectric element is formed by film formation and lithography. An ink jet recording head, comprising:
【請求項14】 請求項1〜13の何れかのインクジェ
ット式記録ヘッドを具備することを特徴とするインクジ
ェット式記録装置。
14. An ink jet recording apparatus comprising the ink jet recording head according to claim 1.
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