JP2000052554A - Element structure and ink-jet type recording head and ink-jet type recording apparatus - Google Patents

Element structure and ink-jet type recording head and ink-jet type recording apparatus

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JP2000052554A
JP2000052554A JP22594298A JP22594298A JP2000052554A JP 2000052554 A JP2000052554 A JP 2000052554A JP 22594298 A JP22594298 A JP 22594298A JP 22594298 A JP22594298 A JP 22594298A JP 2000052554 A JP2000052554 A JP 2000052554A
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JP
Japan
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substrate
beam portion
element structure
ink
piezoelectric
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JP22594298A
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Mari Sakai
真理 酒井
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Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an element structure and an ink-jet type recording head and an ink-jet type recording apparatus whereby an element set on a substrate and a wiring for supplying electricity to the element can be connected easily and compactly. SOLUTION: In the element structure having a piezoelectric element set to one face side of a passage formation substrate 10 and a lead electrode 110 electrically connected to the piezoelectric element, a beam part 111 is set to an area of the passage formation substrate 10 facing the piezoelectric element, which can be elastically deformed by a predetermined amount in a thickness direction of the piezoelectric element. An electric contact part 112 for the piezoelectric element and lead electrode 110 is formed on the beam part 111, so that the piezoelectric element and lead electrode can be connected easily.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、基板の一方面に設
けられた素子とこの素子に電気的に接続される配線とを
接続する素子構造に関し、特に、圧力発生室の一部を弾
性膜で構成してこの弾性膜の表面に圧電素子を有し、こ
の素子構造を具備するインクジェット式記録ヘッド並び
にインクジェット式記録装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an element structure for connecting an element provided on one surface of a substrate to a wiring electrically connected to the element, and more particularly, to a structure in which a part of a pressure generating chamber is formed of an elastic film. The present invention relates to an ink jet recording head and an ink jet recording apparatus having a piezoelectric element on the surface of the elastic film and having the element structure.

【0002】[0002]

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

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

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

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

【0006】これによれば圧電素子を振動板に貼付ける
作業が不要となって、リソグラフィ法という精密で、か
つ簡便な手法で圧電素子を作り付けることができるばか
りでなく、圧電素子の厚みを薄くできて高速駆動が可能
になるという利点がある。
This eliminates the need for attaching the piezoelectric element to the vibration plate, which not only allows the piezoelectric element to be manufactured by a precise and simple method such as lithography, but also reduces the thickness of the piezoelectric element. There is an advantage that it can be made thin and can be driven at high speed.

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

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たインクジェット式記録ヘッドでは、圧電素子上に形成
された絶縁体層が振動板の変位を抑制してしまい、変位
量が小さくなってしまうという問題がある。また、振動
板を形成した基板上で電力供給のための配線を引き回す
ため、圧電素子のレイアウトに制限がでてしまう。さら
に、基板の面積が大きくなってしまい、コストがかかる
という問題もある。
However, in the above-described ink jet recording head, there is a problem that the insulator layer formed on the piezoelectric element suppresses the displacement of the diaphragm, and the displacement amount is reduced. is there. Further, wiring for power supply is routed on the substrate on which the vibration plate is formed, so that the layout of the piezoelectric elements is limited. Further, there is also a problem that the area of the substrate becomes large and the cost increases.

【0009】また、このような問題はインクジェット式
記録ヘッドだけではなく、基板の一方側に素子を具備す
る装置についても同様に存在する。
Further, such a problem exists not only in an ink jet recording head but also in an apparatus having an element on one side of a substrate.

【0010】本発明は、このような事情に鑑み、基板上
に設けた素子とこの素子に電力を供給する配線とを容易
に接続でき、且つ小型化が可能な素子構造及びインクジ
ェット式記録ヘッド並びにインクジェット式記録装置を
提供することを課題とする。
In view of such circumstances, the present invention provides an element structure, an ink jet recording head, and an element capable of easily connecting an element provided on a substrate and a wiring for supplying power to the element and capable of being miniaturized. It is an object to provide an ink jet recording apparatus.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明の第1の態様は、
基板の一方面側に設けられた素子とこの素子と電気的に
接続される配線とを具備する素子構造において、前記基
板の前記素子に対向する領域に設けられ且つ前記素子の
厚さ方向に所定弾性変形可能な梁部を具備し、この梁部
上に前記素子と前記配線との電気的な接点部を設けたこ
とを特徴とする素子構造にある。
According to a first aspect of the present invention, there is provided:
In an element structure including an element provided on one surface side of a substrate and a wiring electrically connected to the element, the element structure is provided in a region of the substrate facing the element, and is provided in a thickness direction of the element. An element structure comprising an elastically deformable beam portion, and an electrical contact portion between the element and the wiring is provided on the beam portion.

【0012】かかる第1の態様では、基板に設けられた
素子と配線とを容易に且つ確実に接続することができ
る。
In the first aspect, the elements provided on the substrate and the wiring can be easily and reliably connected.

【0013】本発明の第2の態様は、第1の態様におい
て、前記梁部が、前記基板の前記素子側に対向して設け
られた第2の基板から前記素子に向かって突出するよう
に設けられていることを特徴とする素子構造にある。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the beam portion projects from the second substrate provided facing the element side of the substrate toward the element. An element structure characterized by being provided.

【0014】かかる第2の態様では、素子を具備する基
板と配線を具備する第2の基板とを接合することによ
り、素子と配線とを容易に接続することができ、基板上
に配線領域を確保する必要がない。
In the second aspect, the element and the wiring can be easily connected by joining the substrate having the element and the second substrate having the wiring, and the wiring area can be formed on the substrate. No need to secure.

【0015】本発明の第3の態様は、第1又は2の態様
において、前記梁部は、前記素子と前記接点部との接続
前に、予め前記素子側に変形している片持ち梁であるこ
とを特徴とする素子構造にある。
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the beam portion is a cantilever beam which is deformed in advance to the element side before connecting the element to the contact portion. An element structure characterized in that:

【0016】かかる第3の態様では、素子に余分な負荷
を与えることなく、素子と配線とを接続することがで
き、素子の変位を許容することができる。
In the third aspect, the element and the wiring can be connected without applying an extra load to the element, and the element can be displaced.

【0017】本発明の第4の態様は、第3の態様におい
て、前記梁部は、当該梁部の厚さ方向の内部応力の違い
によって前記素子側に変形している片持ち梁であること
を特徴とする素子構造にある。
According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect, the beam portion is a cantilever deformed toward the element due to a difference in internal stress in a thickness direction of the beam portion. An element structure characterized by the following.

【0018】かかる第4の態様では、梁部の内部応力の
違いを利用して、梁部の先端を素子側に容易に変形させ
ることができる。
In the fourth aspect, the tip of the beam can be easily deformed toward the element by utilizing the difference in the internal stress of the beam.

【0019】本発明の第5の態様は、第3又は4の態様
において、前記梁部上に設けられた前記接点部が、前記
素子の表面と略平行に形成されていることを特徴とする
素子構造にある。
According to a fifth aspect of the present invention, in the third or fourth aspect, the contact portion provided on the beam portion is formed substantially parallel to a surface of the element. In the element structure.

【0020】かかる第5の態様では、接点部の面積を増
加することができ、素子と配線とをより確実に接続でき
る。
According to the fifth aspect, the area of the contact portion can be increased, and the element and the wiring can be more reliably connected.

【0021】本発明の第6の態様は、第5の態様におい
て、前記梁部の基端部側が、前記素子側とは反対側に凸
に且つ先端側で前記素子側に凸に湾曲していることを特
徴とする素子構造にある。
According to a sixth aspect of the present invention, in the fifth aspect, the base end side of the beam portion is curved to be convex toward the opposite side to the element side and to be convex toward the element side at the distal end side. Element structure.

【0022】かかる第6の態様では、梁部が確実に素子
側に突出し、且つ比較的広い面積で素子と配線とを接続
することができる。
According to the sixth aspect, the beam portion reliably projects toward the element, and the element and the wiring can be connected with a relatively large area.

【0023】本発明の第7の態様は、第5又は6の態様
において、前記梁部の基端部側は前記素子側が相対的に
引張りが強く、前記接点部は前記素子側が相対的に引張
りが弱くなるように、異なる残留歪みを持つ膜をパター
ニングして前記梁部を形成することを特徴とする素子構
造にある。
According to a seventh aspect of the present invention, in the fifth or sixth aspect, the element side has a relatively high tensile strength at the base end side of the beam portion, and the contact side has a relatively high tensile strength at the element side. The element structure is characterized in that the beams are formed by patterning films having different residual strains so as to weaken.

【0024】かかる第7の態様では、梁部の内部応力を
利用して、梁部を所定形状に容易に変形させることがで
きる。
In the seventh aspect, the beam portion can be easily deformed into a predetermined shape by utilizing the internal stress of the beam portion.

【0025】本発明の第8の態様は、第3又は4の態様
において、前記梁部が前記素子側を内側にして巻回され
ていることを特徴とする素子構造にある。
An eighth aspect of the present invention is the element structure according to the third or fourth aspect, wherein the beam portion is wound with the element side inside.

【0026】かかる第8の態様では、梁部を巻回させる
ことにより、より容易に厚さ方向に弾性変形可能な梁部
を形成することができる。
In the eighth aspect, by winding the beam, it is possible to more easily form the beam that can be elastically deformed in the thickness direction.

【0027】本発明の第9の態様は、第1〜7の何れか
の態様において、前記梁部が延性を有する材料で形成さ
れ、且つ塑性変形により前記素子側に変形されているこ
とを特徴とする素子構造にある。
According to a ninth aspect of the present invention, in any one of the first to seventh aspects, the beam portion is formed of a ductile material and is deformed toward the element by plastic deformation. Element structure.

【0028】かかる第9の態様では、梁部を機械的に塑
性変形させることにより、容易に所定形状の梁部とする
ことができる。
In the ninth aspect, the beam can be easily formed into a predetermined shape by mechanically plastically deforming the beam.

【0029】本発明の第10の態様は、第2〜9の何れ
かの態様において、前記第2の基板は、前記素子に対向
する領域に貫通孔を有し、前記梁部の少なくとも前記接
点部が前記貫通孔に対向する領域に形成されていること
を特徴とする素子構造にある。
According to a tenth aspect of the present invention, in any one of the second to ninth aspects, the second substrate has a through hole in a region facing the element, and at least the contact point of the beam portion is provided. The element is formed in a region facing the through hole.

【0030】かかる第10の態様では、貫通孔から接点
部の状態を容易に認識可能であり、また、調整等を行う
ことができる。
In the tenth aspect, the state of the contact portion can be easily recognized from the through hole, and adjustment and the like can be performed.

【0031】本発明の第11の態様は、第10の態様に
おいて、前記素子と前記接点部とは、前記素子と前記接
点部とを接着する接着部材を介して接続されていること
を特徴とする素子構造にある。
According to an eleventh aspect of the present invention, in the tenth aspect, the element and the contact portion are connected via an adhesive member for adhering the element and the contact portion. Element structure.

【0032】かかる第11の態様では、接着部材によっ
て、素子と配線とがより確実に接続される。
In the eleventh aspect, the element and the wiring are more reliably connected by the adhesive member.

【0033】本発明の第12の態様は、第11の態様に
おいて、前記接着部材がはんだであり、前記素子と前記
接点部とは、前記第2の基板の外側から前記貫通孔を介
してはんだを加熱することにより接着されていることを
特徴とする素子構造にある。
According to a twelfth aspect of the present invention, in the eleventh aspect, the adhesive member is a solder, and the element and the contact portion are soldered from outside the second substrate through the through hole. Are bonded by heating.

【0034】かかる第12の態様では、素子と配線とを
はんだによって確実に接続することができる。
In the twelfth aspect, the element and the wiring can be reliably connected by solder.

【0035】本発明の第13の態様は、第1又は2の態
様において、前記梁部が両持ち梁形状に形成され、前記
梁部の基端部が前記基板の面内方向に変形可能に支持さ
れていることを特徴とする素子構造にある。
According to a thirteenth aspect of the present invention, in the first or second aspect, the beam portion is formed in a doubly supported beam shape, and a base end of the beam portion is deformable in an in-plane direction of the substrate. An element structure characterized by being supported.

【0036】かかる第13の態様では、梁部の剛性を高
めることができ、耐久性が向上する。
In the thirteenth aspect, the rigidity of the beam can be increased, and the durability is improved.

【0037】本発明の第14の態様は、第2〜13の何
れかの態様において、前記接点部は、前記第2の基板の
表面に設けられた配線パターンに接続され、この配線パ
ターンが他の素子と接続されていることを特徴とする素
子構造にある。
According to a fourteenth aspect of the present invention, in any one of the second to thirteenth aspects, the contact portion is connected to a wiring pattern provided on the surface of the second substrate. The element structure is characterized by being connected to the element of (1).

【0038】かかる第14の態様では、梁部上に設けら
れた接点部と接続される素子の電極が、第2の基板上に
設けられた配線パターンによって、複数の素子に容易に
接続できる。
In the fourteenth aspect, the electrode of the element connected to the contact portion provided on the beam can be easily connected to a plurality of elements by the wiring pattern provided on the second substrate.

【0039】本発明の第15の態様は、第2〜14の何
れかの態様において、前記第2の基板が、シリコン基板
であることを特徴とする素子構造にある。
A fifteenth aspect of the present invention is the element structure according to any one of the second to fourteenth aspects, wherein the second substrate is a silicon substrate.

【0040】かかる第15の態様では、第2の基板をシ
リコン基板で容易に形成することができる。
In the fifteenth aspect, the second substrate can be easily formed from a silicon substrate.

【0041】本発明の第16の態様は、第1〜15の何
れかの態様において、前記素子が振動板上に形成されて
いることを特徴とする素子構造にある。
A sixteenth aspect of the present invention is the element structure according to any one of the first to fifteenth aspects, wherein the element is formed on a diaphragm.

【0042】かかる第16の態様では、振動板を無駄に
変形させることなく、素子と配線とを容易に接続するこ
とができる。
In the sixteenth aspect, the element and the wiring can be easily connected without unnecessarily deforming the diaphragm.

【0043】本発明の第17の態様は、第16の態様に
おいて、前記梁部のコンプライアンスが前記振動板のコ
ンプライアンスよりも大きいことを特徴とする素子構造
にある。
A seventeenth aspect of the present invention is the element structure according to the sixteenth aspect, wherein the compliance of the beam portion is larger than the compliance of the diaphragm.

【0044】かかる第17の態様では、振動板よりも梁
部の方が柔らかいため、素子と配線とを接続しても、素
子の変位の際に振動板に無駄な応力を付与することがな
い。
In the seventeenth aspect, since the beam portion is softer than the diaphragm, even when the element is connected to the wiring, no unnecessary stress is applied to the diaphragm when the element is displaced. .

【0045】本発明の第18の態様は、第16又は17
の態様において、前記素子が圧電素子であることを特徴
とする素子構造にある。
The eighteenth aspect of the present invention relates to the sixteenth or seventeenth aspect.
In the aspect, the element is a piezoelectric element.

【0046】かかる第18の態様では、圧電素子に容易
に配線を接続することができる。
In the eighteenth aspect, the wiring can be easily connected to the piezoelectric element.

【0047】本発明の第19の態様は、第16〜18の
何れかの態様において、前記振動板の前記素子とは反対
側にインク供給口に連通する圧力発生室を有することを
特徴とするインクジェット式記録ヘッドにある。
According to a nineteenth aspect of the present invention, in any one of the sixteenth to eighteenth aspects, a pressure generating chamber communicating with an ink supply port is provided on a side of the diaphragm opposite to the element. In the ink jet recording head.

【0048】かかる第19の態様では、振動板の変形量
を向上し、且つ小型化が可能なインクジェット式記録ヘ
ッドを実現することができる。
According to the nineteenth aspect, it is possible to realize an ink jet recording head capable of improving the amount of deformation of the diaphragm and reducing the size.

【0049】本発明の第20の態様は、第19の態様の
インクジェット式記録ヘッドを具備することを特徴とす
るインクジェット式記録装置にある。
According to a twentieth aspect of the present invention, there is provided an ink jet recording apparatus comprising the ink jet recording head according to the nineteenth aspect.

【0050】かかる第20の態様では、ヘッドの特性を
向上したインクジェット式記録装置を実現することがで
きる。
According to the twentieth aspect, it is possible to realize an ink jet recording apparatus having improved head characteristics.

【0051】[0051]

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

【0052】(実施形態1)図1は、本発明の実施形態
1に係るインクジェット式記録ヘッドを示す分解斜視図
であり、図2は、平面図及びその1つの圧力発生室の長
手方向における断面構造を示す図である。
(Embodiment 1) FIG. 1 is an exploded perspective view showing an ink jet recording head according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a plan view and a cross section of one of the pressure generating chambers in the longitudinal direction. It is a figure showing a structure.

【0053】図示するように、流路形成基板10は、本
実施形態では面方位(110)のシリコン単結晶基板か
らなる。流路形成基板10としては、通常、150〜3
00μm程度の厚さのものが用いられ、望ましくは18
0〜280μm程度、より望ましくは220μm程度の
厚さのものが好適である。これは、隣接する圧力発生室
間の隔壁の剛性を保ちつつ、配列密度を高くできるから
である。
As shown in the figure, the flow path forming substrate 10 is formed of a silicon single crystal substrate having a plane orientation (110) in this embodiment. As the flow path forming substrate 10, usually 150 to 3
A thickness of about 00 μm is used.
Those having a thickness of about 0 to 280 μm, more preferably about 220 μm are suitable. This is because the arrangement density can be increased while maintaining the rigidity of the partition wall between the adjacent pressure generating chambers.

【0054】流路形成基板10の一方の面は開口面とな
り、他方の面には予め熱酸化により形成した二酸化シリ
コンからなる、厚さ1〜2μmの弾性膜50が形成され
ている。
One surface of the flow path forming substrate 10 is an opening surface, and the other surface is formed with a 1-2 μm-thick elastic film 50 made of silicon dioxide previously formed by thermal oxidation.

【0055】一方、流路形成基板10の開口面には、シ
リコン単結晶基板を異方性エッチングすることにより、
ノズル開口11、圧力発生室12が形成されている。
On the other hand, the opening surface of the flow path forming substrate 10 is anisotropically etched on a silicon single crystal substrate,
A nozzle opening 11 and a pressure generating chamber 12 are formed.

【0056】ここで、異方性エッチングは、シリコン単
結晶基板をKOH等のアルカリ溶液に浸漬すると、徐々
に侵食されて(110)面に垂直な第1の(111)面
と、この第1の(111)面と約70度の角度をなし且
つ上記(110)面と約35度の角度をなす第2の(1
11)面とが出現し、(110)面のエッチングレート
と比較して(111)面のエッチングレートが約1/1
80であるという性質を利用して行われるものである。
かかる異方性エッチングにより、二つの第1の(11
1)面と斜めの二つの第2の(111)面とで形成され
る平行四辺形状の深さ加工を基本として精密加工を行う
ことができ、圧力発生室12を高密度に配列することが
できる。
Here, in the anisotropic etching, when the silicon single crystal substrate is immersed in an alkaline solution such as KOH, it is gradually eroded and the first (111) plane perpendicular to the (110) plane and the first (111) plane A second (1) which forms an angle of about 70 degrees with the (111) plane and forms an angle of about 35 degrees with the (110) plane.
11) plane, and the etching rate of the (111) plane is about 1/1 compared to the etching rate of the (110) plane.
This is performed using the property of being 80.
By such anisotropic etching, two first (11
Precision processing can be performed based on depth processing of a parallelogram formed by the 1) plane and two oblique second (111) planes, and the pressure generating chambers 12 can be arranged at high density. it can.

【0057】本実施形態では、各圧力発生室12の長辺
を第1の(111)面で、短辺を第2の(111)面で
形成している。この圧力発生室12は、流路形成基板1
0をほぼ貫通して弾性膜50に達するまでエッチングす
ることにより形成されている。なお、弾性膜50は、シ
リコン単結晶基板をエッチングするアルカリ溶液に侵さ
れる量がきわめて小さい。
In this embodiment, the long side of each pressure generating chamber 12 is formed by the first (111) plane, and the short side is formed by the second (111) plane. The pressure generating chamber 12 is provided on the flow path forming substrate 1.
It is formed by etching until it reaches the elastic film 50 almost through 0. The amount of the elastic film 50 that is attacked by the alkaline solution for etching the silicon single crystal substrate is extremely small.

【0058】一方、各圧力発生室12の一端に連通する
各ノズル開口11は、圧力発生室12より幅狭で且つ浅
く形成されている。すなわち、ノズル開口11は、シリ
コン単結晶基板を厚さ方向に途中までエッチング(ハー
フエッチング)することにより形成されている。なお、
ハーフエッチングは、エッチング時間の調整により行わ
れる。
On the other hand, each nozzle opening 11 communicating with one end of each pressure generating chamber 12 is formed to be narrower and shallower than the pressure generating chamber 12. That is, the nozzle opening 11 is formed by partially etching (half-etching) the silicon single crystal substrate in the thickness direction. In addition,
Half etching is performed by adjusting the etching time.

【0059】ここで、インク滴吐出圧力をインクに与え
る圧力発生室12の大きさと、インク滴を吐出するノズ
ル開口11の大きさとは、吐出するインク滴の量、吐出
スピード、吐出周波数に応じて最適化される。例えば、
1インチ当たり360個のインク滴を記録する場合、ノ
ズル開口11は数十μmの溝幅で精度よく形成する必要
がある。
Here, the size of the pressure generating chamber 12 for applying the ink droplet ejection pressure to the ink and the size of the nozzle opening 11 for ejecting the ink droplet depend on the amount of the ejected ink droplet, the ejection speed, and the ejection frequency. Optimized. For example,
When recording 360 ink droplets per inch, the nozzle openings 11 need to be formed with a groove width of several tens of μm with high accuracy.

【0060】また、各圧力発生室12と後述する共通イ
ンク室31とは、後述する封止板20の各圧力発生室1
2の一端部に対応する位置にそれぞれ形成されたインク
供給連通口21を介して連通されており、インクはこの
インク供給連通口21を介して共通インク室31から供
給され、各圧力発生室12に分配される。
Further, each pressure generating chamber 12 and a common ink chamber 31 described later are connected to each pressure generating chamber 1 of the sealing plate 20 described later.
The ink is supplied from a common ink chamber 31 through the ink supply communication port 21 formed at a position corresponding to one end of the pressure generation chamber 12. Distributed to

【0061】封止板20は、前述の各圧力発生室12に
対応したインク供給連通口21が穿設された、厚さが例
えば、0.1〜1mmで、線膨張係数が300℃以下
で、例えば2.5〜4.5[×10-6/℃]であるガラ
スセラミックスからなる。なお、インク供給連通口21
は、図3(a),(b)に示すように、各圧力発生室1
2のインク供給側端部の近傍を横断する一つのスリット
孔21Aでも、あるいは複数のスリット孔21Bであっ
てもよい。封止板20は、一方の面で流路形成基板10
の一面を全面的に覆い、シリコン単結晶基板を衝撃や外
力から保護する補強板の役目も果たす。また、封止板2
0は、他面で共通インク室31の一壁面を構成する。
The sealing plate 20 is provided with an ink supply passage 21 corresponding to each of the pressure generating chambers 12 described above. , For example, 2.5-4.5 [× 10 −6 / ° C.]. In addition, the ink supply communication port 21
Each of the pressure generating chambers 1 is, as shown in FIGS.
It may be one slit hole 21A crossing the vicinity of the second ink supply side end or a plurality of slit holes 21B. The sealing plate 20 is provided on one side with the flow path forming substrate 10.
, And also serves as a reinforcing plate for protecting the silicon single crystal substrate from impacts and external forces. Also, sealing plate 2
0 forms one wall surface of the common ink chamber 31 on the other surface.

【0062】共通インク室形成基板30は、共通インク
室31の周壁を形成するものであり、ノズル開口数、イ
ンク滴吐出周波数に応じた適正な厚みのステンレス板を
打ち抜いて作製されたものである。本実施形態では、共
通インク室形成基板30の厚さは、0.2mmとしてい
る。
The common ink chamber forming substrate 30 forms the peripheral wall of the common ink chamber 31, and is formed by punching a stainless steel plate having an appropriate thickness according to the number of nozzles and the ink droplet ejection frequency. . In the present embodiment, the thickness of the common ink chamber forming substrate 30 is 0.2 mm.

【0063】インク室側板40は、ステンレス基板から
なり、一方の面で共通インク室31の一壁面を構成する
ものである。また、インク室側板40には、他方の面の
一部にハーフエッチングにより凹部40aを形成するこ
とにより薄肉壁41が形成され、さらに、外部からのイ
ンク供給を受けるインク導入口42が打抜き形成されて
いる。なお、薄肉壁41は、インク滴吐出の際に発生す
るノズル開口11と反対側へ向かう圧力を吸収するため
のもので、他の圧力発生室12に、共通インク室31を
経由して不要な正又は負の圧力が加わるのを防止する。
本実施形態では、インク導入口42と外部のインク供給
手段との接続時等に必要な剛性を考慮して、インク室側
板40を0.2mmとし、その一部を厚さ0.02mm
の薄肉壁41としているが、ハーフエッチングによる薄
肉壁41の形成を省略するために、インク室側板40の
厚さを初めから0.02mmとしてもよい。
The ink chamber side plate 40 is made of a stainless steel substrate, and one surface of the ink chamber side plate 40 constitutes one wall surface of the common ink chamber 31. In the ink chamber side plate 40, a thin wall 41 is formed by forming a concave portion 40a by half etching on a part of the other surface, and an ink introduction port 42 for receiving ink supply from the outside is punched and formed. ing. The thin wall 41 is for absorbing pressure generated at the time of ink droplet ejection toward the side opposite to the nozzle opening 11, and is unnecessary for the other pressure generating chambers 12 via the common ink chamber 31. Prevents positive or negative pressure from being applied.
In the present embodiment, the ink chamber side plate 40 is made 0.2 mm in consideration of rigidity required at the time of connection between the ink introduction port 42 and an external ink supply means, and a part of the thickness is 0.02 mm.
The thickness of the ink chamber side plate 40 may be 0.02 mm from the beginning in order to omit the formation of the thin wall 41 by half etching.

【0064】一方、流路形成基板10の開口面とは反対
側の弾性膜50上には、厚さが例えば、約0.2μmの
下電極膜60と、厚さが例えば、約1μmの圧電体膜7
0と、厚さが例えば、約0.1μmの上電極膜80と
が、後述するプロセスで積層形成されて、圧電素子30
0を構成している。また、本実施形態では、圧電素子3
00を構成する圧電体層70は、圧力発生室12内にパ
ターニングされている。ここで、圧電素子300は、下
電極膜60、圧電体膜70、及び上電極膜80を含む部
分をいう。一般的には、圧電素子300の何れか一方の
電極を共通電極とし、他方の電極及び圧電体膜70を各
圧力発生室12毎にパターニングして構成する。そし
て、ここではパターニングされた何れか一方の電極及び
圧電体膜70から構成され、両電極への電圧の印加によ
り圧電歪みが生じる部分を圧電体能動部320という。
本実施形態では、下電極膜60は圧電素子300の共通
電極とし、上電極膜80を圧電素子300の個別電極と
しているが、駆動回路や配線の都合でこれを逆にしても
支障はない。何れの場合においても、各圧力発生室毎に
圧電体能動部が形成されていることになる。なお、上述
した例では、弾性膜50及び下電極膜60が振動板とし
て作用するが、下電極膜が弾性膜を兼ねるようにしても
よい。
On the other hand, the lower electrode film 60 having a thickness of, for example, about 0.2 μm and the piezoelectric film having a thickness of, for example, about 1 μm are formed on the elastic film 50 on the side opposite to the opening surface of the flow path forming substrate 10. Body membrane 7
0 and an upper electrode film 80 having a thickness of, for example, about 0.1 μm,
0. In this embodiment, the piezoelectric element 3
The piezoelectric layer 70 that constitutes 00 is patterned in the pressure generating chamber 12. Here, the piezoelectric element 300 refers to a portion including the lower electrode film 60, the piezoelectric film 70, and the upper electrode film 80. Generally, one of the electrodes of the piezoelectric element 300 is used as a common electrode, and the other electrode and the piezoelectric film 70 are patterned for each pressure generating chamber 12. Here, a portion which is constituted by one of the patterned electrodes and the piezoelectric film 70 and in which a piezoelectric strain is generated by applying a voltage to both electrodes is referred to as a piezoelectric active portion 320.
In the present embodiment, the lower electrode film 60 is used as a common electrode of the piezoelectric element 300, and the upper electrode film 80 is used as an individual electrode of the piezoelectric element 300. However, there is no problem even if the upper electrode film 80 is reversed for convenience of a drive circuit and wiring. In any case, the piezoelectric active portion is formed for each pressure generating chamber. In the example described above, the elastic film 50 and the lower electrode film 60 function as a diaphragm, but the lower electrode film may also serve as the elastic film.

【0065】ここで、シリコン単結晶基板からなる流路
形成基板10上に、圧電素子300を形成するプロセス
を図4及び図5を参照しながら説明する。
Here, a process for forming the piezoelectric element 300 on the flow path forming substrate 10 made of a silicon single crystal substrate will be described with reference to FIGS.

【0066】図4(a)に示すように、まず、流路形成
基板10となるシリコン単結晶基板のウェハを約110
0℃の拡散炉で熱酸化して二酸化シリコンからなる弾性
膜50を形成する。
As shown in FIG. 4A, first, a wafer of a silicon single crystal substrate serving as the flow path forming substrate 10 is
Thermal oxidation is performed in a diffusion furnace at 0 ° C. to form an elastic film 50 made of silicon dioxide.

【0067】次に、図4(b)に示すように、スパッタ
リングで下電極膜60を形成する。下電極膜60の材料
としては、Pt等が好適である。これは、スパッタリン
グ法やゾル−ゲル法で成膜する後述の圧電体膜70は、
成膜後に大気雰囲気下又は酸素雰囲気下で600〜10
00℃程度の温度で焼成して結晶化させる必要があるか
らである。すなわち、下電極膜60の材料は、このよう
な高温、酸化雰囲気下で導電性を保持できなければなら
ず、殊に、圧電体膜70としてPZTを用いた場合に
は、PbOの拡散による導電性の変化が少ないことが望
ましく、これらの理由からPtが好適である。
Next, as shown in FIG. 4B, a lower electrode film 60 is formed by sputtering. Pt or the like is preferable as the material of the lower electrode film 60. This is because a piezoelectric film 70 described later, which is formed by a sputtering method or a sol-gel method,
After film formation, 600 to 10 in an air atmosphere or an oxygen atmosphere
This is because it is necessary to perform crystallization by firing at a temperature of about 00 ° C. That is, the material of the lower electrode film 60 must be able to maintain conductivity at such a high temperature and in an oxidizing atmosphere. In particular, when PZT is used for the piezoelectric film 70, the conductivity of the material by diffusion of PbO is increased. It is desirable that there is little change in sex, and Pt is preferred for these reasons.

【0068】次に、図4(c)に示すように、圧電体膜
70を成膜する。本実施形態では、金属有機物を溶媒に
溶解・分散したいわゆるゾルを塗布乾燥してゲル化し、
さらに高温で焼成することで金属酸化物からなる圧電体
膜70を得る、いわゆるゾル−ゲル法を用いて形成し
た。圧電体膜70の材料としては、チタン酸ジルコン酸
鉛(PZT)系の材料がインクジェット式記録ヘッドに
使用する場合には好適である。なお、この圧電体膜70
の成膜方法は、特に限定されず、例えば、スパッタリン
グ法で形成してもよい。
Next, as shown in FIG. 4C, a piezoelectric film 70 is formed. In this embodiment, a so-called sol in which a metal organic substance is dissolved and dispersed in a solvent is applied, dried, and gelled,
Further, the film was formed using a so-called sol-gel method in which a piezoelectric film 70 made of a metal oxide was obtained by firing at a high temperature. As a material for the piezoelectric film 70, a lead zirconate titanate (PZT) -based material is suitable when used in an ink jet recording head. The piezoelectric film 70
The film forming method is not particularly limited, and may be formed by, for example, a sputtering method.

【0069】さらに、ゾル−ゲル法又はスパッタリング
法等によりPZTの前駆体膜を形成後、アルカリ水溶液
中での高圧処理法にて低温で結晶成長させる方法を用い
てもよい。
Further, a method of forming a PZT precursor film by a sol-gel method or a sputtering method, and then growing the crystal at a low temperature by a high-pressure treatment in an aqueous alkali solution may be used.

【0070】次に、図4(d)に示すように、上電極膜
80を成膜する。上電極膜80は、導電性の高い材料で
あればよく、Al、Au、Ni、Pt等の多くの金属
や、導電性酸化物等を使用できる。本実施形態では、P
tをスパッタリングにより成膜している。
Next, as shown in FIG. 4D, an upper electrode film 80 is formed. The upper electrode film 80 only needs to be a material having high conductivity, and many metals such as Al, Au, Ni, and Pt, and a conductive oxide can be used. In the present embodiment, P
t is formed by sputtering.

【0071】次に、図5に示すように、下電極膜60、
圧電体膜70及び上電極膜80をパターニングする。
Next, as shown in FIG. 5, the lower electrode film 60,
The piezoelectric film 70 and the upper electrode film 80 are patterned.

【0072】まず、図5(a)に示すように、下電極膜
60、圧電体膜70及び上電極膜80を一緒にエッチン
グして下電極膜60の全体パターンをパターニングす
る。次いで、図5(b)に示すように、上電極膜80と
圧電体膜70とをエッチングして圧電体能動部320の
パターニングを行う。次いで、図5(c)に示すよう
に、流路形成基板10をエッチングすることにより、各
圧電体能動部320に対向する領域に圧力発生室12を
形成する。
First, as shown in FIG. 5A, the lower electrode film 60, the piezoelectric film 70 and the upper electrode film 80 are etched together to pattern the entire pattern of the lower electrode film 60. Next, as shown in FIG. 5B, the upper electrode film 80 and the piezoelectric film 70 are etched to pattern the piezoelectric active portion 320. Next, as shown in FIG. 5C, the pressure generating chamber 12 is formed in a region facing each piezoelectric active portion 320 by etching the flow path forming substrate 10.

【0073】その後、本実施形態では、流路形成基板1
0の圧力発生室12の逆側に、幅方向に並設された圧電
体能動部320の両側に設けられたスペーサ90を介し
て第2の基板100が設けられ、この第2の基板100
の圧電体能動部320側の面に設けられたリード電極1
10によって、圧電体能動部320と外部端子とが接続
される。
Thereafter, in the present embodiment, the flow path forming substrate 1
The second substrate 100 is provided on the opposite side of the pressure generation chamber 12 via spacers 90 provided on both sides of the piezoelectric active portions 320 arranged in the width direction.
Lead electrode 1 provided on the surface of the piezoelectric body
10 connects the piezoelectric active section 320 to an external terminal.

【0074】図6は、このような本実施形態のインクジ
ェット式記録ヘッドの要部を示す断面図である。
FIG. 6 is a sectional view showing a main part of such an ink jet recording head of this embodiment.

【0075】図6に示すように、本実施形態では、圧電
体膜70及び上電極膜80からなる圧電体能動部320
は、各圧力発生室12に対向する領域内設けられ、複数
の圧電体能動部320が幅方向に並設されている。
As shown in FIG. 6, in this embodiment, the piezoelectric active section 320 composed of the piezoelectric film 70 and the upper electrode film 80 is used.
Is provided in a region facing each pressure generating chamber 12, and a plurality of piezoelectric active portions 320 are arranged in parallel in the width direction.

【0076】一方、流路形成基板10に対向して配置さ
れる第2の基板100の圧電体能動部320に対向する
領域には、圧電体能動部320の幅方向に亘って貫通孔
101が設けられている。この第2の基板100は、電
気的絶縁性を有する材料であり、一定形状に保持できる
程度の強度を有することが好ましく、本実施形態では、
シリコン基板を用いた。なお、本実施形態では、貫通孔
101を圧電体能動部320の幅方向に亘って形成して
いるが、これに限定されず、例えば、各圧電体能動部3
20毎に独立して形成するようにしてもよい。
On the other hand, in a region facing the piezoelectric active portion 320 of the second substrate 100 arranged to face the flow path forming substrate 10, a through-hole 101 extends in the width direction of the piezoelectric active portion 320. Is provided. The second substrate 100 is a material having an electrical insulation property, and preferably has a strength that can maintain a constant shape. In the present embodiment,
A silicon substrate was used. In the present embodiment, the through-hole 101 is formed in the width direction of the piezoelectric active portion 320, but is not limited thereto.
It may be formed independently for each 20.

【0077】また、第2の基板100の圧電体能動部3
20側の表面には、圧電体能動部320の上電極膜80
と外部端子とを接続するリード電極110が各圧電体能
動部320毎に形成されており、リード電極110の第
2の基板100の貫通孔101に対向する領域では、こ
の貫通孔101上に張り出した梁部111となってい
る。本実施形態では、第2の基板100の貫通孔101
に対向する領域で切断されて片持ち梁形状に形成され、
梁部111の先端が少なくとも上電極膜80に接触する
ように、圧電体能動部320側に湾曲変形されている。
すなわち、梁部111の先端近傍は、上電極膜80に接
触する接点部112となっている。
The piezoelectric active portion 3 of the second substrate 100
The upper electrode film 80 of the piezoelectric active part 320 is
A lead electrode 110 is formed for each piezoelectric active portion 320 to connect the lead electrode 110 to an external terminal. In a region of the lead electrode 110 facing the through hole 101 of the second substrate 100, the lead electrode 110 extends over the through hole 101. Beam 111. In the present embodiment, the through holes 101 of the second substrate 100
Is cut in the area facing the to form a cantilever shape,
The beam 111 is curved and deformed toward the piezoelectric active portion 320 so that the tip of the beam 111 contacts at least the upper electrode film 80.
That is, the vicinity of the tip end of the beam portion 111 is a contact portion 112 that contacts the upper electrode film 80.

【0078】なお、本実施形態では、梁部111は、詳
細は後述するように、リード電極110自体で構成され
ている。しかしながら、これに限定されず、例えば、他
の部材で梁部を形成し、その上にリード電極110を形
成するようにしてもよいことは言うまでもない。
In the present embodiment, the beam portion 111 is constituted by the lead electrode 110 itself, as will be described later in detail. However, the present invention is not limited to this, and it goes without saying that, for example, the beam portion may be formed of another member, and the lead electrode 110 may be formed thereon.

【0079】また、圧電体能動部320と梁部111の
接点部112との電気的な接続は、梁部111を第2の
基板100と上電極膜80との間隔よりも大きく変形さ
せることで、確実に行うことができるが、本実施形態で
は、さらに確実に接続するために、接点部112と上電
極膜80との間をはんだで固着するようにした。この固
着方法としては、特に限定されないが、例えば、第2の
基板100の貫通孔101の外側から加熱することによ
り、はんだを溶融させて両者を容易に固着することがで
きる。
The electrical connection between the piezoelectric active portion 320 and the contact portion 112 of the beam portion 111 is achieved by deforming the beam portion 111 larger than the distance between the second substrate 100 and the upper electrode film 80. In this embodiment, the contact portion 112 and the upper electrode film 80 are fixed to each other with solder in order to make the connection more reliably. The fixing method is not particularly limited. For example, by heating from the outside of the through hole 101 of the second substrate 100, the solder can be melted and both can be easily fixed.

【0080】また、圧電体能動部320側に変形された
梁部111の形状は、例えば、図7に示すように、梁部
111を圧電体能動部320側に湾曲させ、線接触で上
電極膜と接触するようにしても、接点部112と上電極
膜80とを電気的に接続することはできるが、本実施形
態のように、梁部111の先端部近傍の接点部112部
分を上電極膜80の面と略平行になるように湾曲させ、
接点部112と上電極膜80との接触面積を大きくする
ことが好ましい。これにより、電気的により確実な接続
を行うことができる。
Further, as shown in FIG. 7, for example, the shape of the beam 111 deformed toward the piezoelectric active part 320 is such that the beam 111 is bent toward the piezoelectric active part 320 and the upper electrode is brought into line contact. The contact portion 112 and the upper electrode film 80 can be electrically connected to each other even if they are in contact with the film. However, as in the present embodiment, the contact portion 112 near the tip of the beam portion 111 is raised. Curved so as to be substantially parallel to the surface of the electrode film 80,
It is preferable to increase the contact area between the contact portion 112 and the upper electrode film 80. Thereby, a more reliable electrical connection can be made.

【0081】このような第2の基板100及びリード電
極110等の形成方法としては、特に限定されないが、
以下の方法により形成することができる。なお、図8及
び図9は、リード電極110の製造工程を示す図であ
り、図8は、圧力発生室の幅方向における断面図、図9
は、圧力発生室の長手方向における断面図である。
The method for forming the second substrate 100, the lead electrodes 110, and the like is not particularly limited.
It can be formed by the following method. 8 and 9 are views showing a manufacturing process of the lead electrode 110. FIG. 8 is a sectional view in the width direction of the pressure generating chamber.
FIG. 4 is a cross-sectional view in the longitudinal direction of the pressure generating chamber.

【0082】例えば、図8(a)に示すように、第2の
基板100の圧電体能動部320に対向する面にリード
電極110を一様に成膜する。このリード電極110
は、高い導電性を有する材料で形成されればよく、例え
ば、Al、Au等が挙げられる。
For example, as shown in FIG. 8A, the lead electrode 110 is formed uniformly on the surface of the second substrate 100 facing the piezoelectric active portion 320. This lead electrode 110
May be formed of a material having high conductivity, and examples thereof include Al and Au.

【0083】そして、図8(b)に示すように、各圧電
体能動部320に対向する領域毎に、リード電極110
を、例えば、上電極膜80と略同一幅でパターニング
し、次いで、図8(c)に示すように、第2の基板10
0の圧電体能動部320に対向する領域に圧電体能動部
320の幅方向に亘って、貫通孔101を形成する。な
お、この貫通孔101の形成方法としては、例えば、シ
リコン基板である第2の基板100をエッチング等によ
り除去することにより形成すればよい。
Then, as shown in FIG. 8B, a lead electrode 110 is provided for each region facing each piezoelectric active portion 320.
Is patterned, for example, with substantially the same width as the upper electrode film 80, and then, as shown in FIG.
The through-hole 101 is formed in a region facing the piezoelectric active portion 320 in the width direction of the piezoelectric active portion 320. The through-hole 101 may be formed by, for example, removing the second substrate 100, which is a silicon substrate, by etching or the like.

【0084】その後、圧電体能動部320に対向する領
域に梁部111を形成するが、この形成方法も、特に限
定されず、例えば、本実施形態では、リード電極110
を機械的に変形させることにより形成した。
Thereafter, the beam portion 111 is formed in a region facing the piezoelectric active portion 320. The method for forming the beam portion is not particularly limited. For example, in the present embodiment, the lead electrode 110 is formed.
Was formed by mechanical deformation.

【0085】上述のように、リード電極110を形成及
びパターニングして、第2の基板100に貫通孔101
を形成すると、貫通孔101に対向する領域には、図9
(a)に示すように、平坦な複数の梁部111が形成さ
れる。この平坦な複数の梁部111を、図9(b)に示
すように、貫通孔111のリード電極110の形成面と
は逆側から、例えば、先端が球面の工具120等で押し
込む。次いで、図9(c)に示すように、梁部111
を、所定の位置、例えば、本実施形態では、略中央部の
上電極膜80の面方向と同方向に湾曲した位置から切断
除去して、片持ち梁形状の梁部111とする。
As described above, the lead electrodes 110 are formed and patterned, and the through holes 101 are formed in the second substrate 100.
Is formed, a region facing the through hole 101 is
As shown in (a), a plurality of flat beam portions 111 are formed. As shown in FIG. 9B, the plurality of flat beams 111 are pushed in from the side of the through-hole 111 opposite to the surface on which the lead electrode 110 is formed, for example, with a tool 120 having a spherical tip. Next, as shown in FIG.
Is cut and removed from a predetermined position, for example, in the present embodiment, from a position curved substantially in the same direction as the surface direction of the upper electrode film 80 in the central portion, to form a cantilever-shaped beam portion 111.

【0086】このように、本実施形態では、接点部11
2が上電極膜80と略平行な面となるように梁部111
を湾曲させて形成しているため、接点部112と上電極
膜80との接触面積が大きくなり、電気的な接続を確実
に行うことができる。すなわち、リード電極110から
の電力を圧電体能動部320に確実に供給することがで
きる。
As described above, in this embodiment, the contact portion 11
The beam portion 111 is set so that 2 is substantially parallel to the upper electrode film 80.
Is formed in a curved shape, the contact area between the contact portion 112 and the upper electrode film 80 is increased, and electrical connection can be reliably performed. That is, the power from the lead electrode 110 can be reliably supplied to the piezoelectric active portion 320.

【0087】なお、この方法により梁部111を形成す
る場合には、図10に示すように、予め、梁部111を
切断する位置から異なる幅でパターニングしておくこと
が好ましく、これにより、さらに容易に切断して梁部1
11を形成することができる。
When the beam portion 111 is formed by this method, as shown in FIG. 10, it is preferable to previously pattern the beam portion 111 at a different width from a position where the beam portion 111 is cut. Easy cutting and beam 1
11 can be formed.

【0088】上述のような本実施形態の構成により、圧
電体能動部320に余分な細工をすることなく、圧電体
能動部320に電力を供給することができる。また、梁
部111を片持ち梁形状として圧電体能動部320の厚
さ方向への変形を可能としているため、圧電体能動部3
20に無駄な負荷を与えることがない。さらに、圧電体
能動部320の表面に絶縁膜を設ける必要がなく、変位
の低下を招くことがない。またさらに、圧電体能動部3
20の配列とは独立して、リード電極を形成することが
できるため、配線の自由度が高く、圧電体能動部320
を形成する流路形成基板10上にリード電極を形成する
必要がないため、基板をコンパクトにすることができ、
コストの削減を図ることができる。
With the configuration of the present embodiment as described above, electric power can be supplied to the piezoelectric active section 320 without extra work for the piezoelectric active section 320. Further, since the beam portion 111 has a cantilever shape to allow the piezoelectric active portion 320 to be deformed in the thickness direction, the piezoelectric active portion 3
There is no needless load on 20. Furthermore, there is no need to provide an insulating film on the surface of the piezoelectric active portion 320, and the displacement does not decrease. Further, the piezoelectric active part 3
Since the lead electrode can be formed independently of the arrangement of the piezoelectric active portions 320, the piezoelectric active portion 320
Since there is no need to form lead electrodes on the flow path forming substrate 10 for forming the substrate, the substrate can be made compact,
Cost can be reduced.

【0089】また、以上説明した一連の膜形成及び異方
性エッチングは、一枚のウェハ上に多数のチップを同時
に形成し、プロセス終了後、図1に示すような一つのチ
ップサイズの流路形成基板10毎に分割する。また、分
割した流路形成基板10を、封止板20、共通インク室
形成基板30、及びインク室側板40と順次接着して一
体化し、さらに第2の基板100を接合してインクジェ
ット式記録ヘッドとする。また、このように構成したイ
ンクジェットヘッドは、図示しない外部インク供給手段
と接続したインク導入口42からインクを取り込み、共
通インク室31からノズル開口11に至るまで内部をイ
ンクで満たした後、図示しない外部の駆動回路からの記
録信号に従い、リード電極110を介して上電極膜80
と下電極膜60との間に電圧を印加し、弾性膜50、下
電極膜60及び圧電体膜70をたわみ変形させることに
より、圧力発生室12内の圧力が高まりノズル開口11
からインク滴が吐出する。
In the above-described series of film formation and anisotropic etching, a number of chips are simultaneously formed on one wafer, and after the process is completed, a flow path of one chip size as shown in FIG. It is divided for each forming substrate 10. In addition, the divided flow path forming substrate 10 is sequentially bonded and integrated with the sealing plate 20, the common ink chamber forming substrate 30, and the ink chamber side plate 40, and the second substrate 100 is joined to form an ink jet recording head. And The ink jet head configured as described above takes in ink from an ink inlet 42 connected to an external ink supply unit (not shown), fills the interior from the common ink chamber 31 to the nozzle opening 11 with ink, and then fills the inside with ink (not shown). According to a recording signal from an external drive circuit, the upper electrode film 80
The voltage in the pressure generating chamber 12 is increased by applying a voltage between the lower electrode film 60 and the elastic film 50, the lower electrode film 60 and the piezoelectric film 70 so that the pressure in the pressure generating chamber 12 increases.
Ink droplets are ejected.

【0090】なお、本実施形態では、梁部111を機械
的に変形させることにより所定形状に湾曲させている
が、これに限定されず、何れの方法を用いてもよい。以
下に、他の梁部の形成方法について説明する。
In the present embodiment, the beam portion 111 is curved into a predetermined shape by mechanically deforming it. However, the present invention is not limited to this, and any method may be used. Hereinafter, another method of forming the beam portion will be described.

【0091】(実施形態2)図11は、実施形態2にか
かるインクジェット式記録ヘッドの要部断面図である。
(Embodiment 2) FIG. 11 is a sectional view of an essential part of an ink jet recording head according to Embodiment 2.

【0092】本実施形態は、梁部を複数層で構成し、そ
の内部応力を利用して梁部を変形させた例である。
This embodiment is an example in which the beam portion is constituted by a plurality of layers, and the beam portion is deformed by utilizing its internal stress.

【0093】詳しくは、図11に示すように、本実施形
態では、リード電極110Aを、例えば、SiO2等の
圧縮応力を有する圧縮層113と、この圧縮層113上
に形成され、例えば、Pt等を熱処理することにより引
張り応力とした引張り層114との二層で構成するよう
にした。これにより、リード電極110Aの各層の内部
応力が開放される力によって、すなわち、下層側には引
張り方向の力、上層側には圧縮方向の力が作用すること
によって、図中点線で示すように、梁部111Aは圧電
体能動部320側に湾曲される。
More specifically, as shown in FIG. 11, in the present embodiment, a lead electrode 110A is formed of, for example, a compression layer 113 having a compressive stress such as SiO 2 and a Pt formed on the compression layer 113, for example, Pt. And the like and heat-treated to form a two-layer structure with a tensile layer 114 having a tensile stress. As a result, the internal stress of each layer of the lead electrode 110A is released, that is, the tensile force acts on the lower layer and the compressive force acts on the upper layer, as shown by the dotted line in the figure. The beam portion 111A is curved toward the piezoelectric body active portion 320.

【0094】また、本実施形態では、梁部111Aを以
下の工程で形成した。上述のように第2の基板90の表
面全体にリード電極110Aを形成した後、図12
(a)に示すように、リード電極110Aの一端部が第
2の基板100の貫通孔101に対向する領域に位置す
るようにパターニングし、次いで、図12(b)に示す
ように、第2の基板100のリード電極110Aとは逆
側の面からエッチング等にって貫通孔101を形成す
る。これにより、貫通孔101に対向する領域のリード
電極110A、すなわち梁部111Aの内部応力が開放
されて、図中点線で示すように、圧電体能動部320側
に湾曲した梁部111Aとなる。
In this embodiment, the beam 111A is formed by the following steps. After forming the lead electrodes 110A on the entire surface of the second substrate 90 as described above, FIG.
As shown in FIG. 12A, patterning is performed so that one end of the lead electrode 110A is located in a region facing the through hole 101 of the second substrate 100, and then, as shown in FIG. A through hole 101 is formed by etching or the like from the surface of the substrate 100 opposite to the lead electrode 110A. As a result, the internal stress of the lead electrode 110A in the region facing the through hole 101, that is, the beam portion 111A is released, and the beam portion 111A is curved toward the piezoelectric active portion 320 as shown by a dotted line in the drawing.

【0095】このように、梁部111Aを所定の応力を
有する複数の層で形成することにより、その内部応力が
開放される力によって、圧電体能動部320側に湾曲し
た梁部111Aを形成することができる。また、勿論、
この実施形態においても、実施形態1と同様の効果を得
ることができる。
As described above, by forming the beam portion 111A by a plurality of layers having a predetermined stress, the beam portion 111A curved toward the piezoelectric body active portion 320 is formed by the force that releases the internal stress. be able to. Also, of course,
In this embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained.

【0096】なお、本実施形態では、梁部111Aを構
成するリード電極110Aを全て複数層で構成するよう
にしたが、これに限定されず、例えば、梁部111Aと
なる部分のリード電極のみを複数層で構成するようにし
てもよい。
In the present embodiment, all the lead electrodes 110A constituting the beam 111A are constituted by a plurality of layers. However, the present invention is not limited to this. It may be composed of a plurality of layers.

【0097】(実施形態3)図13は、実施形態3に係
るインクジェット式記録ヘッドの要部断面図である。
(Embodiment 3) FIG. 13 is a sectional view of a main part of an ink jet recording head according to Embodiment 3.

【0098】本実施形態は、図13に示すように、梁部
111Bの接点部112となる部分の引張り層114上
に、例えば、Ir等の強い圧縮応力を有する第2の圧縮
層115を設けた以外、実施形態2と同様である。
In this embodiment, as shown in FIG. 13, a second compressive layer 115 having a strong compressive stress, such as Ir, is provided on a portion of the tensile layer 114 serving as the contact portion 112 of the beam portion 111B. Other than the above, it is the same as the second embodiment.

【0099】このような構成により、第2の圧縮層11
5が形成された部分の梁部111Bは、第2の圧縮層1
15の圧縮応力が開放されて引張り方向の力が作用し、
図中点線で示すように、圧電体能動部320側に凸に変
形される。すなわち、上電極膜80の面と同方向に湾曲
して、上電極膜80と略平行面の接点部112とするこ
とができ、上電極膜80と接点部112との接触面積が
大きくなり、電気的により確実に接続することができ
る。
With such a configuration, the second compression layer 11
5 is formed in the second compressed layer 1
Fifteen compressive stresses are released and a tensile force acts.
As shown by the dotted line in the figure, the piezoelectric element is deformed so as to protrude toward the piezoelectric active portion 320. That is, the contact portion 112 can be curved in the same direction as the surface of the upper electrode film 80 to form the contact portion 112 substantially parallel to the upper electrode film 80, and the contact area between the upper electrode film 80 and the contact portion 112 increases, Connection can be made more reliably electrically.

【0100】なお、本実施形態の梁部も、上述の実施形
態2と同様に形成することができるが、これに限定され
ず、例えば、以下の方法によっても形成することができ
る。
The beam portion of this embodiment can be formed in the same manner as in the above-described second embodiment, but is not limited to this. For example, it can be formed by the following method.

【0101】まず、図14(a)に示すように、梁部1
11Bを形成する領域の第2の基板100上に、比較的
容易に除去可能な材料、例えば、ポリシリコンからなる
犠牲層130を形成する。次いで、図14(b)に示す
ように、リード電極110Bの各層を順次積層し、図1
4(c)に示すように、所定形状にパターニングする。
そして、図14(d)に示すように、第2の基板100
上に形成されている犠牲層130を除去する。
First, as shown in FIG.
A sacrificial layer 130 made of a material that can be relatively easily removed, for example, polysilicon is formed on the second substrate 100 in a region where 11B is to be formed. Next, as shown in FIG. 14B, the respective layers of the lead electrode 110B are sequentially laminated, and FIG.
As shown in FIG. 4C, patterning is performed into a predetermined shape.
Then, as shown in FIG. 14D, the second substrate 100
The sacrifice layer 130 formed thereon is removed.

【0102】これにより、犠牲層130上に形成されて
いた圧縮層113、引っ張り層114及び第2の圧縮層
115の内部応力が開放され、圧電体能動部320側に
湾曲された梁部111Bを形成することができる。
As a result, the internal stresses of the compression layer 113, the tensile layer 114, and the second compression layer 115 formed on the sacrificial layer 130 are released, and the beam 111B curved toward the piezoelectric active section 320 is released. Can be formed.

【0103】このような方法により、第2の基板100
に貫通孔101を形成することなく、梁部を容易に形成
することができる。
According to such a method, the second substrate 100
The beam portion can be easily formed without forming the through-hole 101 in the hole.

【0104】また、このような形成方法においては、梁
部111Cの厚さ、すなわち、圧縮層112と引っ張り
層113との全厚さtを、約1μm以下にすると、図1
5に示すように、圧電体能動部320側を内側にして巻
回された梁部111Cとなる。この場合には、下層側の
圧縮層112を、例えば、金属等の導電材料で形成して
おくことにより、上述の実施形態同様、梁部111C上
に接点部を設けることができる。
Further, in such a forming method, when the thickness of the beam portion 111C, that is, the total thickness t of the compression layer 112 and the tensile layer 113 is set to about 1 μm or less, FIG.
As shown in FIG. 5, the beam part 111C is wound with the piezoelectric body active part 320 side inside. In this case, by forming the lower compression layer 112 with, for example, a conductive material such as a metal, a contact portion can be provided on the beam portion 111C as in the above-described embodiment.

【0105】(実施形態4)図16は、実施形態4に係
るインクジェット式記録ヘッドのリード電極の平面図と
断面図である。
(Embodiment 4) FIG. 16 is a plan view and a sectional view of a lead electrode of an ink jet recording head according to Embodiment 4.

【0106】本実施形態は、図16に示すように、第2
の基板100に各圧電体能動部320毎に独立した貫通
孔101Aを設け、この貫通孔101Aに対向する領域
に両持ち梁形状の梁部111Dを設けるようにした。ま
た、この梁部111Dの長手方向両端部には、それぞれ
幅方向に延びる張り出し部116を設けられ、梁部11
1Dは、張り出し部116の第2の基板100に対向す
る部分で固定されている。これにより、貫通孔101A
に対向する領域の張り出し部116は面内方向に変形す
ることができる。したがって、梁部111Dに負荷が加
えられた場合、張り出し部116が変形することによ
り、梁部111Dは、厚さ方向に変形することができ
る。これにより、接点部112と上電極膜80とを接触
させた場合にも、圧電体能動部320に余分な負荷を加
えることなく、確実に接続することができる。
In this embodiment, as shown in FIG.
The substrate 100 is provided with an independent through hole 101A for each piezoelectric active portion 320, and a doubly-supported beam portion 111D is provided in a region facing the through hole 101A. At both ends in the longitudinal direction of the beam portion 111D, overhang portions 116 extending in the width direction are provided.
1D is fixed at a portion of the overhang portion 116 facing the second substrate 100. Thereby, the through hole 101A
The overhanging portion 116 in the region facing the surface can be deformed in the in-plane direction. Therefore, when a load is applied to the beam 111D, the beam 111D can be deformed in the thickness direction by the deformation of the overhang 116. Thus, even when the contact portion 112 is brought into contact with the upper electrode film 80, the piezoelectric active portion 320 can be reliably connected without applying an extra load.

【0107】なお、上述の実施形態で説明したように、
梁部を複数層で構成してそれぞれの層の異なる内部応力
を利用することにより、梁部を圧電体能動部320側に
湾曲させることができるが、例えば、梁部を一層で構成
した場合でも、その材料の厚さ方向の応力分布が異なれ
ば、その内部応力によって圧電体能動部320側に湾曲
させることができる。
As described in the above embodiment,
The beam portion can be curved toward the piezoelectric body active portion 320 by forming the beam portion with a plurality of layers and using different internal stresses of the respective layers. For example, even when the beam portion is formed as a single layer, If the stress distribution in the thickness direction of the material is different, the material can be curved toward the piezoelectric active portion 320 due to the internal stress.

【0108】(他の実施形態)以上、本発明の実施形態
を説明したが、インクジェット式記録ヘッドの基本的構
成は上述したものに限定されるものではない。
(Other Embodiments) The embodiments of the present invention have been described above. However, the basic configuration of the ink jet recording head is not limited to the above.

【0109】例えば、上述の各実施形態では、接点部を
圧電体能動部の長手方向一端部側に設けるようにした
が、これに限定されず、例えば、中央部等何れの場所に
設けてもよい。
For example, in each of the above embodiments, the contact portion is provided at one end in the longitudinal direction of the piezoelectric active portion. However, the present invention is not limited to this. For example, the contact portion may be provided at any location such as the central portion. Good.

【0110】また、上述の実施形態では、スペーサ90
を介して流路形成基板10と第2の基板100とを接合
するようにしたが、これに限定されず、例えば、スペー
サと第2の基板とを一体的に形成するようにしてもよ
い。
In the above embodiment, the spacer 90
Although the flow path forming substrate 10 and the second substrate 100 are joined via the through hole, the present invention is not limited to this. For example, the spacer and the second substrate may be integrally formed.

【0111】また、例えば、上述した実施形態では、流
路形成基板10に圧力発生室12と共にリザーバ14を
形成しているが、共通インク室を別部材で形成する流路
ユニットを流路形成基板10に重ねて設けてもよい。
Further, for example, in the above-described embodiment, the reservoir 14 is formed in the flow path forming substrate 10 together with the pressure generating chamber 12, but the flow path unit for forming the common ink chamber by a separate member is used as the flow path forming substrate. 10 may be provided.

【0112】このように構成した実施形態の分解斜視図
を図17、その流路の断面を図18にぞれぞれ示す。こ
の実施形態では、ノズル開口11が圧電素子とは反対の
ノズル基板120に穿設され、これらノズル開口11と
圧力発生室12とを連通するノズル連通口22が、封止
板20,共通インク室形成板30及び薄肉板41A及び
インク室側板40Aを貫通するように配されている。
FIG. 17 is an exploded perspective view of the embodiment configured as described above, and FIG. 18 is a cross-sectional view of the flow channel. In this embodiment, the nozzle opening 11 is formed in the nozzle substrate 120 opposite to the piezoelectric element, and the nozzle communication port 22 that connects the nozzle opening 11 and the pressure generating chamber 12 is formed with the sealing plate 20 and the common ink chamber. It is arranged so as to penetrate the forming plate 30, the thin plate 41A, and the ink chamber side plate 40A.

【0113】なお、本実施形態は、その他、薄肉板41
Aとインク室側板40Aとを別部材とし、インク室側板
40に開口40bを形成した以外は、基本的に上述した
実施形態と同様であり、同一部材には同一符号を付して
重複する説明は省略する。
The present embodiment is different from the first embodiment in that
A is basically the same as the above-described embodiment except that the ink chamber side plate 40A and the ink chamber side plate 40A are separate members, and the opening is formed in the ink chamber side plate 40. Is omitted.

【0114】また、勿論、共通インク室を流路形成基板
内に形成したタイプのインクジェット式記録ヘッドにも
同様に応用できる。
Of course, the present invention can be similarly applied to an ink jet recording head of a type in which a common ink chamber is formed in a flow path forming substrate.

【0115】また、以上説明した各実施形態は、成膜及
びリソグラフィプロセスを応用することにより製造でき
る薄膜型のインクジェット式記録ヘッドを例にしたが、
勿論これに限定されるものではなく、例えば、基板を積
層して圧力発生室を形成するもの、あるいはグリーンシ
ートを貼付もしくはスクリーン印刷等により圧電体膜を
形成するもの、又は結晶成長により圧電体膜を形成する
もの等、各種の構造のインクジェット式記録ヘッドに本
発明を採用することができる。
In each of the embodiments described above, a thin film type ink jet recording head which can be manufactured by applying a film forming and lithography process is described as an example.
Of course, the present invention is not limited to this. For example, a piezoelectric film is formed by laminating substrates to form a pressure generating chamber, or a piezoelectric film is formed by attaching a green sheet or by screen printing, or a piezoelectric film formed by crystal growth. The present invention can be applied to ink jet recording heads having various structures, such as those that form a recording medium.

【0116】このように、本発明は、その趣旨に反しな
い限り、種々の構造のインクジェット式記録ヘッドに応
用することができる。
As described above, the present invention can be applied to ink-jet recording heads having various structures, as long as the spirit of the present invention is not contradicted.

【0117】また、これら各実施形態のインクジェット
式記録ヘッドは、インクカートリッジ等と連通するイン
ク流路を具備する記録ヘッドユニットの一部を構成し
て、インクジェット式記録装置に搭載される。図19
は、そのインクジェット式記録装置の一例を示す概略図
である。
The ink jet recording head of each of the embodiments constitutes a part of a recording head unit having an ink flow path communicating with an ink cartridge and the like, and is mounted on an ink jet recording apparatus. FIG.
FIG. 1 is a schematic view showing an example of the ink jet recording apparatus.

【0118】図19に示すように、インクジェット式記
録ヘッドを有する記録ヘッドユニット1A及び1Bは、
インク供給手段を構成するカートリッジ2A及び2Bが
着脱可能に設けられ、この記録ヘッドユニット1A及び
1Bを搭載したキャリッジ3は、装置本体4に取り付け
られたキャリッジ軸5に軸方向移動自在に設けられてい
る。この記録ヘッドユニット1A及び1Bは、例えば、
それぞれブラックインク組成物及びカラーインク組成物
を吐出するものとしている。
As shown in FIG. 19, the recording head units 1A and 1B having the ink jet recording heads
Cartridges 2A and 2B constituting ink supply means are detachably provided. A carriage 3 on which the recording head units 1A and 1B are mounted is provided on a carriage shaft 5 attached to the apparatus main body 4 so as to be movable in the axial direction. I have. The recording head units 1A and 1B are, for example,
Each of them ejects a black ink composition and a color ink composition.

【0119】そして、駆動モータ6の駆動力が図示しな
い複数の歯車およびタイミングベルト7を介してキャリ
ッジ3に伝達されることで、記録ヘッドユニット1A及
び1Bを搭載したキャリッジ3はキャリッジ軸5に沿っ
て移動される。一方、装置本体4にはキャリッジ軸5に
沿ってプラテン8が設けられており、図示しない給紙ロ
ーラなどにより給紙された紙等の記録媒体である記録シ
ートSがプラテン8に巻き掛けられて搬送されるように
なっている。
The driving force of the driving motor 6 is transmitted to the carriage 3 via a plurality of gears and a timing belt 7 (not shown), so that the carriage 3 on which the recording head units 1A and 1B are mounted moves along the carriage shaft 5. Moved. On the other hand, the apparatus main body 4 is provided with a platen 8 along the carriage shaft 5, and a recording sheet S, which is a recording medium such as paper fed by a paper feed roller (not shown), is wound around the platen 8. It is designed to be transported.

【0120】[0120]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
流路形成基板の圧力発生室側に、圧電体能動部側に変形
された梁部を介して圧電体能動部と外部配線とを接続す
るようにしたので、圧電体能動部の表面に絶縁体膜等を
形成する必要がなく、振動板の変形量を向上することが
できる。また、流路形成基板上に配線パターンを設ける
必要がなく、容易且つ省スペースで配線パターンを設け
ることができるという効果を奏する。
As described above, according to the present invention,
Since the piezoelectric active part and the external wiring are connected to the pressure generating chamber side of the flow path forming substrate via the beam part deformed to the piezoelectric active part side, an insulator is provided on the surface of the piezoelectric active part. There is no need to form a film or the like, and the amount of deformation of the diaphragm can be improved. In addition, there is no need to provide a wiring pattern on the flow path forming substrate, and the effect is obtained that the wiring pattern can be provided easily and in a space-saving manner.

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

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

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

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

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

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

【図6】本発明の実施形態1に係るインクジェット式記
録ヘッドの要部断面図である。
FIG. 6 is a sectional view of a main part of the ink jet recording head according to the first embodiment of the invention.

【図7】本発明の実施形態1に係るインクジェット式録
ヘッドの他の例を示す要部断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view of a principal part showing another example of the ink jet recording head according to the first embodiment of the present invention.

【図8】本発明の実施形態1に係るインクジェット式記
録ヘッドの配線部分の製造工程を示す図である。
FIG. 8 is a diagram illustrating a manufacturing process of a wiring portion of the ink jet recording head according to the first embodiment of the present invention.

【図9】本発明の実施形態1に係るインクジェット式記
録ヘッドの梁部の製造工程を示す図である。
FIG. 9 is a diagram illustrating a manufacturing process of a beam portion of the ink jet recording head according to the first embodiment of the present invention.

【図10】本発明の実施形態1に係るインクジェット式
記録ヘッドの梁部の製造工程を示す図である。
FIG. 10 is a diagram illustrating a manufacturing process of a beam portion of the ink jet recording head according to the first embodiment of the present invention.

【図11】本発明の実施形態2に係るインクジェット式
記録ヘッドを示す要部断面図である。
FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating a main part of an inkjet recording head according to a second embodiment of the invention.

【図12】本発明の実施形態2に係るインクジェット式
記録ヘッドの梁部の製造工程を示す図である。
FIG. 12 is a diagram illustrating a manufacturing process of a beam portion of the ink jet recording head according to the second embodiment of the present invention.

【図13】本発明の実施形態3に係るインクジェット式
記録ヘッドを示す要部断面図である。
FIG. 13 is a cross-sectional view illustrating a main part of an inkjet recording head according to a third embodiment of the invention.

【図14】本発明の実施形態3に係るインクジェット式
記録ヘッドの梁部の製造工程を示す要部断面図である。
FIG. 14 is a fragmentary cross-sectional view showing a step of manufacturing a beam part of the ink jet recording head according to Embodiment 3 of the present invention.

【図15】本発明の実施形態3に係るインクジェット式
記録ヘッドの変形例を示す断面図である。
FIG. 15 is a cross-sectional view showing a modification of the ink jet recording head according to Embodiment 3 of the present invention.

【図16】本発明の実施形態4に係るインクジェット式
記録ヘッドの梁部を示す要部平面図及び断面図である。
FIG. 16 is a plan view and a cross-sectional view of main parts showing a beam part of an ink jet recording head according to Embodiment 4 of the present invention.

【図17】本発明の他の実施形態に係るインクジェット
式記録ヘッドの分解斜視図である。
FIG. 17 is an exploded perspective view of an ink jet recording head according to another embodiment of the present invention.

【図18】本発明の他の実施形態に係るインクジェット
式記録ヘッドの断面図である。
FIG. 18 is a sectional view of an ink jet recording head according to another embodiment of the present invention.

【図19】本発明の一実施形態に係るインクジェット式
記録装置の概略図である。
FIG. 19 is a schematic view of an ink jet recording apparatus according to an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 流路形成基板 12 圧力発生室 50 弾性膜 60 下電極膜 70 圧電体膜 80 上電極膜 90 スペーサ 100 第2の基板 110 リード電極 111,111A〜111D 梁部 112 接点部 113 圧縮層 114 引張り層 115 第2の圧縮層 116 張り出し部 300 圧電素子 320 圧電体能動部 Reference Signs List 10 flow path forming substrate 12 pressure generating chamber 50 elastic film 60 lower electrode film 70 piezoelectric film 80 upper electrode film 90 spacer 100 second substrate 110 lead electrode 111, 111A to 111D beam portion 112 contact portion 113 compression layer 114 tensile layer 115 second compression layer 116 overhang 300 piezoelectric element 320 piezoelectric active part

Claims (20)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板の一方面側に設けられた素子とこの
素子と電気的に接続される配線とを具備する素子構造に
おいて、 前記基板の前記素子に対向する領域に設けられ且つ前記
素子の厚さ方向に所定弾性変形可能な梁部を具備し、こ
の梁部上に前記素子と前記配線との電気的な接点部を設
けたことを特徴とする素子構造。
1. An element structure comprising an element provided on one side of a substrate and a wiring electrically connected to the element, wherein the element is provided in a region of the substrate facing the element, and An element structure comprising: a beam portion capable of being elastically deformed in a predetermined thickness direction, and an electrical contact portion between the element and the wiring is provided on the beam portion.
【請求項2】 請求項1において、前記梁部が、前記基
板の前記素子側に対向して設けられた第2の基板から前
記素子に向かって突出するように設けられていることを
特徴とする素子構造。
2. The device according to claim 1, wherein the beam portion is provided so as to project toward the element from a second substrate provided opposite to the element side of the substrate. Element structure.
【請求項3】 請求項1又は2において、前記梁部は、
前記素子と前記接点部との接続前に、予め前記素子側に
変形している片持ち梁であることを特徴とする素子構
造。
3. The beam according to claim 1, wherein:
An element structure, wherein the element is a cantilever which is deformed in advance toward the element before connecting the element and the contact portion.
【請求項4】 請求項3において、前記梁部は、当該梁
部の厚さ方向の内部応力の違いによって前記素子側に変
形している片持ち梁であることを特徴とする素子構造。
4. The element structure according to claim 3, wherein the beam is a cantilever deformed toward the element due to a difference in internal stress in a thickness direction of the beam.
【請求項5】 請求項3又は4において、前記梁部上に
設けられた前記接点部が、前記素子の表面と略平行に形
成されていることを特徴とする素子構造。
5. The device structure according to claim 3, wherein the contact portion provided on the beam portion is formed substantially parallel to a surface of the device.
【請求項6】 請求項5において、前記梁部の基端部側
が、前記素子側とは反対側に凸に且つ先端側で前記素子
側に凸に湾曲していることを特徴とする素子構造。
6. The element structure according to claim 5, wherein a base end side of said beam portion is curved convexly on a side opposite to said element side and convexly convex on a tip side thereof. .
【請求項7】 請求項5又は6において、前記梁部の基
端部側は前記素子側が相対的に引張りが強く、前記接点
部は前記素子側が相対的に引張りが弱くなるように、異
なる残留歪みを持つ膜をパターニングして前記梁部を形
成することを特徴とする素子構造。
7. The device according to claim 5, wherein the base end side of the beam portion has a relatively high tensile strength on the element side, and the contact portion has a different residual strength such that the tensile strength on the element side is relatively low. An element structure, wherein the beam portion is formed by patterning a film having distortion.
【請求項8】 請求項3又は4において、前記梁部が前
記素子側を内側にして巻回されていることを特徴とする
素子構造。
8. The element structure according to claim 3, wherein the beam portion is wound with the element side inside.
【請求項9】 請求項1〜7の何れかにおいて、前記梁
部が延性を有する材料で形成され、且つ塑性変形により
前記素子側に変形されていることを特徴とする素子構
造。
9. The element structure according to claim 1, wherein the beam portion is formed of a ductile material, and is deformed toward the element by plastic deformation.
【請求項10】 請求項2〜9の何れかにおいて、前記
第2の基板は、前記素子に対向する領域に貫通孔を有
し、前記梁部の少なくとも前記接点部が前記貫通孔に対
向する領域に形成されていることを特徴とする素子構
造。
10. The second substrate according to claim 2, wherein the second substrate has a through hole in a region facing the element, and at least the contact portion of the beam portion faces the through hole. An element structure formed in a region.
【請求項11】 請求項10において、前記素子と前記
接点部とは、前記素子と前記接点部とを接着する接着部
材を介して接続されていることを特徴とする素子構造。
11. The element structure according to claim 10, wherein the element and the contact portion are connected via an adhesive member for adhering the element and the contact portion.
【請求項12】 請求項11において、前記接着部材が
はんだであり、前記素子と前記接点部とは、前記第2の
基板の外側から前記貫通孔を介してはんだを加熱するこ
とにより接着されていることを特徴とする素子構造。
12. The device according to claim 11, wherein the adhesive member is solder, and the element and the contact portion are bonded by heating the solder from outside the second substrate through the through hole. An element structure characterized by:
【請求項13】 請求項1又は2において、前記梁部が
両持ち梁形状に形成され、前記梁部の基端部が前記基板
の面内方向に変形可能に支持されていることを特徴とす
る素子構造。
13. The method according to claim 1, wherein the beam portion is formed in a doubly supported beam shape, and a base end of the beam portion is supported so as to be deformable in an in-plane direction of the substrate. Element structure.
【請求項14】 請求項2〜13の何れかにおいて、前
記接点部は、前記第2の基板の表面に設けられた配線パ
ターンに接続され、この配線パターンが他の素子と接続
されていることを特徴とする素子構造。
14. The contact according to claim 2, wherein the contact portion is connected to a wiring pattern provided on a surface of the second substrate, and the wiring pattern is connected to another element. Element structure characterized by the above-mentioned.
【請求項15】 請求項2〜14の何れかにおいて、前
記第2の基板が、シリコン基板であることを特徴とする
素子構造。
15. The element structure according to claim 2, wherein the second substrate is a silicon substrate.
【請求項16】 請求項1〜15の何れかにおいて、前
記素子が振動板上に形成されていることを特徴とする素
子構造。
16. The element structure according to claim 1, wherein the element is formed on a diaphragm.
【請求項17】 請求項16において、前記梁部のコン
プライアンスが前記振動板のコンプライアンスよりも大
きいことを特徴とする素子構造。
17. The element structure according to claim 16, wherein compliance of the beam portion is larger than compliance of the diaphragm.
【請求項18】 請求項16又は17において、前記素
子が圧電素子であることを特徴とする素子構造。
18. The element structure according to claim 16, wherein the element is a piezoelectric element.
【請求項19】 請求項16〜18の何れかにおいて、
前記振動板の前記素子とは反対側にインク供給口に連通
する圧力発生室を有することを特徴とするインクジェッ
ト式記録ヘッド。
19. The method according to claim 16, wherein
An ink jet recording head having a pressure generating chamber communicating with an ink supply port on a side of the vibration plate opposite to the element.
【請求項20】 請求項19のインクジェット式記録ヘ
ッドを具備することを特徴とするインクジェット式記録
装置。
20. An ink jet recording apparatus comprising the ink jet recording head according to claim 19.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003533897A (en) * 2000-05-17 2003-11-11 ゼロックス・コーポレーション Three-dimensional coil structure by photolithographic pattern formation and manufacturing method
JP2008279755A (en) * 2008-03-19 2008-11-20 Cluster Technology Co Ltd Liquid droplet ejector and its manufacturing method
JP2010501114A (en) * 2006-08-15 2010-01-14 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ Magnetic field generator
WO2019064770A1 (en) * 2017-09-28 2019-04-04 日本電産株式会社 Liquid agent application device

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003533897A (en) * 2000-05-17 2003-11-11 ゼロックス・コーポレーション Three-dimensional coil structure by photolithographic pattern formation and manufacturing method
JP4813739B2 (en) * 2000-05-17 2011-11-09 ゼロックス コーポレイション Solid coil structure by photolithographic pattern formation
JP2010501114A (en) * 2006-08-15 2010-01-14 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ Magnetic field generator
JP2008279755A (en) * 2008-03-19 2008-11-20 Cluster Technology Co Ltd Liquid droplet ejector and its manufacturing method
JP4607201B2 (en) * 2008-03-19 2011-01-05 クラスターテクノロジー株式会社 Droplet discharge apparatus and manufacturing method thereof
WO2019064770A1 (en) * 2017-09-28 2019-04-04 日本電産株式会社 Liquid agent application device
CN111032360A (en) * 2017-09-28 2020-04-17 日本电产株式会社 Liquid coating device

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