JP2000108351A - Ink jet recording head, driving method and manufacture thereof - Google Patents

Ink jet recording head, driving method and manufacture thereof

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JP2000108351A
JP2000108351A JP28529898A JP28529898A JP2000108351A JP 2000108351 A JP2000108351 A JP 2000108351A JP 28529898 A JP28529898 A JP 28529898A JP 28529898 A JP28529898 A JP 28529898A JP 2000108351 A JP2000108351 A JP 2000108351A
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JP
Japan
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ink
thin film
piezoelectric element
jet recording
pressure generating
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JP28529898A
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Koji Sumi
浩二 角
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Seiko Epson Corp
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    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2202/00Embodiments of or processes related to ink-jet or thermal heads
    • B41J2202/01Embodiments of or processes related to ink-jet heads
    • B41J2202/18Electrical connection established using vias

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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance fixing accuracy and fixing strength of a piezoelectric element by forming a piezoelectric element on the side of an ink containing region where a pressure generating chamber is arranged. SOLUTION: A pressure generating chamber 5 is provided with a diaphragm 3 on the side facing a nozzle plate 50 and a piezoelectric element 4 for deforming the diaphragm 3 on the inside of the diaphragm 3, i.e., on the side of the pressure generating chamber 5. The piezoelectric element 4 comprises an electrode thin film 4b formed on the diaphragm 3 and a piezoelectric thin film 4a formed on the electrode thin film 4b. When a drive signal is inputted to the electrode thin film 4b of the piezoelectric element 4 with ink in an ink containing region 9 as electric ground, a voltage is applied to the piezoelectric element 4 and the diaphragm 3 inflates inward of the pressure generating chamber 5 to eject an ink drop 60 from an ink ejection opening 6 communicating with the pressure generating chamber 5. Consequently, positional shift is eliminated between the pressure generating chamber 5 and the piezoelectric element 4 for applying pressure to the ink in the pressure generating chamber 5.

Description

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

【0001】[0001]

【発明属する技術分野】本発明は、インクジェット式記
録ヘッド及びその駆動方法並びにその製造方法に関し、
さらに詳しくは、基板と変形可能な振動板とにより画成
される圧力発生室を備え、この振動板を圧電素子にて変
形させることで加圧発生室に連通するインク噴出口から
インク滴を噴出するインクジェット式記録ヘッド及びそ
の駆動方法並びにその製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink jet recording head, a method of driving the same, and a method of manufacturing the same.
More specifically, a pressure generating chamber defined by a substrate and a deformable diaphragm is provided, and the diaphragm is deformed by a piezoelectric element to eject ink droplets from an ink outlet communicating with the pressure generating chamber. The present invention relates to an ink jet recording head, a driving method thereof, and a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、インクを用いて印字(印刷)を行
うための方法としては、幾つかの形態のものがあるが、
その中に、インクを吐出する駆動源として圧電素子を用
いたインクジェット式記録ヘッドが知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, there are several forms of printing (printing) using ink.
Among them, an ink jet recording head using a piezoelectric element as a driving source for discharging ink is known.

【0003】図7は、従来の、例えばカイザー方式によ
る印字ヘッドの構造を示す要部断面図である。この図に
示す印字ヘッド300は、表面部に複数個のドット印字
部305が紙面、奥行き方向に並設されたもので、各ド
ット印字部305は、インク流路301a、加圧室30
1b、インク流路301c、インク噴出路303a、イ
ンク噴出口303b及び圧電素子304を備えている。
FIG. 7 is a sectional view of a main part showing a structure of a conventional print head of, for example, the Kaiser system. The print head 300 shown in this figure has a plurality of dot printing portions 305 arranged on the front surface in the paper surface and in the depth direction. Each dot printing portion 305 has an ink flow path 301a and a pressure chamber 30.
1b, an ink flow path 301c, an ink ejection path 303a, an ink ejection port 303b, and a piezoelectric element 304.

【0004】各ドット印字部305のインク流路301
a、加圧室301b及びインク流路301cは、感光性
ガラスからなる基板301の表面に所定パターンの凹部
を形成し、該基板301の表面に振動板302を接着剤
で接合して構成されている。また、圧電素子304は、
上記加圧室301bの加圧源で、例えばチタン酸ジルコ
ン酸鉛(PZT)からなる圧電部材304cの表裏面に
電極304a,304bを形成したものである。圧電素
子304は、振動板302の加圧室301bに対向する
位置に接着剤で接着して取り付けられている。
The ink flow path 301 of each dot printing unit 305
a, the pressurizing chamber 301b and the ink flow path 301c are formed by forming a concave portion of a predetermined pattern on the surface of a substrate 301 made of photosensitive glass, and joining the diaphragm 302 to the surface of the substrate 301 with an adhesive. I have. Further, the piezoelectric element 304
Electrodes 304a and 304b are formed on the front and back surfaces of a piezoelectric member 304c made of, for example, lead zirconate titanate (PZT) as a pressure source of the pressure chamber 301b. The piezoelectric element 304 is attached to a position facing the pressure chamber 301b of the vibration plate 302 by bonding with an adhesive.

【0005】また、各ドット印字部305のインク噴出
路303a及びインク噴出口303bは、振動板302
が接合された基板301の先端に、インク噴出路303
a及びインク噴出口303bが形成されたノズルプレー
ト303を紫外線硬化型接着剤で接着して構成されてい
る。
The ink ejection path 303a and the ink ejection port 303b of each dot printing unit 305 are
Is attached to the end of the substrate 301 to which the ink is ejected.
a and the nozzle plate 303 in which the ink ejection port 303b is formed is adhered with an ultraviolet curable adhesive.

【0006】上記振動板302は、加圧室301bの天
井部を変形可能にする側壁を構成するとともに、上記イ
ンク流路301a、加圧室301b及びインク流路30
1cの側壁も構成している。
The vibrating plate 302 constitutes a side wall which allows the ceiling of the pressurizing chamber 301b to be deformable, and the ink flow path 301a, the pressurizing chamber 301b and the ink flow path 30 are formed.
The side wall 1c is also configured.

【0007】上記印字ヘッド300は、例えば、下記の
ような工程にて製造されている。まず、感光性ガラスか
らなる基板301の表面に、フォトリソグラフィー技術
によりインク流路301a、加圧室301b及びインク
流路301aの凹部が形成され、この基板301の表面
に同一の感光性ガラスからなる振動板302が接着剤に
より接合される。
The print head 300 is manufactured, for example, by the following steps. First, ink flow paths 301a, pressurizing chambers 301b, and recesses of the ink flow paths 301a are formed on the surface of a substrate 301 made of photosensitive glass by photolithography technology, and the surface of the substrate 301 is made of the same photosensitive glass. The vibration plate 302 is joined by an adhesive.

【0008】そして、振動板302が接合された基板3
01(図示ではヘッド基板306)の振動板302の表
面に共通電極として、ITO膜307が形成された後、
該振動板302の上記加圧室301bに対向する位置
に、予め部品として製造されている圧電素子304が、
エポキシ系接着剤で接着することで取り付けられる。そ
の後、ヘッド基板306の先端に、インク噴出面が撥水
性処理されたノズルプレート303が紫外線硬化型接着
剤で接合されて印字ヘッド300が完成する。
The substrate 3 to which the vibration plate 302 is bonded
After an ITO film 307 is formed as a common electrode on the surface of the vibration plate 302 of the head substrate 01 (head substrate 306 in the drawing),
At a position of the vibration plate 302 facing the pressurizing chamber 301b, a piezoelectric element 304 previously manufactured as a component is
It is attached by bonding with an epoxy adhesive. Thereafter, a nozzle plate 303 having a water-repellent ink jetting surface is bonded to the tip of the head substrate 306 with an ultraviolet-curing adhesive to complete the print head 300.

【0009】上述のごとき印字ヘッドの構成であると、
圧電素子を形成するときに、高温のアニール処理など
を行うことによって、圧電素子に応力が発生したり、接
着により組み立てることから、加圧室に対する圧電部材
の取付位置の精度及び取付強度等に問題があるために、
圧電部材の駆動効率及びインク噴出特性の安定性に問題
があった。
With the configuration of the print head as described above,
When a piezoelectric element is formed, a high-temperature annealing treatment or the like generates stress on the piezoelectric element or assembles the element by bonding. Therefore, there are problems with the accuracy of the mounting position of the piezoelectric member with respect to the pressurizing chamber and the mounting strength. Because there is
There is a problem in driving efficiency of the piezoelectric member and stability of ink ejection characteristics.

【0010】これまで、上述のような問題があることか
ら、特開平8−118662号公報に開示されているよ
うな技術が提案されている。この公報に示された技術
は、図8に示すように、印字ヘッドを構成するドット印
字部801は、インク溜201、加圧室202、インク
流路204及びインク噴出路203を構成する凹部が形
成された基板802にチタン板からなる振動板803を
接合して構成されている。また、振動板803の加圧室
202に対向する位置には水熱合成法によりチタン酸ジ
ルコン酸鉛(PZT)を析出させて圧電素子804が設
けられている。この振動板803をチタン板で構成する
とともに、圧電素子804をチタン板に化学結合してな
るPZTで構成することで、圧電部材の位置精度及び取
付強度を高めることを目的としたものである。
Due to the above-mentioned problems, a technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-118662 has been proposed. According to the technique disclosed in this publication, as shown in FIG. 8, a dot printing unit 801 forming a print head includes a concave portion forming an ink reservoir 201, a pressurizing chamber 202, an ink flow path 204, and an ink ejection path 203. A vibration plate 803 made of a titanium plate is joined to the formed substrate 802. A piezoelectric element 804 is provided at a position of the vibration plate 803 facing the pressurizing chamber 202 by depositing lead zirconate titanate (PZT) by hydrothermal synthesis. The vibration plate 803 is made of a titanium plate, and the piezoelectric element 804 is made of PZT chemically bonded to a titanium plate. This aims to increase the positional accuracy and the mounting strength of the piezoelectric member.

【0011】上記水熱合成法を用いた技術においても、
チタン板の片面に、圧電素子を形成し、該圧電素子が形
成された側とは反対側に、圧力発生室などの凹部を形成
している。すなわち、圧電素子が形成されたチタン板
を、凹部が形成された基板に接着する構成となってい
る。また、水熱合成法を用いた技術においても、製造工
程において、基板上にインク流路を形成するときや、振
動板上に圧電素子を形成するときには、インク流路や圧
電素子ならびに電極などの形状のパターンニング工程を
必要とし、比較的複雑な製造工程となってしまうだけで
なく、上述のごとく、圧電素子が形成されたチタン板の
接着を必須工程として有していることから、依然とし
て、圧電素子等の位置と凹部(圧力発生室)との位置合
わせの問題は残されている。
In the technology using the above-mentioned hydrothermal synthesis method,
A piezoelectric element is formed on one surface of a titanium plate, and a concave portion such as a pressure generating chamber is formed on a side opposite to a side on which the piezoelectric element is formed. That is, the configuration is such that the titanium plate on which the piezoelectric element is formed is bonded to the substrate on which the recess is formed. Also, in the technology using the hydrothermal synthesis method, when forming the ink flow path on the substrate or forming the piezoelectric element on the vibration plate in the manufacturing process, the ink flow path, the piezoelectric element, the electrode, etc. It requires a patterning step of the shape, which not only results in a relatively complicated manufacturing step, but also, as described above, has a bonding of the titanium plate on which the piezoelectric element is formed as an indispensable step. The problem of alignment between the position of the piezoelectric element or the like and the recess (pressure generating chamber) remains.

【0012】また、圧電素子は、従来、その表裏両側に
それぞれ電極を有し、その配線構造が複雑であるだけで
なく、電極製造時のパターンニング工程が複雑化してい
るなどの課題を抱えていた。さらに、接着による圧電素
子に応力が発生する問題も依然として解決されておら
ず、圧電部材の駆動効率及びインク噴出特性の安定性、
高品質な画質を提供できる、より高い性能が切望されて
いた。
Conventionally, piezoelectric elements have electrodes on both the front and back sides, and have problems such as not only having a complicated wiring structure but also a complicated patterning step in manufacturing the electrodes. Was. Furthermore, the problem of the occurrence of stress in the piezoelectric element due to adhesion has not been solved yet, and the driving efficiency of the piezoelectric member and the stability of ink ejection characteristics have been improved.
Higher performance that can provide high quality image has been eagerly desired.

【0013】本発明は、上記問題点に鑑み成されたもの
であり、圧電素子の取付位置の精度及び取付強度をより
向上でき、しかも、圧電素子等の形成が容易で生産性に
優れ、安定した印字品質並びに高品質な画像を得ること
のできるインクジェット式記録ヘッド及びその駆動方法
並びにその製造方法を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and can improve the accuracy of the mounting position of a piezoelectric element and the mounting strength. It is an object of the present invention to provide an ink jet recording head capable of obtaining improved printing quality and a high quality image, a driving method thereof, and a manufacturing method thereof.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明に係るインクジェ
ット式記録ヘッドは、圧電素子が設けられた変形可能な
振動板により圧力発生室内のインクを加圧して、前記圧
力発生室と連通するインク噴出口からインクを噴出する
ように構成されたインクジェット式記録ヘッドであっ
て、前記圧電素子が、前記圧力発生室が構成されるイン
ク収納領域側に形成されたことを特徴とし(請求項
1)、これにより上記目的を達成することができる。
According to the present invention, there is provided an ink jet recording head which pressurizes ink in a pressure generating chamber by a deformable diaphragm provided with a piezoelectric element, and ejects ink which communicates with the pressure generating chamber. An ink jet recording head configured to eject ink from an outlet, wherein the piezoelectric element is formed on an ink storage area side where the pressure generating chamber is configured (claim 1). Thereby, the above object can be achieved.

【0015】また、本発明に係るインクジェット式記録
ヘッドにおいて、 ●前記圧電素子は、前記振動板上に形成した電極薄膜と
該電極薄膜上に形成した圧電体薄膜から構成されている
こと(請求項2)、 ●前記振動板側に形成された電極薄膜は、前記圧力発生
室を構成する側壁により分割された状態で、複数形成さ
れた前記インク収納領域にわたって連続して形成された
こと(請求項3)、 ●前記電極薄膜の外部との接続は、前記圧力発生室と連
続するインクリザーバ側において、前記基板外部に連通
する接続部にて行われるように構成されたこと(請求項
4)を特徴とする。
In the ink jet recording head according to the present invention, the piezoelectric element comprises an electrode thin film formed on the diaphragm and a piezoelectric thin film formed on the electrode thin film. 2) ● The electrode thin film formed on the diaphragm side is formed continuously over a plurality of the ink storage areas in a state of being divided by a side wall constituting the pressure generating chamber. 3), the connection of the electrode thin film to the outside is made at a connection portion communicating with the outside of the substrate on the ink reservoir side continuous with the pressure generating chamber (claim 4). Features.

【0016】また、本発明に係るインクジェット式記録
ヘッドを用いる駆動方法において、上記インクジェット
式記録ヘッドを用い、該印字ヘッドを駆動するときに、
前記インク収納領域内にあるインクを電気的グランドと
して前記圧電素子に接続する電極薄膜に駆動信号を入力
することを特徴とし(請求項5)、この駆動方法により
上記目的を達成することができる。
In a driving method using an ink jet recording head according to the present invention, when the print head is driven using the ink jet recording head,
A drive signal is input to an electrode thin film connected to the piezoelectric element using ink in the ink storage area as an electric ground (claim 5), and the above object can be achieved by this drive method.

【0017】本発明に係るインクジェット式記録ヘッド
の製造方法は、基板に、少なくとも振動板を底面の一部
とするインク収納領域用凹部を形成した後、前記凹部の
底面側に電極用の電極薄膜を形成するとともに、該電極
薄膜上に圧電体薄膜の前駆体を形成し、その後、前記基
板を、反応液中に浸漬させて所定温度にて水を介して加
熱する水熱処理を行うことにより、前記インク収納領域
内に圧電素子を形成することを特徴とし(請求項6)、
これにより上記目的を達成することができる。
In the method for manufacturing an ink jet recording head according to the present invention, after forming a concave portion for an ink storage area having at least a diaphragm as a part of the bottom surface on a substrate, an electrode thin film for an electrode is formed on the bottom surface side of the concave portion. And forming a precursor of a piezoelectric thin film on the electrode thin film, and then performing a hydrothermal treatment of immersing the substrate in a reaction solution and heating it through water at a predetermined temperature. A piezoelectric element is formed in the ink storage area (claim 6),
Thereby, the above object can be achieved.

【0018】また、本発明に係るインクジェット式記録
ヘッドの製造方法において、 ●前記水熱処理の後に、前記電極薄膜及び前記基板を貫
通する開口を形成し、該開口に導電性並びに接着性を有
する部材を充填すること(請求項7)、を特徴とする。
Further, in the method of manufacturing an ink jet recording head according to the present invention, there is provided: a member having an opening penetrating the electrode thin film and the substrate after the hydrothermal treatment, and having a conductive and adhesive property in the opening. (Claim 7).

【0019】(作用)本発明に係るインクジェット式記
録ヘッドは、圧力発生室に連通するインク噴出口からイ
ンク滴を噴出するように構成されたインクジェット式記
録ヘッドであって、圧電素子が、インク収納領域側であ
る、例えば圧力発生室内に形成されたことにより、該圧
力発生室と該圧力発生室内のインクに圧力を加える圧電
素子との形成位置ズレがなくなり、位置決め精度の狂い
は生じることはない。また、印字ヘッドは、その構成に
おいて、印字ヘッド外面に圧電素子などが設けられてい
ない、所謂凹凸のない極めてシンプルな構成となる。
(請求項1)
(Operation) An ink jet recording head according to the present invention is an ink jet recording head configured to eject ink droplets from an ink ejection port communicating with a pressure generating chamber. By being formed in the region, for example, in the pressure generating chamber, there is no formation position deviation between the pressure generating chamber and the piezoelectric element that applies pressure to the ink in the pressure generating chamber, so that there is no deviation in the positioning accuracy. . In addition, the print head has a very simple structure in which no piezoelectric element or the like is provided on the outer surface of the print head and has no so-called unevenness.
(Claim 1)

【0020】また、本発明に係るインクジェット式記録
ヘッドにおいて、圧電素子は、電極薄膜と圧電体薄膜と
から構成されているので、電極は電極薄膜の一方のみの
構成とすることができる。(請求項2)
Further, in the ink jet recording head according to the present invention, since the piezoelectric element is composed of the electrode thin film and the piezoelectric thin film, the electrode can be composed of only one of the electrode thin films. (Claim 2)

【0021】また、本発明に係るインクジェット式記録
ヘッドにおいて、振動板側に形成された電極薄膜は、形
成時点おいて、圧力発生室を構成する側壁により分割さ
れるので、該側壁の存在によって、薄膜形状も必然的に
決定され、従来のようなレジストによるパターニング工
程を必要としない。(請求項3) また、電極薄膜は、複数形成されたインク収納領域間に
おいて側壁によって絶縁することができるので、多数の
圧力発生室が並んだ構成の印字ヘッドにおいて、各圧力
発生室ごとの独立した配線を、従来のようなパターンニ
ング工程を経ることなく極めて容易に電極配線を設ける
ことができる。( 請求項3)
Further, in the ink jet recording head according to the present invention, the electrode thin film formed on the diaphragm side is divided at the time of formation by the side wall constituting the pressure generating chamber. The shape of the thin film is inevitably determined, and a conventional patterning step using a resist is not required. (Claim 3) Further, since the electrode thin film can be insulated by the side wall between the plurality of formed ink storage areas, in a print head having a large number of pressure generating chambers arranged independently, each of the pressure generating chambers is independent. The electrode wiring can be provided very easily on the formed wiring without going through a patterning step as in the related art. (Claim 3)

【0022】また、本発明に係るインクジェット式記録
ヘッドにおいて、電極薄膜の外部との接続は、圧力発生
室と連続するインクリザーバ側において、基板の外部に
連通する接続部にて行われるように構成されたことによ
り、印字ヘッドの先端側の部分(ノズル孔が形成された
先端部分)に電気配線がなく、かつ印字ヘッド先端部分
の外面に凹凸のない極めてシンプルな構成とすることが
できる。( 請求項4)
Also, in the ink jet recording head according to the present invention, the connection of the electrode thin film to the outside is made at a connection portion communicating with the outside of the substrate on the ink reservoir side continuous with the pressure generating chamber. As a result, it is possible to achieve a very simple configuration in which there is no electric wiring at the front end portion of the print head (the front end portion where the nozzle hole is formed), and there is no unevenness on the outer surface of the print head front end portion. (Claim 4)

【0023】また、本発明に係るインクジェット式記録
ヘッドを用いる駆動方法は、該印字ヘッドを駆動すると
きに、インク収容領域内にあるインクを電気的グランド
として前記圧電素子に接続する電極薄膜に駆動信号を入
力することにより、片側電極のみを設けた構成で駆動で
き、印字ヘッドの構成が簡略化できる。さらに、インク
を電気的グランドとして利用することにより、インクの
在るインク収容領域内であれば、他方の電極を設ける必
要がなくなり設けやすくなるので、圧電素子を設ける位
置の制約を少なくできる。(請求項5) なお、電気的グランドであるインクと、駆動信号が入力
される電極薄膜および圧力室等が形成される基板とは、
電極薄膜の表面および基板表面に、水熱処理の際に形成
される酸化膜で絶縁される。
Further, in the driving method using the ink jet recording head according to the present invention, when the print head is driven, the ink in the ink storage area is driven as an electric ground to the electrode thin film connected to the piezoelectric element. By inputting a signal, driving can be performed with a configuration in which only one side electrode is provided, and the configuration of the print head can be simplified. Furthermore, by using the ink as an electrical ground, it is not necessary to provide the other electrode in the ink containing area where the ink is present, so that it is easy to provide the other electrode, so that the restriction on the position where the piezoelectric element is provided can be reduced. (Claim 5) It should be noted that the ink serving as the electrical ground and the substrate on which the electrode thin film and the pressure chamber to which the drive signal is inputted are formed.
The surface of the electrode thin film and the surface of the substrate are insulated by an oxide film formed during the hydrothermal treatment.

【0024】本発明に係るインクジェット式記録ヘッド
の製造方法は、基板に、少なくとも振動板を底面の一部
とするインク収納領域用凹部を形成した後、この凹部の
底面側に一方の電極用の電極薄膜を形成するとともに、
該電極薄膜上に圧電体薄膜を形成することにより、両薄
膜を、側壁のある凹部に形成することになるので、該両
薄膜を、従来のようなレジスト等を用いたパターンニン
グ工程を経ることなく形成できる。(請求項6)
In the method of manufacturing an ink jet recording head according to the present invention, after forming a concave portion for an ink storage area having at least a diaphragm as a part of the bottom surface on a substrate, one concave portion for one electrode is formed on the bottom surface side of the concave portion. While forming the electrode thin film,
By forming a piezoelectric thin film on the electrode thin film, both thin films are formed in a concave portion having a side wall. Therefore, both thin films are subjected to a patterning process using a conventional resist or the like. It can be formed without. (Claim 6)

【0025】また、この両薄膜を形成した後に、基板
を、反応液中に浸漬させて所定温度にて加熱する水熱処
理を行うことにより、前記インク収納領域内に圧電素子
を形成する。したがって、圧電素子は、必然的にインク
収納領域(例えば圧力発生室)内に形成されるので、圧
電素子と圧力発生室との位置は、形成形態の必然とし
て、位置ズレなく極めて正確に設けることができる。ま
た、低い温度にて加熱処理を行うので、基板に大きな応
力が発生せず、残留応力が極めて少なく、基板の変形を
抑制することができる。(請求項6)
After the two thin films are formed, the substrate is immersed in a reaction solution and subjected to a hydrothermal treatment of heating at a predetermined temperature, thereby forming a piezoelectric element in the ink storage area. Therefore, since the piezoelectric element is necessarily formed in the ink storage area (for example, the pressure generating chamber), the positions of the piezoelectric element and the pressure generating chamber must be provided extremely accurately without positional deviation, as a necessity of the formation form. Can be. Further, since the heat treatment is performed at a low temperature, no large stress is generated on the substrate, the residual stress is extremely small, and the deformation of the substrate can be suppressed. (Claim 6)

【0026】また、本発明に係るインクジェット式記録
ヘッドの製造方法において、水熱処理の後に、前記基板
を貫通する開口を形成し、該開口に導電性並びに接着性
を有する接続部を充填することにより、インク収納領域
内側に形成された駆動接続部に、印字ヘッド外部から電
圧を供給することができる構成を容易に製造できる。
(請求項7)
In the method of manufacturing an ink jet recording head according to the present invention, an opening penetrating the substrate is formed after the hydrothermal treatment, and the opening is filled with a conductive and adhesive connecting portion. In addition, it is possible to easily manufacture a configuration in which a voltage can be supplied from outside the print head to the drive connection portion formed inside the ink storage area.
(Claim 7)

【0027】[0027]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るインクジェッ
ト式記録ヘッド及びその製造方法並びに駆動方法の実施
形態について図面を参照して詳細に説明する。図1は、
本発明に係るインクジェット式記録ヘッドにおける第1
の実施形態の要部断面図(図6におけるB−B線に沿っ
た部分の断面図)である。図2は、インクジェット式記
録ヘッドの製造方法における製造工程を示す概略図であ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of an ink jet recording head, a method of manufacturing the same, and a method of driving the same according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG.
The first aspect of the ink jet recording head according to the present invention
FIG. 7 is a cross-sectional view of a main part of the embodiment (a cross-sectional view of a portion along line BB in FIG. 6). FIG. 2 is a schematic view showing a manufacturing process in a method for manufacturing an ink jet recording head.

【0028】図3は、図2における(d)の工程を詳細
に示した概略図である。図4は、インクジェット式記録
ヘッドの製造方法における製造工程(図3に続く工程)
を示す概略図である。図5は、本発明に係るインクジェ
ット式記録ヘッドにおける第1の実施形態の断面図であ
って、図1とは異なる他の部分の断面図(図6における
A−A線に沿った部分の断面図)である。図6は、本発
明に係るインクジェット式記録ヘッドにおける第1の実
施形態を示すノズル噴出口側からみた概略平面図であ
る。
FIG. 3 is a schematic diagram showing the step (d) in FIG. 2 in detail. FIG. 4 is a manufacturing step (a step following FIG. 3) in the method of manufacturing the ink jet recording head.
FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view of the first embodiment of the ink jet recording head according to the present invention, and is a cross-sectional view of another portion different from FIG. 1 (cross-sectional view taken along line AA in FIG. 6). Figure). FIG. 6 is a schematic plan view showing the first embodiment of the ink jet recording head according to the present invention, as viewed from the nozzle orifice side.

【0029】(第1の実施形態)図1に示すように、本
第1の実施形態の印字ヘッド1は、基板2に形成された
凹部(圧力発生室5、インク流路7、インクリザーバ
8)を閉じるように設けられてインク噴出口6を備えた
ノズルプレート50によって、インク収容領域9が画成
されている。このインク収容領域9は、圧力発生室5、
該圧力発生室5に繋がるインク流路7、該インク流路7
に繋がるインクリザーバ8を有している。インクサーバ
8は、隣接するインク流路7を連結する共通のインクの
流路であるが、高さがインク流路7の底面を越えない壁
で仕切られている(図示しない)。この壁で電極薄膜を
分割する。なお、この印字ヘッド1は、図6に示すよう
に、インク噴出口6が複数並んだ構成(インク収容領域
9が複数並んだ構成)である。
(First Embodiment) As shown in FIG. 1, a print head 1 according to a first embodiment includes a concave portion (a pressure generating chamber 5, an ink flow path 7, an ink reservoir 8) formed in a substrate 2. The ink storage area 9 is defined by a nozzle plate 50 provided so as to close the ink jet opening and having an ink ejection port 6. The ink storage area 9 includes the pressure generating chamber 5,
An ink flow path 7 connected to the pressure generating chamber 5;
Has an ink reservoir 8 connected to the ink reservoir. The ink server 8 is a common ink flow path that connects adjacent ink flow paths 7, but is separated by a wall whose height does not exceed the bottom surface of the ink flow path 7 (not shown). This wall divides the electrode thin film. As shown in FIG. 6, the print head 1 has a configuration in which a plurality of ink ejection ports 6 are arranged (a configuration in which a plurality of ink storage areas 9 are arranged).

【0030】そして、圧力発生室5は、ノズルプレート
50に対面する側に振動板3が設けられ、この振動板の
内側(圧力発生室側)には、該振動板3を変形させる圧
電素子4が設けられている。この圧電素子4は、振動板
3上に形成された電極薄膜4bと該電極薄膜4b上に形
成された圧電体薄膜4aから構成されている。
The pressure generating chamber 5 is provided with a vibrating plate 3 on the side facing the nozzle plate 50, and a piezoelectric element 4 for deforming the vibrating plate 3 is provided inside the vibrating plate (on the side of the pressure generating chamber). Is provided. The piezoelectric element 4 includes an electrode thin film 4b formed on the diaphragm 3 and a piezoelectric thin film 4a formed on the electrode thin film 4b.

【0031】また、図5に示すように、インク収容領域
9の底面(図中において下側の面)に形成された電極薄
膜4bは、隣り合うインク収容領域間において、圧力発
生室5等を構成する側壁10により分割された状態で形
成されている。
As shown in FIG. 5, the electrode thin film 4b formed on the bottom surface (the lower surface in FIG. 5) of the ink storage region 9 forms the pressure generating chamber 5 and the like between the adjacent ink storage regions. It is formed in a state where it is divided by the constituent side wall 10.

【0032】また、電極薄膜4bの外部との接続は、圧
力発生室5とはインク流路7を挟んで反対側に位置する
インクリザーバ8側において、電極薄膜4bに接触し且
つ基板2の外部に露出した部分を具備する接続部12に
てできる。この接続部12は、例えば、Ag粉が樹脂中
に分散した複合材料からなるが、インクと接する先端部
は、樹脂のみからなり、インクと絶縁を保つように工夫
されている。
The electrode thin film 4b is connected to the outside by contacting the electrode thin film 4b with the outside of the substrate 2 on the ink reservoir 8 side opposite to the pressure generating chamber 5 with the ink flow path 7 interposed therebetween. At the connecting portion 12 having a portion exposed to the outside. The connection portion 12 is made of, for example, a composite material in which Ag powder is dispersed in a resin, but the tip portion in contact with the ink is made of only the resin, and is devised so as to maintain insulation from the ink.

【0033】上記のように構成された印字ヘッド1を用
いてインク吐出を行うときは、インク収納領域9内にあ
るインクを電気的グランドとして圧電素子4に接続する
電極薄膜4bに駆動信号を入力する。すると、振動板3
は、圧電素子4に電圧が印加されることで、図1に示す
ように、加圧発生室5内方に膨らむように変形(想像線
にて示した状態)し、加圧発生室5に連通する(振動板
に対面する位置に設けられた)インク噴出口6からイン
ク滴60を噴出する。
When ink is ejected using the print head 1 configured as described above, a drive signal is input to the electrode thin film 4b connected to the piezoelectric element 4 using the ink in the ink storage area 9 as an electrical ground. I do. Then, the diaphragm 3
When a voltage is applied to the piezoelectric element 4, the piezoelectric element 4 is deformed so as to expand into the pressure generation chamber 5 (the state shown by the imaginary line) as shown in FIG. An ink droplet 60 is ejected from an ink ejection port 6 that communicates (provided at a position facing the diaphragm).

【0034】本実施形態における特徴は、圧電素子4
が、インク収納領域9側であることにより、圧力発生室
5と該圧力発生室内のインクに圧力を加える圧電素子4
との形成位置ズレがなくなる構成である。また、印字ヘ
ッド1は、その構成において、従来のように、印字ヘッ
ド外面に圧電素子などが設けられていない、所謂凹凸の
ない極めてシンプルな構成である。また、圧電素子4
は、電極薄膜4bの一方電極のみのを有する構成であ
る。
The feature of this embodiment is that the piezoelectric element 4
Is a pressure generating chamber 5 and a piezoelectric element 4 that applies pressure to the ink in the pressure generating chamber because the ink storage area 9 is on the side.
This is a configuration in which the displacement of the formation position is eliminated. In addition, the print head 1 has a very simple structure in which no piezoelectric element or the like is provided on the outer surface of the print head, that is, without any so-called unevenness, as in the related art. Also, the piezoelectric element 4
Is a configuration having only one electrode of the electrode thin film 4b.

【0035】なお、基板2としては、Siウエハ、T
i、Al、Zr、Feなどを用いることができ、要は酸
化被膜が絶縁性を示す材料または絶縁材料であれば基板
として選択でき、その材料の選択性は広い。
The substrate 2 is a Si wafer, T
i, Al, Zr, Fe, or the like can be used. In short, if the oxide film has insulating properties or an insulating material, it can be selected as a substrate, and the selectivity of the material is wide.

【0036】本実施形態の印字ヘッド1の製造方法につ
いて以下、図2乃至図4を参照して詳細に説明する。先
ず、例えばS iからなる基板2に、振動板3を底面の一
部とするインク収納領域用凹部9a(圧力発生室用凹部
5a、インク流路用凹部7a、インクリザーバ用凹部8
a)を形成する(図2(a) の状態)。
A method of manufacturing the print head 1 according to this embodiment will be described below in detail with reference to FIGS. First, a concave portion 9a for an ink storage area (a concave portion 5a for a pressure generating chamber, a concave portion 5a for an ink flow path, a concave portion 8a for an ink reservoir,
a) is formed (the state of FIG. 2A).

【0037】その後、インク収納領域用凹部9aの底面
側に、例えば金、Ti(チタン),Al(アルミニウム)
等を、電極用の電極薄膜4bとして形成し( 図2(b) の
状態) する。電極薄膜4bは、例えば、スパッタリング
により、その厚さを、0.1 〜0.5 μm程度に設定して設
けることができる。そして、更にこの電極薄膜4b上の
一部に、PZT 結晶の元となる、例えばアモルファスPZ
T等の圧電体薄膜の前駆体4cを形成する(図2(c) の
状態)。圧電体薄膜の前駆体4cは、例えば、スパッタ
リングにより、その厚さを、0.5 〜2.0 μm程度に設定
して設けることができる。
Thereafter, for example, gold, Ti (titanium), Al (aluminum) are provided on the bottom side of the ink storage area concave portion 9a.
Are formed as an electrode thin film 4b for an electrode (the state shown in FIG. 2 (b)). The electrode thin film 4b can be provided, for example, by sputtering so that its thickness is set to about 0.1 to 0.5 μm. Further, a part of the electrode thin film 4b is provided with a source of PZT crystal, for example, amorphous PZ.
A precursor 4c of a piezoelectric thin film such as T is formed (the state shown in FIG. 2C). The piezoelectric thin film precursor 4c can be provided, for example, by sputtering so that its thickness is set to about 0.5 to 2.0 μm.

【0038】なお、このスパッタリングによる薄膜形成
においては、スパッタリングによりターゲット表面から
はじき出された粒子を、インク収納領域用凹部9aの底
面に向かって飛翔させることにより、該凹部9aの側壁
10(図5参照)が、薄膜を分離形成するための実質的
なマスク機能を有している。
In the formation of a thin film by sputtering, the particles repelled from the target surface by sputtering are caused to fly toward the bottom surface of the concave portion 9a for the ink storage region, thereby forming the side wall 10 of the concave portion 9a (see FIG. 5). ) Has a substantial mask function for separating and forming a thin film.

【0039】上記両薄膜4c,4bが形成された後、基
板2を、保温槽30内にて水熱処理する(図2( d)
)。この水熱処理の状態を、図3に模式的に示す。こ
の水熱処理においては、図3に示すように、ヒータ31
を設けた保温槽30内に、反応液33を入れ、温度を1
00度C〜160度C程度に保つようにし、両薄膜4
c,4bが形成された基板2を、反応液33中に浸漬さ
せて加熱する。
After the two thin films 4c and 4b are formed, the substrate 2 is subjected to hydrothermal treatment in the heat retaining tank 30 (FIG. 2 (d)).
). The state of this hydrothermal treatment is schematically shown in FIG. In this hydrothermal treatment, as shown in FIG.
The reaction solution 33 is placed in the heat retaining tank 30 provided with
The temperature is kept at about 00 ° C. to 160 ° C.
The substrate 2 on which c and 4b are formed is immersed in the reaction liquid 33 and heated.

【0040】なお、水溶液(反応液)としては、水酸化
バリウム(Ba(0H) 2)を溶質とする水溶液を使用する
ことができる。また、水溶液の濃度は、0.5 〜2M(mol
/liter )程度に設定し、保温槽30内の気圧は、1〜
8気圧程度に設定される。
As the aqueous solution (reaction liquid), an aqueous solution containing barium hydroxide (Ba (0H) 2 ) as a solute can be used. The concentration of the aqueous solution is 0.5 to 2M (mol
/ Liter), and the pressure in the heat retaining tank 30 is 1 to
It is set to about 8 atm.

【0041】このように水熱処理をすることにより、基
板2は、比較的低い温度で処理される。そして、圧電体
薄膜の前駆体4cが結晶化して圧電素子4が形成され
る。また、水熱処理によって、基板2および電極薄膜4
bの最表面には、絶縁膜であるSiO 2 (図示しな
い)、TiO2 またはAL2 3 (図示しない)が形成
される。
By performing the hydrothermal treatment in this manner, the substrate 2 is processed at a relatively low temperature. Then, the precursor 4c of the piezoelectric thin film is crystallized to form the piezoelectric element 4. Further, the substrate 2 and the electrode thin film 4 are subjected to hydrothermal treatment.
On the outermost surface of b, SiO 2 (not shown), TiO 2 or AL 2 O 3 (not shown) which is an insulating film is formed.

【0042】したがって、その形状や位置は、別途製作
した部品を、接着剤を用いて固定するのに比べて極めて
高い精度でかつ形成し易いだけでなく、振動板3と圧電
素子4との間の接着も不要であり、処理温度が上記のご
とく低温処理であることから、基材2の材質の選択幅も
広くできる。
Therefore, the shape and the position are not only extremely high precision and easy to form compared with the case where a separately manufactured part is fixed by using an adhesive, but also the distance between the diaphragm 3 and the piezoelectric element 4 can be improved. Is not required, and the processing temperature is the low-temperature processing as described above, so that the selection range of the material of the base material 2 can be widened.

【0043】また、上記水熱処理の後において、電極薄
膜4b及び基板2を貫通する開口11を形成する(図4
(e) の状態)。その後、開口11に導電性並びに接着性
を有する接続部12を充填する(図4(f) の状態)。な
お、この接続部12は、当初は適宜流動性を有するもの
であり、充填後において固化するものである。なお、こ
の接続部12は、まず電極薄膜4bと導通する接着剤
(Ag 粉を含む接着剤)を充填した後、樹脂のみの接着
剤(非導電性の接着剤)を充填する段階的な充填によ
り、インクとの絶縁が維持される。
After the above-mentioned hydrothermal treatment, an opening 11 penetrating the electrode thin film 4b and the substrate 2 is formed.
(e) state). After that, the opening 11 is filled with a connection portion 12 having conductivity and adhesiveness (the state shown in FIG. 4F). Note that the connecting portion 12 has fluidity as appropriate at the beginning, and solidifies after filling. The connecting portion 12 is first filled with an adhesive (an adhesive containing Ag powder) that conducts with the electrode thin film 4b, and then is filled with a resin-only adhesive (a non-conductive adhesive). Thereby, the insulation from the ink is maintained.

【0044】その後、インク収容領域用凹部9aを閉じ
るように、ノズルプレート50を固定することにより、
圧電素子4を内部に備えたインク収容領域9が形成され
る。また、接続部12を介して、印字ヘッド1の外部か
ら圧電素子4に電圧を印加することができる。
Thereafter, the nozzle plate 50 is fixed so as to close the recess 9a for the ink containing area,
An ink storage area 9 having the piezoelectric element 4 therein is formed. Further, a voltage can be applied to the piezoelectric element 4 from the outside of the print head 1 via the connection section 12.

【0045】[0045]

【発明の効果】以上詳記したように、本発明に係るイン
クジェット式記録ヘッドは、圧力発生室に連通するイン
ク噴出口からインク滴を噴出するように構成されたイン
クジェット式記録ヘッドにおいて、圧電素子が、圧力発
生室内に形成されているので、従来のように、圧力発生
室と該圧力発生室内のインクに圧力を加える圧電素子と
の位置ズレの発生は全く無くなる。さらにまた、本発明
に係る印字ヘッドは、従来のように、印字ヘッド外面に
圧電素子などが設けられていないので、所謂凹凸のない
極めてシンプルな構成となり、その取り扱い性が向上す
る。(請求項1)
As described in detail above, the ink jet recording head according to the present invention is a piezoelectric recording head configured to eject ink droplets from an ink ejection port communicating with a pressure generating chamber. Is formed in the pressure generating chamber, so that there is no displacement between the pressure generating chamber and the piezoelectric element that applies pressure to the ink in the pressure generating chamber as in the related art. Furthermore, since the print head according to the present invention does not have a piezoelectric element or the like on the outer surface of the print head as in the related art, the print head has a very simple configuration without any so-called irregularities, and the handleability is improved. (Claim 1)

【0046】また、本発明に係るインクジェット式記録
ヘッドによれば、圧電素子が、電極薄膜と圧電体薄膜と
から構成されているので、電極は電極薄膜の一方のみの
構成とすることができ、構造簡略化ができ、コンパクト
化を促進することができる。(請求項2)
Further, according to the ink jet recording head of the present invention, since the piezoelectric element is composed of the electrode thin film and the piezoelectric thin film, the electrode can be composed of only one of the electrode thin films. The structure can be simplified, and compactness can be promoted. (Claim 2)

【0047】本発明に係るインクジェット式記録ヘッド
によれば、振動板側に形成された電極薄膜は、形成時点
おいて、圧力発生室を構成する側壁により分割されるの
で、該側壁の存在によって、薄膜形状も必然的に決定さ
れ、従来のようなレジストによるパターニング工程を必
要とせず、製造工程を簡略化できる効果を奏するもので
ある。また、電極薄膜は、複数形成されたインク収納領
域間において側壁によって絶縁することができるので、
多数の圧力発生室が並んだ構成の印字ヘッドにおいて、
各圧力発生室ごとの独立した配線を、極めて容易に設け
ることができ、製造工程の簡略化を図ることができる。
( 請求項3)
According to the ink jet recording head of the present invention, the electrode thin film formed on the diaphragm side is divided by the side wall constituting the pressure generating chamber at the time of formation. The shape of the thin film is inevitably determined, and the effect of simplifying the manufacturing process can be achieved without the need for a conventional patterning process using a resist. Also, since the electrode thin film can be insulated by the side wall between the plurality of formed ink storage areas,
In a print head in which many pressure generating chambers are lined up,
Independent wiring for each pressure generating chamber can be provided extremely easily, and the manufacturing process can be simplified.
(Claim 3)

【0048】また、本発明に係るインクジェット式記録
ヘッドは、電極薄膜の外部との接続が、圧力発生室と連
続するインクリザーバ側において、基板の外部に連通す
る接続部にて行われるように構成されたので、印字ヘッ
ドの先端側の部分に電気配線がなく、かつ印字ヘッド先
端部分の外面に凹凸のない極めて取り扱いやすいシンプ
ルな構成とすることができる。( 請求項4)
Further, the ink jet recording head according to the present invention is configured such that the connection of the electrode thin film to the outside is made at the connection portion communicating with the outside of the substrate on the ink reservoir side continuous with the pressure generating chamber. As a result, there is no electric wiring at the front end portion of the print head, and a simple configuration that is extremely easy to handle without irregularities on the outer surface of the front end portion of the print head can be achieved. (Claim 4)

【0049】また、本発明に係るインクジェット式記録
ヘッドを用いる駆動方法は、該印字ヘッドを駆動すると
きに、インク収容領域内にあるインクを電気的グランド
として前記圧電素子に接続する電極薄膜に駆動信号を入
力することにより、片側電極のみを設けた構成で駆動で
き、印字ヘッドの構成が簡略化できる。さらに、インク
を電気的グランドとして利用することにより、インクの
在るインク収容領域内であれば、他方の電極を設ける必
要がなくなるので、圧電素子を設ける位置の制約を少な
くでき、種々の形態をとり得る汎用性の広い印字ヘッド
を提供することができる。(請求項5)
Further, in the driving method using the ink jet recording head according to the present invention, when the print head is driven, the ink in the ink containing area is driven as an electric ground to the electrode thin film connected to the piezoelectric element. By inputting a signal, driving can be performed with a configuration in which only one side electrode is provided, and the configuration of the print head can be simplified. Further, by using the ink as an electrical ground, it is not necessary to provide the other electrode in the ink containing area where the ink exists, so that the restriction on the position where the piezoelectric element is provided can be reduced, and various forms can be used. It is possible to provide a print head that can be used widely. (Claim 5)

【0050】本発明に係るインクジェット式記録ヘッド
の製造方法は、基板に、少なくとも振動板を底面の一部
とするインク収納領域用凹部を形成した後、この凹部の
底面側に一方の電極用の電極薄膜を形成するとともに、
該電極薄膜上に圧電体薄膜を形成することにより、両薄
膜を、側壁のある凹部に形成することになるので、該両
薄膜を、従来のようなレジスト等を用いたパターンニン
グ工程を経ることなく形成でき、製造工程を簡略化する
ことができる。(請求項6)
In the method of manufacturing an ink jet recording head according to the present invention, after forming a recess for an ink storage area having at least a vibration plate as a part of the bottom surface on a substrate, one recess for the one electrode is formed on the bottom surface side of the recess. While forming the electrode thin film,
By forming a piezoelectric thin film on the electrode thin film, both thin films are formed in a concave portion having a side wall. Therefore, both thin films are subjected to a patterning process using a conventional resist or the like. And the manufacturing process can be simplified. (Claim 6)

【0051】また、本発明の製造方法によれば、両薄膜
を形成した後に、基板を、反応液中に浸漬させて所定温
度にて水を介して、比較的低い温度にて加熱処理を行う
ので、、基板に大きな応力が発生せず、残留応力が極め
て少なく、変形しない精度の高い印字ヘッドを提供する
ことができる。したがって、印字ヘッドをラインヘッド
のように大型化しても、極めて良質の印字を保証するこ
とができる。(請求項6)
Further, according to the manufacturing method of the present invention, after both the thin films are formed, the substrate is immersed in the reaction solution and subjected to heat treatment at a predetermined temperature via water at a relatively low temperature. Therefore, it is possible to provide a high-precision print head which does not generate large stress on the substrate, has very little residual stress, and does not deform. Therefore, even if the print head is enlarged like a line head, extremely high quality printing can be guaranteed. (Claim 6)

【0052】また、本発明に係るインクジェット式記録
ヘッドの製造方法によれば、水熱処理の後に、前記基板
を貫通する開口を形成し、該開口に導電性並びに接着性
を有する接続部を充填することにより、インク収納領域
内側に形成された駆動接続部に、印字ヘッド外部から電
圧を供給することができる構成を容易に製造できる。
(請求項7)
Further, according to the method of manufacturing an ink jet recording head according to the present invention, an opening penetrating the substrate is formed after the hydrothermal treatment, and the opening is filled with a conductive and adhesive connecting portion. Accordingly, it is possible to easily manufacture a configuration capable of supplying a voltage from outside the print head to the drive connection portion formed inside the ink storage area.
(Claim 7)

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

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

【図2】本発明に係るインクジェット式記録ヘッドの製
造方法における製造工程を示す概略図である。
FIG. 2 is a schematic view showing a manufacturing process in a method for manufacturing an ink jet recording head according to the present invention.

【図3】図2における(d)の工程を詳細に示した概略
図である。
FIG. 3 is a schematic diagram showing a step (d) in FIG. 2 in detail.

【図4】インクジェット式記録ヘッドの製造方法におけ
る製造工程(図3に続く工程)を示す概略図である。
FIG. 4 is a schematic view showing a manufacturing process (a process subsequent to FIG. 3) in the method of manufacturing the ink jet recording head.

【図5】本発明に係るインクジェット式記録ヘッドにお
ける第1の実施形態の断面図であって、図1とは異なる
他の部分の断面図(図6におけるA−A線に沿った部分
の断面図)である。
5 is a cross-sectional view of the ink jet recording head according to the first embodiment of the present invention, which is a cross-sectional view of another portion different from FIG. 1 (a cross-section of a portion along line AA in FIG. 6); Figure).

【図6】本発明に係るインクジェット式記録ヘッドにお
ける第1の実施形態を示すノズル噴出口側からみた概略
平面図である。
FIG. 6 is a schematic plan view showing the first embodiment of the ink jet recording head according to the present invention, as viewed from the nozzle orifice side.

【図7】従来の印字ヘッドの概略断面図である。FIG. 7 is a schematic sectional view of a conventional print head.

【図8】従来の他の例の印字ヘッドを示す概略断面図で
ある。
FIG. 8 is a schematic sectional view showing another example of a conventional print head.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 印字ヘッド 2 基板 3 振動板 4 圧電素子 4a 圧電体薄膜 4b 電極薄膜 4c 圧電体薄膜の前駆体 5 圧力発生室 5a 圧力発生室用凹部 6 インク噴出口 7 インク流路 7a インク流路用凹部 8 インクリザーバ 8a インリザーバ用凹部 9 インク収容領域 9a インク収容領域用凹部 10 側壁 11 開口 12 接続部 50 ノズルプレート 60 インク滴 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Print head 2 Substrate 3 Vibrating plate 4 Piezoelectric element 4a Piezoelectric thin film 4b Electrode thin film 4c Precursor of piezoelectric thin film 5 Pressure generating chamber 5a Pressure generating chamber concave portion 6 Ink ejection port 7 Ink channel 7a Ink channel concave portion 8 Ink reservoir 8a In-reservoir recess 9 Ink storage area 9a Ink storage area recess 10 Side wall 11 Opening 12 Connection 50 Nozzle plate 60 Ink droplet

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 圧電素子が設けられた変形可能な振動板
により圧力発生室内のインクを加圧して、前記圧力発生
室と連通するインク噴出口からインクを噴出するように
構成されたインクジェット式記録ヘッドであって、 前記圧電素子が、前記圧力発生室が構成されるインク収
容領域側に形成されたことを特徴とするインクジェット
式記録ヘッド。
An ink jet recording apparatus configured to pressurize ink in a pressure generating chamber by a deformable vibration plate provided with a piezoelectric element and to jet ink from an ink jet port communicating with the pressure generating chamber. An ink jet recording head, wherein the piezoelectric element is formed on an ink storage area side where the pressure generating chamber is formed.
【請求項2】 前記圧電素子は、前記振動板上に形成さ
れた電極薄膜と該電極薄膜上に形成された圧電体薄膜か
ら構成されていることを特徴とする請求項1に記載のイ
ンクジェット式記録ヘッド。
2. The ink jet type of claim 1, wherein the piezoelectric element comprises an electrode thin film formed on the diaphragm and a piezoelectric thin film formed on the electrode thin film. Recording head.
【請求項3】 前記振動板側に形成された電極薄膜は、
前記圧力発生室を構成する側壁により分割された状態
で、複数形成された前記インク収容領域にわたって連続
して形成されたことを特徴とする請求項2に記載のイン
クジェット式記録ヘッド。
3. The electrode thin film formed on the diaphragm side,
The ink-jet recording head according to claim 2, wherein the ink-jet recording head is formed continuously over a plurality of the ink accommodating regions in a state of being divided by a side wall constituting the pressure generating chamber.
【請求項4】 前記電極薄膜の外部との接続は、前記圧
力発生室と連続するインクリザーバ側において、前記基
板外部に連通する接続部にて行われるように構成された
ことを特徴とする請求項2又は3に記載のインクジェッ
ト式記録ヘッド。
4. The connection between the electrode thin film and the outside is made at a connection portion communicating with the outside of the substrate on the ink reservoir side continuous with the pressure generating chamber. Item 4. An ink jet recording head according to item 2 or 3.
【請求項5】 請求項1から4の何れかに記載のインク
ジェット式記録ヘッドを駆動するときに、前記インク収
容領域内にあるインクを電気的グランドとして前記圧電
素子に接続する電極薄膜に駆動信号を入力することを特
徴とするインクジェット式記録ヘッドの駆動方法。
5. A driving signal is applied to an electrode thin film connected to the piezoelectric element as an electric ground when the ink jet recording head according to claim 1 is driven. And a method for driving an ink jet recording head.
【請求項6】 基板に、少なくとも振動板を底面の一部
とするインク収容領域用凹部を形成した後、 前記凹部の底面側に電極用の電極薄膜を形成するととも
に、該電極薄膜上に圧電体薄膜の前駆体を形成し、 その後、前記基板を、反応液中に浸漬させて所定温度に
て水を介して加熱する水熱処理を行うことにより、前記
インク収容領域の内部側に圧電素子を形成することを特
徴とするインクジェット式記録ヘッドの製造方法。
6. After forming a recess for an ink containing area having at least a diaphragm as a part of a bottom surface on a substrate, an electrode thin film for an electrode is formed on the bottom surface side of the recess, and a piezoelectric film is formed on the electrode thin film. After forming a precursor of a body thin film, the substrate is immersed in a reaction solution and subjected to a hydrothermal treatment of heating through water at a predetermined temperature, whereby a piezoelectric element is provided inside the ink containing region. A method for producing an ink jet recording head, comprising:
【請求項7】 前記水熱処理の後に、前記基板を貫通す
る開口を形成し、該開口に導電性並びに接着性を有する
接続部を充填することを特徴とする請求項6に記載のイ
ンクジェット式記録ヘッドの製造方法。
7. The ink jet recording method according to claim 6, wherein an opening penetrating the substrate is formed after the hydrothermal treatment, and the opening is filled with a conductive and adhesive connecting portion. Head manufacturing method.
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