DE69925960T2 - Tintenstrahlaufzeichnungskopf und diesen Kopf tragende Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung - Google Patents

Tintenstrahlaufzeichnungskopf und diesen Kopf tragende Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung Download PDF

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Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Diese Erfindung betrifft einen Tintenstrahlschreibkopf, wobei ein piezoelektrisches Element über ein Diaphragma für jede druckerzeugende Kammer, die jeweils mit zugehörigen Düsenöffnungen zum Tintentropfen ausgeben in Verbindung stehen, ausgebildet ist und wobei Tintentropfen durch eine Verschiebung des piezoelektrischen Elements ausgegeben werden, sowie eine Tintenstrahlschreibvorrichtung mit einem Tintenstrahlschreibkopf.
  • Die folgenden beiden Tintenstrahlschreibkopftypen, bei denen ein Teil einer druckerzeugenden Kammer, die mit Düsenöffnungen zum Ausgeben von Tintentropfen in Verbindung steht, aus einem Diaphragma gebildet ist, wobei das Diaphragma durch ein piezoelektrisches Element verformt wird, um Tinte in der druckerzeugenden Kammer unter Druck zu setzen, wodurch ein Tintentropfen durch die Düsenöffnung ausgegeben wird, sind kommerziell verwendbar: einer nutzt ein piezoelektrisches Stellglied mit einem vertikalen Schwingungsmodus, bei dem das piezoelektrische Element sich axial ausdehnt und zusammenzieht und der andere nutzt ein piezoelektrisches Stellglied in einem Deflektionsschwingungsmodus.
  • Mit dem Ersten kann das Volumen der druckerzeugenden Kammer durch das Anstoßen einer Endfläche des piezoelektrischen Elements gegen das Diaphragma geändert werden und ein Kopf kann hergestellt werden, der zum hochauflösenden Drucken geeignet ist. Es ist allerdings schwierig die piezoelektrischen Elemente kammzahnartig aufzuteilen, so dass sie dem Abstand der Düsenöffnungen entsprechen und außerdem müssen die piezoelektrischen Einheiten in den druckerzeugenden Kammern positioniert und fixiert werden, wodurch der Herstellungsprozess kompliziert wird.
  • Im Gegensatz dazu kann mit dem Zweiten das piezoelektrische Element mit einem relativ einfachen Verfahren hergestellt und am Diaphragma befestigt werden, wobei ein Green-Sheet eines piezoelektrischen Materials, passend zur Form der druckerzeugen den Kammer, angebracht und gesintert wird. Es wird jedoch eine ausreichende Fläche benötigt, da Deflektionsschwingungen genutzt werden, wodurch eine hochauflösende Anordnung schwierig zu realisieren ist.
  • Um andererseits das Problem des zweiten Schreibkopfs zu lösen, schlägt die japanische Patentveröffentlichung Nr. 5-286131A vor, eine ebene Schicht aus einem piezoelektrischen Material mit Hilfe einer Schichtbildungstechnik über die gesamte Oberfläche des Diaphragmas auszubilden und mit Hilfe einer Lithografietechnik entsprechend der druckerzeugenden Kammer aufzuteilen, um so für jede druckerzeugende Kammer separat ein piezoelektrisches Element auszubilden.
  • Dies beseitigt den Arbeitsschritt des Anbringens des piezoelektrischen Elements auf dem Diaphragma, und das piezoelektrische Element kann durch das Lithografieverfahren, ein genaues und einfaches Verfahren, gebildet werden. Zusätzlich kann das piezoelektrische Element dünner ausgebildet werden und ein Hochgeschwindigkeitsbetrieb ermöglicht werden.
  • In diesem Fall, wobei die piezoelektrische Materialschicht über der gesamten Oberfläche des Diaphragmas bereitgestellt wird, werden zumindest nur obere Elektroden in einem 1:1-Verhältnis mit den druckerzeugenden Kammern bereitgestellt, wodurch das piezoelektrische Element für jede entsprechende druckerzeugende Kammer angetrieben werden kann. Es ist jedoch wünschenswert, dass jeder aktive Teil eines piezoelektrischen Elements, das aus einer piezoelektrischen Schicht und einer oberen Elektrode besteht, so ausgebildet ist, dass es nicht über die druckerzeugende Kammer hinausgeht, aufgrund der Probleme der Verschiebungsmenge pro Antriebsspannungseinheit und der Belastung auf die piezoelektrische Schicht in dem Bereich der den Abschnitt, der der druckerzeugenden Kammer gegenüberliegt, und dessen Außenseite überspannt.
  • Dann wurde ein Aufbau vorgeschlagen, wobei das jeder druckerzeugenden Kammer entsprechende piezoelektrische Element mit einer Isolationsschicht bedeckt wird, wobei die Isolationsschicht in einem 1:1-Verhältnis zu den druckerzeugenden Kammern mit einem Fenster ausgebildet wird, wobei jedes Fenster ein Verbindungsteil für eine Bleielektrode bildet, wobei die Bleielektrode zum Anlegen einer Spannung, die zum Antrei ben der piezoelektrischen Elemente dient, und wobei das Verbindungsteil für jedes piezoelektrische Element und jede Bleielektrode in dem Kontaktloch ausgebildet wird.
  • Jedoch ist bei dem Aufbau, bei dem die Kontaktlöcher zum Verbinden der oberen Elektroden und der Bleielektroden hergestellt werden, die gesamte Schicht in dem Abschnitt, wo das Kontaktloch ausgebildet wird, dick und die Verschiebungseigenschaft verschlechtert sich.
  • Mit dem oben beschriebenen Tintenstrahlschreibkopf wurde ein Aufbau vorgeschlagen, bei dem das Diaphragma in dem Abschnitt auf beiden Seiten des piezoelektrischen Elements dünner gemacht wird, um die Verschiebungseffizienz durch das piezoelektrische Element zu verbessern. Jedoch wird durch große Verschiebungen die Tendenz zur Zerstörung durch einen Riss, etc., in der Nähe des Kontaktlochs gefördert.
  • Darüber hinaus treten die Probleme insbesondere dann leicht auf, wenn eine piezoelektrische Materialschicht mit einer Schichtbildungstechnik hergestellt wird, da die piezoelektrische Materialschicht, die durch die Schichtbildungstechnik hergestellt wurde, sehr dünn ist und daher im Vergleich zu einer Schicht, bei der ein piezoelektrisches Element montiert wird, eine geringe Steifigkeit aufweist.
  • EP-A-0 890 440 offenbart einen Tintenstrahlschreibkopf gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Tintenstrahlschreibkopf bereitzustellen, bei dem die Zerstörung einer piezoelektrischen Schicht an der Grenze zwischen einer druckerzeugenden Kammer und einer Begrenzungswand verhindert wird, und eine Tintenstrahlschreibvorrichtung mit dem Tintenstrahlschreibkopf bereitzustellen.
  • Um die obige Aufgabe gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung zu lösen, wird ein Tintenstrahlschreibkopf gemäß Anspruch 1 bereitgestellt.
  • Wenn, gemäß dem ersten Aspekt, der aktive Bereich des piezoelektrischen Elements angetrieben wird, wird eine Verschiebung an der Grenze zwischen der druckerzeugenden Kammer und der Begrenzungswand durch den inaktiven Bereich des piezoelektrischen Elements unterdrückt und ein Abschälen des piezoelektrischen Films, ein Auftreten eines Risses und Ähnliches werden verhindert.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung sind Kristallrichtungen der piezoelektrischen Schicht ausgerichtet.
  • Gemäß dem zweiten Aspekt wird die piezoelektrische Schicht mit einem Dünnschichtverfahren gebildet, so dass die Kristallrichtungen ausgerichtet sind.
  • Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die piezoelektrische Schicht eine Stengelkristallstruktur auf.
  • Gemäß dem dritten Aspekt wird die piezoelektrische Schicht mit einem Dünnschichtverfahren gebildet, so dass die piezoelektrische Schicht eine Stengelkristallstruktur aufweist.
  • Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung erstreckt sich der inaktive Bereich von der Innenseite des Bereichs, der der druckerzeugenden Kammer zugewandt ist, bis zur Außenseite dieses Bereichs.
  • Gemäß dem vierten Aspekt kann sich die obere Elektrode des aktiven Bereichs oder die Anschlusselektrode (Bleielektrode) bis zur Außenseite des Bereichs, der der druckerzeugenden Kammer zugewandt ist, erstrecken, ohne dass ein Kontaktloch gebildet wird. Die Verdrahtung kann somit relativ einfach ausgebildet werden.
  • Gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung ist im Tintenstrahlschreibkopf gemäß einem der ersten bis vierten Aspekte die untere Elektrode entfernt, um den inaktiven Bereich zu bilden, wobei entweder die obere Elektrode oder eine daran angeschlossene Anschlusselektrode sich bis zur Oberfläche einer Begrenzungswand der druckerzeugenden Kammer durch den inaktiven Bereich hindurch erstreckt.
  • Gemäß einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist im Tintenstrahlschreibkopf gemäß einem der ersten bis vierten Aspekte ein Endabschnitt der oberen Elektrode innerhalb eines Endabschnitts der unteren Elektrode positioniert, um einen Endabschnitt des aktiven Bereichs zu bilden. Die piezoelektrische Schicht ist auf der unteren Elektrode, die nach außerhalb des Endabschnitts der oberen Elektrode vorsteht, angeordnet, um den inaktiven Bereich zu bilden, und ist ebenfalls außerhalb des Endabschnitts der unteren Elektrode angeordnet.
  • Gemäß dem sechsten Aspekt kann ein Abstand zwischen dem Endabschnitt des aktiven Bereichs und dem Endabschnitt der oberen Elektrode gehalten werden, und kann ein Durchschlag, der sich durch die Konzentration eines elektrischen Felds, etc., am Endabschnitt in der Longitudinalrichtung des aktiven Bereichs bilden kann, vehindert werden.
  • Gemäß einem siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist im Tintenstrahlkopf nach einem der ersten bis sechsten Aspekte der inaktive Bereich des piezoelektrischen Elements kontinuierlich entlang der longitudinalen Richtung an einem Endabschnitt des aktiven Bereichs des piezoelektrischen Elements vorgesehen.
  • Gemäß dem siebten Aspekt kann ein Abschälen, ein Auftreten eines Risses oder Ähnliches am Endabschnitt in der Longitudinalrichtung des aktiven Bereichs des piezoelektrischen Elements vehindert werden.
  • Gemäß einem achten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist im Tintenstrahlschreibkopf gemäß dem siebten Aspekt die Breite des inaktiven Bereichs zumindest in der Nähe eines Abschnitts, der die Grenze zwischen einem Endabschnitt und der Begrenzungswand der druckerzeugenden Kammer kreuzt, schmaler als die Breite des aktiven Bereichs.
  • Gemäß dem achten Aspekt ist die Verschiebungseigenschaft in dem Bereich, der der Grenze zwischen der druckerzeugenden Kammer und seiner Begrenzungswand zugewandt ist, verbessert.
  • Gemäß einem neunten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist im Tintenstrahlschreibkopf gemäß dem siebten Aspekt die Breite des inaktiven Bereichs zumindest in der Nähe eines Abschnitts, der die Grenze zwischen einem Endabschnitt und der Begrenzungswand der druckerzeugenden Kammer kreuzt, breiter als die Breite der druckerzeugenden Kammer.
  • Gemäß dem neunten Aspekt kann die Steifigkeit eines Diaphragmas in der Nähe eines Endabschnitts der druckerzeugenden Kammer hoch gehalten werden und eine Zerstörung des Diaphragmas durch Betreiben des aktiven Bereichs verhindert werden.
  • Gemäß einem zehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist im Tintenstrahlschreibkopf nach einem der ersten bis neunten Aspekte eine eine Verschiebung verhindernde Schicht zum Unterdrückung einer Verschiebung des aktiven Bereichs in einem Bereich vorgesehen, der der Grenze zwischen dem aktiven Bereich und dem inaktiven Bereich zugewandt ist.
  • Gemäß dem zehnten Aspekt wird eine Verschiebung des aktiven Bereichs an dessen Endabschnitt unterdrückt und eine Zerstörung des Diaphragmas durch Betreiben des aktiven Bereichs wird verhindert.
  • Gemäß einem elften Aspekt der vorliegenden Erfindung ist im Tintenstrahlschreibkopf nach einem der ersten bis zehnten Aspekte die untere Elektrode kontinuierlich in einem Bereich vorgesehen, der in der Breitenrichtung Trennwänden auf beiden Seiten der druckerzeugenden Kammer und benachbarten druckerzeugenden Kammern zugewandt ist.
  • Gemäß dem elften Aspekt wird die Steifigkeit des Diaphragmas an beiden Endabschnitten in der Breitenrichtung der druckerzeugenden Kammer hochgehalten und die Lebensdauer des Diaphragmas erhöht.
  • Gemäß einem zwölften Aspekt der vorliegenden Erfindung ist im Tintenstrahlschreibkopf nach einem der ersten bis zehnten Aspekte der inaktive Bereich an einem longitudinalen Endabschnitt des piezoelektrischen Elements vorgesehen. Die untere Elektrode ist so vorgesehen, dass beide Endabschnitte der unteren Elektrode in der Breitenrichtung zusammen mit beiden Endabschnitten der piezoelektrischen Schicht in der Breitenrichtung in der druckerzeugenden Kammer positioniert sind und sich vom anderen longitudinalen Endabschnitt des piezoelektrischen Elements bis zur Oberfläche der Begrenzungswand der druckerzeugenden Kammer erstreckt.
  • Gemäß dem zwölften Aspekt kann ein Abstand zwischen dem Endabschnitt des aktiven Bereichs und dem Endabschnitt der oberen Elektrode gewahrt bleiben und ein Durchschlag, der durch die Konzentrierung eines elektrischen Felds, etc., am Endabschnitt in der longitudinalen Richtung des aktiven Bereichs auftreten kann, vehindert werden.
  • Gemäß einem dreizehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist im Tintenstrahlschreibkopf gemäß einem der ersten bis elften Aspekte der Bereich, der, außer dem inaktiven Bereich, der druckerzeugenden Kammer zugewandt ist, mit der unteren Elektrode bedeckt.
  • Gemäß dem dreizehnten Aspekt existiert der Endabschnitt der unteren Elektrode nicht in der Umgebung der unteren Elektrode, die in der druckerzeugenden Kammer gemustert ist, daher tritt Entladung kaum auf und ein Durchschlag der piezoelektrischen Schicht wird verhindert.
  • Gemäß einem vierzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist im Tintenstrahlschreibkopf gemäß einem der fünften bis dreizehnten Aspekte die Breite der entfernten unteren Elektrode unterhalb des inaktiven Bereichs schmaler als die Breite der druckerzeugenden Kammer.
  • Gemäß dem vierzehnten Aspekt wird ein Durchschlag der piezoelektrischen Schicht vehindert ohne, dass die Steifheit in der Nähe des Endabschnitts der druckerzeugenden Kammer verschlechtert wird.
  • Gemäß einem fünfzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung erstreckt sich im Tintenstrahlschreibkopf des dreizehnten Aspekts der inaktive Bereich von einem im Wesentlichen zentralen Abschnitt der druckerzeugenden Kammer in Bezug auf dessen longitudinale Richtung bis auf eine Begrenzungswand in Richtung der Breite der druckerzeugenden Kammer.
  • Gemäß dem fünfzehnten Aspekt kann eine Spannung im zentralen Abschnitt in der longitudinalen Richtung des aktiven Bereichs angelegt werden und der Antriebsverlust des aktiven Bereichs unterdrückt werden.
  • Gemäß einem sechzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist im Tintenstrahlschreibkopf gemäß einem der dreizehnten bis vierzehnten Aspekte der entfernte Teil der unteren Elektrode unterhalb des inaktiven Bereichs im Wesentlichen kreisförmig ausgebildet.
  • Gemäß dem sechzehnten Aspekt wird das elektrische Feld, das an den Bereich zwischen der oberen Elektrode und der unteren Elektrode im Grenzbereich zwischen dem Endabschnitt und der Begrenzungswand der druckerzeugenden Kammer angelegt wird, stärker verteilt und ein Durchschlagen der piezoelektrischen Schicht wird verhindert.
  • Gemäß einem siebzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist im Tintenstrahlschreibkopf nach einem der dreizehnten bis sechzehnten Aspekte die Richtung, in der der Rand der oberen Elektrode die Oberseite der unteren Elektrode zur Oberseite des entfernten Teiles der unteren Elektrode quert, von der Richtung unterschiedlich, in der sich die obere Elektrode auf der Oberseite der Begrenzungswand der druckerzeugenden Kammer erstreckt.
  • Gemäß dem siebzehnten Aspekt wird das elektrische Feld, das in einem Bereich zwischen der oberen Elektrode und der unteren Elektrode an der Grenze zwischen dem Endabschnitt und der Begrenzungswand der druckerzeugenden Kammer angelegt wird, zuverlässig verteilt und ein Durchschlagen der piezoelektrischen Schicht wird zuverlässig verhindert.
  • Gemäß einem achtzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist im Tintenstrahlschreibkopf nach einem der ersten bis siebzehnten Aspekte die Breite der unteren Elektrode in einem Bereich, der der Grenze zwischen aktivem Bereich und inaktivem Bereich zugewandt ist, schmaler als jeglicher andere Bereich.
  • Gemäß dem achtzehnten Aspekt wird ein Durchschlag zwischen Elektroden in dem Bereich, wo die piezoelektrische Schicht und die obere Elektrode sich von der Innenseite des Bereichs der druckerzeugenden Kammer zu der Außenseite des Bereichs erstrecken.
  • Gemäß einem neunzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist im Tintenstrahlschreibkopf des achtzehnten Aspekts zumindest das entfernte Ende des eingeengten Bereichs der unteren Elektrode schmäler als die piezoelektrische Schicht um die obere Elektrode des inaktiven Bereichs.
  • Gemäß dem neunzehnten Aspekt ist zumindest das entfernte Ende des eingeengten Bereichs mit der piezoelektrischen Schicht bedeckt und zuverlässig von der oberen Elektrode isoliert.
  • Gemäß einem zwanzigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist im Tintenstrahlschreibkopf des achtzehnten Aspekts der gesamte eingeengte Bereich der unteren Elektrode schmäler als die piezoelektrische Schicht und die obere Elektrode des inaktiven Bereichs.
  • Gemäß dem zwanzigsten Aspekt ist der gesamte eingeengte Bereich mit der piezoelektrischen Schicht bedeckt und der eingeengte Bereich der unteren Elektrode und die obere Elektrode sind zuverlässig voneinander isoliert.
  • Gemäß einem einundzwanzigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist im Tintenstrahlschreibkopf des achtzehnten Aspekts die Breite des eingeengten Bereichs der unteren Elektrode breiter als die der piezoelektrischen Schicht und der oberen Elektrode des inaktiven Bereichs. Der Abstand zwischen einem Endabschnitt in Richtung der Breite des eingeengten Bereichs und einem Endabschnitt in Richtung der Breite der oberen Elektrode beträgt ungefähr 10 μm oder weniger.
  • Gemäß dem einundzwanzigsten Aspekt wird zwischen der unteren Elektrode und der oberen Elektrode ein vorbestimmter oder kürzerer Abstand eingehalten, wodurch eine Entladung zwischen beiden Elektroden verhindert werden kann.
  • Gemäß einem zweiundzwanzigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist im Tintenstrahlschreibkopf gemäß einem der fünfzehnten bis einundzwanzigsten Aspekte eine diskontinuierliche untere Elektrode, die diskontinuierlich bezüglich der oberen Elektrode ist, unterhalb der piezoelektrischen Schicht in einem Bereich angeordnet, der der Grenze zwischen der druckerzeugenden Kammer und dessen Begrenzungswand zugewandt ist.
  • Gemäß dem zweiundzwanzigsten Aspekt kann die Steifigkeit des Diaphragmas in dem Abschnitt, wo die piezoelektrische Schicht und die obere Elektrode nach außerhalb der druckerzeugenden Kammer gezogen werden, hochgehalten werden, und eine Zerstörung des Diaphragmas und der piezoelektrischen Schicht in dem Abschnitt kann verhindert werden.
  • Gemäß einem dreiundzwanzigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist im Tintenstrahlschreibkopf gemäß dem zweiundzwanzigsten Aspekt die diskontinuierliche untere Elektrode so vorgesehen, dass sie mindestens einen Rand der druckerzeugenden Kammer bedeckt.
  • Gemäß dem dreiundzwanzigsten Aspekt kann die Steifigkeit des Diaphragmas in der Nähe des Endabschnitts der druckerzeugenden Kammer hochgehalten werden und die Lebensdauer verbessert werden.
  • Gemäß einem vierundzwanzigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird im Tintenstrahlschreibkopf gemäß dem zweiundzwanzigsten oder dreiundzwanzigsten Aspekt die diskontinuierliche untere Elektrode durch Entfernen einer unteren Elektrode in der Nähe des Endabschnitts der unteren Elektrode in der longitudinalen Richtung der druckerzeugenden Kammer diskontinuierlich mit der unteren Elektrode gemacht, um sich in Richtung der Breite der druckerzeugenden Kammer zu erstrecken.
  • Gemäß dem vierundzwanzigsten Aspekt kann der Abstand zwischen der diskontinuierlichen unteren Elektrode und der unteren Elektrode eng gemacht werden und die Steifigkeit des Diaphragmas höher gehalten werden.
  • Gemäß einem fünfundzwanzigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist im Tintenstrahlschreibkopf bei einem der zweiundzwanzigsten bis vierundzwanzigsten Aspekte die diskontinuierliche untere Elektrode mit anderen Bereichen nicht elektrisch verbunden.
  • Gemäß dem fünfundzwanzigsten Aspekt sind die diskontinuierliche untere Elektrode und die untere Elektrode zuverlässig voneinander isoliert.
  • Gemäß einem sechsundzwanzigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist im Tintenstrahlschreibkopf nach einem der zweiundzwanzigsten bis vierundzwanzigsten Aspekte die diskontinuierliche untere Elektrode mit einem Widerstand verbunden, so dass die Zeitkonstante der unteren Elektrode größer wird als die eines Steuerimpulses für das piezoelektrische Element.
  • Gemäß dem sechsundzwanzigsten Aspekt sind die diskontinuierliche untere Elektrode und die untere Elektrode zuverlässig isoliert und die diskontinuierliche untere Elektrode wird vor einem exzessiven Potenzial geschützt.
  • Gemäß einem siebenundzwanzigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist im Tintenstrahlschreibkopf nach einem der zweiundzwanzigsten bis sechsundzwanzigsten Aspekte eine untere Verdrahtungselektrode für jedes piezoelektrische Element auf der Begrenzungswand, auf der die diskontinuierliche untere Elektrode diskret bezüglich der diskontinuierlichen unteren Elektrode vorgesehen ist, vorgesehen.
  • Gemäß dem siebenundzwanzigsten Aspekt kann vom aktiven Bereich eine Verdrahtung leicht und effizient gezogen werden.
  • Gemäß einem achtundzwanzigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist im Tintenstrahlschreibkopf nach einem der zweiundzwanzigsten bis vierundzwanzigsten Aspekte die diskontinuierliche untere Elektrode für jeden aktiven Bereich in Richtung der Breite der druckerzeugenden Kammer getrennt, wobei jede diskontinuierliche untere Elektrode entweder mit der oberen Elektrode des entsprechenden aktiven Bereichs oder einer Anschlusselektrode, die mit der Oberfläche der oberen Elektrode verbunden ist, verbunden ist.
  • Gemäß dem achtundzwanzigsten Aspekt kann die Steifigkeit des Diaphragmas in dem Bereich, wo die piezoelektrische Schicht und die obere Elektrode in den Bereich außerhalb der druckerzeugenden Kammer gezogen werden, hochgehalten werden, und die Verdrahtung kann effizient gezogen werden.
  • Gemäß einem neunundzwanzigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung sind im Tintenstrahlschreibkopf nach dem achtundzwanzigsten Aspekt jede diskontinuierliche untere Elektrode und die untere Elektrode so voneinander beabstandet, dass sie voneinander isoliert werden können.
  • Gemäß dem neunundzwanzigsten Aspekt kann jeder aktive Bereich eines piezoelektrischen Elements zuverlässig betrieben werden und die Ausspritzeigenschaften gut gehalten werden.
  • Gemäß einem dreißigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist im Tintenstrahlschreibkopf nach dem achtundzwanzigsten oder neunundzwanzigsten Aspekt eine Zwischenelektrode ohne Verbindungen mit irgendeinem Teil zwischen den nebeneinanderliegenden diskontinuierlichen unteren Elektroden vorgesehen.
  • Gemäß dem dreißigsten Aspekt kann die Entfernung der unteren Elektrode minimiert werden und die Steifigkeit des Diaphragmas zuverlässiger gehalten werden.
  • Gemäß einem einunddreißigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung bleibt im Tintenstrahlschreibkopf nach einem der zweiundzwanzigsten bis dreißigsten Aspekte die piezoelektrische Schicht zumindest in einem Teil des entfernten Teils der unteren Elektrode stehen, der nicht dem Bereich des piezoelektrischen Elements entspricht.
  • Gemäß dem einunddreißigsten Aspekt sind der diskontinuierlich entfernte Bereich und die untere Elektrode zuverlässig voneinander isoliert und die Zuverlässigkeit kann verbessert werden.
  • Gemäß einem zweiunddreißigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist im Tintenstrahlschreibkopf gemäß einem der ersten bis einunddreißigsten Aspekte ein überblei bender Teil aus der gleichen Schicht wie die untere Elektrode auf der Trennung zu beiden Seiten der druckerzeugenden Kammer in Richtung der Breite vorgesehen.
  • Gemäß dem zweiunddreißigsten Aspekt verringert sich die Entfernungsfläche der unteren Elektrode, so dass die piezoelektrische Schicht mit einer im Wesentlichen ausgeglichenen Schichtdicke auf der gemusterten unteren Elektrode ausgebildet wird.
  • Gemäß einem dreiunddreißigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist im Tintenstrahlschreibkopf nach dem zweiunddreißigsten Aspekt außerhalb der Endabschnitte der unteren Elektrode des aktiven Bereichs eine diskontinuierliche untere Elektrode, diskontinuierlich mit der unteren Elektrode, vorgesehen. Der überbleibende Teil erstreckt sich, ausgehend von der diskontinuierlichen unteren Elektrode, kontinuierlich.
  • Gemäß dem dreiunddreißigsten Aspekt kann der Abstand zwischen der unteren Elektrode, die ein Teil des piezoelektrischen Elements bildet, von dem übrigbleibenden Teil gering gehalten werden und die piezoelektrische Schicht zuverlässiger mit einer ausgeglichenen Schichtdicke ausgebildet werden.
  • Gemäß einem vierunddreißigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung erstreckt sich im Tintenstrahlschreibkopf nach dem zweiunddreißigsten Aspekt das überbleibende Teil zusammen mit der unteren Elektrode, die einen Teil des piezoelektrischen Elements bildet.
  • Gemäß dem vierunddreißigsten Aspekt kann der Abstand zwischen der unteren Elektrode, die einen Teil des piezoelektrischen Elements bildet, und dem überbleibenden Teil gering gehalten werden und die piezoelektrische Schicht wird mit einer ausgeglichenen Schichtdicke gebildet.
  • Gemäß einem fünfunddreißigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist im Tintenstrahlschreibkopf gemäß einem der zweiunddreißigsten bis vierunddreißigsten Aspekte der Abstand zwischen einem Endabschnitt in Richtung der Breite der unteren Elektrode und einem Endabschnitt in Richtung der Breite des überbleibenden Teils breiter als die Dicke der piezoelektrischen Schicht und schmaler als die Breite der unteren Elektrode.
  • Gemäß dem fünfunddreißigsten Aspekt wird die Schichtdicke der piezoelektrischen Schicht in Breitenrichtung im Wesentlichen ausgeglichen und die piezoelektrische Eigenschaft verschlechtert sich nicht.
  • Gemäß einem sechsunddreißigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung befindet sich im Tintenstrahlschreibkopf gemäß einem der zweiunddreißigsten bis fünfunddreißigsten Aspekte ein longitudinaler Endabschnitt der piezoelektrischen Schicht in der Nähe des Endabschnitts der druckerzeugenden Kammer auf der Seite, auf der sich die untere Elektrode bis zur Oberfläche der Begrenzungswand erstreckt. Der Abstand von diesem Endabschnitt bis zu einem Teil, wo die untere Elektrode, die sich nach außen erstreckt, breiter wird, ist breiter als die Dicke der piezoelektrischen Schicht und ist schmaler als die Breite der unteren Elektrode.
  • Gemäß dem sechsunddreißigsten Aspekt wird die Schichtdicke der piezoelektrischen Schicht in der Nähe des Endabschnitts in der longitudinalen Richtung der druckerzeugenden Kammer ausgeglichen und, wenn die piezoelektrische Schicht gemustert wird, wird die untere Elektrode, die darunter liegt, nicht dünn.
  • Gemäß einem siebenunddreißigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist im Tintenstrahlschreibkopf nach einem der zweiunddreißigsten bis sechsunddreißigsten Aspekte der überbleibende Teil eine Breite von 50 % oder mehr der Breite der Begrenzungswand zwischen benachbarten druckerzeugenden Kammern auf.
  • Gemäß dem siebenunddreißigsten Aspekt wird der überbleibende Teil mit einer vorbestimmten Breite ausgebildet, wobei die piezoelektrische Schicht zuverlässiger mit einer ausgeglichenen Schichtdicke gebildet wird.
  • Gemäß einem achtunddreißigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung sind im Tintenstrahlschreibkopf nach einem der zweiunddreißigsten bis siebenunddreißigsten Aspekte die untere Elektrode und der überbleibende Teil auf einem Bereich ausgebildet, der eine Breite von 50 % oder mehr des Bereichs, der den druckerzeugenden Kammern, die sich Seite an Seite befinden, und den Trennungen auf beiden Seiten der druckerzeugenden Kammern in Richtung der Breite entspricht, aufweist.
  • Gemäß dem achtunddreißigsten Aspekt haben die untere Elektrode und der überbleibende Teil vorbestimmte Dimensionen, wodurch die Schichtdicke der piezoelektrischen Schicht zuverlässig ausgeglichen wird.
  • Gemäß einem neununddreißigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung sind im Tintenstrahlschreibkopf nach einem der zweiunddreißigsten bis achtunddreißigsten Aspekte die untere Elektrode und das übrigbleibende Teil auf einer Fläche von 50 % oder mehr der Gesamtfläche des Kanalsubstrats ausgebildet.
  • Gemäß dem neununddreißigsten Aspekt haben die untere Elektrode und das übrigbleibende Teil vorbestimmte Dimensionen, wodurch die Schichtdicke der piezoelektrischen Schicht zuverlässig ausgeglichen wird.
  • Gemäß einem vierzigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist im Tintenstrahlschreibkopf gemäß einem der ersten bis neununddreißigsten Aspekte die Kristallstruktur der piezoelektrischen Schicht auf der unteren Elektrode die gleiche wie die der isolierenden Schicht.
  • Gemäß dem vierzigsten Aspekt wird der kristalline Zustand der piezoelektrischen Schicht, die auf der isolierenden Schicht ausgebildet ist, der gleiche wie der der piezoelektrischen Schicht, die auf der unteren Elektrode ausgebildet wird, so dass keine Risse auftreten und keine abnormalen Belastungen an Mustergrenzen auftreten.
  • Gemäß einem einundvierzigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung sind im Tintenstrahlschreibkopf nach dem vierzigsten Aspekt Impfkristalle, die Kristallisationskörner der piezoelektrischen Schicht werden, auf einer Oberfläche der isolierenden Schicht ausgebildet.
  • Gemäß dem einundvierzigsten Aspekt ist die Kristallstruktur der piezoelektrischen Schicht in eine Richtung ausgerichtet und ist im Wesentlichen dank der Impfkristalle gleichmäßig ausgebildet, und eine Entstehung von Rissen, usw., wird verhindert.
  • Gemäß einem zweiundvierzigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung sind im Tintenstrahlschreibkopf nach dem vierzigsten Aspekt die Impfkristalle inselförmig ausgebildet.
  • Gemäß dem zweiundvierzigsten Aspekt wird der Kristall der piezoelektrischen Schicht aus den Impfkristallen, die wie Inseln ausgebildet sind, gewachsen.
  • Gemäß einem dreiundvierzigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist im Tintenstrahlschreibkopf nach einem der fünften bis zweiundvierzigsten Aspekte eine zweite Isolationsschicht außerhalb des Endabschnitts der unteren Elektrode vorgesehen.
  • Gemäß dem dreiundvierzigsten Aspekt wird die piezoelektrische Schicht in der Nähe des Endes der unteren Elektrode nicht dünn und ein Durchschlag der piezoelektrischen Schicht, aufgrund der Konzentration eines elektrischen Felds, wird verhindert.
  • Gemäß einem vierundvierzigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung hat im Tintenstrahlschreibkopf nach dem dreiundvierzigsten Aspekt die zweite Isolationsschicht im Wesentlichen die gleiche Schichtdicke wie die untere Elektrode.
  • Gemäß dem vierundvierzigsten Aspekt ist der Niveauunterschied zwischen der unteren Elektrode und der zweiten Isolationsschicht gering und die piezoelektrische Schicht kann darauf mit einer im Wesentlichen ausgeglichenen Schichtdicke ausgebildet werden.
  • Gemäß einem fünfundvierzigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist im Tintenstrahlschreibkopf nach dem dreiundvierzigsten oder vierundvierzigsten Aspekt die zweite Isolationsschicht aus einem anderen isolierenden Material als die isolierende Schicht.
  • Gemäß dem fünfundvierzigsten Aspekt liefert die zweite isolierende Schicht eine Funktion unabhängig vom benutzten Isolationsmaterial.
  • Gemäß einem sechsundvierzigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist im Tintenstrahlschreibkopf nach einem der fünften bis zweiundvierzigsten Aspekte die isolierende Schicht einen dicken Abschnitt auf, der sich auf der Außenseite des Endabschnitts der unteren Elektrode befindet.
  • Gemäß dem sechsundvierzigsten Aspekt wird die piezoelektrische Schicht in der Nähe des Endabschnitts der unteren Elektrode nicht dünn, so dass ein Durchschlag der piezoelektrischen Schicht, aufgrund der Konzentration eines elektrischen Felds, verhindert werden kann.
  • Gemäß einem siebenundvierzigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist im Tintenstrahlschreibkopf nach dem sechsundvierzigsten Aspekt der dicken Abschnitt im Wesentlichen die gleiche Dicke wie die untere Elektrode auf.
  • Gemäß dem siebenundvierzigsten Aspekt ist der Niveauunterschied zwischen der unteren Elektrode und dem dicken Abschnitt gering, und die piezoelektrische Schicht mit einer im Wesentlichen ausgeglichenen Schichtdicke kann darauf ausgebildet werden.
  • Gemäß einem achtundvierzigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist im Tintenstrahlschreibkopf nach einem der fünften bis zweiundvierzigsten Aspekte ein zulaufender Abschnitt, für den die Schichtdicke der unteren Elektrode nach und nach in Richtung der Außenseite des aktiven Bereichs abnimmt, am Endabschnitt der unteren Elektrode vorgesehen.
  • Gemäß dem achtundvierzigsten Aspekt ist der zulaufende Abschnitt im Endabschnitt der unteren Elektrode vorgesehen, daher wird die piezoelektrische Schicht, die in der Nähe des Endabschnitts der unteren Elektrode ausgebildet wird, nicht dünn und ein Durchschlag in der Nähe des Endabschnitts des aktiven Bereichs wird verhindert.
  • Gemäß einem neunundvierzigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung bildet im Tintenstrahlschreibkopf nach dem achtundvierzigsten Aspekt der zulaufende Abschnitt ein Gefälle, auf dem die Schichtdicke der unteren Elektrode nach und nach abnimmt.
  • Gemäß dem neunundvierzigsten Aspekt ist die piezoelektrische Schicht entlang dem Gefälle des zulaufenden Abschnitts ausgebildet und die piezoelektrische Schicht am Ende des aktiven Bereichs wird nicht dünn.
  • Gemäß einem fünfzigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist im Tintenstrahlschreibkopf nach dem achtundvierzigsten Aspekt der zulaufende Abschnitt ein Teil, bei dem Schichtdicke der unteren Elektrode schrittweise abnimmt.
  • Gemäß dem fünfzigsten Aspekt ist die piezoelektrische Schicht entlang der Form des zulaufenden Abschnitts ausgebildet und erhält im Wesentlichen die gleiche Schichtdicke wie jeglicher andere Bereiche.
  • Gemäß einem einundfünfzigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung bildet im Tintenstrahlschreibkopf nach dem achtundvierzigsten Aspekt der zulaufende Abschnitt eine schiefe gekrümmte Oberfläche, auf der die Schichtdicke der unteren Elektrode nach und nach allmählich abnimmt.
  • Gemäß dem einundfünfzigsten Aspekt ist die piezoelektrische Schicht entlang der Form des zulaufenden Abschnitts ausgebildet und erhält im Wesentlichen die gleiche Schichtdicke wie jeglicher andere Bereich.
  • Gemäß einem zweiundfünfzigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist im Tintenstrahlschreibkopf nach einem der achtundvierzigsten bis einundfünfzigsten Aspekte die piezoelektrische Schicht, die auf dem zulaufenden Abschnitt ausgebildet ist, dicker als jeder andere Abschnitt.
  • Gemäß dem zweiundfünfzigsten Aspekt tritt eine Konzentration eines elektrischen Felds, etc., auf der piezoelektrischen Schicht in der Nähe des Endabschnitts des aktiven Bereichs nicht auf und ein Durchschlag wird verhindert.
  • Gemäß einem dreiundfünfzigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung werden in dem Tintenstrahlschreibkopf nach einem der fünften bis zweiundfünfzigsten Aspekte beide longitudinalen Endabschnitte des aktiven Bereichs mit einer ähnlichen Struktur ausgebildet.
  • Gemäß dem dreiundfünfzigsten Aspekt wird eine Zerstörung des gegenüberliegenden Endabschnitts, ähnlich wie für den anderen Endabschnitt des aktiven Bereichs, verhindert.
  • Gemäß einem vierundfünfzigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung definieren im Tintenstrahlschreibkopf nach einem der fünften bis zweiundfünfzigsten Aspekte, Endabschnitte der piezoelektrischen Schicht und der oberen Elektrode ein entferntes Ende des aktiven Bereichs, das das gegenüberliegende Ende des Endes ist, das in den inaktiven Bereich übergeht. Das entfernte Ende ist mit einer diskontinuierlichen piezoelektrischen Schicht, die diskontinuierlich bezüglich der piezoelektrischen Schicht ist, bedeckt.
  • Gemäß dem vierundfünfzigsten Aspekt ist der Endabschnitt des aktiven Bereichs durch eine diskontinuierliche piezoelektrische Schicht geschützt und die piezoelektrische Schicht und die obere Elektrode werden am Abschälen, etc., gehindert.
  • Gemäß einem fünfundfünfzigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung definieren im Tintenstrahlschreibkopf nach einem der fünften bis zweiundfünfzigsten Aspekte Endabschnitte der piezoelektrischen Schicht und der oberen Elektrode ein entferntes Ende des aktiven Bereichs, das das gegenüberliegende Ende des Endes ist, das in den inaktiven Bereich übergeht. Das entfernte Ende ist mit einem Haftmittel befestigt.
  • Gemäß dem fünfundfünfzigsten Aspekt ist das Ende des aktiven Bereichs des piezoelektrischen Elements fixiert und die piezoelektrische Schicht und die obere Elektrode werden am Abschälen, etc., gehindert.
  • Gemäß einem sechsundfünfzigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung werden im Tintenstrahlschreibkopf nach einem der ersten bis fünfundfünfzigsten Aspekte die druckerzeugenden Kammern durch anisotropes Ätzen in einem monokristalinen Siliziumsubstrat gebildet. Die unteren Elektrodenschichten, die piezoelektrischen Schichten und die oberen Elektrodenschichten werden durch ein Schichtbildungs- und Lithografieverfahren gebildet.
  • Gemäß dem sechsundfünfzigsten Aspekt können Tintenstrahlschreibköpfe mit einer hohen Düsenöffnungsdichte in großen Mengen und relativ einfach hergestellt werden.
  • Gemäß einem siebenundfünfzigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Tintenstrahlschreibvorrichtung mit einem Tintenstrahlschreibkopf nach einem der ersten bis sechsundfünfzigsten Aspekte bereitgestellt.
  • Gemäß dem siebenundfünfzigsten Aspekt kann eine Tintenstrahlschreibvorrichtung mit verbesserter Schreibkopfzuverlässigkeit bereitgestellt werden.
  • Kurze Beschreibung der Figuren
  • In den begleitenden Figuren:
  • 1 ist eine auseinandergezogene perspektivische Sicht eines Tintenstrahlschreibkopfs gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 2A und 2B sind eine Planansicht und eine Querschnittsansicht des in 1 gezeigten Tintenstrahlschreibkopfs gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 3A und 3B sind perspektivische Ansichten, die modifizierte Beispiele einer in 1 gezeigten Abdichtplatte zeigen;
  • 4A bis 4E sind Querschnittsansichten, die einen Dünnschichtherstellungsprozess für die erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen;
  • 5 ist eine Querschnittsansicht, die den Dünnschichtherstellungsprozess der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 6A und 6B sind Querschnittsansichten, die den Dünnschichtherstellungsprozess der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen;
  • 7A und 7B sind eine Planansicht und eine Querschnittsansicht, die den Hauptteil des Tintenstrahlschreibkopfs gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen;
  • 8 ist eine Planansicht, die ein modifizierte Beispiel des Tintenstrahlschreibkopfs gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 9 ist eine Querschnittsansicht, die einen Tintenstrahlschreibkopf nach einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 10 ist eine Querschnittsansicht, die ein modifiziertes Beispiel des Tintenstrahlschreibkopfs nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 11 ist eine Planansicht, die ein modifiziertes Beispiel des Tintenstrahlschreibkopfs gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 12A und 12B sind eine Planansicht und eine Querschnittsansicht, die den Hauptteil eines Tintenstrahlschreibkopfs gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen;
  • 13 ist eine Planansicht, die ein modifiziertes Beispiel des Tintenstrahlschreibkopfs gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 14 ist eine Planansicht, die den Hauptteil eines Tintenstrahlschreibkopfs gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 15A und 15B sind ein Planansicht und eine Querschnittsansicht, die ein modifiziertes Beispiel eines Tintenstrahlschreibkopfs gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigen;
  • 16A und 16B sind eine Planansicht und eine Querschnittsansicht, die den Hauptteil eines Tintenstrahlschreibkopfs gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen;
  • 17A bis 17C sind Querschnittsansichten, die einen Herstellungsprozess des Tintenstrahlschreibkopfs gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen;
  • 18 ist ein Planansicht, die den Hauptteil eines Tintenstrahlschreibkopfs gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 19 ist eine Planansicht, die den Hauptteil eines Tintenstrahlschreibkopfs gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 20A und 20B sind eine Planansicht und eine Querschnittsansicht, die den Hauptteil eines Tintenstrahlschreibkopfs gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen;
  • 21A bis 21C sind eine Planansicht und Querschnittsansichten, die den Hauptteil eines Tintenstrahlschreibkopfs gemäß einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen;
  • 22 ist eine Planansicht, die den Hauptteil eines Tintenstrahlschreibkopfs gemäß einer zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 23A und 23B ist eine Planansicht und eine Querschnittsansicht, die den Hauptteil eines Tintenstrahlschreibkopfs gemäß einer elften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen;
  • 24 ist eine Planansicht, die ein modifiziertes Beispiel des Tintenstrahlschreibkopfs gemäß der elften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 25A und 25B sind Planansichten, die modifizierte Beispiele des Tintenstrahlschreibkopfs gemäß der elften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen;
  • 26 ist eine Planansicht, die den Hauptteil eines Tintenstrahlschreibkopfs gemäß einer zwölften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 27 ist eine Planansicht, die den Hauptteil eines Tintenstrahlschreibkopfs gemäß einer dreizehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 28A bis 28C sind eine Planansicht und Querschnittsansichten, die den Hauptteil eines Tintenstrahlkopfs gemäß einer vierzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen;
  • 29 ist eine Planansicht, die den Hauptteil eines Tintenstrahlschreibkopfs gemäß einer fünfzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 30A und 30B sind eine Planansicht und eine Querschnittsansicht, die den Hauptteil eines Tintenstrahlhauptkopfs gemäß einer sechzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen;
  • 31A und 31B sind Querschnittsansichten, die modifizierte Beispiele des Tintenstrahlschreibkopfs gemäß der sechzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen;
  • 32A und 32B sind eine Planansicht und eine Querschnittsansicht, die den Hauptteil eines Tintenstrahlschreibkopfs gemäß einer siebzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen;
  • 33A und 33B sind eine Planansicht und eine Querschnittsansicht, die den Hauptteil eines Tintenstrahlschreibkopfs gemäß einer achtzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen;
  • 34A und 34B sind eine Planansicht und eine Querschnittsansicht, die den Hauptteil eines Tintenstrahlschreibkopfs gemäß einer neunzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen;
  • 35 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht, die einen Tintenstrahlschreibkopf gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 36 ist eine Querschnittsansicht, die den Tintenstrahlschreibkopf der 35 zeigt; und
  • 37 ist ein schematisches Diagramm, das eine Tintenstrahlschreibvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
  • Unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gezeigt.
  • 1 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht, die einen Tintenstrahlschreibkopf gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 2A ist eine Planansicht des in 1 gezeigten Tintenstrahlschreibkopfs und 2B ist eine Querschnittsansicht, um den Querschnittsaufbau in einer Longitudinalrichtung einer druckerzeugenden Kammer zu zeigen.
  • Ein Kanalsubstrat 10 ist aus einem monokristallinen Siliziumsubstrat, wobei in der Ausführungsform die Kristallorientierung der Oberfläche in Richtung <110> ist. Normalerweise wird als Kanalsubstrat 10 ein Substrat mit einer Dicke von 150-300 μm, bevorzugt ein Substrat mit einer Dicke von 180-280 μm, noch bevorzugter ein Substrat mit ungefähr 220 μm Dicke, benutzt, da eine Anordnung mit hoher Dichte realisiert werden kann, während gleichzeitig die Steifigkeit einer Trennung zwischen nebeneinanderliegenden druckerzeugenden Kammern beibehalten werden kann.
  • Das Kanalsubstrat 10 ist auf einer Seite mit einer Öffnungsseite und auf der anderen Seite mit einem elastischen Film 50 ausgebildet, wobei der Film aus 0,1-2 μm dickem Siliziumdioxid ist, das vorher durch thermische Oxidation gebildet wird.
  • Andererseits ist das Kanalsubstrat 10 auf der Öffnungsseite mit Düsenöffnungen 11 und druckerzeugenden Kammern 12 versehen, die durch anisotropes Ätzen im monokristallinen Siliziumsubstrat gebildet werden.
  • Das anisotrope Ätzen wird unter der Ausnutzung, dass, wenn ein monokristallines Siliziumsubstrat in ein Laugenbad, wie beispielsweise KOH, eingetaucht wird, es nach und nach erodiert, wobei eine erste <111>-Ebene senkrecht zu einer <110>-Ebene und eine zweite <111>-Ebene unter ungefähr 70° bezüglich der ersten <111>-Ebene und unter ungefähr 35° bezüglich der <110>-Ebene auftaucht, wobei die Ätzrate der <111>-Ebene ungefähr 1/180 der der <110>-Ebene ist, durchgeführt. Mit Hilfe des anisotropen Ätzens kann basierend auf einer Arbeit in die Tiefe eine genaue Arbeit durchgeführt werden, wie beispielsweise ein Parallelogramm, das durch die beiden ersten <111>-Ebenen und die zwei zweiten <111>-Ebenen gebildet wird, wobei die druckerzeugenden Kammern 12 mit einer hohen Dichte ausgebildet werden können.
  • In der Ausführungsform werden die langen Seiten der druckerzeugenden Kammern 12 durch erste <111>-Ebenen und die kurzen Seiten durch die zweiten <111>-Ebenen gebildet. Die druckerzeugenden Kammern 12 werden durch Ätzen des monokristallinen Siliziumsubstrats bis auf die elastischen Schicht 50 gebildet. Die Eintauchmenge des elastischen Films 50 in das Laugenbad zum Ätzen des monokristallinen Siliziumsubstrats ist extrem gering.
  • Andererseits wird jede Düsenöffnung 11, die mit einem Ende einer entsprechenden druckerzeugenden Kammer 12 kommuniziert, schmaler und flacher als die druckerzeugende Kammer 12 ausgebildet. Das heißt, dass die Düsenöffnungen 11 durch Ätzen des monokristallinen Siliziumsubstrats bis auf ein Zwischenniveau bezüglich der Dicke (half etching) ausgebildet werden. Das Half-Etching wird durch Einstellen der Ätzzeit durchgeführt.
  • Die Größe der druckerzeugenden Kammern 12, um der Tinte Tintentropfenjetdruck zu geben, und die Größe der Düsenöffnung 11 zum Ausspritzen der Tintentropfen sind in Abhängigkeit von der ausgespritzten Tintentropfenmenge, der Ausspritzgeschwindigkeit und der Ausspritzfrequenz optimiert. Um Beispielsweise 360 Tintentropfen pro Inch zu schreiben, muss die Düsenöffnung 11 mit einer Rillenbreite von mehreren zehn μm mit Genauigkeit hergestellt werden.
  • Die druckerzeugenden Kammern 12 und ein Tintenreservoir 31 (wird später beschrieben) sind so ausgebildet, dass sie miteinander über Tintenzuführöffnungen 21 miteinander kommunizieren, wobei die Zuführöffnungen 21 an Stellen einer Abdichtungsplatte 20 (wird später beschrieben) ausgebildet sind, die einem Ende der druckerzeugenden Kammern 12 entsprechen. Tinte wird aus dem Tintenreservoir 31 den druckerzeugenden Kammern 12 zugeführt über die Tintenzuführöffnungen 21.
  • Die Abdichtungsplatte 20 ist beispielsweise aus Keramik mit einer Dicke von 0,1-1 mm und einem linearen Ausdehnungskoeffizienten von 2,5-4,5 × 10–6 [/°C] bei 300°C oder weniger hergestellt und mit den Tintenzuführöffnungen 21 entsprechend den druckerzeugenden Kammern 12 ausgebildet. Die Tintenzuführöffnungen 21 können Einschlitzlöcher 21A oder mehrere Schlitzlöcher 21B sein, die die Umgebung der Enden auf der Tintenzuführseite der druckerzeugenden Kammer 12, wie in 3A oder 3B gezeigt, queren. Eine Seite der Abdichtungsplatte 20 bedeckt vollständig eine Seite des Kanalsubstrats 10, wobei die Abdichtungsplatte 20 auch als Verstärkungsplatte zum Schutz des monokristallinen Siliziumsubstrats gegen Stöße und äußere Kräfte dient. Eine gegenüberliegende Seite der Abdichtungsplatte 20 bildet eine Wandseite des Tintenspeichers 31.
  • Ein Tintenspeichersubstrat 30 bildet eine Randwand des Tintenreservoirs 31; es wird durch Ausstanzen von rostfreiem Stahl mit ausreichender Dicke entsprechend der Anzahl der Düsenöffnungen und der Tintentropfenausspritzfrequenz hergestellt. In der Ausführungsform ist das Tintenreservoirsubstrat 30 0,2 mm dick.
  • Eine Tintenreservoirseitenplatte 40 aus einem rostfreien Substrat bildet eine Wand des Tintenreservoirs 31. Die Tintenreservoirseitenplatte 40 wird mit einer dünnen Wand 41 ausgebildet, wobei eine Vertiefung 40a durch Half-Etching eines Teils einer gegenüberliegenden Seite gebildet wird und ist ferner gelocht, um eine Tinteneinfüllöffnung 42 zu bilden, die dazu dient Tinte von außen zuzuführen. Die dünne Wand 41 ist so ausgebildet, dass Druck in Richtung der gegenüberliegenden Seite der Düsenöffnungen 11 absorbiert wird, wobei der Druck auftritt, wenn Tintentropfen ausgespritzt werden. Die dünne Wand 41 verhindert unnötigen positiven oder negativen Druck, der über das Tintenreservoir 31 an einer anderen druckerzeugenden Kammer 12 auftreten könnte. In der Ausführungsform ist, unter Berücksichtigung der Steifigkeit, die benötigt wird, wenn die Tinteneinfüllöffnung 42 mit einer äußeren Tintenzufuhr, etc., verbunden wird, die Tintenreservoirseitenplatte 40 0,2 mm dick und ein Teil davon wird als dünne Wand 41 mit 0,02 mm Dicke ausgebildet. Um jedoch die Herstellung der dünnen Wand 41 durch Half-Etching weglassen zu können, könnte die Tintenreservoirseitenplatte 40 von Anfang an 0,02 mm dick gemacht werden.
  • Andererseits werden eine untere Elektrodenschicht 60, beispielsweise ungefähr 0,5 μm dick, eine piezoelektrische Schicht 70, beispielsweise ungefähr 1 μm dick, und eine obere Elektrodenschicht 80, beispielsweise 0,1 μm dick, auf der elastischen Schicht 50 auf der gegenüberliegenden Seite der Öffnungsseite des Kanalsubstrats 10 mit einem später beschriebenen Verfahren abgeschieden, wobei diese ein piezoelektrisches Element 300 bilden. Dieses piezoelektrische Element 300 bezieht sich auf den Abschnitt, der die untere Elektrodenschicht 60, die piezoelektrische Schicht 70 und die obere Elektrodenschicht 80 aufweist. Im Allgemeinen wird eine Elektrode des piezoelektrischen Elements 300 als gemeinsame Elektrode benutzt und die andere Elektrode und die piezoelektrische Schicht 60 werden für jede druckerzeugende Kammer 12 gemustert. Ein Teil, der aus der gemusterten Elektrode und der piezoelektrischen Schicht 70 besteht und an dem eine piezoelektrische Verschiebung auftritt, wenn eine Spannung an beide Elektroden angelegt wird, wird als ein aktiver Bereich des piezoelektrischen Elements 320 bezeichnet. In der Ausführungsform wird die untere Elektrodenschicht 60 als gemeinsame Elektrode des piezoelektrischen Elements 300 benutzt und die obere Elektrodenschicht 80 wird als diskrete Elektrode des piezoelektrischen Elements 300 benutzt, jedoch kann die untere Elektrodenschicht 60 als diskrete Elektrode und die obere Elektrodenschicht 80 als gemeinsame Elektrode für die Vereinfachung eines Antriebsstromkreises und der Verkabelung benutzt werden. Jedenfalls wird der aktive Bereich des piezoelektrischen Elements für jede druckerzeugende Kammer 12 ausgebildet. Hier werden das piezoelektrische Element 300 und das Diaphragma, das durch den Hub des piezoelektrischen Elements 300 verschoben wird, zusammen als piezoelektrisches Stellglied bezeichnet.
  • Ein Verfahren zum Herstellen einer piezoelektrischen Schicht 70, etc., auf dem Kanalsubstrat 10 aus einem monokristallinen Siliziumsubstrat wird unter Bezugnahme auf die 4 bis 6 beschrieben. Die 4 und 6 sind Querschnittsansichten in der Breitenrichtung der druckerzeugenden Kammern 12 und 5 ist eine Querschnittsansicht in der longitudinalen Richtung der druckerzeugenden Kammer 12.
  • Wie in 4A gezeigt, wird als erstes ein Wafer eines monokristallinen Siliziumsubstrats, aus dem das Kanalsubstrat 10 gemacht werden wird, thermisch in einem Diffusionsofen bei ungefähr 1100°C oxidiert, um den elastischen Film 50 aus Siliziumdioxid zu bilden.
  • Als nächstes wird, wie in 4B gezeigt, die untere Elektrodenschicht 60 durch Sputtering gebildet. Platin, etc., wird als Material für die untere Elektrodenschicht 60 bevorzugt, da die piezoelektrische Schicht 70 (wird später beschrieben) durch ein Sputteringverfahren oder ein Sol-Gel-Verfahren gebildet wird, wobei die Schicht bei einer Temperatur von ungefähr 600°C-1000°C in einer Atmosphäre oder einer Sauerstoffatmosphäre nach der Schichtbildung gebacken und kristallisiert werden muss. Das heißt, dass das Material der unteren Elektrodenschicht 60 bei hohen Temperaturen und in einer Sauerstoffatmosphäre elektrisch leitend bleiben muss. Wenn insbesondere Bleizirkonattitanat (PCT) als piezoelektrische Schicht 70 benutzt wird, ist es wünschenswert, dass die Änderung der elektrischen Leitfähigkeit aufgrund der Diffusion von Bleioxid (bleieren Oxiden) gering ist, weshalb Platin bevorzugt wird.
  • Als nächstes wird, wie in den 4C und 5 gezeigt, die untere Elektrodenschicht 60 gemustert, um ein Lochmuster und untere Verdrahtungselektrodenschichten 61, die sich von einem Bereich, der der druckerzeugenden Kammer 12 zugewandt ist, bis zur Oberfläche der Begrenzungswand erstrecken, zu bilden, wobei die unteren Verdrahtungselektrodenschichten 61 in dem Bereich ausgebildet sind, der in der Nähe eines Endabschnitts in longitudinaler Richtung jeder druckerzeugenden Kammer 12 liegt.
  • Als nächstes wird, wie in 4D gezeigt, die piezoelektrische Schicht 70 gebildet. Vorzugsweise sind die Kristalle der piezoelektrischen Schicht 70 orientiert. Beispielsweise wird in der Ausführungsform ein sogenanntes Sol-Gel-Verfahren zur Ausbildung der piezoelektrischen Schicht 70 benutzt wird, wobei das sogenannte Sol metallorganische Substanzen aufweist, die in einem Lösungsmittel gelöst und verteilt sind, und aufgetragen wird und zu einem Gel getrocknet wird, wobei das Gel unter hoher Temperatur gebacken wird, wodurch die piezoelektrische Schicht 70 mit ausgerichteten Kristallen gebildet wird. Als Material für die piezoelektrische Schicht 70 zur Benutzung mit einem Tintenstrahlschreibkopf wird ein Material aus der Bleizirkonattitanatfamilie bevorzugt. Das Herstellungsverfahren für die piezoelektrische Schicht 70 ist nicht auf das oben beschriebene Verfahren beschränkt, beispielsweise kann die piezoelektrische Schicht 70 durch ein Sputterverfahren gebildet werden.
  • Ferner kann, nachdem ein Precursorfilm aus Bleizirkonattitanat durch das Sol-Gel-Verfahren, das Sputterverfahren oder Ähnliches gebildet wird, die Schicht durch Kris tallwachstum bei geringer Temperatur mit Hilfe eines Hochdruckverfahrens in einem Laugenbad weiter wachsen.
  • In jedem Fall ist die Kristallrichtung der piezoelektrischen Schicht 70, die so hergestellt wurde, vorzugsweise unterschiedlich zur Kristallrichtung eines piezoelektrischen Volumens, und der Kristall hat eine stängelförmige Struktur. Hierbei bedeutet "bevorzugte Ausrichtung" einen Zustand, wobei die ausgerichtete Richtung im Kristall nicht ungeordnet ist, sondern spezielle Kristallflächen fast vollständig in einer bestimmten Richtung ausgerichtet sind. Und stängelförmige Struktur bedeutet einen Zustand, wobei zylindrische Kristalle sich in einer Oberflächenrichtung sammeln, um eine dünne Schicht zu bilden, während deren zentralen Achsen zueinander im Wesentlichen in Richtung der Dicke zusammenfallen. Natürlich kann die dünne Schicht mit bevorzugt ausgerichteten Grobkristallen gebildet werden. Die Dicke der piezoelektrischen Schicht, die durch solch eine Dünnschichttechnik hergestellt werden, ist im Allgemeinen 0,5-5 μm.
  • Als nächstes wird, wie in 4E gezeigt, die obere Elektrodenschicht 80 gebildet. Die obere Elektrodenschicht 80 kann aus einem beliebigen Material gemacht werden, solange es eine hohe elektrische Leitfähigkeit aufweist; Aluminium-, Gold-, Nickel-, Platinummetalle, etc., leitende Oxide, etc., können benutzt werden. In der Ausführungsform wird die obere Elektrodenschicht 80 mit Hilfe eines Sputterverfahrens aus Platin ausgebildet.
  • Dann wird, wie in 6A gezeigt, nur die piezoelektrische Schicht 70 und die obere Elektrodenschicht 80 geätzt, um den aktiven Bereich des piezoelektrischen Elements 320 zu mustern. Der Schichtbildungsprozess ist jetzt vollständig. Nachdem die Schichtbildung so ausgeführt wurde, wird das monokristalline Siliziumsubstrat in einem Laugenbad, wie oben beschrieben, anisotrop geätzt, um die druckerzeugende Kammern 12, usw., wie in 6B gezeigt, auszubilden.
  • Die 7A und 7B sind eine Planansicht und eine Querschnittsansicht in der Longitudinalrichtung des Hauptteils eines so ausgebildeten Tintenstrahlschreibkopfs.
  • Wie in der 7 gezeigt, ist die untere Elektrodenschicht 60, die das piezoelektrische Element 300 bildet, kontinuierlich in dem Bereich, der den druckerzeugenden Kammern, die Seite an Seite liegen, gegenüberliegt, bereitgestellt und ist in der Nähe eines Endabschnitts der druckerzeugenden Kammer 12 in der Longitudinalrichtung gemustert, und der Endabschnitt der unteren Elektrodenschicht 60 wird zu einem Endabschnitt des aktiven Bereichs des piezoelektrischen Elements 320. In dem Bereich gegenüber der Umgebung eines gegenüberliegenden Endabschnitts der druckerzeugenden Kammer 12 in der Longitudinalrichtung ist die untere Verdrahtungselektrodenschicht 61, die diskontinuierlich mit der unteren Elektrodenschicht 60 ist und zur Verdrahtung des piezoelektrischen Elements benutzt wird, für jede druckerzeugende Kammer 12 ausgehend von dem Bereich, der der druckerzeugenden Kammer 12 gegenüberliegt bis zur Oberfläche der Begrenzungswand bereitgestellt.
  • Vorzugsweise ist der Abstand zwischen unterer Elektrodenschicht 60 und der unteren Verdrahtungselektrodenschicht 61 und der Abstand zwischen den unteren Verdrahtungselektrodenschichten 61 jeweils so eng ausgebildet sind, dass zumindest die Isolationsstärke erzielt werden kann.
  • Andererseits sind in dieser Ausführungsform die piezoelektrische Schicht 70 und die obere Elektrodenschicht 80 in dem Bereich gegenüber der druckerzeugenden Kammer 12 ausgebildet und erstrecken sich bis auf die untere Verdrahtungselektrodenschicht 61, wobei die obere Elektrodenschicht 80 und die untere Verdrahtungselektrodenschicht 61 über eine Bleielektrode 100 verbunden sind. Die Form der unteren Verdrahtungselektrodenschicht 61 ist nicht beschränkt, jedoch ist vorzugsweise die untere Verdrahtungselektrodenschicht 61 so ausgebildet, dass sie die Ränder der druckerzeugenden Kammer 12, wie in 8 gezeigt, bedeckt, wobei die Steifigkeit des Diaphragmas hochgehalten werden kann und das Auftreten eines Risses im Diaphragma verhindert werden kann.
  • In dieser Konfiguration bildet die piezoelektrische Schicht 70 und die obere Elektrodenschicht 80, die auf der unteren Elektrodenschicht 60 platziert sind, einen aktiven Bereich des piezoelektrischen Elements 320. Die Abschnitte des piezoelektrischen Films 70 und der oberen Elektrodenschicht 80, die sich kontinuierlich vom aktiven Bereich des piezoelektrischen Elements 320 in einem Bereich, wo die untere Elektrodenschicht 60 entfernt ist, bis auf die untere Verdrahtungselektrodenschicht 61 erstrecken, bilden, einen inaktiven Bereich des piezoelektrischen Elements 330, das den piezoelektrischen Film aufweist, der jedoch im Wesentlichen nicht angetrieben wird.
  • Daher bildet die Grenze zwischen der druckerzeugenden Kammer 12 und der Begrenzungswand den inaktiven Bereich des piezoelektrischen Elements 330, der nicht angetrieben wird, selbst wenn eine Spannung am aktiven Bereich des piezoelektrischen Elements 320 angelegt wird, so dass man nicht befürchten muss, dass am Endabschnitt der druckerzeugenden Kammer 12 in longitudinaler Richtung die piezoelektrische Schicht 70, usw. abschält, dass sich aufgrund wiederholter Verschiebungen ein Riss bildet, oder dass Ähnliches auftritt. Da die piezoelektrische Schicht 70 und die obere Elektrodenschicht 80 sich bis auf die untere Verdrahtungselektrodenschicht 61 erstrecken, entfällt der Bedarf an der Ausbildung eines Kontaktlochs, nämlich der Bedarf einer Isolationsschicht mit einem Kontaktloch auf der oberen Elektrodenschicht 80. Daher ist die Verschlechterung der Verschiebungseigenschaften des aktiven Bereichs des piezoelektrischen Elements 320, die sich durch die Dicke eines Isolationsfilms ergeben könnte, beseitigt. Die Anzahl der Herstellungsschritte kann ebenso verringert werden, wodurch es ermöglicht wird, die Kosten zu reduzieren.
  • Beim beschriebenen Schichtbildungs- und anisotropen Ätzablauf für den aktiven Bereich der piezoelektrischen Elemente 320, der druckerzeugenden Kammer 12 usw., werden gleichzeitig eine große Anzahl Chips auf einem Wafer gebildet, und nachdem das Verfahren zuende ist, werden diese für jedes Kanalsubstrat 10 einer Chipgröße, wie in 1 gezeigt, voneinander getrennt. Jedes Kanalsubstrat 10 wird mit der Abdichtplatte 20, dem Tintenreservoirsubstrat 30 und der Tintenreservoirseitenplatte 40 in dieser Reihenordnung zu einem Stück verbunden, um einen Tintenstrahlschreibkopf zu bilden.
  • Mit dem beschriebenen Tintenstrahlschreibkopf wird Tinte über die Tinteneinführungsöffnung 42 eingeführt, wobei die Tinteneinführungsöffnung mit einem äußeren Tintenzuführteil (nicht gezeigt) verbunden ist, und der Innenraum des Schreibkopfs, ausgehend vom Tintenreservoir 31 bis zu den Düsenöffnungen 11, wird mit Tinte gefüllt. Dann wird eine Spannung an dem Abschnitt zwischen der oberen Elektrodenschicht 80 und der unteren Elektrodenschicht 60 gemäß einem Schreibsignal von einem äußeren Antriebskreis (nicht gezeigt) angelegt, um den elastischen Film 50, die untere Elektrodenschicht 60 und die piezoelektrische Schicht 70 durch Deflektion zu verformen, wodurch der Druck in der entsprechenden druckerzeugenden Kammer 12 ansteigt und ein Tintentropfen durch die entsprechende Düsenöffnung 11 gespritzt wird.
  • In der Ausführungsform sind die piezoelektrische Schicht 70 und die obere Elektrodenschicht 80 in dem Bereich, der der druckerzeugenden Kammer 12 gegenüberliegt, ausgebildet, jedoch beschränkt sich vorliegende Erfindung nicht auf diese Möglichkeit. Beispielsweise kann sie sich auch bis auf den Bereich gegenüber der Begrenzungswand erstrecken. Natürlich können mit solch einer Konfiguration ebenso ähnliche Vorteile, wie die oben beschriebenen, erzielt werden.
  • In dem oben beschriebenen Beispiel wird der inaktive Bereich des piezoelektrischen Elements dadurch gebildet, dass die untere Elektrodenschicht 60 entfernt wird, jedoch beschränkt sich die vorliegende Erfindung nicht auf diese Möglichkeit. Beispielsweise kann der inaktive Bereich des piezoelektrischen Elements 330 dadurch geformt werden, dass eine Isolationsschicht mit geringer Dielektrizitätskonstante zwischen der piezoelektrischen Schicht 70 und der oberen Elektrodenschicht 80 platziert wird oder kann dadurch geformt werden, dass die piezoelektrische Schicht partiell dotiert, usw. wird, um sie inaktiv zu machen.
  • 9 ist eine Querschnittsansicht in Longitudinalrichtung des Hauptteils eines Tintenstrahlschreibkopfes gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Die zweite Ausführungsform ist ein weiteres Beispiel für das Verdrahtungsverfahren des aktiven Bereichs von piezoelektrischen Elementen 320. Wie in der 9 gezeigt, ist die zweite Ausführungsform ähnlich der ersten Ausführungsform außer, dass eine untere Verdrahtungselektrodenschicht 61 auf der Oberflächenbegrenzungswand bereitgestellt wird, anstatt in dem Bereich gegenüber einer druckerzeugenden Kammer 12.
  • Natürlich kann man ebenso mit solch einer Konfiguration ähnliche Vorteile erzielen, wie mit der ersten Ausführungsform.
  • In der oben beschriebenen Ausführungsform ist die untere Verdrahtungselektrodenschicht 61 außerhalb der unteren Elektrodenschicht 60 vorgesehen, jedoch beschränkt sich die vorliegende Erfindung nicht auf diese Möglichkeit. Beispielsweise kann, wie in 10 gezeigt, eine Bleielektrode 100, die mit einer oberen Elektrodenschicht 80 eines inaktiven Bereichs des piezoelektrischen Elements 330 verbunden ist und die sich bis auf die Oberflächenbegrenzungswand und weiter bis zum Substratendabschnitt erstrecken, separat bereitgestellt werden.
  • Eine piezoelektrische Schicht 70 und die obere Elektrodenschicht 80, die den inaktiven Bereich des piezoelektrischen Elements 330, das sich von dem Endabschnitt der druckerzeugenden Kammer 12 bis zur Oberfläche der Begrenzungswand erstreckt, ausmachen, sind nicht beschränkt. Jedoch ist vorteilhafterweise, wie in 11 gezeigt, beispielsweise ein breiter Abschnitt 331, der breiter ist als die druckerzeugende Kammer 12, in der Nähe des Endabschnitts der druckerzeugenden Kammer 12 ausgebildet, um den Endabschnitt der druckerzeugenden Kammer 12 zu bedecken, wodurch die Steifigkeit eines Diaphragmas in der Nähe des Endabschnitts der druckerzeugenden Kammer 12 hochgehalten werden kann und das Auftreten eines Risses im Diaphragma verhindert werden kann.
  • Die 12A und 12B sind eine Planansicht und eine Querschnittsansicht in der Longitudinalrichtung des Hauptteils eines Tintenstrahlschreibkopfs gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Die dritte Ausführungsform ist ein Beispiel, wobei eine diskontinuierliche untere Elektrodenschicht 62, die diskontinuierlich mit der unteren Elektrodenschicht 60 ist, unterhalb eines inaktiven Bereichs des piezoelektrischen Elements 330 in einem Bereich gegenüber der Grenze zwischen dem Endabschnitt und der Begrenzungswand einer jeden druckerzeugenden Kammer 12, wie in 12 gezeigt, vorgesehen ist. Das heißt, dass die dritte Ausführungsform ähnlich der zweiten Ausführungsform ist außer, dass die untere Elektrodenschicht 60 in der Nähe eines Longitudinalendabschnitts der druckerzeugenden Kammer 12, auf der eine piezoelektrische Schicht 70 und eine obere Elektrodenschicht 80 ausgebildet sind, entfernt ist, um, beispielsweise, einen schmalen, rillenförmigen entfernten Abschnitt 340 zu bilden, der sich in der Breitenrichtung der druckerzeugenden Kammer 12 erstreckt, und außer, dass die untere Elektrodenschicht 60 im Grenzbereich zwischen dem Endabschnitt und der Begrenzungswand einer jeden druckerzeugenden Kammer 12 zur diskontinuierlichen unteren Elektrodenschicht 62 wird, die diskontinuierlich mit der unteren Elektrodenschicht 60 des aktiven Bereichs des piezoelektrischen Elements 320 ist.
  • Die Breite des entfernten Abschnitts 340, der die untere Elektrodenschicht 60 und die diskontinuierliche untere Elektrodenschicht 62 trennt, muss eine Breite sein, die zumindest dazu fähig ist, die Isolationsstärke zwischen der unteren Elektrodenschicht 60 und der diskontinuierlichen unteren Elektrodenschicht 62 zu halten, wo jedoch vorzugsweise der entfernte Abschnitt 340 so schmal wie möglich ausgebildet ist, um die Streifigkeit eines Diaphragmas halten zu können.
  • In dieser Konfiguration wird die diskontinuierliche untere Elektrodenschicht 62 eine schwebende Elektrode, die elektrisch mit keinem anderen Teil verbunden ist, wobei die piezoelektrische Schicht 70 und die obere Elektrodenschicht 80, die auf der unteren Elektrodenschicht 60 existieren, den aktiven Bereich des piezoelektrischen Elements 320 bilden, der das wesentliche Antriebsteil wird und wobei die piezoelektrische Schicht 70 und die obere Elektrodenschicht 80 auf der diskontinuierlichen unteren Elektrodenschicht 62 nicht stark angetrieben werden.
  • Daher wird die Grenze zwischen der druckerzeugenden Kammer 12 und deren Begrenzungswand nicht so stark angetrieben, wenn eine Spannungam aktiven Bereich des piezoelektrischen Elements 320 angelegt wird, wodurch die Steifigkeit des Diaphragmas am Endabschnitt der druckerzeugenden Kammer 12 in der Longitudinalrichtung hoch ist und eine Zerstörung des Diaphragmas oder des piezoelektrischen Films 70 oder Ähnliches in dem Abschnitt verhindert werden kann.
  • In der Ausführungsform ist die diskontinuierliche untere Elektrodenschicht 62 über dem Bereich angeordnet, in dem die druckerzeugenden Kammern 12 nebeneinander angeordnet sind, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Möglichkeit beschränkt. Beispielsweise können, wie in 13 gezeigt, separate diskontinuierliche untere Elektrodenschichten 62 in einer Eins-zu-Eins-Übereinstimmung mit dem aktiven Bereich der piezoelektrischen Elemente 320 vorgesehen sein, wobei die piezoelektrische Schicht 70 und die obere Elektrodenschicht 80 auf der diskontinuierlichen unteren Elektrodenschicht 62 dem inaktiven Bereich des piezoelektrischen Elements 330 entsprechen, der überhaupt nicht angetrieben wird, wobei die Zerstörung des Diaphragmas oder der piezoelektrischen Schicht 70 oder Ähnliches noch zuverlässiger verhindert werden kann.
  • In der Ausführungsform ist die diskontinuierliche untere Elektrodenschicht 62 eine schwebende Elektrode, die elektrisch mit keinem anderen Teil verbunden ist, jedoch ist die vorliegenden Erfindung nicht auf diese Möglichkeit beschränkt. Beispielsweise kann die diskontinuierliche untere Elektrodenschicht 62 mit einer Elektrodenschicht über einen Widerstand verbunden sein, wobei der Widerstand einen vorbestimmten Widerstandswert aufweist, so dass die Ladungszeitkonstante größer wird als der Antriebsimpuls des aktiven Bereichs des piezoelektrischen Elements 320.
  • 14 ist eine Planansicht des Hauptteils eines Tintenstrahlschreibkopfes gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Der Tintenstrahlschreibkopf gemäß der vierten Ausführungsform hat einen ähnlichen Aufbau wie der Tintenstrahlschreibkopf der ersten Ausführungsform außer, dass eine Zwischenelektrodenschicht 63, die durch einen entfernten Abschnitt 340 abgetrennt ist und mit keinem anderen Teil verbunden ist, zwischen den unteren Verdrahtungselektrodenschichten 61 vorgesehen ist.
  • Entsprechend einer solchen Konfiguration kann die Breite des entfernten Abschnitts 340, der die untere Verdrahtungselektrodenschichten 61 trennt, schmal gemacht werden. Das heißt, dass, wenn der entfernte Abschnitt 340 schmal gemacht wird, die Isolierungsstärke zuverlässig gehalten werden kann, da die Zwischenelektrodenschicht 63 zwischen unteren Verdrahtungselektrodenschichten 61 vorgesehen ist, wodurch die Steifigkeit eines Diaphragmas größer wird und, wie im oben beschriebenen Ausführungsbeispiel, eine Zerstörung des Diaphragmas oder einer piezoelektrischen Schicht 70 oder Ähnliches im Grenzbereich zwischen einer druckerzeugenden Kammer 12 und deren Begrenzungswand verhindert werden kann.
  • In der oben beschriebenen Ausführungsform ist der entfernte Abschnitt 340 zwischen der unteren Elektrodenschicht 60 und der unteren Verdrahtungselektrodenschicht 61 so ausgebildet, dass er eine Breite aufweist, für die die Isolierungsstärke zwischen der unteren Elektrodenschicht 60 und der unteren Verdrahtungselektrodenschicht 61 aufrecht erhalten werden kann. Jedoch kann, wie beispielsweise in 15 gezeigt, ein inerter Bereich 350, wo die obere Elektrodenschicht 80 entfernt ist und die piezoelektrische Schicht 70, die nicht wesentlich angetrieben wird, übrig bleibt, in einem Bereich vorgesehen sein, wo ein Durchschlag leicht auftreten kann, so wie auf beiden Seiten eines aktiven Bereichs des piezoelektrischen Elements 320 in dessen Breitenrichtung, wodurch die Isolationsstärke zuverlässiger gehalten werden kann. Wenn die piezoelektrische Schicht 70 nicht angetrieben wird, ist es unnötig zu sagen, dass die obere Elektrodenschicht 80 nicht entfernt werden muss.
  • Die 16A und 16B sind eine Planansicht und eine Querschnittsansicht in der Longitudinalrichtung des Hauptteils eines Tintenstrahlschreibkopfes gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Die fünfte Ausführungsform ist ähnlich der ersten Ausführungsform außer, dass sich anstatt einer unteren Verdrahtungselektrodenschicht 61 eine piezoelektrische Schicht 70 und eine obere Elektrodenschicht 80, die einen inaktiven Bereich des piezoelektrischen Elements 330 bilden, sich von dem Bereich, der der druckerzeugenden Kammer 12 gegenüberliegt, bis zur Oberfläche einer Begrenzungswand und in der Nähe dessen Endabschnitts erstrecken und beispielsweise externe Verdrahtungen, wie beispielsweise flexible Kabel, und die obere Elektrodenschicht 80 direkt miteinander verbunden werden (nicht gezeigt), und außer, dass eine untere Elektrodenschicht 60 im Wesentlichen in dem Bereich, der der druckerzeugenden Kammer 12 gegenüberliegt und sich vom Endabschnitt der gegenüberliegenden Seite des inaktiven Bereichs des piezoelektrischen Elements 330 bis zur Oberfläche der Begrenzungswand der druckerzeugenden Kammer 12 erstreckt, vorgesehen ist, und eine gemeinsame Elektrode der piezoelektrischen Elemente 300, wie in 16 gezeigt, bildet.
  • Gemäß einer solchen Konfiguration können natürlich ähnliche Vorteile wie jene der oben beschriebenen Ausführungsform erzielt werden. Da die untere Elektrodenschicht 60 und die obere Elektrodenschicht 80 sich vom Endabschnitt der druckerzeugenden Kammer 12 in der Longitudinalrichtung bis zur Oberfläche der Begrenzungswand in in der gegenüberliegenden Richtung erstrecken, kann die Verdrahtung leicht ohne Kurzschluss der unteren Elektrodenschicht 60 mit der oberen Elektrodenschicht 80 gezogen werden.
  • Um, wie in der fünften Ausführungsform, die piezoelektrische Schicht 70 kontinuierlich von der druckerzeugenden Kammer 12 bis zur Oberfläche der Begrenzungswand zu bilden, ist vorzugsweise die Kristallstruktur des piezoelektrischen Films 70 auf der unteren Elektrodenschicht 60 die gleiche wie die auf einem elastischen Film 50. Somit wird die piezoelektrische Schicht 70 vorzugsweise wie folgt gebildet:
    Wie in 17A gezeigt wird, bevor die piezoelektrische Schicht 70 gebildet wird, ein Impfkristall 75 aus Titan oder Titanoxid inselförmig sowohl auf der unteren Elektrodenschicht 60 als auch auf der elastischen Schicht 50 mit einem Sputter-Verfahren gebildet, dann wird eine nicht kristallisierte piezoelektrische Vorläuferschicht 71, wie in 17B gezeigt, gebildet, und dann zur Auskristallisation gebacken, um die piezoelektrische Schicht 70, wie in 17C gezeigt, zu bilden.
  • Um das Verfahren, mit dem die Impfkristalle 75 geformt werden können, so zu nutzen, wird vorzugsweise die elastische Schicht 50 aus einem Material gemacht, das gute Adhäsionseigenschaften bezüglich der piezoelektrischen Schicht 70 aufweist, wie beispielsweise Oxide oder Nitride von zumindest einem Element aus den Elementen des piezoelektrischen Films 70, wie beispielsweise Zirkoniumoxid.
  • Eine Fertigkeit Impfkristalle zu bilden und die Kristalle im Wesentlichen in einer Richtung auszurichten, um eine piezoelektrische Schicht 70 auf einer unteren Elektrodenschicht 60 aus Platin, usw. zu bilden, ist bekannt. Wird jedoch in einem speziellen Aufbau, wobei die piezoelektrische Schicht nach der unteren Elektrodenschicht gebildet wird und wie in der Ausführungsform gemustert wird, ein Impfkristall vorher auf der unteren Elektrodenschicht gebildet, ergibt sich eine unterschiedliche Kristallstruktur auf einer elastischen Schicht 50 und ein Riss kann leicht auftreten. Dann wird in der Ausführungsform ein Impfkristall 75 auch auf der elastischen Schicht 50 ausgebildet, wodurch die Kristallstruktur der piezoelektrischen Schicht 70 im Wesentlichen gleich der der unteren Elektrodenschicht 60 und der elastischen Schicht 50 wird, wodurch Risse verhindert werden können und das Auftreten von abnormalen Spannungen verhindert werden kann. Der Impfkristall auf der elastischen Schicht 50 kann gleichzeitig ausgebildet werden, nachdem die untere Elektrodenschicht 60 gemustert wurde. Alternativ kann, nachdem der Impfkristall auf der unteren Elektrodenschicht 60 ausgebildet wurde und die Musterung durchgeführt wurde, der Impfkristall separat nur auf der elastischen Schicht 50 ausgebil det werden, wobei in diesem Fall der Impfkristall eher als Schicht als inselförmig ausgebildet werden kann.
  • 18 ist eine Planansicht des Hauptteils eines Tintenstrahlschreibkopfs gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Die sechste Ausführungsform ist ähnlich der fünften Ausführungsform außer, dass ein inaktiver Bereich des piezoelektrischen Elements 330, in dem Bereich vorgesehen ist, der eine Begrenzungswand einer druckerzeugenden Kammer 12 in dessen Breitenrichtung ausgehend von ungefähr der Mitte eines aktiven Bereichs des piezoelektrischen Elements 320 gegenüberliegt, wie es in 18 gezeigt wird.
  • Gemäß einer solchen Ausführungsform kann zusätzlich zu ähnlichen Vorteilen, wie sie von den oben beschriebenen Ausführungsformen erzielt werden, eine Konzentration des elektrischen Feldes auf eine piezoelektrischen Schicht 70 in der Nähe des Kopplungsabschnitts des aktiven Bereichs des piezoelektrischen Elements 320 und des inaktiven Bereichs des piezoelektrischen Elements 330 unterdrückt werden und die Zerstörung einer piezoelektrischen Schicht 70, usw. kann verhindert werden.
  • 19 ist eine Planansicht des Hauptteils eines Tintenstrahlschreibkopfs gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Die siebte Ausführungsform ist ähnlich der fünften Ausführungsform außer, dass ein eingeengter Abschnitt 332, der schmaler ist als ein aktiver Bereich des piezoelektrischen Elements 320, in dem Bereich eines inaktiven Bereichs des piezoelektrischen Elements 330 ausgebildet ist, der dem Endabschnitt in der Longitudinalrichtung einer druckerzeugenden Kammer 12, wie in 19 gezeigt, gegenüberliegt.
  • In dieser Konfiguration ist die Verschiebungsregulierung eines Diaphragmas des Endabschnitts der druckerzeugenden Kammer 12 gelockert, so dass die Verschiebung des Diaphragmas, die sich durch Antrieb des aktiven Bereichs des piezoelektrischen Elements 320 ergibt, am Endabschnitt vergrößert werden kann.
  • In dieser Ausführungsform bilden eine obere Elektrodenschicht 80 und eine piezoelektrische Schicht 70 den inaktiven Bereich des piezoelektrischen Elements 330 und sind schmal ausgebildet, jedoch beschränkt sich die vorliegende Erfindung nicht auf diese Möglichkeit. Beispielsweise könnte nur die obere Elektrodenschicht 80 schmaler ausgebildet sein.
  • Die 20A und 20B sind eine Planansicht und eine Querschnittsansicht in der Breitenrichtung des Hauptteils eines Tintenstrahlschreibkopfs gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Die achte Ausführungsform ist ähnlich der ersten Ausführungsform außer, dass in der Nähe des Endabschnitts der druckerzeugenden Kammer 12 eine untere Elektrodenschicht 60 an der Grenze eines aktiven Bereichs eines piezoelektrischen Elements 320 und eines inaktiven Bereichs eines piezoelektrischen Elements 330 auf beiden Seiten in der Breitenrichtung der druckerzeugenden Kammer 12 entfernt ist, um einen schmaleren Abschnitt 64, der schmäler als jeglicher andere Abschnitt ist, zu bilden und außer, dass der schmale Abschnitt 64 in dem Bereich schmaler als eine piezoelektrische Schicht 70 gemacht wird, der der druckerzeugenden Kammer 12 gegenüberliegt und an beiden Endflächen in der Breitenrichtung durch die piezoelektrische Schicht 70, wie in 20 gezeigt, bedeckt ist.
  • Gemäß dieser Konfiguration sind die obere Elektrodenschicht 80 und die untere Elektrodenschicht 60 zuverlässig in der Nähe des Endabschnitts der unteren Elektrodenschicht 60 der druckerzeugenden Kammer 12 voneinander isoliert, nämlich am Endabschnitt des aktiven Bereichs des piezoelektrischen Elements 320 und eine Entladung zwischen der oberen Elektrodenschicht 80 und der unteren Elektrodenschicht 60 tritt nicht auf. Daher kann ein Durchschlag der piezoelektrischen Schicht 70 etc. verhindert werden.
  • Die 21A bis 21C sind eine Planansicht und Querschnittsansichten in der Breitenrichtung des Hauptteils eines Tintenstrahlschreibkopfs gemäß einer neuen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Die neunte Ausführungsform ist ähnlich der achten Ausführungsform außer, dass ein schmaler Abschnitt 64 einer unteren Elektrodenschicht 60, die in dem Bereich gegenüber einer druckerzeugenden Kammer 12 ausgebildet ist, breiter ausgebildet ist als eine piezoelektrische Schicht 70, und außer, dass die piezoelektrische Schicht 70 und eine obere Elektrodenschicht 80 sich über die Oberfläche des schmalen Abschnitts 64 bis zur Oberfläche einer Begrenzungswand der druckerzeugenden Kammer 12 erstrecken, um einen inaktiven Bereich des piezoelektrischen Elements 330, wie in 21 gezeigt, zu bilden.
  • Es ist bekannt, dass üblicherweise, wenn der Abstand zwischen Elektroden einem bestimmten Wert oder weniger entspricht, eine Entladung zwischen den Elektroden nicht auftritt, wie dies in sogenannten Paschenkurven gezeigt wird. Beispielsweise ist in der Ausführungsform der Abstand zwischen Endfläche des schmalen Abschnitts 64 in dessen Breitenrichtung und der Endfläche der oberen Elektrodenschicht 80 in dessen Breitenrichtung ungefähr 10 μm oder weniger, in dieser Ausführungsform ist der Abstand auf ungefähr 7 μm eingestellt.
  • Daher wird, auch in dieser Konfiguration, eine Entladung zwischen der oberen Elektrodenschicht 80 und der unteren Elektrodenschicht 60 am Endabschnitt in der Longitudinalrichtung der druckerzeugenden Kammer 12 verhindert, und ein Durchschlag der piezoelektrischen Schicht 60 kann, wie in der achten Ausführungsform, verhindert werden.
  • In der Ausführungsform ist der schmale Abschnitt 64 in dem Bereich gegenüber der druckerzeugenden Kammer 12 ausgebildet, die vorliegende Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf diese Ausführungsform. Der Abstand kann ein Abstand sein für den sich keine Entladung zwischen der oberen Elektrodenschicht 80 und der unteren Elektrodenschicht 60 ergibt, beispielsweise kann, wie in 21C gezeigt, der schmale Abschnitt 64 sich bis zur Oberfläche der Begrenzungswand der druckerzeugenden Kammer 12 in dessen Breitenrichtung ausdehnen.
  • 22 ist eine Planansicht des Hauptteils eines Tintenstrahlschreibkopfs gemäß einer zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Die zehnte Ausführungsform ist ähnlich der achten Ausführungsform außer, dass ein schmaler Abschnitt 64 einer unteren Elektrodenschicht 60 im Wesentlichen trapezoidal ausgebildet ist, wobei er zum entfernten Ende hin nach und nach schmäler wird und zumindest am entfernten Ende durch eine piezoelektrische Schicht 70 in dem Bereich, der der druckerzeugenden Kammer 12 gegenüberliegt, wie in 22 gezeigt, bedeckt ist.
  • Daher wird am Endabschnitt der unteren Elektrodenschicht 60 die piezoelektrische Schicht 70 dünn und eine Konzentration eines elektrischen Felds kann leicht auftreten, wodurch insbesondere ein Durchschlag der piezoelektrischen Schicht 70 usw. leicht auftritt. Da jedoch der schmale Abschnitt 64 am entfernten Ende mit der piezoelektrischen Schicht 70 bedeckt ist und die untere Elektrodenschicht 60 und eine obere Elektrodenschicht 80 voneinander isoliert sind, tritt dazwischen keine Entladung auf und ein Durchschlag der piezoelektrischen Schicht usw. kann verhindert werden.
  • Die 23A und 23B sind eine Planansicht und eine Querschnittsansicht des Hauptteils eines Tintenstrahlschreibkopfs gemäß einer elften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Die elfte Ausführungsform ist ähnlich der ersten Ausführungsform außer, dass sich eine piezoelektrische Schicht 70 und eine obere Elektrodenschicht 80, die eine Breite aufweisen, die schmaler ist als ein aktiver Bereich eines piezoelektrischen Elements 320, kontinuierlich von einem Endabschnitt in der Longitudinalrichtung einer druckerzeugenden Kammer 12 bis zu dem Bereich gegenüber einer Begrenzungswand, erstrecken, um einen inaktiven Bereich des piezoelektrischen Elements 330 zu bilden. Die obere Elektrodenschicht 80 und die äußere Verdrahtung sind in der Nähe des Endabschnitts des inaktiven Bereichs des piezoelektrischen Elements 330 verbunden. Außerdem ist die untere Elektrodenschicht 60 im Wesentlichen so ausgebildet, dass sie den Bereich gegenüber einer jeden druckerzeugenden Kammer 12 bedeckt, wobei sich der Bereich der piezoelektrischen Schicht 70 und der oberen Elektrodenschicht 80 weiter erstreckt, nämlich so, dass der Bereich in dem der inaktive Bereich des piezoelektrischen Elements 330 sich weiter erstreckt, ein entfernter Abschnitt 340 wird, der schmaler als die druckerzeugende Kammer 12, wie in 23 gezeigt, ist.
  • Für den Abschnitt in dem sich die piezoelektrische Schicht 70 und die obere Elektrodenschicht 80 vom Endabschnitt der druckerzeugenden Kammer 12 bis zur Oberfläche der Begrenzungswand und dem entfernten Bereich 340 erstrecken, entspricht vorzugsweise die Richtung, in der der Rand der oberen Elektrodenschicht 80 die Oberfläche der unteren Elektrodenschicht 60 in Richtung des entfernten Abschnitts 340 quert, nicht der Richtung, in der sich die obere Elektrodenschicht 80 über die Begrenzungswand erstreckt. Das heißt, dass vorzugsweise der Winkel zwischen der Richtung des elektrischen Stroms, der in dem Abschnitt, wo die obere Elektrodenschicht 80 die untere Elektrodenschicht 60 quert, fließt und der Richtung des elektrischen Stroms, der in die ausgedehnte obere Elektrodenschicht 80 fließt, groß wird. Beispielsweise ist in dieser Ausführungsform der Winkel zwischen den Richtungen der elektrischen Felder, die in die Abschnitte fließen, ungefähr 90 Grad.
  • Das heißt, dass in dieser Ausführungsform die untere Elektrodenschicht 60 in dem Abschnitt, wo die piezoelektrische Schicht 70 und die obere Elektrodenschicht 80 des aktiven Bereichs des piezoelektrischen Elements 320 sich bis zur Oberfläche der Begrenzungswand erstrecken, entfernt ist, um den entfernten Bereich 340 zu bilden, wobei jegliche andere Bereiche gegenüber der druckerzeugenden Kammer 12 mit der unteren Elektrodenschicht 60 bedeckt sind, wobei der Endabschnitt der unteren Elektrodenschicht 60 nicht in der Nähe der oberen Elektrodenschicht 80, die einen Teil des aktiven Bereichs des piezoelektrischen Elements 320 bildet, vorhanden ist und eine Entladung tritt kaum auf. Im ausgedehnten Abschnitt der piezoelektrischen Schicht 70 und der oberen Elektrodenschicht 80 entspricht die Richtung des elektrischen Stroms, der in dem Abschnitt, wo die obere Elektronenschicht 80 die untere Elektrodenschicht 60 quert, fließt nicht der Richtung des elektrischen Stroms, der in die ausgedehnte obere Elektrodenschicht 80 fließt. Daher breitet sich elektrischer Strom, der über die ausgedehnte Elektrodenschicht 80 in den aktiven Bereich des piezoelektrischen Elements 320 fließt, aus und verteilt sich im Querabschnitt mit der unteren Elektrodenschicht 60, so dass ein Durchschlag der piezoelektrischen Schicht 70, der sich durch eine Konzentration eines elektrischen Felds usw. ergeben kann, verhindert werden kann, wodurch die Lebensdauer und Zuverlässigkeit des Kopfes verbessert werden kann.
  • Beispielsweise kann, wie in 24 gezeigt, eine Verschiebung verhindernde Schicht 110 zum Unterdrücken einer Verschiebung des aktiven Bereichs eines piezoelektrischen Elements 320 auf der oberen Elektrodenschicht 80 im Grenzbereich zwischen dem aktiven Bereich des piezoelektrischen Elements 320 und dem inaktiven Bereich des piezoelektrischen Elements 330 vorgesehen sein, wodurch Vibrationen des aktiven Bereichs des piezoelektrischen Elements 320, an dessen Endabschnitt und das Auftreten eines Rissen in einem Diaphragma, der sich durch den Betrieb des aktiven Bereichs des piezoelektrischen Elements 320 oder Ähnliches bilden könnte, verhindert werden. Die Verschiebung verhindernde Schicht 110 kann beispielsweise leicht aus dem gleichen Material wie eine Bleielektrode 100 oder Ähnlichem gebildet werden.
  • In der Ausführungsform ist die Elektrodenschicht 60 in dem Bereich, der der piezoelektrischen Schicht 70 und der oberen Elektrodenschicht 80 entspricht, im Wesentlichen rechteckig entfernt, um den entfernten Abschnitt 340 zu bilden. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Möglichkeit beschränkt. Beispielsweise kann, wie in 25A gezeigt, ein entfernter Bereich 340 im Wesentlichen ellipsenförmig ausgebildet sein und in dem Bereich gegenüber der druckerzeugenden Kammer 12 vorgesehen sein. In diesem Fall können die Basisendabschnitte des piezoelektrischen Films 70 und der oberen Elektrodenschicht 80, die schmäler ausgebildet sind als der aktive Bereich des piezoelektrischen Elements 320, weiter zur Innenseite des aktiven Bereichs des piezoelektrischen Elements 320 hin entfernt werden, wodurch der Winkel zwischen der Richtung des elektrischen Stroms, der in den Abschnitt fließt, wo die obere Elektrodenschicht 80 die untere Elektrodenschicht 60 quert, und der Richtung des elektrischen Stroms, der in die ausgedehnte obere Elektrodenschicht 80 fließt, groß wird. Das heißt, dass die Richtung in der sich der elektrische Strom, der ausgehend von der ausgedehnten oberen Elektrodenschicht 80 in den aktiven Bereich des piezoelektrischen Elements 320 fließt, ausbreitet, groß wird und das angelegte elektrische Feld, das zwischen die oberen Elektrodenschicht 80 und die untere Elektrodenschicht 60 angelegt wird, sich weiter verteilt.
  • Beispielsweise kann, wie in 25B gezeigt wird, der entfernte Abschnitt 340 im Wesentlichen halbkreisfrmig ausgebildet werden, die Breite des Endabschnitts des aktiven Bereichs des piezoelektrischen Elements 320 in dessen Longitudinalrichtung nach und nach abnehmen, und die untere Elektrodenschicht 60 und die obere Elektrodenschicht 80 sich einander im Kreisbogenabschnitt des entfernten Abschnitts 340 queren. Auch gemäß einer solchen Konfiguration wird der Winkel zwischen der Richtung des elektri schen Stroms, der in den Abschnitt fließt, wo die obere Elektrodenschicht 80 die untere Elektrodenschicht 60 quert, und der Richtung des elektrischen Stroms, der in die ausgedehnte obere Elektrodenschicht 80 fließt, groß. Daher zerstreut sich das elektrische Feld, das zwischen der unteren Elektrodenschicht 60 und der oberen Elektrodenschicht 80 angelegt wird, wie oben beschrieben.
  • Das heißt, dass die Formen des entfernten Abschnitts 340 und der Extensionsabschnitt der piezoelektrischen Schicht 70 und der oberen Elektrodenschicht 80 nicht eingeschränkt sind, sondern dass vorzugsweise der Winkel zwischen der Richtung des elektrischen Stroms, der in den Abschnitt fließt, wo die obere Elektrodenschicht 80 sich erstreckt, und der Richtung des elektrischen Stroms, der in den Abschnitt fließt, wo die untere Elektrodenschicht 60 gequert wird, in einem Bereich von 5 bis 180 Grad eingestellt wird.
  • 26 ist eine Planansicht des Hauptteils eines Tintenstrahlschreibkopfs gemäß einer zwölften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Die zwölfte Ausführungsform ist ähnlich der elften Ausführungsform, außer, dass eine untere Elektrodenschicht 60 an einem im Wesentlichen zentralen Abschnitt in der Longitudinalrichtung auf der Oberfläche der Begrenzungswand auf beiden Seiten einer druckerzeugenden Kammer 12 in dessen Breitenrichtung entfernt ist, um einen entfernten Abschnitt 340 auszubilden, außer, dass sich eine piezoelektrische Schicht 70 und eine obere Elektrodenschicht 80 im wesentlich zentral liegenden Teil eines aktiven Bereichs des piezoelektrischen Elements 320 in dessen Longitudinalrichtung über die Oberfläche des entfernten Abschnitts 340 bis zur Oberfläche der Begrenzungswand erstrecken, um einen inaktiven Bereich des piezoelektrischen Elements 330 zu bilden, und außer, dass die obere Elektrodenschicht 80, die sich bis zur Oberfläche der Begrenzungswand erstreckt, mit einer äußeren Verdrahtung über eine Bleielektrode 100, wie in 26 gezeigt, verbunden ist.
  • Das heißt, dass sich die piezoelektrische Schicht 70 und die obere Elektrodenschicht 80 sich ausgehend von dem zentralen Abschnitt der druckerzeugenden Kammer 12 in dessen Breitenrichtung erstrecken, wodurch der Antriebsverlust des aktiven Bereichs des piezoelektrischen Elements 320 unterdrückt werden könnte, die Aktivierung beschleu nigt werden kann und die Tintenstrahleigenschaften verbessert werden können. Natürlich werden ebenso ähnliche Vorteile wie jene der elften Ausführungsform erzielt.
  • 27 ist eine Planansicht des Hauptteils eines Tintenstrahlschreibkopfs gemäß einer dreizehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Die dreizehnte Ausführungsform ist ähnlich der elften Ausführungsform außer, dass eine piezoelektrische Schicht 70 und eine obere Elektrodenschicht 80 eines aktiven Bereichs des piezoelektrischen Elements 320 sich über beide Seiten einer druckerzeugenden Kammer 12 in dessen Breitenrichtung bis zur Oberfläche einer Begrenzungswand erstrecken, um einen inaktiven Bereich des piezoelektrischen Elements 330, wie in 27 gezeigt, zu bilden.
  • Gemäß einer solchen Konfiguration können Vorteile ähnlich derer der elften Ausführungsform ebenso erzielt werden. Da die piezoelektrische Schicht 70 und die obere Elektrodenschicht 80 sich über beide Seiten der druckerzeugenden Kammer 12 bis zur Oberfläche der Begrenzungswand erstrecken, kann der Antriebsverlust des aktiven Bereichs des piezoelektrischen Elements 320 weiter unterdrückt werden und die Tintenstrahleigenschaften verbessert werden.
  • Die 28A bis 28C sind eine Planansicht und Querschnittsansichten des Hauptteils eines Tintenstrahlschreibkopfs gemäß einer vierzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Wein 28 zu sehen, ist die vierzehnte Ausführungsform ein Beispiel, wobei ein überbleibendes Teil 65 aus der gleichen Schicht wie eine untere Elektrodenschicht 60 auf der Oberfläche einer Trennung einer druckerzeugenden Kammer 12 vorgesehen ist. Der Tintenstrahlschreibkopf gemäß der vierzehnten Ausführungsform hat eine ähnliche Konfiguration wie der Tintenstrahlschreibkopf gemäß der fünften Ausführungsform außer, dass das überbleibende Teil 65 in der Longitudinalrichtung der druckerzeugenden Kammer 12 kontinuierlich mit der unteren Elektrodenschicht 60 eines aktiven Bereichs des piezoelektrischen Elements 320 bereitgestellt ist, d.h., dass die entfernten Abschnitte 340, bei denen die untere Elektrodenschicht 60 entfernt ist, in Bereichen vorgesehen sind, die den Grenzbereichen mit den Trennungen auf beiden Seiten in der Breitenrich tung der druckerzeugenden Kammer 12 gegenüberliegen, wobei das überbleibende Teil 65 im Bereich gegenüber der Trennung ausgebildet ist.
  • Vorteilhafterweise ist der Abstand h1 zwischen der Seite am Endabschnitt in der Breitenrichtung der unteren Elektrodenschicht 60 und der Seite am Endabschnitt in der Breitenrichtung des überbleibenden Teils 65 und der Abstand h2 zwischen der Seite am Endabschnitt in der Longitudinalrichtung einer piezoelektrischen Schicht 70 und dem Teil wo die untere Elektrodenschicht 60, die sich bis zur Oberfläche der Begrenzungswand erstreckt, breiter wird, breiter sind als die Schichtdicke der piezoelektrischen Schicht 70 und schmäler als die Breite der unteren Elektrodenschicht 60 sind.
  • Vorzugsweise beträgt die Breite des überbleibenden Teils 65 50 % oder mehr der Breite der Trennung, noch vorteilhafterweise 80 % oder mehr. Ferner ist die untere Elektrodenschicht 60 oder das überbleibende Teil 65 auf einer Fläche ausgebildet, die mindestens 50 % oder mehr der Fläche beträgt, die den druckerzeugenden Kammern 12, die Seite an Seite liegen, und den Trennungen auf beiden Seiten in der Breitenrichtung der druckerzeugenden Kammern 12 gegenüberliegt.
  • In der Ausführungsform ist die untere Elektrodenschicht 60 in der Nähe des Endabschnitts der Seite der druckerzeugenden Kammer 12, wo sich die piezoelektrische Schicht 70 und eine obere Elektrodenschicht 80 erstrecken, in der Richtung in der die druckerzeugende Kammern 12 Seite an Seite liegen rillenförmig entfernt, wodurch ein entfernter Abschnitt 340 gebildet wird. Die untere Elektrodenschicht auf der Oberfläche der Begrenzungswand einer jeden druckerzeugenden Kammer 12 wird zu einer diskontinuierlichen unteren Elektrodenschicht 62, die diskontinuierlich mit der unteren Elektrodenschicht 60, die einen Teil des aktiven Bereichs des piezoelektrischen Elements 320 bildet, ist. Die piezoelektrische Schicht 70 und die obere Elektrodenschicht 80 erstrecken sich über die diskontinuierliche untere Elektrodenschicht 62, um einen inaktiven Bereich des piezoelektrischen Elements 330 zu bilden. Die obere Elektrodenschicht 80 und eine externe Verdrahtung werden in der Nähe des Endabschnitts miteinander verbunden (nicht gezeigt).
  • Gemäß einer solchen Ausführungsform werden Vorteile ähnlich der der oben beschriebenen Ausführungsformen erzielt. Darüber hinaus wird in der Ausführungsform das überbleibende Teil 65 in dem Bereich gegenüber der Trennungen auf beiden Seiten der druckerzeugenden Kammer 12 in der Breitenrichtung, vorzugsweise unter den oben beschriebenen Bedingungen, bereitgestellt, so dass die entfernte Fläche der unteren Elektrodenschicht 60 gering ausfällt und, wenn die piezoelektrische Schicht 70 auf der gemusterten unteren Elektrodenschicht 60 ausgebildet wird, wird die Schichtdicke der piezoelektrischen Schicht 70 im Wesentlichen über die ganze Fläche gleich und dadurch wird die piezoelektrische Schicht 70 lokal nicht dünn.
  • Da der Abstand zwischen der Seite am Endabschnitt in der Longitudinalrichtung der piezoelektrischen Schicht 70 und dem Teil, wo sich die untere Elektrodenschicht 60, die sich bis zur Oberfläche der Begrenzungswand erstreckt, breit wird, relativ schmal gemacht wird, wird die Schichtdicke der piezoelektrischen Schicht 70 in der Nähe des Endabschnitts in der Longitudinalrichtung der druckerzeugenden Kammer 12 ausgeglichen. Wenn deshalb eine nicht selektive Ätzmethode, wie Ion Milling, benutzt wird, um die piezoelektrische Schicht 70 in der Nähe des Endabschnitts auf der Seite der druckerzeugenden Kammer 12, wo die untere Elektrodenschicht 60 gezogen ist, zu ätzen, wird die untere Elektrodenschicht 60 unterhalb der piezoelektrischen Schicht 70 nicht zusammen entfernt und wird nicht dünn. Daher verschlechtert sich die Steifigkeit der unteren Elektrodenschicht 60 in der Nähe des Endabschnitts der druckerzeugenden Kammer 12 nicht und die Lebensdauer wird verbessert. Dieser Effekt erscheint erstaunlich insbesondere wenn die piezoelektrische Schicht 70 durch eine Spin-Coat-Methode, wie beispielsweise ein Sol-Gel-Verfahren, wie oben beschrieben, gebildet wird. Darüber hinaus kann die piezoelektrische Schicht 70, beispielsweise mit einem MOD-Verfahren (metallorganisches Dekompositionsverfahren), usw. gebildet werden.
  • 29 ist eine Planansicht des Hauptteils eines Tintenstrahlschreibkopfs gemäß einer fünfzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Die fünfzehnte Ausführungsform ist ähnlich der vierzehnten Ausführungsform außer, dass ein überbleibendes Teil 65, das auf der Trennung in der Breitenrichtung einer druckerzeugenden Kammer 12 vorgesehen ist, kontinuierlich mit einer diskontinuierlichen unteren Elektrodenschicht 62 ausgebildet ist anstatt mit einer unteren Elektrodenschicht 60, die ein Teil des aktiven Bereichs des piezoelektrischen Elements 320 bildet.
  • Auch gemäß dieser Konfiguration wird die piezoelektrische Schicht 70 nicht dünn und Vorteile ähnlich derer, die mit der vierzehnten Ausführungsform erzielt werden, können erzielt werden.
  • Die 30A und 30B sind eine Planansicht und eine Querschnittsansicht in der Longitudinalrichtung des Hauptteils eines Tintenstrahlschreibkopfs gemäß einer sechzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Die sechzehnte Ausführungsform ist ähnlich der ersten Ausführungsform außer, dass die Schichtdicke einer unteren Elektrodenschicht 60 nach und nach in Richtung dessen longitudinalen Endes in Form eines zulaufender Abschnitt 66 abnimmt, wobei dieser in dem Bereich, der die Grenze des aktiven Bereichs des piezoelektrischen Elements 320 mit einem inaktiven Bereich des piezoelektrischen Elements 330, wie in 30 gezeigt, bildet, vorgesehen ist. Die Form des zulaufenden Abschnitts 66 ist nicht beschränkt; beispielsweise bildet in dieser Ausführungsform der zulaufende Abschnitt 66 eine Neigung, bei der die Schichtdicke der unteren Elektrodenschicht 60 kontinuierlich nach und nach abnimmt.
  • Gemäß einer solchen Konfiguration wird eine piezoelektrische Schicht 70 auf der unteren Elektrodenschicht 60, die den zulaufenden Abschnitt 66 aufweist, entlang der Form der unteren Elektrodenschicht 60 gebildet und die gesamte Schichtdicke wird im Wesentlichen gleich. Das heißt, dass die piezoelektrische Schicht 70 an dem Endabschnitt der unteren Elektrodenschicht 60 nicht dünner wird und ein Durchschlag der piezoelektrischen Schicht 70, der sich durch die Konzentration eines elektrischen Felds etc., in der Nähe des Endabschnitts des piezoelektrischen Elements 320 bilden könnte, verhindert werden kann.
  • In der Ausführungsform ist der zulaufende Abschnitt 66 in der Form einer Neigung ausgebildet, wobei die Schichtdicke nach und nach kontinuierlich abnimmt, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Möglichkeit beschränkt. Beispielsweise kann, wie in 31A gezeigt, ein zulaufender Abschnitt 66A vorgesehen sein, für den im Querschnitt die Schichtdicke im Wesentlichen schrittweise abnimmt. Das Verfahren zur Bildung des zulaufenden Abschnitts 66A ist ebenfalls nicht beschränkt; beispielsweise kann ein Resist mehr als einmal auf der unteren Elektrodenschicht 60 aufgetragen wer den und eine Resistschicht, die stufenförmig im Wesentlichen gleich der Form des zulaufenden Abschnitts 66A ausgebildet ist, kann in dem Bereich der unteren Elektrodenschicht 60, wo der zulaufende Abschnitt 66A ausgebildet werden soll, ausgebildet werden, dann wird die untere Elektrodenschicht 60 gemustert, wodurch der zulaufende Abschnitt 66A ausgebildet werden kann.
  • Wie beispielsweise in der 31B gezeigt, kann ein zulaufender Abschnitt 66B im Querschnitt eine schiefe gekrümmte Oberfläche bilden. Das Verfahren zur Herstellung des zulaufenden Abschnitts 668 ist ebenfalls nicht beschränkt; beispielsweise kann der Bereich auf einem elastischen Film 50, wo die untere Elektrodenschicht 60 nicht ausgebildet wird, und der Bereich, wo der zulaufende Abschnitt 66B ausgebildet werden soll, maskiert werden und die untere Elektrodenschicht 60 kann durch ein so genanntes Maskenverdampfungsverfahren gebildet werden, wodurch der zulaufende Abschnitt 66B ausgebildet wird. Das heißt, dass die untere Elektrodenschicht 60 auch durch ein Mask-Gap in einem Bereich der Maskenfläche gebildet wird, wobei der zulaufende Abschnitt 66B, der eine schiefe gekrümmte Oberfläche im Querschnitt aufweist, bereitgestellt wird. Natürlich wird, wie oben beschrieben, eine Resistschicht mit im Wesentlichen der gleichen Form wie der zulaufende Abschnitt 66B auf der unteren Elektrodenschicht 60 gebildet, dann wird die untere Elektrodenschicht 60 gemustert, wodurch zulaufender Abschnitt 66B ausgebildet werden kann.
  • Die 32A und 32B sind eine Planansicht und eine Querschnittsansicht in der Longitudinalrichtung des Hauptteils eines Tintenstrahlschreibkopfs gemäß einer siebzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Die siebzehnte Ausführungsform ist ein Beispiel, indem eine isolierende Schicht aus einem isolierenden Material auf der Außenseite in der Longitudinalrichtung einer unteren Elektrodenschicht 60 ausgebildet ist. Das heißt, dass, wie in 32 gezeigt, eine untere Elektrodenschicht 60 und ein aktiver Bereich des piezoelektrischen Elements 320, der aus einer piezoelektrischen Schicht 70 und einer oberen Elektrodenschicht 80 besteht, auf einer elastischen Schicht 50 in dem Bereich gegenüber jeder druckerzeugenden Kammer 12 ausgebildet werden, und eine isolierende Schicht 55, die im Wesentlichen die gleiche Schichtdicke wie die untere Elektrodenschicht 60 aufweist, wird, beispielsweise mit der Außenseite des Endabschnitts der unteren Elektrodenschicht 60 ausgebil det, wobei diese zur Grenze zwischen dem aktiven Bereich des piezoelektrischen Elements 320 und eines inaktiven Bereichs des piezoelektrischen Elements 330 wird. Das Material der isolierenden Schicht 55 ist nicht beschränkt; beispielsweise kann es ein isolierendes Material, das sich von dem der elastischen Schicht 50 unterscheidet, sein.
  • In dieser Ausführungsform wird, nachdem die untere Elektrodenschicht 60 gemustert wurde, die isolierende Schicht 55 auf der Außenseite eines Endabschnitts der unteren Elektrodenschicht 60 in dessen Longitudinalrichtung ausgebildet und die piezoelektrische Schicht 70 und die obere Elektrodenschicht 80 werden auf der isolierenden Schicht 55 ausgebildet und gemustert, wobei diese den aktiven Bereich des piezoelektrischen Elements 320 und den inaktiven Bereich des piezoelektrischen Elements 330 bilden, wobei die piezoelektrische Schicht 70 am Endabschnitt der unteren Elektrodenschicht 60 nicht dünn wird und ein Durchschlag der piezoelektrischen Schicht 70, der sich durch die Konzentration eines elektrischen Felds usw. in dem Abschnitt bilden könnte, kann vehindert werden. Auch in dieser Konfiguration können Vorteile ähnlich derer der oben beschriebenen Ausführungsformen erzielt werden.
  • Die 33A und 33B sind eine Planansicht und eine Querschnittsansicht in der Longitudinalrichtung des Hauptteils eines Tintenstrahlschreibkopfes gemäß einer achtzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Die achtzehnte Ausführungsform ist ähnlich der siebzehnten Ausführungsform außer, dass ein dicker Abschnitt 50a einer elastischen Schicht 50, die dicker ist als jeglicher andere Bereich (beispielsweise in der Ausführungsform dicker als die untere Elektrodenschicht 60), außerhalb des Endabschnitts der unteren Elektrodenschicht 60 ausgebildet ist und die der Grenze zwischen einem aktiven Bereich des piezoelektrischen Elements 320 und eines inaktiven Bereichs des piezoelektrischen Elements 330 anstatt der isolierenden Schicht 55, wie in 33 gezeigt, entspricht.
  • In der achtzehnten Ausführungsform werden, nachdem die elastische Schicht 50 an einer vorbestimmten Position so gemustert wurde, dass der dicke Abschnitt 50a ausgebildet wird, eine piezoelektrische Schicht 70 und eine obere Elektrodenschicht 80 ausgebildet und gemustert, wodurch der aktive Bereich des piezoelektrischen Elements 320 und der inaktive Bereich des piezoelektrischen Elements 330 gebildet wird, und wobei die piezoelektrische Schicht 70 im Bereich, der dem Endabschnitt der unteren Elektrodenschicht 60 entspricht, nicht dünner wird als jeglicher andere Bereich und ein Durchschlag der piezoelektrischen Schicht 70, der durch die Konzentration eines elektrischen Felds etc. in dem Abschnitt auftreten könnte, verhindert werden kann. In dieser Konfiguration können Vorteile ähnlich derer der oben beschriebenen Ausführungsformen ebenso erzielt werden.
  • Die 34A und 34B sind eine Planansicht und eine Querschnittsansicht in der Longitudinalrichtung des Hauptteils eines Tintenstrahlschreibkopfs gemäß einer neunzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Wie in der 34 gezeigt, ist die neunzehnte Ausführungsform ein Beispiel in dem der Endabschnitt einer oberen Elektrodenschicht 80 vom Endabschnitt einer unteren Elektrodenschicht 60 aus gesehen innerhalb ausgebildet wird und zum Endabschnitt eines aktiven Bereichs eines piezoelektrischen Elements 320 wird. Beispielsweise befindet sich in der Ausführungsform der Endabschnitt einer piezoelektrischen Schicht 70 im Wesentlichen an der gleichen Stelle wie der Endabschnitt der unteren Elektrodenschicht 60 und die piezoelektrische Schicht 70 ist ebenso auf der unteren Elektrodenschicht 60 so ausgebildet, dass sie vom Endabschnitt der oberen Elektrodenschicht 80 aus gesehen nach außen wegsteht, wobei dieser Abschnitt einen inaktiven Bereich eines piezoelektrischen Elements 330 bildet, der im Wesentlichen nicht angetrieben wird.
  • In dieser Ausführungsform ist in einem entfernten Abschnitt 340, wo die untere Elektrodenschicht 60 zwischen der unteren Elektrodenschicht 60 und einer unteren Verdrahtungselektrodenschicht 61 entfernt ist, die piezoelektrische Schicht 70 nicht entfernt und bleibt über, und die untere Elektrodenschicht 60 und eine Bleielektrode 100 sind voneinander isoliert.
  • Das heißt, dass in der Ausführungsform der inaktive Bereich des piezoelektrischen Elements 330 auf der Außenseite des Endabschnitts der Seite des aktiven Bereichs des piezoelektrischen Elements 320 kontinuierlich vorgesehen ist, und zwar dort wo die Bleielektrode 100 gezogen ist. So kann beispielsweise durch Entfernung der oberen Elektrodenschicht 80 der Abstand zwischen dem Endabschnitt der oberen Elektrodenschicht 80, was dem Endabschnitt des aktiven Bereichs des piezoelektrischen Elements 320 entspricht, und dem Endabschnitt der unteren Elektrodenschicht 60 groß gemacht werden. Das heißt, dass, wenn eine Spannung am aktiven Bereich des piezoelektrischen Elements 320 angelegt wird, die elektrische Feldstärke am Endabschnitt des aktiven Bereichs des piezoelektrischen Elements 320 nicht ansteigt und ein Durchschlag der piezoelektrischen Schicht 70 etc. verhindert werden kann. Da die Dicke der piezoelektrischen Schicht 70 des aktiven Bereichs des piezoelektrischen Elements 320 gleichmäßig wird, kann die piezoelektrische Eigenschaft verbessert werden. In solch einer Konfiguration können ähnliche Vorteile wie jene der oben beschriebenen Ausführungsformen ebenso erzielt werden.
  • Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wurden beschrieben, jedoch ist die Basiskonfiguration des Tintenstrahlschreibkopfs nicht auf die oben beschriebenen Konfigurationen beschränkt.
  • Beispielsweise ist in den oben beschriebenen Ausführungsformen der Endabschnitt der unteren Elektrodenschicht 60 der Endabschnitt des aktiven Bereichs des piezoelektrischen Elements 320 und es erstrecken sich die piezoelektrische Schicht und die obere Elektrodenschicht 80 auf der unteren Elektrodenschicht 60 ausgehend vom Endabschnitt nach außen, um einen inaktiven Bereich des piezoelektrischen Elements 330 bereitzustellen, um eine Zerstörung des aktiven Bereichs des piezoelektrischen Elements 320 zu verhindern. Am gegenüberliegenden Endabschnitt sind die piezoelektrische Schicht 70 und die obere Elektrodenschicht 80 in der druckerzeugenden Kammer 12 gemustert, wodurch der Endabschnitt des aktiven Bereichs des piezoelektrischen Elements 320 ausgebildet wird. Es existiert die Möglichkeit, dass ein Abschälen etc. der piezoelektrischen Schicht 70 und der oberen Elektrodenschicht 80 am Endabschnitt auftreten kann. Jedoch kann beispielsweise der Endabschnitt des aktiven Bereichs des piezoelektrischen Elements 320 mit einem Haftmittel etc. befestigt werden oder mit einer diskontinuierlichen piezoelektrischen Schicht, die diskontinuierlich bezüglich der piezoelektrischen Schicht 70 des piezoelektrischen Elements 300 ist, oder Ähnlichem, bedeckt sein, wodurch der Endabschnitt des aktiven Bereichs des piezoelektrischen Elements 320 geschützt wird, um die Lebensdauer zu erhöhen.
  • Beispielsweise kann zusätzlich zur oben beschriebenen Abdichtungsplatte 20 das Tintenreservoirsubstrat 30 aus Glaskeramik gemacht sein und ferner die dünne Wand 41 als separates Teil aus Glaskeramik gemacht sein, wobei das Material, der Aufbau usw. je nach Wunsch abgeändert werden kann.
  • In den Ausführungsformen sind die Düsenöffnungen in der Seitenfläche des Kanalsubstrats 10 ausgebildet, sie können jedoch auch in einer Richtung senkrecht zu dieser Fläche vorstehen.
  • 35 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines Tintenstrahlschreibkopfs mit der Konfiguration und 36 ist eine Querschnittsansicht, um den Fließweg im Tintenstrahlschreibkopf zu zeigen. In der Ausführungsform sind Düsenöffnungen 11 in einer Düsenplatte 120 gegenüber dem piezoelektrischen Vibrator und Düsenkommunikationsöffnungen 22 angeordnet, dank derer die Düsenöffnungen 11 und die druckerzeugenden Kammern 12 miteinander in Verbindung stehen, und wobei diese so platziert sind, dass sie eine Abdichtplatte 12, ein Tintenreservoirsubstrat 30, eine dünne Platte 41A und eine Tintenreservoirseitenplatte 40A durchdringen.
  • Die Ausführungsform ist im Wesentlichen gleich der oben beschriebenen Ausführungsformen außer, dass die dünne Platte 41A und die Tintenreservoirseitenplatte 40A getrennte Teile sind und außer, dass eine Öffnung 40b in der Tankreservoirseitenplatte 40A ausgebildet ist. Teile, die identisch mit den vorher unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren beschriebenen Teilen sind, werden mit gleichen Bezugszeichen in den 35 und 36 versehen und werden deshalb nicht noch mal diskutiert.
  • Auch in dieser Ausführungsform, wie in den oben beschriebenen Ausführungsformen, kann eine Spannung am aktiven Bereich des piezoelektrischen Elements angelegt werden und dies nicht über ein Kontaktloch, so dass die Verschiebungseffizienz des elastischen Films verbessert werden kann.
  • Es ist unnötig zu sagen, dass die oben beschriebenen Ausführungsformen passend miteinander kombiniert werden können, wodurch mehr Vorteile erzielt werden können.
  • In den oben beschriebenen Ausführungsformen können Tintenstrahlschreibköpfe des Dünnschichttyps durch Anwendung des Schichtbildungs- und des Lithografieverfahrens hergestellt werden, wobei diese nur Beispiele sind und die vorliegende Erfindung nicht auf diese Möglichkeit beschränkt ist. Beispielsweise kann die vorliegende Erfindung auf Tintenstrahlschreibköpfe verschiedener Aufbauten angewandt werden, wie beispielsweise auf einen Aufbau, bei dem Substrate übereinander geschichtet werden, um druckerzeugende Kammern zu bilden, einem Aufbau wo eine piezoelektrische Schicht durch Anbringen eines Green-Sheets oder eines Screen-Prints usw. hergestellt wird, und einem Aufbau, worin eine piezoelektrische Schicht durch Kristallwachstum, wie beispielsweise bei einem Wasser- und Aufheizverfahren, gebildet wird.
  • Daher kann die vorliegende Erfindung auf Tintenstrahlschreibköpfe verschiedener Aufbauten angewandt werden, ohne vom Geist und der Reichweite der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
  • Jeder Tintenstrahlschreibkopf der Ausführungsformen kann ein Teil einer Schreibkopfeinheit, die eine Tintenflusspassage aufweist, die mit einer Tintenpatrone usw. kommuniziert, sein und in einer Tintenstrahlschreibvorrichtung installiert sein. 37 ist ein schematisches Diagramm, um eine Beispiel einer Tintenstrahlschreibvorrichtung zu zeigen.
  • Wie in 37 gezeigt sind die Patronen 2A und 2B, die Tintenzuführmittel bilden, entfernbar in Schreibkopfeinheiten 1A und 1B positioniert, wobei die Einheiten jeweils einen Tintenstrahlschreibkopf und einen Schlitten 3, auf dem die Schreibkopfeinheiten 1A und 1B montiert sind, aufweisen und die axial beweglich auf einem Schlittenschaft 5 platziert sind, wobei der Schlittenschaft 5 an einem Hauptkörper 4 befestigt ist. Die Schreibkopfeinheiten 1A und 1B geben beispielsweise eine schwarze Tinte bzw. eine Farbtinte aus.
  • Die Antriebskraft eines Antriebsmotors 6 wird dem Schlitten 3 über mehrere Gänge und einem Antriebsriemen (nicht gezeigt) übertragen, wodurch der Schlitten 3, auf dem die Schreibkopfeinheiten 1A und 1B befestigt sind, entlang dem Schlittenschaft 5 bewegt wird. Andererseits ist der Hauptkörper 4 entlang des Schlittens 3 mit einer Walze 8 versehen. Die Walze 8 kann durch die Antriebskraft eines Papierzuführmotors (nicht gezeigt) gedreht werden und ein zu beschreibendes Blatt S eines zu beschreibenden Mediums, wie beispielsweise Papier, das über eine Papierzuführrolle zugeführt wird, wird um die Walze 8 geführt und transportiert.
  • Wie oben beschrieben, ist gemäß der vorliegenden Erfindung der inaktive Bereich des piezoelektrischen Elements, das den piezoelektrischen Film aufweist, das jedoch im Wesentlichen nicht angetrieben wird, ausgehend vom aktiven Bereich des piezoelektrischen Elements kontinuierlich vorgesehen, wodurch eine Spannung am aktiven Bereich des piezoelektrischen Elements angelegt werden kann, ohne, dass ein Kontaktloch gebildet werden muss, und der aktive Bereich des piezoelektrischen Elements kann in einem Bereich gegenüber der druckerzeugenden Kammer vorgesehen sein, so dass die Verschiebungseigenschaft und Zuverlässigkeit verbessert werden kann.

Claims (56)

  1. Tintenstrahlschreibkopf mit: Druck erzeugenden Kammern (12), die mit zugehörigen Düsenöffnungen in Verbindung stehen, und piezoelektrischen Elementen (300), die in einem eins zu eins Verhältnis mit den Druck erzeugenden Kammern vorgesehen sind, wobei jedes piezoelektrische Element eine untere Elektrode (60), die über eine Isolationsschicht (50) in einem Bereich, der der Druck erzeugenden Kammer entspricht, vorgesehen ist, eine piezoelektrische Schicht (70), die auf der unteren Elektrode vorgesehen ist, und eine obere Elektrode (80), die auf der piezoelektrischen Schicht vorgesehen ist, umfasst, und das einen aktiven Bereich (320) und einen inaktiven Bereich (330) aufweist, wobei jeder aktive Bereich (320) der piezoelektrischen Elemente in einem Bereich der Druck erzeugenden Kammern zugewandt angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass jeder inaktive Bereich (330) der piezoelektrischen Elemente, der nicht angetrieben wird, die piezoelektrische Schicht (70), die vom aktiven Bereich ausgehend weiterläuft, umfasst und sich von der Innenseite des Bereichs der der Druck erzeugenden Kammer zugewandt ist bis zur Außenseite dieses Bereichs erstreckt.
  2. Tintenstrahlschreibkopf nach Anspruch 1, wobei Kristallrichtungen der piezoelektrischen Schicht (70) ausgerichtet sind.
  3. Tintenstrahlschreibkopf nach Anspruch 2, wobei die piezoelektrische Schicht (70) eine Stengelkristallstruktur aufweist.
  4. Tintenstrahlschreibkopf nach Anspruch 1, wobei die untere Elektrode (60) zur Ausbildung des inaktiven Bereichs (330) entfernt ist, und wobei entweder die obere Elektrode (80) oder eine daran angeschlossene Anschlusselektrode (100) sich bis zur Oberfläche einer Begrenzungswand der Druck erzeugenden Kammer (12) durch den inaktiven Bereich hindurch erstreckt.
  5. Tintenstrahlschreibkopf nach Anspruch 1, wobei ein Endabschnitt der oberen Elektrode (80) innerhalb eines Endabschnitts der unteren Elektrode (60) positioniert ist, um einen Endabschnitt des aktiven Bereichs (320) zu bilden, und wobei die piezoelektrische Schicht (70) auf der unteren Elektrode (60), die nach außerhalb des Endabschnitts der oberen Elektrode vorsteht, angeordnet ist, um den inaktiven Bereich zu bilden, und die auch außerhalb des Endabschnitts der unteren Elektrode angeordnet ist.
  6. Tintenstrahlschreibkopf nach Anspruch 1, wobei der inaktive Bereich (330) kontinuierlich entlang der longitudinalen Richtung an einem Endabschnitt des aktiven Bereichs vorgesehen ist.
  7. Tintenstrahlschreibkopf nach Anspruch 6, wobei die Breite des inaktiven Bereichs (330) zumindest in der Nähe eines Abschnitts, der die Grenze zwischen einem Endabschnitt und der Begrenzungswand der Druck erzeugenden Kammer (12) kreuzt, schmaler ist als die Breite des aktiven Bereichs (320).
  8. Tintenstrahlschreibkopf nach Anspruch 6, wobei die Breite des inaktiven Bereichs (330) zumindest in der Nähe eines Abschnitts, der die Grenze zwischen einem Endabschnitt und der Begrenzungswand der Druck erzeugenden Kammer (12) kreuzt, breiter ist als die Breite der Druck erzeugenden Kammer (12).
  9. Tintenstrahlschreibkopf nach Anspruch 1, wobei eine Verschiebung vehindernde Schicht (110) zum Unterdrücken einer Verschiebung des aktiven Bereichs (320) in einem Bereich vorgesehen ist, der der Grenze zwischen dem aktiven Bereich und dem inaktiven Bereich zugewandt ist.
  10. Tintenstrahlschreibkopf nach Anspruch 1, wobei die untere Elektrode (60) kontinuierlich in einem Bereich, der in der Breitenrichtung Trennwänden auf beiden Seiten der Druck erzeugenden Kammer (12) und benachbarten Druck erzeugenden Kammern zugewandt ist, vorgesehen ist.
  11. Tintenstrahlschreibkopf nach Anspruch 1, wobei der inaktive Bereich (330) an einem longitudinalen Endabschnitt des piezoelektrischen Elements (300) vorgesehen ist, und wobei die untere Elektrode (60) so vorgesehen ist, dass beide Endabschnitte der unteren Elektrode in der Breitenrichtung zusammen mit den beiden Endabschnitten der piezoelektrischen Schicht in der Breitenrichtung in der Druck erzeugenden Kammer (12) positioniert sind, und sich vom anderen longitudinalen Endabschnitt des piezoelektrischen Elements bis zur Oberfläche der Begrenzungswand der Druck erzeugenden Kammer erstreckt.
  12. Tintenstrahlschreibkopf nach Anspruch 1, wobei der Bereich, der, außer dem inaktivem Bereich (330), der Druck erzeugenden Kammer (12) zugewandt ist, mit der unteren Elektrode (60) bedeckt ist.
  13. Tintenstrahlschreibkopf nach Anspruch 4, wobei die Breite der entfernten unteren Elektrode (60) unterhalb des inaktiven Bereichs (330) enger ist als die Breite der Druck erzeugenden Kammer.
  14. Tintenstrahlschreibkopf nach Anspruch 12, wobei der inaktive Abschnitt (330) sich von einem im wesentlichen zentralen Abschnitt der Druck erzeugenden Kammer (12) in Bezug auf dessen longitudinale Richtung auf der Begrenzungswand in Richtung der Breite der Druck erzeugenden Kammer erstreckt.
  15. Tintenstrahlschreibkopf nach Anspruch 12, wobei der entfernte Teil der unteren Elektrode (60) unterhalb es inaktiven Teils (330) im Wesentlichen kreisförmig ausgebildet ist.
  16. Tintenstrahlschreibkopf nach Anspruch 12, wobei die Richtung, in der ein Rand der oberen Elektrode (80) die Oberseite der unteren Elektrode (60) zur Oberseite des entfernten Teils der unteren Elektrode (340) quert, sich von der Richtung unterscheidet, in der sich die obere Elektrode (80) auf der Oberseite der Begrenzungswand der Druck erzeugenden Kammer erstreckt.
  17. Tintenstrahlschreibkopf nach Anspruch 1, wobei die Breite der unteren Elektrode (60) in einem Bereich, der der Grenze zwischen aktivem Bereich (320) und inaktivem Bereich (330) zugewandt ist, schmäler als jeglicher anderer Bereich ist.
  18. Tintenstrahlschreibkopf nach Anspruch 17, wobei zumindest das entfernte Ende des eingeengten Bereichs der unteren Elektrode (60) schmäler als die piezoelektrische Schicht (70) und die obere Elektrode (80) des inaktiven Bereichs (330) ist.
  19. Tintenstrahlschreibkopf nach Anspruch 17, wobei der gesamte eingeengte Bereich der unteren Elektrode (60) schmäler als die piezoelektrische Schicht (70) und die obere Elektrode (80) des inaktiven Bereichs (330) ist.
  20. Tintenstrahlschreibkopf nach Anspruch 17, wobei die Breite des eingeengten Bereichs der untere Elektrode (60) breiter ist als die der piezoelektrischen Schicht und der oberen Elektrode des inaktiven Bereichs (330), und wobei der Abstand zwischen einem Endabschnitt in Richtung der Breite des eingeengten Bereichs und einem Endabschnitt in Richtung der Breite der oberen Elektrode (80) ungefähr 10 μm oder weniger beträgt.
  21. Tintenstrahlschreibkopf nach Anspruch 4, wobei eine diskontinuierliche untere Elektrode (62), diskontinuierlich mit der unteren Elektrode, unterhalb der piezoelektrischen Schicht (70) in einem Bereich angeordnet ist, der der Grenze zwischen der Druck erzeugenden Kammer (12) und dessen Begrenzungswand zugewandt ist.
  22. Tintenstrahlschreibkopf nach Anspruch 21, wobei die diskontinuierliche untere Elektrode (62) so vorgesehen ist, dass sie mindestens einen Rand der Druck erzeugenden Kammer (12) bedeckt.
  23. Tintenstrahlschreibkopf nach Anspruch 21, wobei die diskontinuierliche untere Elektrode (62) durch Entfernen einer unteren Elektrode in der Nähe des Endabschnitts der unteren Elektrode in der longitudinalen Richtung der Druck erzeugenden Kammer (12) diskontinuierlich mit der unteren Elektrode (60) gemacht wird, um sich in Richtung der Breite der Druck erzeugenden Kammer zu erstrecken.
  24. Tintenstrahlschreibkopf nach Anspruch 21, wobei die diskontinuierliche untere Elektrode (62) mit anderen Bereichen nicht elektrisch verbunden ist.
  25. Tintenstrahlschreibkopf nach Anspruch 21, wobei die diskontinuierliche untere Elektrode (62) mit einem Widerstand verbunden ist, so dass die Zeitkonstante der unteren Elektrode größer wird als die eines Steuerimpulses für das piezoelektrische Element (300).
  26. Tintenstrahlschreibkopf nach Anspruch 21, wobei für jedes piezoelektrische Element (300) auf der Begrenzungswand, auf der die diskontinuierliche untere Elektrode (62) diskret bezüglich der diskontinuierlichen unteren Elektrode vorgesehen ist, eine untere Verdrahtungselektrode (61) vorgesehen ist.
  27. Tintenstrahlschreibkopf nach Anspruch 21, wobei die diskontinuierliche untere Elektrode (62) für jeden aktiven Bereich (320) in Richtung der Breite des Druck erzeugenden Kammer (12) getrennt ist und wobei jede diskontinuierliche untere Elektrode entweder mit der oberen Elektrode (80) des entsprechenden aktiven Bereichs oder einer Zuführungselektrode (100), die mit der Oberfläche der oberen Elektrode verbunden ist, verbunden ist.
  28. Tintenstrahlschreibkopf nach Anspruch 27, wobei die diskontinuierliche untere Elektrode (62) und die untere Elektrode (60) so voneinander beabstandet sind, dass sie voneinander isoliert werden können.
  29. Tintenstrahlschreibkopf nach Anspruch 27, wobei eine Zwischenelektrode (63) ohne Verbindungen mit irgendeinem Teil zwischen den nebeneinanderliegenden diskontinuierlichen unteren Elektroden (62) vorgesehen ist.
  30. Tintenstrahlschreibkopf nach Anspruch 21, wobei die piezoelektrische Schicht (70) zumindest in einem Teil des entfernten Teils (340) der unteren Elektrode (60) stehen bleibt der nicht dem Bereich des piezoelektrischen Elements (300) entspricht.
  31. Tintenstrahlschreibkopf nach Anspruch 1, wobei ein überbleibendes Teil (65) aus der gleichen Schicht wie die untere Elektrode (60) auf der Trennung zu beiden Seiten der Druck erzeugenden Kammer in Richtung der Breite vorgesehen ist.
  32. Tintenstrahlschreibkopf nach Anspruch 31, wobei außerhalb der Endabschnitte der unteren Elektrode des aktiven Bereichs (320) eine diskontinuierliche untere Elektrode (62), diskontinuierlich mit der unteren Elektrode (60), vorgesehen ist, und wobei sich das überbleibende Teil (65) ausgehend von der diskontinuierlichen unteren Elektrode kontinuierlich erstreckt.
  33. Tintenstrahlschreibkopf nach Anspruch 31, wobei sich das überbleibende Teil (65) ausgehend von der diskontinuierlichen unteren Elektrode (60) erstreckt und einen Teil des piezoelektrische Elements (300) bildet.
  34. Tintenstrahlschreibkopf nach Anspruch 31, wobei der Abstand zwischen einem Endabschnitt in Richtung der Breite der unteren Elektrode (60) und einem Endabschnitt in Richtung der Breite des überbleibenden Teils (65) breiter ist als die Dicke der piezoelektrischen Schicht (70) und schmaler ist als die Breite der unteren Elektrode (60).
  35. Tintenstrahlschreibkopf nach Anspruch 31, wobei sich ein longitudinaler Endabschnitt der piezoelektrischen Schicht (70) in der Nähe des Endabschnitts der Druck erzeugenden Kammer (12) auf der Seite befindet, auf der sich die untere Elektrode bis zur Oberfläche der Begrenzungswand erstreckt, und wobei der Abstand von diesem Endabschnitt bis zu einem Teil, wo die untere Elektrode, die sich nach außen erstreckt, breiter wird, breiter ist als die Dicke der piezoelektrischen Schicht (70) und schmaler ist als die Breite der unteren Elektrode (60).
  36. Tintenstrahlschreibkopf nach Anspruch 31, wobei der überbleibende Teil (65) eine Breite von 50% oder mehr der Breite der Begrenzungswand zwischen benachbarten Druck erzeugenden Kammern (12) aufweist.
  37. Tintenstrahlschreibkopf nach Anspruch 31, wobei die untere Elektrode (70) und das übrigbleibende Teil (65) in einem Bereich gebildet sind, der eine Breite von 50% oder mehr des Bereichs, der den Druck erzeugenden Kammern (12), die sich Seite and Seite befinden, und den Trennungen auf beiden Seiten der Druck erzeugenden Kammern in Richtung der Breite entspricht, aufweist.
  38. Tintenstrahlschreibkopf nach Anspruch 31, wobei die untere Elektrode (70) und das übrigbleibende Teil (65) auf einer Fläche von 50% oder mehr der Gesamtfläche des Kanalsubstrats (10) ausgebildet sind.
  39. Tintenstrahlschreibkopf nach Anspruch 1, wobei die Kristallstruktur der piezoelektrischen Schicht (70) auf der unteren Elektrode (60) die gleiche ist wie die der isolierenden Schicht (50).
  40. Tintenstrahlschreibkopf nach Anspruch 39, wobei Impfkristalle, die Kristallisationskerne der piezoelektrischen Schicht (70) werden, auf einer Oberfläche der isolierenden Schicht (50) ausgebildet sind.
  41. Tintenstrahlschreibkopf nach Anspruch 40, wobei die Impfkristalle inselförmig ausgebildet sind.
  42. Tintenstrahlschreibkopf nach Anspruch 4, wobei eine zweite Isolationsschicht (55) außerhalb des Endabschnitts der unteren Elektrode (60) vorgesehen ist.
  43. Tintenstrahlschreibkopf nach Anspruch 42, wobei die zweite Isolationsschicht (55) im Wesentlichen die gleiche Schichtdicke wie die untere Elektrode (60) aufweist.
  44. Tintenstrahlschreibkopf nach Anspruch 42, wobei die zweite Isolationsschicht (55) aus einem anderen isolierenden Material als die isolierende Schicht (50) ist.
  45. Tintenstrahlschreibkopf nach Anspruch 4, wobei die isolierende Schicht (50) einen dicken Abschnitt (50a) aufweist, der sich auf der Außenseite des Endabschnitts der unteren Elektrode (50) befindet.
  46. Tintenstrahlschreibkopf nach Anspruch 45, wobei der dicke Abschnitt (50a) im wesentlichen die gleiche Dicke wie die untere Elektrode (60) aufweist.
  47. Tintenstrahlschreibkopf nach Anspruch 4, wobei ein zulaufender Abschnitt (66), für den die Schichtdicke der unteren Elektrode (60) nach und nach in Richtung der Außenseite des aktiven Bereichs abnimmt, am Endabschnitt der unteren Elektrode (60) vorgesehen ist.
  48. Tintenstrahlschreibkopf nach Anspruch 47, wobei der zulaufende Abschnitt (66) ein Gefälle bildet, auf dem die Schichtdicke der unteren Elektrode (60) nach und nach abnimmt.
  49. Tintenstrahlschreibkopf nach Anspruch 47, wobei der zulaufende Abschnitt (66) ein Teil ist, bei dem die Schichtdicke der unteren Elektrode (60) schnttweise abnimmt.
  50. Tintenstrahlschreibkopf nach Anspruch 47, wobei der zulaufende Abschnitt (66) eine schiefe gekrümmte Oberfläche bildet, auf der die Schichtdicke der unteren Elektrode (60) nach und nach kontinuierlich abnimmt.
  51. Tintenstrahlschreibkopf nach Anspruch 47, wobei die piezoelektrische Schicht (70), die auf dem zulaufenden Abschnitt (66) ausgebildet ist, dicker als jeder andere Abschnitt ist.
  52. Tintenstrahlschreibkopf nach Anspruch 4, wobei beide longitudinale Endabschnitte des aktiven Bereichs (320) mit einer ähnlichen Struktur ausgebildet werden.
  53. Tintenstrahlschreibkopf nach Anspruch 4, wobei Endabschnitte der piezoelektrischen Schicht (70) und der oberen Elektrode (80) ein entferntes Ende des aktiven Bereichs (320) definieren, das das gegenüberliegende Ende des Endes, das in den inaktiven Bereich (330) übergeht, ist, wobei das entfernte Ende mit einer diskontinuierlichen piezoelektrischen Schicht, die diskontinuierlich bezüglich der piezoelektrischen Schicht (70) ist, bedeckt ist.
  54. Tintenstrahlschreibkopf nach Anspruch 4, wobei Endabschnitte der piezoelektrischen Schicht (70) und der oberen Elektrode (80) ein entferntes Ende des aktiven Bereichs (320) definieren, das das gegenüberliegende Ende des Endes, das in den inaktiven Bereich (330) übergeht, ist, wobei das entfernte Ende mit einem Haftmittel befestigt ist.
  55. Tintenstrahlschreibkopf nach Anspruch 1, wobei die Druck erzeugenden Kammern (12) durch anisotropes Ätzen in einem monokristallinen Siliziumsubstrat (10) gebildet werden, und wobei die untere Elektrodenschichten, die piezoelektrischen Schichten und die oberen Elektrodenschichten (60, 70, 80) durch Schichtbildung und Lithographieverfahren gebildet werden.
  56. Tintenstrahlschreibvorrichtung mit einem Tintenstrahlschreibkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 55.
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