DE69809807T2

DE69809807T2 - Tintenstrahlaufzeichnungskopf

Info

Publication number: DE69809807T2
Application number: DE69809807T
Authority: DE
Inventors: Tsutomu Hashizume; Yoshinao Miyata; Shinri Sakai
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1997-01-24
Filing date: 1998-01-23
Publication date: 2003-04-24
Anticipated expiration: 2018-01-24
Also published as: JP3414227B2; EP0855273B1; JPH11151812A; EP0855273A2; US6113225A; DE69809807D1; EP0855273A3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf, bei dem ein Teil der Druckkammer, der mit der Düsenöffnung in Verbindung steht, über die Tintentropfen ausgestoßen werden, aus einer Schwingplatte besteht, und eine piezoelektrische Schicht auf dieser Schwingplatte ausgebildet ist und Tintentropfen durch die Verschiebung dieser piezoelektrischen Schicht ausgestoßen werden.

BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK

Es ist ein Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf vorhanden, bei dem ein Teil der Druckkammer, der mit der Düsenöffnung in Verbindung steht, über die Tintentropfen ausgestoßen werden, aus einer Schwingplatte besteht, und diese Schwingplatte durch den piezoelektrischen Schwingungserzeuger verformt wird, so dass Druck auf die Tinte ausgeübt werden kann und Tintentropfen über die Düsenöffnung ausgestoßen werden. Was den oben beschriebenen Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf angeht, so werden in der Praxis die folgenden zwei Typen von Tintenstrahl-Druckköpfen eingesetzt. Der eine ist ein Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf, bei dem ein piezoelektrischer Schwingungserzeuger vom Längsschwingungstyp eingesetzt wird, der in der axialen Richtung des piezoelektrischen Schwingungserzeugers ausgedehnt und zusammengezogen wird. Bei dem anderen handelt es sich um einen Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf, bei dem ein piezoelektrischer Schwingungserzeuger vom Ablenk- bzw. Biegeschwingungstyp eingesetzt wird.
Der erste Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf ist insofern vorteilhaft, als ein Volumen der Druckerzeugungskammer verändert werden kann, wenn eine Abschlussfläche des piezoelektrischen Schwingungserzeugers mit der Schwingplatte in Kontakt kommt. Daher ist es möglich, einen Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf herzustellen, der für das Drucken mit hoher Geschwindigkeit geeignet ist. Andererseits können die im folgenden aufgeführten Probleme bei dem oben genannten Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf auftreten. Uni den oben erwähnten Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf herzustellen, ist es erforderlich, einen komplizierten Herstellungsvorgang auszuführen, bei dem der piezoelektrische Schwingungserzeuger in eine Wabenform geschnitten wird, wobei die geschnittenen Teile des piezoelektrischen Schwingungserzeugers mit Anordnungsabständen der Düsenöffnungen in Übereinstimmung gebracht werden. Des Weiteren ist es erforderlich, einen komplizierten Herstellungsvorgang auszuführen, bei dem der so geschnittene piezoelektrische Schwingungserzeuger akkurat in der Druckerzeugungskammer positioniert und fixiert wird. Dadurch wird, wie oben beschrieben, der Herstellungsvorgang kompliziert.
Andererseits ist letzterer Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf insofern vorteilhaft, als, wie beispielsweise in der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung Nr. 640030 dargestellt, eine unbearbeitete Scheibe, die aus piezoelektrischen Material besteht, an der Druckerzeugungskammer angehaftet und bei hoher Temperatur gebrannt wird, d. h. ein relativ einfaches Verfahren ausgeführt wird, um den piezoelektrischen Schwingungserzeuger an der Schwingplatte anzubringen. Jedoch können die im Folgenden aufgeführten Probleme bei dem oben erwähnten Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf auftreten. Da Biege- bzw. Ablenkschwingung bei dem oben erwähnten Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf eingesetzt wird, ist es erforderlich, eine relativ große Fläche zum Anordnen des oben erwähnten piezoelektrischen Schwingungserzeugers vorzusehen. Dementsprechend ist es schwierig, die piezoelektrischen Schwingungserzeuger mit hoher Anordnungsdichte anzuordnen.
Andererseits wird, wie in der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung Nr. 5- 286131 dargestellt, um die oben aufgeführten Probleme zu lösen, die bei letzterem Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf auftreten, die folgende Anordnung der piezoelektrischen Schwingungserzeuger vorgeschlagen. Eine Schicht aus piezoelektrischen Material wird mit einem Filmbildungsverfahren gleichmäßig auf der Gesamtfläche der Schwingplatte hergestellt. Diese Schicht aus piezoelektrischen Material wird mit dem Verfahren der Lithografie in eine Form geschnitten, die der Form der Druckerzeugungskammer entspricht, und der piezoelektrische Schwingungserzeuger wird unabhängig in jeder Druckkammer ausgebildet.
Wenn der oben aufgeführte Vorschlag umgesetzt wird, muss der piezoelektrische Schwingungserzeuger nicht an der Schwingplatte angehaftet werden, und der piezoelektrische Schwingungserzeuger kann mit einem einfachen und genauen Verfahren, wie beispielsweise einem Verfahren der Lithografie, hergestellt werden. Des Weiteren ist das oben aufgeführte Verfahren insofern vorteilhaft, als die Dicke des piezoelektrischen Schwingungserzeugers verringert werden kann, und es möglich wird, den Tintenstrahl- Aufzeichnungskopf mit hoher Geschwindigkeit anzusteuern.
In dem oben beschriebenen Fall kann, obwohl die Schicht aus piezoelektrischen Material auf der Gesamtfläche der Schwingplatte vorhanden ist, wenn nur eine obere Elektrode in jeder Druckerzeugungskammer vorhanden ist, der piezoelektrische Schwingungserzeuger, der jeder Druckerzeugungskammer entspricht, angesteuert werden. Wenn jedoch eine Verschiebung pro Einheit der Ansteuerspannung berücksichtigt wird, und wenn darüber hinaus eine Stärke der Belastung berücksichtigt wird, die auf die piezoelektrische Schicht in einem Abschnitt, der der Druckerzeugungskammer gegenüberliegt, und einem Abschnitt wirkt, der mit der Außenseite verbunden ist, wird der piezoelektrische aktive Abschnitt, der aus der piezoelektrischen Schicht und der oberen Elektrode besteht, vorzugsweise so angeordnet, dass er nicht aus der Druckerzeugungskammer vorstehen kann. Bei dem Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf, bei dem der oben erwähnte piezoelektrische Schwingungserzeuger vom Ablenk- bzw. Biegetyp eingesetzt wird, ist der piezoelektrische Schwingungserzeuger, der jeder Druckerzeugungskammer entspricht, mit einer isolierenden Schicht abgedeckt. In dieser isolierenden Schicht ist jeweils ein Ausschnitt (im Folgenden als Kontaktloch bezeichnet) ausgebildet, um einen Verbindungsabschnitt mit einer Zuleitungselektrode zu bilden, die eine Spannung zum Ansteuern jedes piezoelektrischen Schwingungserzeugers zuführt, und dieser Ausschnitt ist entsprechend jeder Druckerzeugungskammer angeordnet. Der Verbindungsabschnitt zum Verbinden jedes piezoelektrischen Schwingungserzeugers mit der Zuleitungselektrode ist in dem Kontaktloch ausgebildet.
Jedoch weist der Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf, bei dem der oben erwähnte piezoelektrische Schwingungserzeuger vom Ablenk- bzw. Biegetyp eingesetzt wird, den Nachteil auf, dass es zu Rissen an der piezoelektrischen Schicht in einem Bereich kommt, in dem der piezoelektrische aktive Abschnitt eine Grenze zwischen der Druckerzeugungskammer und der Umfangswand überschreitet. Des Weiteren kommt es, wenn das Kontaktloch ausgebildet wird, zu Rissen an seinem Umfang, wodurch sich die Verschiebung verringert.
Des Weiteren wird eine Struktur vorgeschlagen, bei der sich der piezoelektrische Schwingungserzeuger von einem Endabschnitt der Druckerzeugungskammer zu der Umfangswand erstreckt.
Bei der oben erwähnten Struktur treten jedoch Risse in einem Bereich auf, in dem der piezoelektrische Schwingungserzeuger eine Grenze zwischen der Druckerzeugungskammer und der Umfangswand überschreitet.
Bei dem oben erwähnten Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf wird, um die Effektivität der Verschiebung der Schwingplatte zu verbessern, die von dem piezoelektrischen Schwingungserzeuger angesteuert wird, eine Struktur vorgeschlagen, bei der die Dicke der Bereiche der Schwingplatte, die beiden Seiten des piezoelektrischen Schwingungserzeugers entsprechen, verringert wird. Bei der oben erwähnten Struktur, mit der die Verschiebung verstärkt werden kann, wird jedoch das Auftreten von Rissen in einem Bereich nahe an der Umfangswand der Druckkammer gefördert, wie dies oben beschrieben ist.
Die oben aufgeführten Probleme treten besonders dann auf, wenn die Schicht aus piezoelektrischen Material mit einem Filmbildungsverfahren ausgebildet wird. Das ist darauf zurückzuführen, dass die Schicht aus piezoelektrischem Material, die mittels eines Filmbildungsverfahrens ausgebildet wird, sehr dünn ist, und eine starke Restspannung in der Materialschicht vorhanden ist, so dass die Steifigkeit und die mechanische Festigkeit geringer sind als die der piezoelektrischen Schicht, die aus dem piezoelektrischen Schwingungserzeuger besteht, der an der Druckerzeugungskammer angehaftet wird.
Die vorliegende Erfindung ist angesichts der oben aufgeführten Umstände gemacht worden.
Ein Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf ist aus EP0884184 bekannt, und eine keramische Membranstruktur ist aus EP-A-671772 bekannt.

ZUSAMMENFASSUNG DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf zu schaffen, mit dem das Auftreten von Rissen in einem Bereich nahe an der Anfangswand der Druckerzeugungskammer des piezoelektrischen aktiven Abschnitts verhindert werden kann, um die Lebensdauer des Aufzeichnungskopfes zu verlängern.
Bei der ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung handelt es sich um einen Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf, der umfasst: einen piezoelektrischen Schwingungserzeuger, der eine Schwingplatte aufweist, die einen Teil einer Druckerzeugungskammer bildet, der mit einer Düsenöffnung verbunden ist, wobei die Oberseite der Schwingplatte als eine untere Elektrode wirkt, und der piezoelektrische Schwingungserzeuger des Weiteren einen piezoelektrischen aktiven Abschnitt aufweist, der aus einer piezoelektrischen Schicht besteht, die an der Oberfläche der Schwingplatte ausgebildet ist, und des Weiteren aus einer oberen Elektrode besteht, die an der Oberfläche der piezoelektrischen Schicht ausgebildet ist, wobei der piezoelektrische aktive Abschnitt in einem Bereich ausgebildet ist, der der Druckerzeugungskammer gegenüberliegt, und der piezoelektrische aktive Abschnitt im Wesentlichen in einem Bereich angeordnet ist, der der Druckerzeugungskammer gegenüberliegt, wobei der piezoelektrische aktive Abschnitt einen Verbindungsabschnitt aufweist, der eine Grenze zwischen dem Bereich, der der Druckerzeugungskammer gegenüberliegt, und dem Bereich, der einer Umfangswand in wenigstens einem Teil gegenüberliegt, überschreitet, und der piezoelektrische aktive Abschnitt des Weiteren einen Schwingungsregulierabschnitt zum Regulieren einer Schwingungsbewegung der Schwingplatte aufweist.
In der oben beschriebenen ersten Ausführung wird Schwingung eines Bereiches nahe an dem Verbindungsabschnitt durch den Schwingungsregulierabschnitt reguliert und eine Verschiebung wird allmählich bewirkt. Dementsprechend kann das Auftreten von Rissen in dem Verbindungsabschnitt verhindert werden.
Bei der zweiten Ausführung der vorliegenden Erfindung handelt es sich um einen Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf, bei dem die Schwingplatte einen dünnen Wandabschnitt, dessen Dicke geringer ist als die Dicke eines Teils, der dem piezoelektrischen Abschnitt entspricht, auf beiden Seiten des piezoelektrischen aktiven Abschnitts in der Breitenrichtung aufweist.
Bei der oben beschriebenen zweiten Ausführung besteht wenigstens die Schwingplatte in dem Armabschnitt aus Dünnfilm. Daher kann, wenn der piezoelektrische aktive Abschnitt angesteuert wird, ein Betrag der Verschiebung vergrößert werden.
Bei der dritten Ausführung der vorliegenden Erfindung handelt es sich um einen Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf gemäß der ersten oder der zweiten Ausführung, wobei der Schwingungsregulierabschnitt aus einem Abschnitt großer Breite, in dem die piezoelektrische Schicht breiter ist als der Primärabschnitt des piezoelektrischen aktiven Abschnitts besteht, wobei der Abschnitt großer Breite zu einer Seitenwand ausgedehnt und an einer Abschlussseite der Druckerzeugungskammer in der Längsrichtung angeordnet ist.
Bei der dritten Ausführung wird, wenn der Abschnitt großer Breite vorhanden ist, in dem die Breite der piezoelektrischen Schicht vergrößert ist, Schwingung in einem Bereich nahe dem Verbindungsabschnitt reguliert, so dass eine Verschiebung allmählich bewirkt werden kann und Schaden vermieden werden kann.
Bei der vierten Ausführung der vorliegenden Erfindung handelt es sich um einen Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf gemäß der dritten Ausführung, wobei die obere Elektrode im Wesentlichen an der piezoelektrischen Schicht des Schwingungsregulierabschnitts angeordnet ist.
Bei der oben beschriebenen vierten Ausführung bildet der Abschnitt großer Breite im Wesentlichen einen piezoelektrischen aktiven Abschnitt, er ist jedoch zu der Seitenwand hin ausgedehnt. Daher kann die Schwingung reguliert werden.
Bei der fünften Ausführung der vorliegenden Erfindung handelt es sich um einen Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf gemäß der dritten oder der vierten Ausführung, wobei die obere Elektrode an wenigstens einem Bereich der piezoelektrischen Schicht des Schwingungsregulierabschnitts nicht angeordnet ist.
Gemäß der oben beschriebenen fünften Ausführung ist zum Beispiel die obere Elektrode, die in einem brüchigen Bereich, wie beispielsweise einem Endabschnitt, angeordnet ist, entfernt, so dass das Auftreten von Rissen in dem Bereich verhindert wird, und, selbst wenn Risse auftreten, elektrischer Ausfall verhindert werden kann.
Bei der sechsten Ausführung der vorliegenden Erfindung handelt es sich um einen Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf gemäß einer der dritten bis fünften Ausführung, wobei sich die Breite der piezoelektrischen Schicht vom Primärabschnitt des piezoelektrischen aktiven Abschnitts zum Abschnitt großer Breite allmählich ändert.
Bei der oben beschriebenen sechsten Ausführung sind keine Bereiche vorhanden, die beschädigt werden können, wie beispielsweise ein spitzwinkliger Bereich der Struktur. Daher kann die Lebensdauer verlängert werden.
Bei der siebten Ausführung der vorliegenden Erfindung handelt es sich um einen Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf gemäß der ersten oder der zweiten Ausführung, wobei der Schwingungsregulierabschnitt ausgebildet wird, indem eine relative Beziehung zwischen der Breite der Druckerzeugungskammer und der Breite des piezoelektrischen aktiven Abschnitts gegenüber einer relativen Beziehung des Primärabschnitts verändert wird.
Bei der oben beschriebenen siebten Ausführung wird, wenn eine relative Beziehung zwischen der Breite der Druckerzeugungskammer und der Breite des piezoelektrischen aktiven Abschnitts verändert wird, Schwingung reguliert, und eine Verschiebung in einem Bereich nahe dem Verbindungsabschnitt kann auf ein Minimum verringert werden.
Bei der achten Ausführung der vorliegenden Erfindung handelt es sich um einen Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf gemäß der siebten Ausführung, wobei der Schwingungsregulierabschnitt aus einem Abschnittgeringerer Breite besteht, in dem sowohl die Breite der piezoelektrischen Schicht nahe an dem Verbindungsabschnitt als auch die Breite der oberen Elektrode verringert sind.
Bei der oben beschriebenen achten Ausführung wird, da die Breite eines Bereiches nahe an dem Verbindungsabschnitt des piezoelektrischen aktiven Abschnitts, der eine Grenze des Endabschnitts der Druckerzeugungskammer überschreitet, geringer ist als die Breite anderer Abschnitte, Biegung allmählich von der Grenze der Umfangswand zur Druckerzeugungskammer hin bewirkt. Dementsprechend wird die Stärke mechanischer Spannung des Bereiches, der die Grenze überschreitet, gering, und das Auftreten von Rissen kann verhindert werden, und die Lebensdauer lässt sich verlängern.
Bei der neunten Ausführung der vorliegenden Erfindung handelt es sich um einen Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf gemäß der siebten Ausführung, wobei der Schwingungsregulierabschnitt aus einem Abschnitt geringer Breite besteht, in dem lediglich die Breite der oberen Elektrode des piezoelektrischen aktiven Abschnitts nahe an dem Verbindungsabschnitt verringert ist.
Bei der neunten Ausführung wird, wenn die Breite der oberen Elektrode verringert ist, der Abschnitt des piezoelektrischen aktiven Abschnitts geringer Breite ausgebildet. Da ein inaktiver Abschnitt angebracht ist, wird die Biegung weiter verringert.
Bei der zehnten Ausführung der vorliegenden Erfindung handelt es sich um einen Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf gemäß einer der siebten bis neunten Ausführung, wobei die Breite des piezoelektrischen aktiven Abschnitts von dem Primärabschnitt zu dem Abschnitt geringer Breite allmählich verändert wird.
Bei der oben beschriebenen zehnten Ausführung sind keine spitzwinkligen Abschnitte vorhanden, in denen es zu Rissen in dem piezoelektrischen aktiven Abschnitt kommt. Daher lässt sich die Lebensdauer verlängern.
Bei der elften Ausführung der vorliegenden Erfindung handelt es sich um einen Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf gemäß einer der achten bis zehnten Ausführung, wobei ein Dickfilmabschnitt, dessen Gesamt-Filmdicke größer ist als eine Gesamt-Filmdicke am Rand des piezoelektrischen aktiven Abschnitts, an wenigstens einem Teil der Innenkante der Grenze zwischen der Druckerzeugungskammer und der Umfangswand an beiden Seiten des Abschnitts geringer Breite in der Breitenrichtung angeordnet ist.
Bei der oben beschriebenen elften Ausführung wird Schwingung in einem Bereich nahe an der Umfangswand durch den Dickfilmabschnitt reguliert, und die Schwingplatte wird durch den Dickfilmabschnitt geschützt. Dementsprechend kann die Lebensdauer verlängert werden.
Bei der zwölften Ausführung der vorliegenden Erfindung handelt es sich um einen Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf gemäß einer der achten bis elften Ausführung, wobei ein Abstand von dem Ende des Abschnitts geringer Breite im Inneren der Druckerzeugungskammer zu einer Position, an der der Abschnitt geringer Breite die Grenze eines der Endbereiche der Druckerzeugungskammer überschreitet, in der Längsrichtung nicht weniger ausmacht als die Hälfte der Breite der Druckerzeugungskammer.
Bei der oben beschriebenen zwölften Ausführung ist es möglich, sicher einen Effekt zu erzeugen, durch den Biegung allmählich von der Grenze der Umfangswand zur Druckerzeugungskammer hin bewirkt wird.
Bei der dreizehnten Ausführung der vorliegenden Erfindung handelt es sich um einen Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf gemäß einer der achten bis zwölften Ausführung, wobei der Verbindungsabschnitt an einer Position nahe an beiden Seitenwänden der Druckerzeugungskammer angeordnet ist.
Bei der oben beschriebenen dreizehnten Ausführung tritt, da der Verbindungsabschnitt nahe an der Seitenwand liegt, Biegung nur schwer auf.
Bei der vierzehnten Ausführung der vorliegenden Erfindung handelt es sich um einen Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf gemäß einer der achten bis zwölften Ausführung, wobei eine Vielzahl von Verbindungsabschnitten an einem Endteil der Druckerzeugungskammer in der Längsrichtung vorhanden ist.
Bei der vierzehnten Ausführung ist eine Vielzahl von Abschnitten geringer Breite an Positionen nahe dem Verbindungsabschnitt vorhanden, dessen Biegung eingeschränkt wird. Dementsprechend ist es möglich, Spannung leicht an den piezoelektrischen aktiven Abschnitt gegenüber der Druckerzeugungskammer anzulegen, wobei gleichzeitig die Biegung unterdrückt wird.
Bei der fünfzehnten Ausführung der vorliegenden Erfindung handelt es sich um einen Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf gemäß einer der achten bis vierzehnten Ausführung, wobei der Verbindungsabschnitt so angeordnet ist, dass er eine Grenze an der Ecke der Druckerzeugungskammer überschreitet.
Bei der fünfzehnten Ausführung überschreitet der Abschnitt geringer Breite nahe dem Verbindungsabschnitt die Ecke. Daher wird das Auftreten der Biegung weiter erschwert.
Bei der sechzehnten Ausführung der vorliegenden Erfindung handelt es sich um einen Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf gemäß der fünfzehnten Ausführung, wobei ein Öffnungswinkel der Ecke in Richtung der Druckkammer ein spitzer Winkel ist.
Bei der sechzehnten Ausführung wird das Auftreten von Biegung weiter erschwert, da der Verbindungsabschnitt so ausgebildet ist, dass er eine spitzwinklige Ecke überschreitet, deren Biegung gering ist.
Bei der siebzehnten Ausführung der vorliegenden Erfindung handelt es sich um einen Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf gemäß einer der siebten bis sechzehnten Ausführung, wobei der Schwingungsregulierabschnitt ausgebildet wird, wenn die Breite der Druckerzeugungskammer so verringert wird, dass sie geringer ist als die Breite anderer Teile.
Bei der siebzehnten Ausführung kann, wenn die Breite der Druckerzeugungskammer teilweise verringert wird, Schwingung, die in einem Bereich nahe an dem Verbindungsabschnitt bewirkt wird, eingeschränkt werden.
Bei der achtzehnten Ausführung der vorliegenden Erfindung handelt es sich um einen Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf gemäß der siebzehnten Ausführung, wobei eine Grenze zwischen einer Seite der Druckerzeugungskammer in der Breitenrichtung und der Umfangswand so ausgebildet ist, dass sie von dem Schwingungsregulierabschnitt zu anderen Teilen linear ist.
Bei der achtzehnten Ausführung kann wenigstens eine Umfangswand der Druckerzeugungskammer in der Breitenrichtung so ausgeformt werden, dass sie linear ist. Dementsprechend lässt sich die Lebensdauer verlängern.
Bei der neunzehnten Ausführung der vorliegenden Erfindung handelt es sich um einen Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf gemäß der achtzehnten Ausführung, wobei ein Kantenteil des piezoelektrischen aktiven Abschnitts an einer Seite in der Breitenrichtung so ausgebildet wird, dass er in der Längsrichtung der Druckerzeugungskammer von dem Primärabschnitt zu dem Schwingungsregulierabschnitt linear ist.
Bei der neunzehnten Ausführung kann in einem Bereich des piezoelektrischen aktiven Abschnitts, dessen Breite verringert ist, eine Seite so ausgeformt werden, dass sie linear ist. Dementsprechend verringert sich die Anzahl von Ecken in dem piezoelektrischen aktiven Abschnitt, so dass die Lebensdauer verlängert werden kann.
Bei der zwanzigsten Ausführung der vorliegenden Erfindung handelt es sich um einen Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf gemäß einer der ersten bis neunzehnten Ausführung, wobei eine Isolierschicht an der Oberseite des piezoelektrischen aktiven Abschnitts ausgebildet ist und eine Zuleitungselektrode, die zum Anlegen von Spannung an den piezoelektrischen aktiven Abschnitt dient, sowie ein Kontaktabschnitt zum Verbinden der Elektrode in einem Kontaktloch angeordnet sind, das an der Isolierschicht ausgebildet ist.
Bei der zwanzigsten Ausführung wird die Spannung über den Kontaktabschnitt, der über die Isolierschicht ausgebildet ist, an den piezoelektrischen aktiven Abschnitt angelegt.
Bei der einundzwanzigsten Ausführung der vorliegenden Erfindung handelt es sich um einen Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf gemäß einer der ersten bis zwanzigsten Ausführung, wobei eine Zuleitungselektrode, die dazu dient, Spannung an den piezoelektrischen aktiven Abschnitt anzulegen, und ein Kontaktabschnitt zum Verbinden der Elektrode in einem Bereich angeordnet sind, der der Umfangswand der Druckerzeugungskammer gegenüberliegt.
Bei der einundzwanzigsten Ausführung wird Spannung über das Konaktloch, das an der Umfangswand ausgebildet ist, an den piezoelektrischen aktiven Abschnitt angelegt.
Bei der zweiundzwanzigsten Ausführung der vorliegenden Erfindung handelt es sich um einen Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf gemäß einer der ersten bis einundzwanzigsten Ausführung, wobei ein Signalübertragungsdurchlass ausgebildet wird, wenn die Breite der oberen Elektrode von einem Bereich aus verlängert wird, der über die Grenze des Abschnitts mit großer Breite an einer Seite der Druckerzeugungskammer hinaus reicht.
Bei der zweiundzwanzigsten Ausführung ist es möglich, einen Kriechabstand zwischen der unteren und der oberen Elektrode zu gewährleisten. Daher kann eine Kriechentladung verhindert werden, und des Weiteren ist es möglich, die elektrostatische Kapazität und den piezoelektrischen Verlust erheblich zu verringern.
Bei der dreiundzwanzigsten Ausführung der vorliegenden Erfindung handelt es sich um einen Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf gemäß einer der ersten bis zweiundzwanzigsten Ausführung, wobei wenigstens eine Kontaktfläche der oberen Elektrode, die mit der piezoelektrischen Schicht in Kontakt kommt, aus leitendem Oxid-Film besteht.
Bei der dreiundzwanzigsten Ausführung ist es möglich, die Verschlechterung der piezoelektrischen Eigenschaften zu verhindern, die durch den Mangel an Sauerstoff an der piezoelektrischen Schicht verursacht wird.
Bei der vierundzwanzigsten Ausführung der vorliegenden Erfindung handelt es sich um einen Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf gemäß einer der ersten bis dreiundzwanzigsten Ausführung, wobei die Druckerzeugungskammer ausgebildet wird, wenn anisotropes Ätzen an einer Einkristall-Silizium-Grundplatte ausgeführt wird, und jede Schicht des piezoelektrischen Schwingungserzeugers mit Verfahren der Filmherstellung und der Lithografie ausgebildet wird.
Mit der vierundzwanzigsten Ausführung ist es möglich, einen Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf mit Düsenöffnungen, die sehr dicht angeordnet sind, relativ einfach in Massenproduktion herzustellen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine perspektivische Anordnungsansicht des Tintenstrahl-Aufzeichnungskopfes in Ausführung 1 der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2(a) und (b) sind Schnittansichten des in Fig. 1 dargestellten Tintenstrahl-Aufzeichnungskopfes.
Fig. 3 ist eine Draufsicht, die den Aufbau der piezoelektrischen Schicht, der oberen Elektrode und der unteren Elektrode des Tintenstrahl-Aufzeichnungskopfes in Ausführung 1 der vorliegenden Erfindung zeigt, wobei Fig. 3 in Bezug auf die Druckerzeugungskammer ausgeführt ist.
Fig. 4 ist eine Ansicht, die einen Aufbau des piezoelektrischen Schwingungserzeugers in einer Abwandlung von Ausführung 1 der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 5(a) und (b) sind Ansichten, die einen Aufbau des piezoelektrischen Schwingungserzeugers in einer weiteren Abwandlung von Ausführung 1 der vorliegenden Erfindung zeigen.
Fig. 6 ist eine Ansicht, die einen Aufbau des piezoelektrischen Schwingungserzeugers in einer weiteren Abwandlung von Ausführung 1 der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 7 ist eine Ansicht, die einen Aufbau des piezoelektrischen Schwingungserzeugers in einer weiteren Abwandlung von Ausführung 1 der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 8 ist eine auseinandergezogene Perspektivansicht des Tintenstrahl-Aufzeichnungskopfes in Ausführung 2 der vorliegenden Erfindung.
Fig. 9(a) und (b) sind Ansichten des Tintenstrahl-Aufzeichnungskopfes in Ausführung 2 der vorliegenden Erfindung, wobei Fig. 9(a) eine Draufsicht ist und Fig. 9(b) eine Schnittansicht von Fig. 9(a) entlang der Linie A-A ist.
Fig. 10(a) und (b) sind Ansichten, die Abwandlungen der in Fig. 8 dargestellten Verschlussplatte zeigen.
Fig. 11 (a)-(d) sind Ansichten, die ein Dünnfilm-Herstellungsverfahren für Ausführung 2 der vorliegenden Erfindung zeigen.
Fig. 12(a)-(c) sind Ansichten, die ein Dünnfilm-Herstellungsverfahren für Ausführung 2 der vorliegenden Erfindung zeigen.
Fig. 13(a)-(c) sind Ansichten, die ein Dünnfilm-Herstellungsverfahren für Ausführung 2 der vorliegenden Erfindung zeigen.
Fig. 14 ist eine Draufsicht auf einen Primärabschnitt von Ausführung 2 der vorliegenden Erfindung.
Fig. 15 ist eine Draufsicht auf einen Primärabschnitt, die der Erläuterung einer Abwandlung von Ausführung 2 der vorliegenden Erfindung dient.
Fig. 16 ist eine Draufsicht auf einen Primärabschnitt, die der Erläuterung einer weiteren Abwandlung von Ausführung 2 der vorliegenden Erfindung dient.
Fig. 17 ist eine Draufsicht auf einen Primärabschnitt, die der Erläuterung einer weiteren Abwandlung von Ausführung 2 der vorliegenden Erfindung dient.
Fig. 18 ist eine Draufsicht auf einen Primärabschnitt, die der Erläuterung einer weiteren Abwandlung von Ausführung 2 der vorliegenden Erfindung dient.
Fig. 19 ist eine Draufsicht auf einen Primärabschnitt, die der Erläuterung einer weiteren Abwandlung von Ausführung 2 der vorliegenden Erfindung dient.
Fig. 20 ist eine Draufsicht auf einen Primärabschnitt von Ausführung 3 der vorliegenden Erfindung.
Fig. 21 ist eine Draufsicht auf einen Primärabschnitt, die der Erläuterung einer Abwandlung von Ausführung 3 der vorliegenden Erfindung dient.
Fig. 22 ist eine Draufsicht auf einen Primärabschnitt, die der Erläuterung von Ausführung 4 der vorliegenden Erfindung dient.
Fig. 23 ist eine Draufsicht auf einen Primärabschnitt, die der Erläuterung einer Abwandlung von Ausführung 4 der vorliegenden Erfindung dient.
Fig. 24 ist eine Draufsicht auf einen Primärabschnitt, die der Erläuterung einer weiteren Abwandlung von Ausführung 4 der vorliegenden Erfindung dient.
Fig. 25 ist eine Draufsicht auf einen Primärabschnitt, die der Erläuterung einer weiteren Abwandlung von Ausführung 4 der vorliegenden Erfindung dient.
Fig. 26 ist eine auseinandergezogene Perspektivansicht des Tintenstrahl-Aufzeichnungskopfes in einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung.
Fig. 27 ist eine Schnittansicht des Tintenstrahl-Aufzeichnungskopfes in einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGEN

Unter Bezugnahme auf die Ausführungen wird die vorliegende Erfindung im folgenden erläutert.

AUSFÜHRUNG 1

Fig. 1 ist eine perspektivische Anordnungsansicht des Tintenstrahl-Aufzeichnungskopfes in Ausführung 1 der vorliegenden Erfindung. Fig. 2(a) und 2(b) sind Schnittansichten, die jeweils unterschiedliche Abschnitte einer Druckerzeugungskammer in der Längsrichtung zeigen, d. h. Fig. 2(a) ist eine Schnittansicht entlang der Mittellinie des piezoelektrischen Schwingungserzeugers 310 und Fig. 2(b) ist eine Schnittansicht entlang des seitlichen Endabschnitts des piezoelektrischen Schwingungserzeugers 310. Fig. 3 ist eine Ansicht, die eine Positionsbeziehung zwischen ihnen zeigt.
Es ist, wie in den Zeichnungen dargestellt, eine durchlassbildende Grundplatte 10 vorhanden, die aus einer Einkristall-Silizium-Grundplatte besteht. Eine Fläche der Durchlassbildenden Grundplatte 10 ist eine Öffnungsfläche und ein Stück aus elastischem Film 50, der aus Siliziumoxid besteht, ist an der anderen Fläche ausgebildet. An der Öffnungsfläche der Durchlassbildenden Grundplatte 10 sind eine Druckerzeugungskammer 12 und ein Behälter 13 vorhanden, die durch anisotropes Ätzen ausgebildet werden und mit Trennwänden 11 unterteilt sind. Des Weiteren ist ein Tintenzuführkanal 14 vorhanden, der aus einer Vertiefung besteht, über die die Druckerzeugungskammer 12 bei einem konstanten Strömungswiderstand mit dem Behälter 13 in Verbindung steht.
In einem Bereich an dem elastischen Film 50, der jeder Druckerzeugungskammer 12 gegenüberliegt, ist ein piezoelektrischer Schwingungserzeuger 310 vorhanden, der mit dem Verfahren des Filmbildens hergestellt wird, dessen Details weiter unten beschrieben werden.
An der Düsenplatte 110 ist eine Düsenöffnung 111 ausgebildet, über die die Druckerzeugungskammer 12 mit einer Abschlussseite in Verbindung steht. Diese Düsenplatte 110 ist so befestigt, dass die Öffnung der Durchlassbildenden Grundplatte mit der Düsenplatte 110 abgedeckt ist.
Bei dieser Anordnung ist die durchlassbildende Grundplatte 10 mit einem flexiblen Kabel 120 verbunden, das dem piezoelektrischen Schwingungserzeuger 310 ein Ansteuersignal zuführt. Die Durchlassbildende Grundplatte 10 ist an einem Kopfgehäuse 130 befestigt und wird von ihm gehalten.
Der piezoelektrische Schwingungserzeuger 310 besteht aus einem piezoelektrischen aktiven Abschnitt 320, der einen unteren Elektrodenfilm 60, der an dem elastischen Film 50 so angeordnet ist, dass der untere Elektrodenfilm 60 sämtliche Bereiche der Druckerzeugungskammer 12, des Tintenzuführkanals 14 und des Behälters 13 abdeckt, eine piezoelektrische Schicht 70, die an diesem unteren Elektrodenfilm 60 ausgebildet ist, sowie einen oberen Elektrodenfilm 80 enthält, wobei diese Elemente jeweils aufeinander geschichtet sind. Der piezoelektrische aktive Abschnitt 320 erstreckt sich, wie in Fig. 3 dargestellt, von der Düsenöffnungsseite zu der Druckerzeugungskammer 12 und zur Seite des Behälters 13 und erstreckt sich über den Endabschnitt des Behälters 13 hinaus. In einem Bereich, in dem der piezoelektrische aktive Abschnitt 320 jeder der Druckerzeugungskammern 12 gegenüberliegt, ist die Breite W2 des piezoelektrischen aktiven Abschnitts 320 im Wesentlichen geringfügig kleiner als die Breite W1 der Druckerzeugungskammer 12, und die seitlichen Ränder 320a, 320a des piezoelektrischen aktiven Abschnitts 320 befinden sich innerhalb der Grenzen 12a, 12a zwischen der Druckerzeugungskammer 12 und den Trennwänden 11. In einem Bereich des Endabschnitts des piezoelektrischen aktiven Abschnitts 320 auf der Seite des Tintenzuführkanals 14 der Druckerzeugungskammer 12 ist die Breite W3 des piezoelektrischen aktiven Abschnitts 320 größer als die Breite W1 der Druckerzeugungskammer 12, d. h. der Abschnitt 321 mit großer Breite, dessen Breite W3 beträgt, ist an der Position P ausgebildet, die innerhalb der Grenze 12b des Endabschnitts der Druckerzeugungskammer 12 liegt, und der piezoelektrische aktive Abschnitt 320 erstreckt sich zu einem Abschlussabschnitt, in dem der piezoelektrische aktive Abschnitt 320 mit dem flexiblen Kabel 120 verbunden ist.
Bei dieser Ausführung wird, wenn ein Signal von der äußeren Ansteuerschaltung über das flexible Kabel 120 an den piezoelektrischen Schwingungserzeuger 310 angelegt wird, der piezoelektrische Schwingungserzeuger 310 gebogen, so dass die Druckerzeugungskammer verengt wird. Wenn die Druckerzeugungskammer 12 verengt wird, wird Tinte in der Druckerzeugungskammer 12 unter Druck gesetzt. Ein Teil der so unter Druck gesetzten Tinte wird über die Düsenöffnung 111 in Form von Tintentropfen ausgestoßen. Nachdem die Tintentropfen über die Düsenöffnung 111 ausgestoßen worden sind und der piezoelektrische Schwingungserzeuger 310 in den Ursprungszustand zurückgekehrt ist, wird die Druckerzeugungskammer 12 ausgedehnt, und Tinte strömt aus dem Behälter 13 über den Tintenzuführkanal 14 in die Druckerzeugungskammer 12.
Dabei liegen in einem Bereich, in dem der piezoelektrische aktive Abschnitt 320 der Druckerzeugungskammer 12 gegenüberliegt und zum Biegen verschoben wird, die seitlichen Ränder 320a, 320a des piezoelektrischen aktiven Abschnitts 320 im Inneren der Grenzen 12a, 12a auf der Seite der Druckerzeugungskammer 12. Dementsprechend wird eine einschränkende Kraft, die auf den piezoelektrischen aktiven Abschnitt 320 durch die Durchlassbildende Grundplatte 10 ausgeübt wird, soweit wie möglich verringert, so dass der piezoelektrische aktive Abschnitt 320 erheblich gebogen wird. Daher erzeugt der piezoelektrische aktive Abschnitt 320 einen Tintendruck, der erforderlich ist, um Tinte auszustoßen, und zwar selbst dann, wenn eine niedrige Ansteuerspannung angelegt wird.
Andererseits ist die Breite W3 des piezoelektrischen aktiven Abschnitts 320 an einer Position nahe an der Grenze 12b des Endabschnitts auf der Seite des Tintenzuführkanals größer als die Breite W1 der Druckerzeugungskammer 12. Daher wird die Biegeverschiebung eingeschränkt, wenn der piezoelektrische aktive Abschnitt 320 angesteuert wird, und die Konzentration mechanischer Spannung wird verringert.
Fig. 4 ist eine Ansicht, die eine Abwandlung dieser Ausführung zeigt. Bei dieser Ausführung ist der obere Elektrodenfilm 80 nicht in einem Bereich des Abschnitts 321 mit großer Breite, wie bei der oberen Ausführung ausgebildet, sondern es sind inaktive Bereiche 325, 325 vorhanden, in denen die piezoelektrische Schicht 70 frei liegt und die inaktiven Abschnitte 325, 325 unwirksam werden. Die inaktiven Abschnitte 325, die unwirksam werden, befinden sich außerhalb der Breite W2 des Primärbereiches des piezoelektrischen aktiven Abschnitts 320 am inneren Endabschnitt der Druckerzeugungskammer 12 in dem Bereich, in dem die Breite der piezoelektrischen Schicht 70 groß ist. Andere Bereiche sind der Abschnitt 321A des piezoelektrischen aktiven Abschnitts 320 mit großer Breite.
Bei dieser Ausführung kommt es in einem Bereich nahe an der Position P', an der sich die Breite zu vergrößern beginnt, am häufigsten zur Konzentration mechanischer Spannung an der piezoelektrischen Schicht 70. Dieser Teil wird der unwirksame Bereich (inaktiver Abschnitt) 325. Dementsprechend kommt es selten zu Rissen in diesem Teil. Selbst wenn es zu Rissen in dem inaktiven Abschnitt 325 kommt, kann das Auftreten von elektrischem Ausfall verhindert werden, da in diesem Bereich kein oberer Elektrodenfilm 80 vorhanden ist.
Dabei ist bei der oben stehenden Ausführung der Zuleitungsabschnitt so ausgebildet, dass die Breite des Abschnitts 321 mit großer Breite auf W3 festgelegt ist. Wenn jedoch der Zuleitungsabschnitt 85 mit der Breite W4, die so klein wie möglich ist, wobei jedoch Bedingung ist, dass das Ansteuersignal nicht gedämpft werden kann, an dem oberen Elektrodenfilm 80 ausgebildet ist, wie dies in Fig. 5(a) und 5(b) dargestellt ist, ist es möglich, den Kriechabstand zwischen dem unteren Elektrodenfilm 60 und dem oberen Elektrodenfilm 80 zu gewährleisten, und die Kriechentladung kann verhindert werden, und gleichzeitig lassen sich die elektrostatische Kapazität des Signalzuführweges sowie der piezoelektrische Verlust erheblich verringern, und die Abnahme der Ansprechgeschwindigkeit sowie die Erzeugung von Wärme können unterdrückt werden.
Bei der oben beschriebenen Ausführung können die Schwingplatten, die wenigstens auf beiden Seiten in der Breitenrichtung des Primärbereiches des piezoelektrischen aktiven Abschnitts 320 ausgebildet sind, d. h. die Schwingplatten des Armabschnitts, im Vergleich zu anderen Bereichen dünn ausgebildet werden, so dass die Schwingplatten beim Ansteuern leicht verschoben werden können. Es sind beispielsweise, wie in Fig. 6 dargestellt, Abschnitte 350, in denen der untere Elektrodenfilm entfernt ist, auf beiden Saiten in der Breitenrichtung des piezoelektrischen aktiven Abschnitts 320 vorhanden. In dem Abschnitt 350, in den der untere Elektrodenfilm entfernt ist, ist der untere Elektrodenfilm 60 vollständig entfernt. Es kann jedoch ein Dünnfilm so ausgebildet sein, dass ein Teil des unteren Elektrodenfilms 60 in der Dickenrichtung entfernt wird, oder als Alternative dazu kann ein Teil des elastischen Films 50 in der Dickenrichtung entfernt werden. Der Abschnitt 350, in dem der untere Elektrodenfilm entfernt ist, kann nicht nur auf beiden Seiten in der Breitenrichtung, sondern auch außerhalb des Randabschnittes angeordnet sein.
Des Weiteren kann bei der oben beschriebenen Ausführung die Breite des primären Bereiches des piezoelektrischen aktiven Abschnitts 320 allmählich vergrößert werden, so dass sich die Breite des Bereichs allmählich zu dem Abschnitt mit großer Breite hin ändert. Das heißt, die Breite des Abschnitts 321 B mit großer Breite am inneren Abschnitt in Bezug auf die Druckerzeugungskammer 12 ändert sich, wie in Fig. 7 dargestellt, allmählich, so dass er zu dem Breitenänderungsabschnitt 322 ausgebildet werden kann. Insbesondere, wenn der innere Rand einer Grenze zwischen dem Primärabschnitt und dem Abschnitt mit großer Breite zu einem R-Abschnitt ausgebildet wird, wie die in Fig. 7 dargestellt ist, ist es möglich, das Auftreten von Rissen am inneren Randabschnitt des Abschnitts mit großer Breite weiter zu verringern.

AUSFÜHRUNG 2

Fig. 8 bis 14 sind Ansichten, die einen Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf in Ausführung 2 zeigen. Der Grundaufbau dieses Tintenstrahl-Aufzeichnungskopfes gleicht dem der bereits beschriebenen Ausführung bis auf den einen Punkt, dass eine gemeinsame Tintenkammer durch ein anderes Element als den Behälter 13 gebildet wird, der auf der Durchlassbildenden Grundplatte 10 angeordnet ist. Daher werden gleiche Bezugszeichen verwendet, um gleiche Teile zu kennzeichnen.
Fig. 8 ist eine auseinandergezogene perspektivische Anordnungsansicht des Tintenstrahl-Aufzeichnungskopfes einer Ausführung der vorliegenden Erfindung, Fig. 9(a) ist eine Draufsicht, und Fig. 9(b) ist eine Schnittansicht in der Längsrichtung einer der Druckerzeugungskammern.
Bei dieser Ausführung besteht, wie in der Zeichnung dargestellt, die Durchlassbildende Grundplatte 10 aus einer Einkristall-Silizium-Grundplatte mit der Flächenorientierung (1110). Die Dicke der Durchlassbildende Grundplatte 10 beträgt normalerweise 150 bis 300 um. Vorzugsweise beträgt die Dicke der Durchlassbildenden Grundplatte 10 180 bis 280 um. Am besten beträgt die Dicke der Durchlassbildenden Grundplatte 10 ungefähr 220 um. Dass die Dicke der Durchlassbildenden Grundplatte 10 wie oben beschrieben festgelegt wird, liegt darin begründet, dass die Anordnungsdichte der Druckkammern erhöht werden kann, wobei gleichzeitig die Steifigkeit der Trennwand zwischen den benachbarten Druckerzeugungskammern auf einem hohen Wert gehalten wird.
Eine der Flächen der Durchlassbildenden Grundplatte 10 ist eine Öffnungsfläche, und an der anderen Fläche ist ein elastischer Film 50 vorhanden, dessen Dicke 0,1 bis 2 um beträgt und der aus Siliziumdioxid besteht und im Voraus durch Wärmeoxidation ausgebildet wurde.
Des Weiteren sind an der Öffnungsfläche der Durchlassbildenden Grundplatte 10 eine Düsenöffnung 111 und eine Druckerzeugungskammer 12 vorhanden, die ausgebildet werden, indem anisotropes Ätzen an einer Einkristall-Silizium-Grundplatte ausgeführt wird.
In diesem Fall wird das anisotrope Ätzen auf folgende Weise ausgeführt. Wenn die Einkristall-Silizium-Grundplatte in eine basische Lösung, wie beispielsweise eine Lösung aus KOH, getaucht wird, wird sie allmählich korrodiert, und die erste Fläche (111) tritt hervor, die senkrecht zu der Fläche (110) ist, und des Weiteren tritt die zweite Fläche (111) hervor, die einen Winkel von ungefähr 70º zu der ersten Fläche (111) bildet und des Weiteren einen Winkel von ungefähr 35º zu der oben erwähnten Fläche (110) bildet. Bei dem oben beschriebenen anisotropen Ätzen wird die Eigenschaft genutzt, dass die Ätzrate der Fläche (111) ungefähr 1/180 der Ätzrate der Fläche (110) beträgt. Durch das oben beschriebene anisotrope Ätzen kann die Form eines Parallelogramms ausgebildet werden, das durch die ersten Flächen (111), deren Anzahl 2 beträgt und die zweiten Flächen (111) gebildet wird, deren Anzahl 2 beträgt, und die in Bezug auf die ersten Flächen geneigt sind. Basierend auf der Ausbildung des oben beschriebenen Parallelogramms ist es möglich, eine genaue Bearbeitung auszuführen, und die Druckerzeugungskammern 12 können mit hoher Anordnungsdichte angeordnet werden.
Bei dieser Ausführung wird die lange Seite jeder Druckerzeugungskammer 12 durch die erste Fläche (111) gebildet, und die kurze Seite wird durch die zweite Fläche (111) gebildet. Diese Druckerzeugungskammer 12 kann ausgebildet werden, wenn Ätzen an der Durchlassbildenden Grundplatte 10 so ausgeführt wird, dass der geätzte Bereich im Wesentlichen die Durchlassbildende Grundplatte 10 durchdringt und bis zu dem elastischen Film 50 reicht. Dabei wird der elastische Film selten durch die basische Lösung korrodiert, die zum Ätzen der Einkristall-Silizium-Grundplatte eingesetzt wird.
Des Weiteren ist die Breite jeder Düsenöffnung 111, die mit einem Ende jeder Druckerzeugungskammer 12 in Verbindung steht, geringer als die Breite der Druckerzeugungskammer 12. Des Weiteren ist die Tiefe jeder Düsenöffnung 111 geringer als die Tiefe der Druckerzeugungskammer 12. Das heißt, die Düsenöffnung 111 wird ausgebildet, wenn die Einkristall-Silizium-Grundplatte in der Dickenrichtung bis zur Mitte der Dicke geätzt wird. Das heißt, die Düsenöffnung 111 wird ausgebildet, wenn Halb-Ätzen an der Einkristall-Silizium-Grundplatte ausgeführt wird. Das Halb-Ätzen wird dabei ausgeführt, indem die Ätzzeit reguliert wird.
In diesem Fall werden die Größe der Druckerzeugungskammer 12, die Druck zum Ausstoßen von Tintentropfen erzeugt, und die Größe der Düsenöffnung 111, über die Tintentropfen ausgestoßen werden, entsprechend einer auszustoßenden Menge an Tinte, der Ausstoßgeschwindigkeit von Tintentropfen und der Ausstoßfrequenz optimiert. Wenn beispielsweise Tintentropfen, deren Anzahl 360 pro 2,54 cm (Inch) beträgt, aufgezeichnet werden, ist es erforderlich, die Düsenöffnung 111 mit hoher Genauigkeit auszubilden, wobei die Rinnenbreite derselben einige zehn um beträgt.
Jede Druckerzeugungskammer 12 und die gemeinsame Tintenkammer 31, die weiter unten beschrieben wird, stehen miteinander über den Tintenzuführ-Verbindungskanal 21 in Verbindung, der an einer Position an einer Verschlussplatte 20 ausgebildet ist, die einem Endabschnitt jeder Druckerzeugungskammer 12 entspricht. Tinte wird aus der gemeinsamen Tintenkammer 31 über diesen Tintenzuführ-Verbindungskanal 21 zugeführt und auf jede Druckerzeugungskammer 12 verteilt.
An der Verschlussplatte 20 sind Tintenzuführ-Verbindungskanäle 21 entsprechend den Druckerzeugungskammern 12 ausgebildet. So besteht die Verschlussplatte 20 beispielsweise aus Glaskeramik, deren Dicke 0,1 bis 1 mm beträgt und deren linearer Ausdehnungskoeffizient 2,5 bis 4,5 (10&supmin;&sup6;/ºC) beträgt. Dabei kann es sich, wie in Fig. 10(a) und 10(b) dargestellt, bei dem Tintenzuführ-Verbindungskanal 21 um eine schlitzförmige Öffnung 21A handeln, die einen Bereich nahe an dem Endbereich jeder Druckerzeugungskammer 12 auf der Tintenzuführseite schneidet, oder als Alternative dazu kann es sich bei dem Tintenzuführ-Verbindungskanal 21 um eine Vielzahl von schlitzförmigen Öffnungen 21 B handeln. Eine Fläche der Verschlussplatte 20 deckt die Gesamtfläche der Durchlassbildenden Grundplatte 10 ab, so dass die Verschlussplatte 20 als eine Schutzplatte dient, die die Einkristall-Silizium-Grundplatte vor einer Kraft schützt, die von außerhalb des Aufzeichnungskopfes wirkt. Des Weiteren bildet die andere Fläche der Verschlussplatte 20 eine Wandfläche der gemeinsamen Tintenkammer 31.
Die Grundplatte 30, die die gemeinsame Tintenkammer bildet, bildet eine Umfangswand der gemeinsamen Tintenkammer 31. Die Dicke der Grundplatte 30, die die gemeinsame Tintenkammer bildet, wird entsprechend der Anzahl von Düsenöffnungen und der Tintentropfen-Ausstoßfrequenz bestimmt. Diese Grundplatte 30, die die gemeinsame Tintenkammer bildet, wird hergestellt, indem eine Platte aus rostfreiem Stahl mit geeigneter Dicke gestanzt wird. Bei der vorliegenden Ausführung beträgt die Dicke der Grundplatte 30, die die gemeinsame Tintenkammer bildet, 0,2 mm.
Die Seitenplatte 40 der Tintenkammer besteht aus einer Grundplatte aus rostfreiem Stahl. Eine Fläche der Seitenplatte 40 der Tintenkammer bildet eine Wandfläche der gemeinsamen Tintenkammer 31. An der anderen Fläche der Seitenplatte 40 der Tintenkammer wird Halb-Ätzen ausgeführt, so dass ein Vertiefungsabschnitt 40a ausgebildet wird. So wird eine dünne Wand 41 an der anderen Fläche der Seitenplatte 40 der Tintenkammer ausgebildet. An der Seitenplatte 40 der Tintenkammer wird ein Tinteneinleitkanal 42 mittels Stanzen ausgebildet, über den Tinte von außerhalb des Aufzeichnungskopfes zugeführt wird. Dabei ist die dünne Wand 41 vorhanden, um Druck zu absorbieren, der auf die Seite gegenüber der Düsenöffnung 111 gerichtet ist und beim Ausstoßen von Tinte erzeugt wird. Daher verhindert die dünne Wand 41, dass unnötiger Über- oder Unterdruck auf andere Druckerzeugungskammern 12 über die gemeinsame Tintenkammer 31 wirkt. Bei dieser Ausführung wird die Steifigkeit berücksichtigt, die erforderlich ist, um den Tinteneinleitkanal 42 mit der Tintenzuführeinrichtung zu verbinden, die außerhalb des Aufzeichnungskopfes vorhanden ist, und die Dicke der Seitenplatte 40 der Tintenkammer wird auf 0,2 mm festgelegt, und ein Abschnitt der Seitenplatte 40 der Tintenkammer wird auf 0,02 mm festgelegt, so dass eine dünne Wand 41 ausgebildet wird. Um jedoch die Ausbildung der dünnen Wand 41 mittels Ätzen wegzulassen, kann die Dicke der Seitenwand 40 der Tintenkammer bereits zu Beginn auf 0,02 mm festgelegt werden.
Des Weiteren sind an dem elastischen Film 50 an der der Öffnungsfläche der Durchlassbildenden Grundplatte 10 gegenüberliegenden Seite ein unterer Elektrodenfilm 60; dessen Dicke ungefähr 0,5 um beträgt, ein piezoelektrischer Film 70, dessen Dicke ungefähr 1 um beträgt, und ein oberer Elektrodenfilm 80, dessen Dicke ungefähr 0,1 um beträgt, vorhanden, die in dem weiter unten beschriebenen Vorgang aufeinander geschichtet werden. So wird der piezoelektrische Schwingungserzeuger (piezoelektrisches Element) zusammengesetzt. In einem Bereich an diesem elastischen Film 50, der jeder Druckerzeugungskammer 12 gegenüberliegt, ist ein unabhängiger elektrischer Schwingungserzeuger für jede Druckerzeugungskammer 12 vorhanden. Bei dieser Ausführung dient der untere Elektrodenfilm 60 als eine gemeinsame Elektrode der piezoelektrischen Schwingungserzeuger, und der obere Elektrodenfilm 80 dient als eine einzelne Elektrode des piezoelektrischen Schwingungserzeugers. Um jedoch die Ansteuerschaltung oder Verdrahtung zu erleichtern, können die Verhältnisse so umgekehrt werden, dass der obere Elektrodenfilm 80 als eine gemeinsame Elektrode der piezoelektrischen Schwingungserzeuger dient und der untere Elektrodenfilm 60 als einzelne Elektrode des piezoelektrischen Schwingungserzeugers dient. Bei dieser Ausführung ist der piezoelektrische Film 70 einzeln entsprechend jeder Druckerzeugungskammer 12 vorhanden. Der piezoelektrische Film 70 kann jedoch an der Gesamtfläche vorhanden sein, und der obere Elektrodenfilm 80 kann einzeln entsprechend jeder Druckerzeugungskammer 12 vorhanden sein. In jedem der oben beschriebenen Fälle ist der piezoelektrische aktive Abschnitt für jede Druckerzeugungskammer 12 ausgebildet.
Für diesen Fall wird unter Bezugnahme auf Fig. 11 ein Verfahren, in dem der piezoelektrische Film 70 und die anderen Teile auf der Durchlassbildenden Grundplatte 10 ausgebildet werden, die aus einer Einkristall-Silizium-Grundplatte besteht, im Folgenden erläutert.
Zunächst wird, wie in Fig. 11 (a) dargestellt, ein Wafer, der aus einer Einkristall-Silizium- Grundplatte besteht, die zu einer Durchlassbildenden Grundplatte 10 geformt wird, bereitgestellt. Dieser Wafer wird in einem Diffusionsofen thermisch bei 1100ºC oxidiert; so dass ein elastischer Film 50 aus Siliziumdioxid ausgebildet wird.
Dann wird, wie in Fig. 11 (b) dargestellt, der untere Elektrodenfilm 60 durch Spritzen (spattering) ausgebildet. Als das Material für den unteren Elektrodenfilm 60 wird vorzugsweise Pt eingesetzt. Der Grund dafür, dass Pt als das Material für den unteren Elektrodenfilm 60 eingesetzt wird, ist der folgende. Der piezoelektrische Film 70, der weiter unten beschrieben ist und mit dem Spritz-Verfahren oder dem Sol-Gel-Verfahren ausgebildet wird, muss nach der Ausbildung des Films bei einer Temperatur von 600 bis 1000ºC unter atmosphärischen Bedingungen oder in Sauerstoffgas gebrannt werden, so dass der piezoelektrische Film 70 kristallisiert werden kann. Das heißt, das Material des unteren Elektrodenfilms 70 muss in der oxidierenden Atmosphäre bei hoher Temperatur, wie sie oben beschrieben ist, elektrisch leitend sein. Insbesondere, wenn PZT für den piezoelektrischen Film eingesetzt wird, ist es vorzuziehen, dass die Leitfähigkeit kaum durch die Diffusion von PbO verändert wird. Aus den oben aufgeführten Gründen wird vorzugsweise Pt eingesetzt.
Dann wird der piezoelektrische Film 70 ausgebildet, wie dies in Fig. 11 (c) dargestellt ist. Wenn der piezoelektrische Film 70 in diesem Fall ausgebildet wird, kann der Prozess des Spritzens eingesetzt werden. Bei der vorliegenden Ausführung wird jedoch das Sol-Gel-Verfahren verwendet. Bei dem Sol-Gel-Verfahren wird Sol, in dem eine metallische organische Substanz gelöst und in Lösungsmittel dispergiert ist, aufgetragen und getrocknet, so dass Sol in Gel umgewandelt wird, und das so hergestellte Gel wird bei hoher Temperatur gebrannt. Damit wird der piezoelektrische Film 70, der aus Metalloxid besteht, hergestellt. Wenn der piezoelektrische Film 70 für einen Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf eingesetzt wird, besteht er vorzugsweise aus Blei-Zirconat- Titanat (PZT).
Dann wird, wie in Fig. 11 (d) dargestellt, der obere Elektrodenfilm 80 ausgebildet. Solange die elektrische Leitfähigkeit hoch ist, kann jedes beliebige Material für den oberen Elektrodenfilm 80 eingesetzt werden. Metall, wie beispielsweise AI, Au, Ni oder Pt, kann eingesetzt werden, und auch elektrisch leitendes Oxid kann eingesetzt werden. Bei der vorliegenden Ausführung wird der obere Elektrodenfilm 80 mit dem Verfahren des Spritzens aus Pt hergestellt.
Dann wird, wie in Fig. 12(a) bis 12(c) dargestellt, das Strukturieren an dem unteren Elektrodenfilm 60, dem piezoelektrischen Film 70 und dem oberen Elektrodenfilm 80 ausgeführt.
Zunächst werden, wie in Fig. 12(a) dargestellt, der untere Elektrodenfilm 60, der piezoelektrische Film 70 und der obere Elektrodenfilm 80 zusammen geätzt, so dass die Gesamtstruktur der unteren Elektrode 60 ausgebildet wird. Dann, kann, wie in Fig. 12(b) dargestellt, wenn nur der piezoelektrische Film 70 und der obere Elektrodenfilm 80 geätzt werden, das Strukturieren an dem piezoelektrischen aktiven Abschnitt 320 ausgeführt werden. Anschließend wird, wie in Fig. 12(c) dargestellt, ein Bereich der unteren Elektrode 60, der einem Arm der Schwingplatte auf beiden Seiten des piezoelektrischen aktiven Abschnitts 320 entspricht, entfernt, wobei dieser Bereich beiden Seiten in der Breitenrichtung jeder Druckerzeugungskammer 12 gegenüberliegt. Obwohl die Druckerzeugungskammer 12 noch nicht ausgebildet worden ist, ist sie in Fig. 12 mit einer unterbrochenen Linie dargestellt. Mit dem oben beschriebenen Vorgang wird der Abschnitt 350, in dem der untere Elektrodenfilm entfernt ist, ausgebildet. Wenn der Abschnitt 350, in dem der untere Elektrodenfilm entfernt ist, auf diese Weise ausgebildet wird, kann ein Betrag der Verschiebung, der durch Anlegen von Spannung an den piezoelektrischen aktiven Abschnitt 320 bewirkt wird, erhöht werden.
Dabei wird nicht notwendigerweise der gesamte untere Elektrodenfilm 60 in dem Abschnitt 350, in dem der untere Elektrodenfilm entfernt ist, entfernt, sondern die Dicke des unteren Elektrodenfilms kann verringert werden. Der Abschnitt 350, in dem der untere Elektrodenfilm entfernt ist, ist bei dieser Ausführung in dem Bereich ausgebildet, der dem Armabschnitt des piezoelektrischen aktiven Abschnitts 320 entspricht. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die oben stehende spezielle Ausführung beschränkt. So kann beispielsweise der Abschnitt 350, in dem der untere Elektrodenfilm entfernt ist, in einem Bereich außerhalb beider Endbereiche des piezoelektrischen aktiven Abschnitts 320 in der Längsrichtung ausgebildet werden. Als Alternative dazu kann er in dem im Wesentlichen gesamten Umfangsrandbereich der Druckerzeugungskamnner ausgebildet werden. Natürlich ist dieser Abschnitt 350, in dem die untere Elektrode entfernt ist, nicht notwendigerweise vorhanden.
Nach Abschluss der Strukturierung des Elektrodenfilms 60 wird, wie oben beschrieben, eine Isolierschicht 90, die elektrisch isolierend wirkt, so ausgebildet, dass sie wenigstens den Umfangsrand der Oberseite jedes oberen Elektrodenfilms 80 abdeckt und darüber hinaus die Seiten des piezoelektrischen Films 70 und des unteren Elektrodenfilms 60 abdeckt (in Fig. 8 dargestellt). Die Isolierschicht 90 besteht aus Material, aus dem ein Film mit dem Filmbildungsverfahren und dem Ätzverfahren hergestellt werden kann. Beispiele für das Material der Isolierschicht 90 sind Siliziumoxid, Siliziumnitrid und organisches Material. Vorzugsweise besteht die Isolierschicht 90 aus fotoempfindlichem Polyimid, dessen Steifigkeit gering ist und das ausgezeichnetes elektrisches Isoliervermögen aufweist.
In einem Bereich der Oberseite der Isolierschicht 90, der einem Endbereich jedes piezoelektrischen aktiven Abschnitts 320 entspricht, sind Kontaktlöcher 90a ausgebildet, durch die ein Teil des oberen Elektrodenfilms 8() hindurch frei liegt, so dass er mit der Zuleitungselektrode 100 verbunden werden kann, die weiter unten beschrieben ist. Ein Ende der Zuleitungselektrode 100 ist mit jedem oberen Elektrodenfilm 80 über dieses Kontaktloch 90a verbunden, und das andere Ende der Zuleitungselektrode 100 ist mit dem Verbindungsanschlussabschnitt verbunden. Die Breite der Zuleitungselektrode ist so gering wie möglich, so dass ein Ansteuersignal sicher zu dem Elektrodenfilm 80 geleitet werden kann.
Fig. 13(a) bis 13(c) sind Ansichten, die ein Verfahren zum Ausbilden der oben beschriebenen Isolierschicht darstellen.
Zunächst wird, wie in Fig. 13(a) dargestellt, die Isolierschicht 90 mit dem folgenden Filmbildungsverfahren so ausgebildet, dass die Isolierschicht 90 den Umfangsrand der oberen Elektrodenschicht 80 und die Seiten des piezoelektrischen Films 70 sowie des unteren Elektrodenfilms 60 abdecken kann. Bevorzugte Materialien für diese Isolierschicht 90 sind oben beschrieben. Bei der vorliegenden Ausführung wird ein fotoempfindliches Polyimid vom Negativ-Typ eingesetzt.
Dann wird, wie in Fig. 13(b) dargestellt, das Strukturieren an der Isolierschicht 90 ausgeführt, so dass das Kontaktloch 90a in einem Bereich ausgebildet werden kann, der einem Endbereich außerhalb jeder Druckerzeugungskammer 12 entspricht. Der Einflachheit der Erläuterung halber zeigt Fig. 13(b) einen Schnitt durch das Kontaktloch 90a in einem Bereich, der der Außenumfangswand der Druckerzeugungskammer 12 gegenüberliegt. Bei der vorliegenden Ausführung verbindet das Kontaktloch 90a die Zuleitungselektrode 100 mit dem oberen Elektrodenfilm 80. Als Alternative dazu kann der obere Elektrodenfilm 80 zu einem Endbereich der Grundplatte hin verlängert sein und er kann direkt mit einem flexiblen Kabel verbunden sein. Das Kontaktloch 90a kann in einem Bereich vorhanden sein, der der Druckerzeugungskammer 12 gegenüberliegt.
Darm wird, nachdem ein leitender Film aus Cr-Au auf der gesamten Fläche ausgebildet worden ist, das Strukturieren ausgeführt und die Zuleitungselektrode 100 kann ausgebildet werden.
Nachdem die Filmbildung auf die oben beschriebene Weise ausgeführt worden ist, wird, wie in Fig. 13(c) dargestellt, anisotropes Ätzen an der Einkristall-Silizium- Grundplatte in der basischen Lösung ausgeführt, die bereits beschrieben wurde, so dass die Druckerzeugungskammer 12 und andere Bereiche ausgebildet werden können. In einer Reihe von Filmbildungs- und anisotropen Ätzverfahren, die oben erläutert ist, wird eine große Anzahl Chips gleichzeitig auf einem Wafer ausgebildet. Nachdem das Verfahren abgeschlossen worden ist, wird die Durchlassbildende Grundplatte 10 in Größe eines Chips, wie in Fig. 8 dargestellt, unterteilt. Die so unterteilte Durchlassbildende Grundplatte 10 wird nacheinander an der Verschlussplatte 20, der Grundplatte 30, die die gemeinsame Tintenkammer bildet, und der Seitenplatte der Tintenkammer 40 angehaftet, so dass diese Platten zu einem Körper integriert werden können. So kann der Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf ausgebildet werden.
Tintentropfen werden wie folgt aus dem so zusammengesetzten Tintenstrahlkopf ausgestoßen. Tinte wird über den Tinteneinleitkanal 42 zugeführt, der mit einer äußeren Tintenzuführeinrichtung verbunden ist, die in der Zeichnung nicht dargestellt ist. Elemente von der gemeinsamen Tintenkammer 31 bis zu der Düsenöffnung 111 werden mit Tinte gefüllt. Danach wird entsprechend einem Aufzeichnungssignal, das von einer Ansteuerschaltung gesendet wird, die in der Zeichnung nicht dargestellt ist und außerhalb angeordnet ist, Spannung über die Zuleitungselektrode 100 zwischen dem unteren Elektrodenfilm 60 und dem oberen Elektrodenfilm 80 angelegt, so dass der elastische Film 50, der untere Elektrodenfilm 60 und der piezoelektrische Film 70 gebogen werden. Aufgrund der erwähnten Biegung kann Druck in der Druckerzeugungskammer 12 erhöht werden, und Tintentropfen können über die Düsenöffnung 111 ausgestoßen werden.
Fig. 14 ist eine Ansicht, die eine Positionsbeziehung zwischen der Druckerzeugungskammer 12 und dem piezoelektrischen aktiven Abschnitt 320 des so hergestellten Tintenstrahl-Aufzeichnungskopfes zeigt.
Der piezoelektrische aktive Abschnitt 320, der aus dem piezoelektrischen Film 70 und dem oberen Elektrodenfilm 80 besteht, ist, wie in Fig. 14 dargestellt, im Wesentlichen in einem Bereich angeordnet, der der Druckerzeugungskammer 12 gegenüberliegt, und die Breite des piezoelektrischen aktiven Abschnitts 320 ist geringfügig kleiner als die Breite der Druckerzeugungskammer 12. An einem Endbereich der Druckerzeugungskammer 12 jedoch erstreckt sich der piezoelektrische aktive Abschnitt 320 durchgehend über einen Abschnitt 323 geringer Breite, der in einem Bereich nah an dem Verbindungsabschnitt angeordnet ist, und geht von einem Bereich, der der Druckerzeugungskammer 12 gegenüberliegt, in einen Bereich über, der der Umfangswand gegenüberliegt. Die Breite des Abschnitts 323 mit geringer Breite, der sich in einem Bereich nah der Grenze zwischen der Druckerzeugungskammer 12 und der Umfangswand befindet, ist geringer als die Breite anderer Abschnitte. Dabei ist der Abschnitt 323 mit geringer Breite bei der vorliegenden Ausführung so ausgebildet, dass die Breite sowohl des piezoelektrischen Films 70 als auch des oberen Elektrodenfilms 80 verringert ist.
Bei der vorliegenden Ausführung beträgt die Breite der Druckerzeugungskammer 12 50 um, die Breite des piezoelektrischen aktiven Abschnitts 320 beträgt 35 bis 40 um, und die Breite der piezoelektrischen Schicht 70 des Abschnitts 323 geringer Breite beträgt 10 bis 15 um.
Bei der oben beschriebenen Anordnung wird, wenn der piezoelektrische Schwingungserzeuger angesteuert wird, Biegung in der Druckerzeugungskammer 12 und an ihrer Umfangswand allmählich bewirkt. Dementsprechend kann die Stärke mechanischer Spannung des Abschnitts 323 mit geringer Breite verringert werden. Dadurch lässt sich das Auftreten von Rissen verhindern, und die Lebensdauer kann verlängert werden.
Dabei macht, um die oben erwähnten Effekte zu erzielen, ein Abstand L von einem Endbereich des Abschnitts 323 mit geringer Breite auf der Seite der Druckerzeugungskammer 12, d. h. von einer Position, an der die Breite des piezoelektrischen aktiven Abschnitts 320 sich zu verringern beginnt, zu einer Position, an der der Abschnitt 323 mit geringer Breite eine Grenze der Umfangswand überschreitet, vorzugsweise nicht mehr als die Hälfte der Breite der Druckerzeugungskammer 12 aus.
Des Weiteren wird das Strukturieren vorzugsweise so ausgeführt, dass ein Eckenabschnitt nah an der Grenze zwischen dem Primärabschnitt bzw. -bereich des piezoelektrischen aktiven Abschnitts 320 und dem Abschnitt 323 mit geringer Breite in einem R- Schnitt (R-section) ausgebildet wird und die Breite sich allmählich ändert.
Fig. 15 ist eine Ansicht, die eine Struktur des piezoelektrischen aktiven Abschnitts nah an der Druckerzeugungskammer des Tintenstrahl-Aufzeichnungskopfes in einer Abwandlung von Ausführung 2 zeigt.
Bei dieser Ausführung wird der Abschnitt 323A des piezoelektrischen aktiven Abschnitts 323 mit geringer Breite ausgebildet, wenn die Breite des oberen Elektrodenfilms 80 verringert wird, und ein inaktiver Abschnitt (unwirksamer Abschnitt) 325A, der aus dem piezoelektrischen Film 70 besteht, der keinen oberen Elektrodenfilm 80 aufweist, ist an beiden Seiten des Abschnitts 323A mit geringer Breite vorhanden. Die anderen Punkte sind die gleichen wie die von Ausführung 1.
Bei der oben beschriebenen Anordnung kann Biegung, die in dem Abschnitt 323A mit geringer Breite verursacht wird, unterdrückt werden, so dass durch Risse verursachte Schäden verhindert werden können und die Lebensdauer verlängert werden kann.
Fig. 16 ist eine Ansicht, die eine Struktur des piezoelektrischen aktiven Abschnitts nah an der Druckerzeugungskammer des Tintenstrahl-Aufzeichnungskopfes in einer weiteren Abwandlung von Ausführung 2 zeigt.
Bei dieser Ausführung wird der Abschnitt 323B mit geringer Breite so ausgebildet, dass die Breite des piezoelektrischen aktiven Abschnitts 320 verringert wird, wenn er zu einer Seitenwand der Druckerzeugungskammer 12 gespannt wird. Aufgrund der oben beschriebenen Anordnung wird, wenn Spannung angelegt wird, die Biegung des Abschnitts 323B mit geringer Breite am Ende der Druckerzeugungskammer 12 kleiner als die Biegung in dem Fall, in dem sich der Verbindungsabschnitt in der Mitte befindet. In dem Abschnitt 323B mit geringer Breite wird nur die Breite des oberen Elektrodenfilms 80 verringert, und der inaktive Abschnitt 325B wird an einer Seite des Abschnitts 323B mit geringer Breite hergestellt. Natürlich kann der piezoelektrische Film 70 des inaktiven Abschnitts 325B entfernt werden.
Fig. 17 ist eine Ansicht, die eine Struktur des piezoelektrischen aktiven Abschnitts nah an der Druckerzeugungskammer des Tintenstrahl-Aufzeichnungskopfes in einer weiteren Abwandlung von Ausführung 2 zeigt.
Bei dieser Ausführung wird der Abschnitt 323C mit geringer Breite so ausgebildet, dass der piezoelektrische aktive Abschnitt 320 die Ecke der Druckerzeugungskammer 12 überschreitet. Aufgrund der oben beschriebenen Anordnung wird, wenn Spannung angelegt wird, die Biegung des Abschnitts 323C mit geringer Breite am Ende der Druckerzeugungskammer 12 geringer als die Biegung in dem Fall, in dem sich der Verbindungsabschnitt an dem Rand befindet. In dem Abschnitt 323C mit geringer Breite werden die Breite des oberen Elektrodenfilms 80 und die Breite des piezoelektrischen Films 70 verringert.
Wenn der Abschnitt 323C mit geringer Breite an einem Eckenabschnitt angeordnet ist, insbesondere wenn der Abschnitt 323C mit geringer Breite über einem Eckenabschnitt angeordnet ist, dessen Winkel spitz ist, kommt es kaum zur Biegung, und das Auftreten von Rissen kann vermieden werden.
Fig. 18 ist eine Ansicht, die eine Struktur des piezoelektrischen aktiven Abschnitts nah an der Druckerzeugungskammer des Tintenstrahl-Aufzeichnungskopfes in einer weiteren Abwandlung von Ausführung 2 zeigt.
Eiei dieser Ausführung sind zwei Abschnitte 323D mit geringer Breite in den Bereichen angeordnet, die zwei Eckenbereichen der Druckerzeugungskammer 12 gegenüberliegen. Andere Punkte sind die gleichen wie bei der in Fig. 17 dargestellten Ausführung. Dementsprechend werden der piezoelektrische Film 70 und der obere Elektrodenfilm 80 zwischen den zwei Abschnitten 323D mit geringer Breite entfernt. Dabei sind die Auswirkungen dieser Ausführung im Wesentlich die gleichen wie die der in Fig. 17 dargestellten Ausführung.
Fig. 19 ist eine Ansicht, die eine Struktur des piezoelektrischen aktiven Abschnitts nah an der Druckerzeugungskammer des Tintenstrahl-Aufzeichnungskopfes in einer weiteren Abwandlung von Ausführung 2 zeigt.
Bei dieser Ausführung sind die Abschnitte 323E mit geringer Breite in Bereichen angeordnet, die einander nah an den beiden Eckenbereichen der Druckerzeugungskammer 12 gegenüberliegen. Andere Punkte sind die gleichen wie bei der in Fig. 16 dargestellten Ausführung. Dementsprechend werden der piezoelektrische Film 70 und der obere Elektrodenfilm 80 zwischen den Bereichen 323E mit geringer Breite entfernt. Dabei sind die Auswirkungen dieser Ausführung im Wesentlich die gleichen wie die der in Fig. 16 dargestellten Ausführung. Dabei wird das Kontaktloch 90a, wenn es nicht in einem Bereich ausgebildet wird, der der Druckerzeugungskammer 12 gegenüberliegt, außerhalb des Bereiches ausgebildet. Damit ist es möglich, das Auftreten von Rissen in einem Bereich nah an dem Kontaktloch 90a zu verhindern.
Bei der oben beschriebenen Ausführung ist es möglich, das Kontaktloch 90a außerhalb des Bereiches auszubilden, der der Druckerzeugungskammer 12 gegenüberliegt. In diesem Fall werden, um das Anlegen von Spannung zu erleichtern, vorzugsweise, wie bei den in Fig. 18 und 19 dargestellten Ausführungen, zwei oder mehr Verbindungsabschnitte mit geringer Breite ausgebildet.

AUSFÜHRUNG 3

Fig. 20 ist eine Draufsicht, die einen Primärbereich des Tintenstrahl-Aufzeichnungskopfes von Ausführung 3 zeigt. Der Grundaufbau des Tintenstrahl-Aufzeichnungskopfes dieser Ausführung ist der gleiche wie der von Ausführung 2. Daher werden gleiche Bezugszeichen zur Kennzeichnung gleicher Teile verwendet.
Bei dieser Ausführung befindet sich der piezoelektrische aktive Abschnitt 320 im Wesentlichen in einem Bereich, der der Druckerzeugungskammer 12 gegenüberliegt und der Abschnitt 350, in dem die untere Elektrode entfernt ist, ist an seinem Umfang ausgebildet. Der piezoelektrische aktive Abschnitt 320 ist über den Abschnitt 323F mit geringer Breite zu einem Bereich hin verlängert, der der Umfangswand an dem Endabschnitt in der Längsrichtung der Druckerzeugungskammer 12 gegenüberliegt. Obwohl der oben beschriebene Aufbau der gleiche ist wie der von Ausführung 2, die bereits beschrieben wurde, sind bei dieser Ausführung Dickfilmabschnitte 360 auf beiden Seiten des Abschnitts 323F mit schmaler Breite in der Breitenrichtung vorhanden. Die Dickfilmabschnitte 360 sind Bereiche, die auf beiden Seiten des Abschnitts 323F mit geringer Breite in der Breitenrichtung angeordnet sind und der Innenseite der Grenze der Druckerzeugungskammer 12 und der Umfangswand gegenüberliegen. Der Dickfilmabschnitt 360 kann dicker sein als der Abschnitt 350, in dem der untere Elektrodenfilm entfernt ist. Bei dieser Ausführung wird der Dickfilmabschnitt 360 ausgebildet, wenn der untere Elektrodenfilm 60 nicht entfernt wird. Das heißt, der Dickfilmabschnitt 360 wird ausgebildet, wenn der untere Elektrodenfilm 60 unverändert bleibt. Des Weiteren können, wenn der Dickfilmabschnitt 360 ausgebildet wird, der piezoelektrische Film 70 und der obere Elektrodenfilm 80 unverändert gelassen werden. Darüber hinaus können die Isolierschicht und weitere Schichten übereinander angeordnet werden.
Aufgrund der oben beschriebenen Anordnung wird die Verschiebung, die durch die Biegung des Abschnitts 323F mit geringer Breite verursacht wird, weiter eingeschränkt, wenn er angesteuert wird. Ein Teil der Schwingplatte, der der Innenseite der Grenze zwischen der Druckerzeugungskammer 12 und der Umfangswand gegenüberliegt, wird durch den Dickfilmabschnitt 360 geschützt. Dadurch kann die Lebensdauer der Schwingplatte verlängert werden.
Fig. 21 ist eine Ansicht, die eine Abwandlung von Ausführung 3 zeigt. Bei dieser Ausführung ist der Abschnitt 323F mit geringer Breite so ausgebildet, dass er einen Bereich überschreitet, der einer Ecke der Druckerzeugungskammer 12 gegenüberliegt. Der Dickfilmabschnitt 360A ist an der Innenseite der Grenze der anderen Ecke der Druckerzeugungskammer 12 angeordnet. Daher kann derselbe Effekt erzielt werden.

AUSFÜHRUNG 4

Fig. 22 ist eine Ansicht, die eine Struktur des piezoelektrischen aktiven Abschnitts zeigt, der nah an der Druckerzeugungskammer des Tintenstrahl-Aufzeichnungskopfes in Ausführung 4 der vorliegenden Erfindung angeordnet ist. Der Grundaufbau dieser Ausführung ist der gleiche wie der von Ausführung 2, und gleiche Bezugszeichen werden zur Kennzeichnung gleicher Teile verwendet.
Bei der vorliegenden Ausführung ist ein Abschnitt 380 mit geringer Breite an einem Endbereich der Druckerzeugungskammer 12 vorhanden, der dem Abschnitt 323H des piezoelektrischen aktiven Abschnitts 320 mit geringer Breite entspricht. Dieser Abschnitt 380 mit geringer Breite ist ein Schwingungseinschränkungsabschnitt 370A. Der piezoelektrische aktive Abschnitt 320 ist von einem Endbereich, der dem Schwingungseinschränkungsabschnitt 370A entspricht, zu der Umfangswand verlängert.
Aufgrund der oben beschriebenen Anordnung kann das Auftreten von Rissen verhindert werden, und die Lebensdauer kann wie folgt verlängert werden. Wenn Spannung an den piezoelektrischen aktiven Abschnitt 320 angelegt wird, wird in dem Schwingungseinschränkungsabschnitt 370A, der ein Abschnitt 380 der Druckerzeugungskammer 12 mit geringer Breite ist, der piezoelektrische aktive Abschnitt 320 zu dem Abschnitt 323H mit geringer Breite geformt, wie dies oben beschrieben ist. Daher wird die Verschiebung beim Ansteuern eingeschränkt, und des Weiteren kann die Verschiebung, wenn die Breite der Druckerzeugungskammer 12 verringert wird, weiter eingeschränkt werden. Damit kann die Verschiebung so weit reduziert werden, dass sie geringer ist als die Verschiebung anderer Abschnitte, und die Biegung wird allmählich von der Grenze der Umfangswand in Richtung der Druckerzeugungskammer 12 bewirkt. So wird eine Stärke mechanischer Spannung in dem piezoelektrischen aktiven Abschnitt 320, der sich in dem Schwingungseinschränkungsabschnitt 370A befindet, verringert. Dementsprechend kann das Auftreten von Rissen verhindert werden, und die Lebensdauer lässt sich verlängern.
Dabei wird bei dieser Ausführung die Breite des piezoelektrischen aktiven Abschnitts 320 in dem Abschnitt 380 mit geringer Breite verringert. Es ist jedoch anzumerken, dass die Breite des piezoelektrischen aktiven Abschnitts 320 nicht notwendigerweise verringert wird. Wenn die Breite der Druckerzeugungskammer 12 wie oben beschrieben verringert wird, kann die Anzahl von Ecken des piezoelektrischen Films 70, an denen Risse auftreten können, verringert werden, indem einer der Seitenabschnitte in eine lineare Form gebracht wird. Dadurch kann die Lebensdauer weiter verlängert werden.
Bei der oben beschriebenen Ausführung, bei der der Abschnitt mit geringer Breite in der Druckerzeugungskammer 12 so ausgebildet ist, dass der Schwingungseinschränkungsabschnitt ausgebildet werden kann, kann der Abschnitt, in dem die untere Elektrode entfernt ist, angeordnet werden. In diesem Fall kann der Abschnitt, in dem die untere Elektrode entfernt ist, in allen Abschnitten einschließlich des Schwingungseinschränkungsabschnitts angeordnet werden. Ansonsten kann der Abschnitt, in dem die untere Elektrode entfernt ist, in den Abschnitten außer dem Schwingungseinschränkungsabschnitt angeordnet werden.
Dabei wird das Kontaktloch an einer Position ausgebildet, die der Druckerzeugungskammer 12 gegenüberliegt.
Fig. 23 ist eine Ansicht, die eine Struktur des piezoelektrischen aktiven Abschnitts zeigt, der nah an der Druckerzeugungskammer des Tintenstrahl-Aufzeichnungskopfes einer Abwandlung von Ausführung 4 angeordnet ist.
Bei dieser Ausführung ist das Kontaktloch 90a in einem Bereich ausgebildet, der der Umfangswand der Druckerzeugungskammer 12 gegenüberliegt, und andere Punkte sind die gleichen wie bei der oben beschriebenen Ausführung. In diesem Fall kommt es zu keiner nennenswerten Verschiebung am Umfang des Kontaktloches 90a. Daher entstehen selten Risse in diesem Abschnitt.
Fig. 24 ist eine Ansicht, die eine Struktur des piezoelektrischen aktiven Abschnitts zeigt, der nah an der Druckerzeugungskammer des Tintenstrahl-Aufzeichnungskopfes einer Abwandlung von Ausführung 4 angeordnet ist.
Bei dieser Ausführung ist ein Abschnitt 380A mit geringer Breite an einem Endbereich der Druckerzeugungskammer 12 vorhanden und ein Bereich des piezoelektrischen aktiven Abschnitts 320, der dem Abschnitt 380A mit geringer Breite entspricht, ist als ein Abschnitt 321C mit großer Breite ausgeführt, so dass er als ein Schwingungseinschränkungsabschnitt 370B ausgebildet werden kann. Die Verschiebung dieses Bereiches ist geringer als die von anderen Bereichen, und die Biegung wird allmählich von der Grenze der Umfangswand zu der Druckerzeugungskammer 12 bewirkt. Dementsprechend wird eine Stärke mechanischer Spannung des piezoelektrischen aktiven Abschnitts 320, der sich in dem Schwingungseinschränkungsabschnitt 370B befindet, verringert. So kann das Auftreten von Rissen verhindert werden, und die Lebensdauer lässt sich verlängern.
Dabei ist der Abschnitt 380A der Druckerzeugungskammer 12 mit geringer Breite so ausgebildet, dass sich die Breite allmählich von beiden Seiten in der Breitenrichtung verringert, so dass das Randprofil als eine Kurve ausgebildet ist. Des Weiteren ist der Abschnitt 321C des piezoelektrischen aktiven Abschnitts 320 mit großer Breite so ausgebildet, dass die Breite des piezoelektrischen aktiven Abschnitts 320 allmählich zu beiden Seiten in der Breitenrichtung zunimmt. Dadurch kann die Anzahl von Ecken des piezoelektrischen Films 70, an denen Risse auftreten, verringert werden. Dementsprechend kann die Lebensdauer weiter verlängert werden.
Fig. 25 ist eine Ansicht, die eine Struktur des piezoelektrischen aktiven Abschnitts zeigt, der nahe an der Druckerzeugungskammer des Tintenstrahl-Aufzeichnungskopfes einer Abwandlung von Ausführung 4 angeordnet ist.
Bei dieser Ausführung ist der Abschnitt 3806B mit geringer Breite in Bereichen außer dem Endbereich der Druckerzeugungskammer 12 in der Längsrichtung angeordnet, so dass der Abschnitt 380B mit geringer Breite zu einem Schwingungseinschränkungsabschnitt 370C werden kann. Andere Punkte sind die gleichen wie die der beschriebenen Ausführung.
Dementsprechend ist in dem Schwingungseinschränkungsabschnitt 370B der Abschnitt 3231 des piezoelektrischen aktiven Abschnitts 320 mit geringer Breite an der seitlichen Umfangswand der Druckerzeugungskammer 12 ausgebildet, und das Kontaktloch 90a ist in dem Abschnitt 3231 mit geringer Breite ausgebildet.
Bei der oben beschriebenen Anordnung wird Schwingung des Schwingungseinschränkungsabschnitts 370B eingeschränkt und der Abschnitt 2321 mit geringer Breite ist in diesem Bereich zur Umfangswand hin ausgedehnt. Dementsprechend treten Risse in dem Abschnitt 3231 mit geringer Breite selten auf.
Der Verbindungsabschnitt des piezoelektrischen aktiven Abschnitts 320, der sich in der Breitenrichtung der Druckerzeugungskammer 12 ausdehnt, ist nicht auf einen Fall beschränkt, in dem der Schwingungseinschränkungsabschnitt in einem Bereich außer dem Endbereich der Druckerzeugungskammer 12 angeordnet ist. Selbst in dem Fall, in dem der Schwingungseinschränkungsabschnitt in dem Endabschnitt angeordnet ist, wie dies bei jeder oben beschriebenen Ausführung der Fall ist, kann der Verbindungsabschnitt, der sich zur Seite erstreckt, angeordnet sein.

ANDERE AUSFÜHRUNGEN

Ausführungen der vorliegenden Erfindung werden oben erläutert, es ist jedoch anzumerken, dass der Grundaufbau des Tintenstrahl-Aufzeichnungskopfes der Erfindung nicht auf die oben beschriebenen speziellen Ausführungen beschränkt ist.
So kann beispielsweise nicht nur die Verschlussplatte 20, die oben beschrieben ist, sondern auch die Platte 30 der gemeinsamen Tintenkammer aus Glaskeramik bestehen. Des Weiteren kann der Dünnfilm (Wand) 41 ein anderes Element sein und aus Glaskeramik bestehen, d. h. das Material und der Aufbau können beliebig verändert werden.
In der oben beschriebenen Ausführung ist die Düsenöffnung an einer Abschlussfläche der Durchlassbildenden Grundplatte 10 ausgebildet, es ist jedoch möglich, eine Düsenöffnung vorzusehen, die in einer Richtung senkrecht zu der Fläche vorsteht.
Fig. 26 ist eine auseinandergezogene Perspektivansicht der Ausführung, die wie oben beschrieben zusammengesetzt ist. Fig. 27 ist eine Schnittansicht des Durchlasses. Bei dieser Ausführung sind die Düsenöffnungen 111 an der Düsengrundplatte 140 gegenüber dem piezoelektrischen Schwingungserzeuger ausgebildet. Die Düsenverbindungskanäle 22, die diese Düsenöffnungen mit den Druckerzeugungskammern 12 verbinden, sind so ausgebildet, dass sie durch die Verschlussplatte 20, die Platte 30, die die gemeinsame Tintenkammer bildet, die dünne Platte 41A und die Seitenplatte 40A der Tintenkammer hindurch verlaufen.
Bei dieser Ausführung sind die dünne Platte 41a und die Seitenplatte 40A der Tintenkammer als verschiedene Elemente ausgebildet, und die Öffnung 40b ist an der Seitenplatte 40 der Tintenkammer ausgebildet. Andere Punkte sind im Wesentlichen die gleichen wie bei den oben beschriebenen Ausführungen. Gleiche Bezugszeichen werden verwendet, um gleiche Teile zu kennzeichnen, und auf ihre Erläuterung wird hier verzichtet. Auf die gleiche Weise wie bei jeder oben beschriebenen Ausführung ist es bei dieser Ausführung möglich, einen Schwingungseinschränkungsabschnitt vorzusehen, um die Schwingung einzuschränken, die durch den piezoelektrischen aktiven Abschnitt erzeugt wird, so dass das Auftreten von Rissen, die in einem Bereich nah an der Grenze des Umfangsrandes der Druckerzeugungskammer verursacht werden, verhindert werden kann.
Natürlich kann die vorliegende Erfindung bei einem Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf eingesetzt werden, bei dem die gemeinsame Tintenkammer an der Durchlassbildenden Grundplatte ausgebildet ist.
Bei jeder oben beschriebenen Ausführung wird die vorliegende Erfindung bei einem Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf vom Dünnfilmtyp eingesetzt, der mit dem Verfahren des Filmbildens oder dem Verfahren der Lithografie hergestellt wird. Es ist jedoch anzumerken, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebene spezielle Aasführung beschränkt ist. So kann die vorliegende Erfindung beispielsweise bei verschiedenen Typen von Tintenstrahl-Aufzeichnungsköpfen, wie beispielsweise einem Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf, bei dem die Grundplatten übereinander geschichtet sind, um Druckerzeugungskammern auszubilden, einem Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf, bei dem der piezoelektrische Film durch das Verfahren des Anhaftens von unbearbeiteten Scheiben oder das Verfahren des Siebdruckens ausgebildet wird, und einem Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf eingesetzt werden, bei dem der piezoelektrische Film durch das Wachsen von Kristallen ausgebildet wird.
Bei jeder Ausführung, die oben beschrieben ist, besteht die Schwingplatte aus einem elastischem Film, der getrennt von dem unteren Elektrodenfilm vorhanden ist. Jedoch kann der untere Elektrodenfilm auch als ein elastischer Film eingesetzt werden.
Bei der oben beschriebenen Ausführung ist eine Isolierschicht zwischen dem piezoelektrischen Schwingungserzeuger und der Zuleitungselektrode vorhanden. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die oben beschriebenen spezielle Ausführung beschränkt. So können beispielsweise die folgenden Anordnungen eingesetzt werden. Es ist keine Isolierschicht vorhanden und ein anisotroper leitender Film wird thermisch auf jede obere Elektrode aufgetragen, und dieser anisotrope leitende Film wird mit der Zuleitungselektrode verbunden. Als Alternative dazu kann die Verbindung unter Einsatz verschiedener Bond-Verfahren, wie beispielsweise dem Draht-Bonden, ausgeführt werden.
Bei der oben beschriebenen Ausführung besteht der obere Elektrodenfilm 80 aus Pt. Wenn jedoch die piezoelektrische Schicht 70 aus PZT besteht, wird vorzugsweise elektrisch leitendes Oxid anstelle von PT eingesetzt. Der Grund ist der, dass PT Sauerstoff aus PZT aufnimmt, so dass sich die piezoelektrischen Eigenschaften verschlechtern, wenn Sauerstoff von Pt absorbiert wird. In diesem Fall kann, wenn der obere Elektrodenfilm 80 ausgebildet wird, elektrisch leitendes Oxidmaterial eingesetzt werden. Des Weiteren ist es möglich, ein elektrisch leitendes Material zu verwenden. In diesem Fall wird, nachdem der Film aus dem leitenden Material auf der piezoelektrischen Schicht 70 ausgebildet worden ist, ein elektrisch leitender Oxidfilm an der Grenzfläche ausgebildet. Beispiele für einsetzbare leitende Oxidmaterialien sind: TiO, Ti&sub2;O&sub3;, Ti&sub3;O5, Ti&sub4;O&sub7;, Ti&sub5;O&sub9;, Ti&sub6;O&sub1;&sub1;, Ti&sub7;O&sub1;&sub3;, Ti&sub5;O&sub1;&sub5;, Ti&sub9;O&sub1;&sub7;, VO, VO&sub2;, V&sub2;O&sub3;, V&sub3;O&sub5;, V&sub4;O&sub7;, V&sub5;O&sub9;, V&sub6;O&sub1;&sub1;, V&sub7;O&sub1;&sub3;, V&sub8;O&sub1;&sub5;, SnO2-X, wobei bei der oben stehenden Verbindungsformel 0 ≤ x ≤ 2, NbO, NbO&sub2;, LaO, SmO, NdO, Fe&sub3;O&sub4;, ReO&sub3;, ReO&sub2;, Rh&sub2;O&sub3;, RhO&sub2;, CrO&sub2;, MoO&sub2;, WO&sub2;, RuO&sub2;, OsO&sub2;, IrO&sub2;, PtO&sub2;, LiTi&sub2;O&sub4;, LiV&sub2;O&sub4;, K&sub2;P&sub8;W&sub3;&sub2;O&sub1;&sub1;&sub2;, Rb&sub2;P&sub8;W&sub3;&sub2;O&sub1;&sub1;&sub2;, Tl&sub2;P&sub8;W&sub3;&sub2;O&sub1;&sub1;&sub2;, LaTiO&sub3;, CeTiO&sub3;, CaVO&sub3;, SrO&sub3;, La1-xSrxVO&sub3;, wobei bei der oben stehenden Verbindungsformel 0,23 < · 1, La&sub4;BaCu5O13-y, LaSrCu&sub6;O&sub1;&sub5;, La&sub2;SrCu&sub2;O&sub6;&sub2;, Gd1-xSrxVO&sub3;, wobei bei der oben stehenden Verbindungsformel 0,4 ≤ x ≤ 0,45, CaCrO&sub3;, SrCrO&sub3;, La1-xSrxMrO&sub3;, wobei bei der oben stehenden Verbindungsformel 0,2 < x < 0,4, SrFeO&sub3;, SrCoO&sub3;, LaCoO&sub3;, La1-xSrxCoO&sub3;, wobei bei der oben stehenden Verbindungsformel 0 < x < 1, LaNiO&sub3;, LaCuO&sub3;, EuNbO&sub3;, Nb&sub1;&sub2;O&sub2;&sub9;, CaRuO&sub3;, SrRuO&sub3;, Ca1-xSrxRuO&sub3;, wobei bei der oben stehenden Verbindungsformel 0 < x 1, BaRuO&sub3;, Ba1-xKxRuO&sub3;, wobei bei der oben stehenden Verbindungsformel 0 < x < 1, La0,5Na0,5RuO&sub3;, SrIrO&sub3;, BaPbO&sub3;, Ba1-xSrxPbO3-y, wobei bei der oben stehenden Verbindungsformel 0 < x < 0,5 und O < y < 1, BaPb1-xBixO&sub3;, wobei bei der oben stehenden Verbindungsformel 0 < x < 1, Ba1-xKxBiO&sub3;, wobei bei der oben stehenden Verbindungsformel 0 < x < 1, BaPb0,75Sb0,25O&sub3;, CaMoO&sub3;, SrMoO&sub3;, BaMoO&sub3;, (Ba,Ca,Sr)TiO3-x, wobei bei der oben stehenden Verbindungsformel O < x < 1, La&sub4;Re&sub6;O&sub1;&sub9;, La&sub4;Ru&sub6;O&sub1;&sub9;, Bi&sub3;Ru&sub3;O&sub1;&sub1;, La&sub3;Ni&sub2;O&sub7;, La&sub4;Ni&sub3;O&sub1;&sub0;, Nd&sub2;NiO&sub4;, La&sub2;CuO&sub4;, Sr&sub2;RuO&sub4;, Nd&sub2;Mo&sub2;O7-y, wobei bei der oben stehenden Verbindungsformel 0 < y < 1, Sm&sub2;Mo&sub2;O7-y, wobei bei der oben stehenden Verbindungsformel 0 < y < 1, Gd&sub2;Mo&sub2;O7-y, wobei bei der oben stehenden Verbindungsformel 0 < y < 1, Pb&sub2;Tc&sub2;O7-y wobei bei der oben stehenden Verbindungsformel 0 < y < 1, Tl&sub2;Ru&sub2;O7-y, wobei bei der oben stehenden Verbindungsformel 0 < y < 1, Pb&sub2;Ru&sub2;O7-y, wobei bei der oben stehenden Verbindungsformel 0 < y < 1, Bi&sub2;Ru&sub2;O7-y, wobei bei der oben stehenden Verbindungsformel 0 < y < 1, Lu&sub2;Ru&sub2;O7-y, wobei bei der oben stehenden Verbindungsformel 0 < y < 1, Tl&sub2;Rh&sub2;O7-y, wobei bei der oben stehenden Verbindungsformel 0 < y < 1, Bi&sub2;Rh&sub2;O7-y, wobei bei der oben stehenden Verbindungsformel 0 < y < 1, Pb&sub2;Re&sub2;O7-y, wobei bei der oben stehenden Verbindungsformel 0 < y < 1, Cd&sub2;Re&sub2;O7-y, wobei bei der oben stehenden Verbindungsformel 0 < y < 1, Tl&sub2;Os&sub2;O7-y, wobei bei der oben stehenden Verbindungsformel 0 < y < 1, Pb&sub2;Os&sub2;O7-y, wobei bei der oben stehenden Verbindungsformel 0 < y < 1, Ln&sub2;Os&sub2;O7-y, wobei bei der oben stehenden Verbindungsformel 0 < y < 1, Tl&sub2;Ir&sub2;O7-y, wobei bei der oben stehenden Verbindungsformel 0 < y < 1, Pb&sub2;Ir&sub2;O7-y, wobei bei der oben stehenden Verbindungsformel 0 < y < 1, Bi&sub2;Ir&sub2;O7-y, wobei bei der oben stehenden Verbindungsformel 0 < y < 1, Lu&sub2;Ir&sub2;O7-y, wobei bei der oben stehenden Verbindungsformel 0 < y < 1, Li&sub2;RuO&sub3;, Cu&sub6;O&sub8;ScCl, Cu&sub6;O&sub8;InCl, Pd1-xXLixO, wobei bei der oben stehenden Verbindungsformel 0,01 < x < 1, CuxV&sub2;O&sub5;, wobei bei der oben stehenden Verbindungsformel 0 < x < 1, Na&sub2;V&sub2;O&sub5;, K0,3MoO&sub3;, Rb0,3MoO&sub3;, Tl0,3MoO&sub3;, Mo&sub1;&sub7;O&sub4;&sub7;, Tl&sub2;O3-y, wobei bei der oben stehenden Verbindungsformel 0 < y < 1, und TlO1-yF, wobei bei der oben stehenden Verbindungsformel 0 < y < 1. Beispiele für einsetzbare leitende Materialien sind Ir, Pd, Rb und Ru. Wenn die obere Elektrode 80 aus den oben aufgeführten Materialien besteht, wird die Schicht aus IrOx, PdOx, RbOx oder RuOx auf der piezoelektrischen Schicht 70 und der Grenzfläche ausgebildet, und derselbe Effekt kann erzielt werden. Natürlich kann der leitende Film aus Pt auf die aus den oben aufgeführten Materialien bestehende Schicht geschichtet werden, um einen oberen Elektrodenfilm 80 auszubilden.
Es ist, wie oben beschrieben, möglich, die vorliegende Erfindung bei verschiedenen Typen von Tintenstrahl-Aufzeichnungsköpfen einzusetzen, solang dies innerhalb des Schutzumfangs der Ansprüche der vorliegenden Erfindung liegt.
Daher wird mit der vorliegenden Erfindung ein Schwingungsregulierabschnitt geschaffen, in dem Schwingung, die durch das Anlegen von Spannung bewirkt wird, relativ reguliert wird, und der piezoelektrische aktive Abschnitt wird durch diesen Schwingungsregulierabschnitt zu der Umfangswand hin ausgedehnt. Daher kann Biegung in diesem Bereich im Vergleich zu der anderer Bereiche verringert werden. Entsprechend kann das Auftreten von Rissen verhindert werden, und die Lebensdauer lässt sich verlängern.

Claims

1. Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf, der umfasst:

einen piezoelektrischen Schwingungserzeuger (310), der enthält:

eine Schwingplatte (50), die einen Teil einer Druckerzeugungskammer (12) bildet, der mit einer Düsenöffnung (111) in Verbindung steht, wobei wenigstens eine Oberseite der Schwingplatte als eine untere Elektrode (60) wirkt;

eine piezoelektrische Schicht (70), die an der Oberseite der Schwingplatte (50, 60) ausgebildet ist;

eine obere Elektrode (80), die an der Oberfläche der piezoelektrischen Schicht (70) ausgebildet ist,

wobei ein piezoelektrischer aktiver Abschnitt (320), der die untere Elektrode (60), die piezoelektrische Schicht (70) und die obere Elektrode (80) umfasst, im Wesentlichen in einem Bereich angeordnet ist, der der Druckerzeugungskammer (12) gegenüberliegt, wobei der piezoelektrische aktive Abschnitt (320) einen Verbindungsabschnitt aufweist, der eine Grenze (12a, 12b) zwischen dem Bereich, der der Druckerzeugungskammer (12) gegenüberliegt, und einem Bereich, der einer Umfangswand in wenigstens einem Teil gegenüberliegt, überschreitet;

dadurch gekennzeichnet, dass:

der piezoelektrische aktive Abschnitt (320) einen Schwingungsregulierabschnitt zum Regulieren einer Schwingungsbewegung der Schwingplatte (50, 60) aufweist.

2. Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf nach Anspruch 1, wobei die Schwingplatte (50, 60) einen dünnen Wandabschnitt (350), dessen Dicke geringer ist als die Dicke eines Teils, der dem piezoelektrischen aktiven Abschnitt (320) entspricht, auf beiden Seiten des piezoelektrischen aktiven Abschnitts (320) in einer Breitenrichtung aufweist.

3. Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Schwingungsregulierabschnitt aus einem Abschnitt (321) großer Breite, in dem die piezoelektrische Schicht (70) breiter ist als ein Primärabschnitt des piezoelektrischen aktiven Abschnitts (320), besteht, wobei der Abschnitt (321) großer Breite zu einer Seitenwand (12a, 12a) ausgedehnt und an einer Abschlussseite der Druckerzeugungskammer (12) in einer Längsrichtung angeordnet ist.

4. Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf nach Anspruch 3, wobei die obere Elektrode (80) im Wesentlichen an der piezoelektrischen Schicht (70) des Schwingungsregulierabschnitts angeordnet ist.

5. Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf nach Anspruch 3, wobei die obere Elektrode (80) an wenigstens einem Abschnitt (325) der piezoelektrischen Schicht (70) des Schwingungsregulierabschnitts nicht angeordnet ist.

6. Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei sich eine Breite der piezoelektrischen Schicht vom Primärabschnitt des piezoelektrischen aktiven Abschnitts (320) zum Abschnitt (321) großer Breite allmählich ändert.

7. Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Schwingungsregulierabschnitt ausgebildet wird, indem eine relative Beziehung zwischen einer Breite (w1) der Druckerzeugungskammer (12) und einer Breite (W2) des piezoelektrischen aktiven Abschnitts (320) gegenüber einer relativen Beziehung des Primärabschnitts verändert wird.

8. Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf nach Anspruch 7, wobei der Schwingungsregulierabschnitt aus einem Abschnitt (323) geringerer Breite besteht, in dem sowohl die Breite der piezoelektrischen Schicht (70) nahe an dem Verbindungsabschnitt als auch eine Breite der oberen Elektrode (80) verringert sind.

9. Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf nach Anspruch 7, wobei der Schwingungsregulierabschnitt aus einem Abschnitt (323) geringer Breite besteht, in dem lediglich eine Breite der oberen Elektrode (70) des piezoelektrischen aktiven Abschnitts (320) nähe an dem Verbindungsabschnitt verringert ist.

10. Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei die Breite des piezoelektrischen aktiven Abschnitts (320) von dem Primärabschnitt zu dem Abschnitt (323) geringer Breite allmählich verändert wird.

11. Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei ein Dickfilmabschnitt (360), dessen Gesamt-Filmdicke größer ist als eine Gesamt- Filmdicke an einem Rand des piezoelektrischen aktiven Abschnitts (320) in wenigstens einem Teil einer Innenkante der Grenze zwischen der Druckerzeugungskammer (12) und der Umfangswand (12a, 12a) an beiden Seiten des Abschnitts (323) geringer Breite in der Breitenrichtung angeordnet ist.

12. Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei ein Abstand von einem Ende des Abschnitts geringer Breite (323) im Inneren der Druckerzeugungskammer (12) zu einer Position, an der der Abschnitt (323) geringer Breite die Grenze (12b) eines der Endteile der Druckerzeugungskammer (12) überschreitet, in der Längsrichtung nicht weniger ausmacht als die Hälfte der Breite (w1) der Druckerzeugungskammer (12).

13. Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf nach einem der Ansprüche 8 bis 12, wobei der Verbindungsabschnitt an einer Position nahe an beiden Seitenwänden (12a, 12a, 12b) der Druckerzeugungskammer (12) angeordnet ist.

14. Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf nach einem der Ansprüche 8 bis 12, wobei eine Vielzahl von Verbindungsabschnitten an einem Endteil der Druckerzeugungskammer (12) in der Längsrichtung vorhanden ist.

15. Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf nach Anspruch 8 bis 14, wobei der Verbindungsabschnitt so angeordnet ist, dass er eine Grenze (12a, 12a, 12b) an einer Ecke der Druckerzeugungskammer (12) überschreitet.

16. Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf nach Anspruch 15, wobei ein Öffnungswinkel der Ecke in Richtung der Druckkammer (12) ein spitzer Winkel ist.

17. Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf nach einem der Ansprüche 7 bis 16, wobei der Schwingungsregulierabschnitt ausgebildet wird, wenn die Breite (w1) der Druckerzeugungskammer (12) so verringert wird, dass sie geringer ist als die Breiten anderer Teile.

18. Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf nach Anspruch 17, wobei eine Grenze zwischen einer Seite der Druckerzeugungskammer (12) in der Breitenrichtung und der Umfangswand (12a, 12a, 12b) so ausgebildet wird, dass sie von dem Schwingungsregulierabschnitt zu anderen Teilen linear ist.

19. Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf nach Anspruch 18, wobei ein Kantenteil des piezoelektrischen aktiven Abschnitts (320) an einer Seite in der Breitenrichtung so ausgebildet wird, dass er in der Längsrichtung der Druckerzeugungskammer (12) von dem Primärabschnitt zu dem Schwingungsregulierabschnitt linear ist.

20. Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 19, wobei eine Isolierschicht (90) an der Oberseite des piezoelektrischen aktiven Abschnitts (320) ausgebildet ist und eine Zuleitungselektrode (100), die zum Anlegen von Spannung an den piezoelektrischen aktiven Abschnitt (320) dient, und ein Kontaktabschnitt zum Verbinden der Elektrode in einem Kontaktloch (90a) angeordnet sind, das an der Isolierschicht ausgebildet ist.

21. Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 20, wobei die Zuleitungselektrode (100), die dazu dient, Spannung an den piezoelektrischen aktiven Abschnitt (320) anzulegen, und der Kontaktabschnitt zum Verbinden der Elektrode in einem Teil angeordnet sind, der der Umfangswand der Druckerzeugungskammer (12) gegenüberliegt.

22. Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 21, wobei ein Signalübertragungsdurchlass ausgebildet wird, wenn die Breite der oberen Elektrode (80) von einem Bereich aus verringert wird, der über die Grenze des Verbindungsabschnitts an einer Seite der Druckerzeugungskammer (12) hinausreicht.

23. Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 22, wobei wenigstens eine Kontaktfläche der oberen Elektrode (80), die mit der piezoelektrischen Schicht (70) in Kontakt kommt, aus leitendem Oxid-Film besteht.

24. Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 23, wobei die Druckerzeugungskammer ausgebildet wird, wenn anisotropes Ätzen an einer Einkristall-Silizium-Grundplatte ausgeführt wird, und jede Schicht des piezoelektrischen Schwingungserzeugers mit Verfahren der Filmherstellung und der Lithografie ausgebildet wird.