JP2000318154A - Ink jet recording head and ink jet recorder - Google Patents

Ink jet recording head and ink jet recorder

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JP2000318154A
JP2000318154A JP12875899A JP12875899A JP2000318154A JP 2000318154 A JP2000318154 A JP 2000318154A JP 12875899 A JP12875899 A JP 12875899A JP 12875899 A JP12875899 A JP 12875899A JP 2000318154 A JP2000318154 A JP 2000318154A
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JP
Japan
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ink jet
jet recording
recording head
pressure generating
piezoelectric
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Application number
JP12875899A
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Japanese (ja)
Inventor
Mari Sakai
真理 酒井
Manabu Nishiwaki
学 西脇
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ink jet recording head and an ink jet recorder which can be applied even to high speed driving of a piezoelectric element while suppressing lowering of displacement thereof. SOLUTION: The ink jet recording head comprises a pressure generating chamber 12 communicating with the nozzle opening, and a piezoelectric element 300 comprising a lower electrode 60 provided in a region corresponding to the pressure generating chamber 12 through a diaphragm, a piezoelectric layer 70 provided on the lower electrode 60, and an upper electrode 80 provided on the surface of the piezoelectric layer 70 wherein a piezoelectric active part 320 serving as the substantial driving part for the piezoelectric element 300 is formed in a region opposite to the pressure generating chamber 12. The upper electrode 80 is made thin by forming a stripe electrode 102 narrower than the upper electrode 80 along the longitudinal direction thereof in the region on the upper electrode 80 becoming the piezoelectric active part 320.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、インク滴を吐出す
るノズル開口と連通する圧力発生室の一部に振動板を介
して圧電素子を形成して、圧電素子の変位によりインク
滴を吐出させるインクジェット式記録ヘッド及びインク
ジェット式記録装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a piezoelectric element formed in a part of a pressure generating chamber communicating with a nozzle opening for discharging an ink drop via a vibration plate, and the ink drop is discharged by displacement of the piezoelectric element. The present invention relates to an ink jet recording head and an ink jet recording apparatus.

【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、圧電素子が軸方向に伸長、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 put into practical use, one using a longitudinal vibration mode piezoelectric actuator in which a piezoelectric element expands and contracts in the axial direction, 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】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ように圧電素子を薄膜で形成すると、圧電材料層は非常
に薄く形成されるため、圧電素子の変位量低下の原因と
しては上電極の剛性に起因するものの占める割合が非常
に大きい。
However, when the piezoelectric element is formed as a thin film as described above, the piezoelectric material layer is formed to be extremely thin. The ratio of the causes is very large.

【0008】また、圧電材料層は薄膜であるため電気容
量が大きく、また駆動時の流入電流が大きい。このた
め、圧電素子の高速駆動を実現するためには上電極の電
気抵抗を低くする必要があり、上電極の膜厚を薄くする
ことができないという問題がある。
Further, since the piezoelectric material layer is a thin film, it has a large electric capacity and a large inflow current during driving. For this reason, in order to realize high-speed driving of the piezoelectric element, it is necessary to lower the electric resistance of the upper electrode, and there is a problem that the thickness of the upper electrode cannot be reduced.

【0009】本発明はこのような事情に鑑み、圧電素子
の変位低下を抑えることができると共に圧電素子の高速
駆動にも適用できるインクジェット式記録ヘッド及びイ
ンクジェット式録装置を提供することを課題とする。
In view of such circumstances, it is an object of the present invention to provide an ink jet recording head and an ink jet recording apparatus which can suppress a decrease in displacement of a piezoelectric element and can be applied to high-speed driving of the piezoelectric element. .

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の第1の態様は、ノズル開口に連通する圧力発生室
と、この圧力発生室に対応する領域に振動板を介して設
けられた下電極、該下電極上に設けられた圧電体層及び
該圧電体層の表面に設けられた上電極からなる圧電素子
とを備え、前記圧力発生室に対向する領域に前記圧電素
子の実質的な駆動部となる圧電体能動部を形成したイン
クジェット式記録ヘッドにおいて、前記上電極上の前記
圧電体能動部となる領域には、前記上電極の長手方向に
亘って当該上電極の幅よりも細い幅を有する細帯電極が
形成されていることを特徴とするインクジェット式記録
ヘッドにある。
According to a first aspect of the present invention for solving the above-mentioned problems, a pressure generating chamber communicating with a nozzle opening and a region corresponding to the pressure generating chamber are provided via a diaphragm. A piezoelectric element comprising a lower electrode, a piezoelectric layer provided on the lower electrode, and an upper electrode provided on the surface of the piezoelectric layer, wherein the piezoelectric element is substantially disposed in a region facing the pressure generating chamber. In the ink jet recording head in which the piezoelectric active portion serving as a simple driving portion is formed, the region serving as the piezoelectric active portion on the upper electrode has a width larger than the width of the upper electrode over the longitudinal direction of the upper electrode. An ink jet recording head is characterized in that a narrow band electrode having a small width is formed.

【0011】かかる第1の態様では、上電極に細帯電極
を介して圧電素子の駆動時等の比較的大きな電流を流す
ことができるため上電極の膜厚を薄くでき、上電極の剛
性による圧電体能動部の変位量低下が抑えられる。ま
た、細帯電極が比較的細い幅で形成されているため、細
帯電極の剛性による圧電体能動部の変位量低下もない。
In the first aspect, a relatively large current can be applied to the upper electrode via the narrow band electrode when driving the piezoelectric element or the like, so that the film thickness of the upper electrode can be reduced and the rigidity of the upper electrode can be reduced. A reduction in the displacement of the piezoelectric active portion is suppressed. Further, since the narrow band electrode is formed with a relatively small width, there is no reduction in the displacement amount of the piezoelectric active portion due to the rigidity of the narrow band electrode.

【0012】本発明の第2の態様は、第1の態様におい
て、前記圧電体層は、結晶が優先配向していることを特
徴とするインクジェット式記録ヘッドにある。
According to a second aspect of the present invention, there is provided the ink jet recording head according to the first aspect, wherein the piezoelectric layer has crystals oriented preferentially.

【0013】かかる第2の態様では、圧電体層が薄膜工
程で成膜された結果、結晶が優先配向している。
In the second aspect, as a result of forming the piezoelectric layer in the thin film process, the crystals are preferentially oriented.

【0014】本発明の第3の態様は、第2の態様におい
て、前記圧電体層は、結晶が柱状となっていることを特
徴とするインクジェット式記録ヘッドにある。
According to a third aspect of the present invention, there is provided an ink jet recording head according to the second aspect, wherein the piezoelectric layer has a columnar crystal.

【0015】かかる第3の態様では、圧電体層が薄膜工
程で成膜された結果、結晶が柱状となっている。
In the third aspect, as a result of the piezoelectric layer being formed in the thin film process, the crystal has a columnar shape.

【0016】本発明の第4の態様は、第1〜3の何れか
の態様において、前記上電極と外部配線とを接続するリ
ード電極が、前記細帯電極から連続的に設けられている
ことを特徴とするインクジェット式記録ヘッドにある。
According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, a lead electrode for connecting the upper electrode to an external wiring is provided continuously from the narrow band electrode. An ink jet recording head is characterized in that:

【0017】かかる第4の態様では、リード電極を介し
て細帯電極と外部配線とが確実に接続され、上電極に比
較的大きな電流を確実に流すことができる。
According to the fourth aspect, the narrow band electrode and the external wiring are reliably connected via the lead electrode, and a relatively large current can be reliably supplied to the upper electrode.

【0018】本発明の第5の態様は、第1〜4の何れか
の態様において、前記細帯電極に覆われた面積が、前記
圧電体能動部の面積の1/4以下であることを特徴とす
るインクジェット式記録ヘッドにある。
According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, the area covered by the narrow electrode is not more than 1 / of the area of the piezoelectric active portion. The feature is the ink jet recording head.

【0019】かかる第5の態様では、細帯電極の剛性に
よる圧電体能動部の変位量の低下を確実に防止できる。
In the fifth aspect, it is possible to reliably prevent the displacement of the piezoelectric active portion from being reduced due to the rigidity of the narrow band electrode.

【0020】本発明の第6の態様は、第1〜5の何れか
の態様において、前記細帯電極が前記圧電体能動部の幅
方向略中央部に延設されていることを特徴とするインク
ジェット式記録ヘッドにある。
According to a sixth aspect of the present invention, in any one of the first to fifth aspects, the narrow electrode is extended substantially at the center in the width direction of the piezoelectric active portion. In the ink jet recording head.

【0021】かかる第6の態様では、細帯電極が圧電体
能動部の中央部に延設されているため、上電極の全面に
略均等に電流が流入する。
In the sixth aspect, since the narrow electrode extends in the center of the piezoelectric active portion, the current flows substantially uniformly over the entire surface of the upper electrode.

【0022】本発明の第7の態様は、第1〜6の何れか
の態様において、前記上電極の少なくとも前記圧電体能
動部となる領域は、電気的に連続な膜厚で形成されてい
ることを特徴とするインクジェット式記録ヘッドにあ
る。
According to a seventh aspect of the present invention, in any one of the first to sixth aspects, at least a region of the upper electrode to be the piezoelectric active portion is formed with an electrically continuous film thickness. An ink jet recording head is characterized in that:

【0023】かかる第7の態様では、上電極の剛性によ
る圧電体能動部の変位量の低下をより確実に防止するこ
とができる。
According to the seventh aspect, it is possible to more reliably prevent a reduction in the displacement of the piezoelectric active portion due to the rigidity of the upper electrode.

【0024】本発明の第8の態様は、第1〜7の何れか
の態様において、前記上電極の少なくとも前記圧電体能
動部となる領域の膜厚は、50nm未満であることを特
徴とするインクジェット式記録ヘッドにある。
According to an eighth aspect of the present invention, in any one of the first to seventh aspects, the film thickness of at least the region serving as the piezoelectric active portion of the upper electrode is less than 50 nm. In the ink jet recording head.

【0025】かかる第8の態様では、圧電体能動部とな
る領域の上電極の弾性率が小さくなるため、上電極の剛
性による圧電体能動部の変位量の低下がさらに確実に防
止される。
In the eighth aspect, since the elastic modulus of the upper electrode in the region to be the piezoelectric active portion is reduced, the reduction in the displacement of the piezoelectric active portion due to the rigidity of the upper electrode is more reliably prevented.

【0026】本発明の第9の態様は、第1〜8の何れか
の態様において、前記圧力発生室の長手方向一端部に前
記下電極の端部があり、且つ前記圧電体層及び前記上電
極はその外側まで延設され、当該下電極の端部が前記圧
電体能動部の一端部となっていることを特徴とするイン
クジェット式記録ヘッドにある。
According to a ninth aspect of the present invention, in any one of the first to eighth aspects, an end of the lower electrode is provided at one end in a longitudinal direction of the pressure generating chamber, and the piezoelectric layer and the upper electrode are provided. The electrode extends to the outside thereof, and the end of the lower electrode serves as one end of the piezoelectric active portion.

【0027】かかる第9の態様では、圧電体能動部の駆
動を妨げることがなく、圧電体層の絶縁破壊が防止され
る。
In the ninth aspect, the driving of the piezoelectric active portion is not hindered, and the dielectric breakdown of the piezoelectric layer is prevented.

【0028】本発明の第10の態様は、第4〜9の何れ
かの態様において、前記リード電極が前記圧力発生室の
周壁上を延設されて、前記外部配線と接続されているこ
とを特徴とするインクジェット式記録ヘッドにある。
According to a tenth aspect of the present invention, in any one of the fourth to ninth aspects, the lead electrode is extended on a peripheral wall of the pressure generating chamber and connected to the external wiring. The feature is the ink jet recording head.

【0029】かかる第10の態様では、圧電体能動部か
ら配線を容易且つ効率よく引き出すことができる。
According to the tenth aspect, the wiring can be easily and efficiently extracted from the piezoelectric active portion.

【0030】本発明の第11の態様は、第4〜9の何れ
かの態様において、前記下電極とは不連続に設けられ且
つ一端が前記外部配線に接続される配線用下電極が前記
各圧電素子毎に設けられ、当該配線用下電極と前記上電
極とが前記リード電極を介して接続されていることを特
徴とするインクジェット式記録ヘッドにある。
According to an eleventh aspect of the present invention, in any one of the fourth to ninth aspects, the lower electrode for wiring is provided discontinuously from the lower electrode and one end of which is connected to the external wiring. An ink jet recording head is provided for each piezoelectric element, wherein the lower electrode for wiring and the upper electrode are connected via the lead electrode.

【0031】かかる第11の態様では、圧電体能動部か
ら配線を容易且つ効率よく引き出すことができる。
In the eleventh aspect, the wiring can be easily and efficiently extracted from the piezoelectric active portion.

【0032】本発明の第12の態様は、第1〜11の何
れかの態様において、前記下電極は、前記圧力発生室の
幅方向両側の隔壁及び隣接する前記圧力発生室に対向す
る領域まで連続して設けられていることを特徴とするイ
ンクジェット式記録ヘッドにある。
According to a twelfth aspect of the present invention, in any one of the first to eleventh aspects, the lower electrode extends to the partition on both sides in the width direction of the pressure generating chamber and a region facing the adjacent pressure generating chamber. An ink jet recording head is provided continuously.

【0033】かかる第12の態様では、圧電体能動部の
幅方向両側の振動板の剛性が増加し、耐久性が向上す
る。
In the twelfth aspect, the rigidity of the diaphragm on both sides in the width direction of the piezoelectric active portion increases, and the durability improves.

【0034】本発明の第13の態様は、第1〜11の何
れかの態様において、前記圧電素子を構成する前記下電
極は前記圧力発生室毎に設けられ、その少なくとも幅方
向両端部が当該圧力発生室に対向する領域内に位置し、
前記圧力発生室の長手方向一端部から前記圧力発生室の
周壁上まで延設されていることを特徴とするインクジェ
ット式記録ヘッドにある。
According to a thirteenth aspect of the present invention, in any one of the first to eleventh aspects, the lower electrode constituting the piezoelectric element is provided for each of the pressure generating chambers, and at least both ends in the width direction are provided. Located in the area facing the pressure generating chamber,
An ink jet recording head is provided so as to extend from one longitudinal end of the pressure generating chamber to above a peripheral wall of the pressure generating chamber.

【0035】かかる第13の態様では、下電極が圧力発
生室に対向する領域に設けられているため、圧電体能動
部の駆動による振動板の変位量が向上する。
In the thirteenth aspect, since the lower electrode is provided in the region facing the pressure generating chamber, the displacement of the diaphragm caused by driving the piezoelectric active portion is improved.

【0036】本発明の第14の態様は、第13の態様に
おいて、前記下電極の周壁上までの延設方向と前記リー
ド電極の周壁上までの延設方向とが異なることを特徴と
するインクジェット式記録ヘッドにある。
According to a fourteenth aspect of the present invention, in the thirteenth aspect, the extending direction of the lower electrode to the peripheral wall is different from the extending direction of the lead electrode to the peripheral wall. In the recording head.

【0037】かかる第14の態様では、各圧電素子の配
線を容易に形成することができる。
In the fourteenth aspect, the wiring of each piezoelectric element can be easily formed.

【0038】本発明の第15の態様は、第13の態様に
おいて、前記下電極の周壁上までの延設方向と前記リー
ド電極の周壁上までの延設方向とが同方向であることを
特徴とするインクジェット式記録ヘッドにある。
According to a fifteenth aspect of the present invention, in the thirteenth aspect, the extending direction of the lower electrode on the peripheral wall is the same as the extending direction of the lead electrode on the peripheral wall. And an ink jet recording head.

【0039】かかる第15の態様では、層間絶縁膜及び
コンタクトホールを必要とすることなく、配線を容易に
引き出すことができる。
In the fifteenth aspect, the wiring can be easily pulled out without requiring an interlayer insulating film and a contact hole.

【0040】本発明の第16の態様は、第13の態様に
おいて、前記下電極は、前記圧力発生室に対向する領域
の長手方向の少なくとも一端部近傍から幅方向外側へ延
設されて共通電極となっていることを特徴とするインク
ジェット式記録ヘッドにある。
According to a sixteenth aspect, in the thirteenth aspect, in the thirteenth aspect, the lower electrode extends from at least one end in the longitudinal direction of a region facing the pressure generating chamber to the outside in the width direction to form a common electrode. An ink jet recording head is characterized in that:

【0041】かかる第16の態様では、層間絶縁膜及び
コンタクトホールを必要とすることなく、配線を容易に
引き出すことができる。
In the sixteenth aspect, the wiring can be easily drawn without requiring an interlayer insulating film and a contact hole.

【0042】本発明の第17の態様は、第1〜16の何
れかの態様において、前記圧力発生室がシリコン単結晶
基板に異方性エッチングにより形成され、前記圧電素子
の各層が成膜及びリソグラフィ法により形成されたもの
であることを特徴とするインクジェット式記録ヘッドに
ある。
According to a seventeenth aspect of the present invention, in any one of the first to sixteenth aspects, the pressure generation chamber is formed on a silicon single crystal substrate by anisotropic etching, and each layer of the piezoelectric element is formed by film formation. An ink jet recording head is formed by a lithography method.

【0043】かかる第17の態様では、高密度のノズル
開口を有するインクジェット式記録ヘッドを大量に且つ
比較的容易に製造することができる。
According to the seventeenth aspect, an ink jet recording head having high-density nozzle openings can be manufactured in a large amount and relatively easily.

【0044】本発明の第18の態様は、第1〜17の何
れかの態様のインクジェット式記録ヘッドを具備するこ
とを特徴とするインクジェット式記録装置にある。
An eighteenth aspect of the present invention is an ink jet recording apparatus comprising the ink jet recording head according to any one of the first to seventeenth aspects.

【0045】かかる第18の態様では、ヘッドの駆動効
率が向上され、インク吐出を良好に行うことができるイ
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 eighteenth aspect, it is possible to realize an ink jet recording apparatus in which the driving efficiency of the head is improved and the ink can be ejected favorably.

【0046】[0046]

【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.

【0047】(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, and 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.

【0048】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 made 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.

【0049】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0.1〜2μm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 0.1 to 2 μm-thick elastic film 50 made of silicon dioxide previously formed by thermal oxidation.

【0050】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.

【0051】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, the substrate 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.

【0052】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.

【0053】一方、各圧力発生室12の一端に連通する
各ノズル開口11は、圧力発生室12より幅狭で且つ浅
く形成されている。すなわち、ノズル開口11は、シリ
コン単結晶基板を厚さ方向に途中までエッチング(ハー
フエッチング)することにより形成されている。なお、
ハーフエッチングは、エッチング時間の調整により行わ
れる。
On the other hand, each nozzle opening 11 communicating with one end of each pressure generating chamber 12 is formed narrower and shallower than the pressure generating chamber 12. That is, the nozzle opening 11 is formed by partially etching (half-etching) the silicon single crystal substrate in the thickness direction. In addition,
Half etching is performed by adjusting the etching time.

【0054】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.

【0055】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

【0056】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 communication port 21 corresponding to each of the pressure generating chambers 12 and has a thickness of, for example, 0.1 to 1 mm and a linear expansion coefficient of 300 ° C. or less. , For example, 2.5-4.5 [× 10 −6 / ° C.]. In addition, the ink supply communication port 21
Each of the pressure generating chambers 1 is, as shown in FIGS.
It may be one slit hole 21A crossing the vicinity of the second ink supply side end or a plurality of slit holes 21B. The sealing plate 20 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.

【0057】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.

【0058】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.

【0059】一方、流路形成基板10の開口面とは反対
側の弾性膜50の上には、厚さが例えば、約0.2〜
0.5μmの下電極膜60と、厚さが例えば、約1μm
の圧電体膜70と、厚さが例えば、約0.02μm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300を構成している。ここで、圧電素子30
0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30
0の共通電極とし、上電極膜80を圧電素子300の個
別電極としているが、駆動回路や配線の都合でこれを逆
にしても支障はない。何れの場合においても、各圧力発
生室毎に圧電体能動部が形成されていることになる。ま
た、ここでは、圧電素子300と当該圧電素子300の
駆動により変位が生じる弾性膜とを合わせて圧電アクチ
ュエータと称する。なお、本実施形態では、後述するよ
うに、下電極膜60がパターニングされているため、弾
性膜50が振動板として作用する。
On the other hand, the thickness of the elastic film 50 on the side opposite to the opening surface of the flow path forming substrate 10 is, for example, about 0.2 to
The lower electrode film 60 having a thickness of about 1 μm
And the upper electrode film 80 having a thickness of, for example, about 0.02 μm are laminated and formed by a process described later.
The piezoelectric element 300 is constituted. Here, the piezoelectric element 30
0 is the lower electrode film 60, the piezoelectric film 70, and the upper electrode film 80
Means the part containing 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. In this case, the piezoelectric active portion 320 is constituted by one of the patterned electrodes and the piezoelectric film 70, and generates a piezoelectric strain by applying a voltage to both electrodes.
That. In the present embodiment, the lower electrode film 60 is
Although the common electrode is 0 and the upper electrode film 80 is an individual electrode of the piezoelectric element 300, it does not matter if the configuration is reversed for convenience of a drive circuit and wiring. In any case, the piezoelectric active portion is formed for each pressure generating chamber. Further, here, the piezoelectric element 300 and the elastic film whose displacement is generated by driving the piezoelectric element 300 are collectively referred to as a piezoelectric actuator. In the present embodiment, as described later, since the lower electrode film 60 is patterned, the elastic film 50 functions as a diaphragm.

【0060】ここで、シリコン単結晶基板からなる流路
形成基板10上に、圧電体膜70等を形成するプロセス
を図4及び図5を参照しながら説明する。なお、図4は
圧力発生室12の長手方向の断面図であり、図5は幅方
向の断面図である。
Here, a process for forming the piezoelectric film 70 and the like on the flow path forming substrate 10 made of a silicon single crystal substrate will be described with reference to FIGS. 4 is a longitudinal sectional view of the pressure generating chamber 12, and FIG. 5 is a sectional view in the width direction.

【0061】図4(a)に示すように、まず、流路形成
基板10となるシリコン単結晶基板のウェハを約110
0℃の拡散炉で熱酸化して二酸化シリコンからなる弾性
膜50を形成する。
As shown in FIG. 4A, first, a silicon single crystal substrate wafer serving as the flow path forming substrate 10 is
Thermal oxidation is performed in a diffusion furnace at 0 ° C. to form an elastic film 50 made of silicon dioxide.

【0062】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。この下電極膜60の
材料としては、白金等が好適である。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〜
1000℃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としてチタン酸ジルコン酸
鉛(PZT)を用いた場合には、酸化鉛の拡散による導
電性の変化が少ないことが望ましく、これらの理由から
白金が好適である。
Next, as shown in FIG. 4B, a lower electrode film 60 is formed by sputtering. As a material of the lower electrode film 60, platinum or the like is preferable. This is because a piezoelectric film 70 described later, which is formed by a sputtering method or a sol-gel method,
Is from 600 to 600 ° C. in an air atmosphere or an oxygen atmosphere after film formation.
This is because it is necessary to perform crystallization by firing at a temperature of about 1000 ° C. That is, the material of the lower electrode film 60 must be able to maintain conductivity under such a high temperature and oxidizing atmosphere. In particular, when the piezoelectric film 70 is made of lead zirconate titanate (PZT), It is desirable that the change in conductivity due to the diffusion of lead oxide is small, and for these reasons, platinum is preferred.

【0063】次に、図4(c)に示すように、下電極膜
60を所定の形状にパターニングする。すなわち、下電
極膜60を圧力発生室12の長手方向一端部近傍に対向
する領域でパターニングして、各圧力発生室12毎に、
その長手方向一端部近傍から周壁に対向する領域に亘っ
て設けられ、圧電体能動部320の上電極膜80と外部
配線とを接続する配線の一部となる配線用下電極膜61
を形成する。
Next, as shown in FIG. 4C, the lower electrode film 60 is patterned into a predetermined shape. That is, the lower electrode film 60 is patterned in a region opposed to the vicinity of one end in the longitudinal direction of the pressure generation chamber 12, and for each pressure generation chamber 12,
The lower electrode film 61 for wiring, which is provided from the vicinity of one end in the longitudinal direction to a region facing the peripheral wall, and is a part of a wiring connecting the upper electrode film 80 of the piezoelectric active portion 320 and an external wiring.
To form

【0064】次に、図4(d)に示すように、圧電体膜
70を成膜する。本実施形態では、金属有機物を触媒に
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. 4D, 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 catalyst 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. Note that this piezoelectric film 70
The film forming method is not particularly limited, and may be formed by, for example, a sputtering method.

【0065】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 alkaline aqueous solution may be used.

【0066】何れにしても、このように成膜された圧電
体膜70は、バルクの圧電体とは異なり結晶が優先配向
しており、且つ本実施形態では、圧電体膜70は、結晶
が柱状に形成されている。なお、優先配向とは、結晶の
配向方向が無秩序ではなく、特定の結晶面がほぼ一定の
方向に向いている状態をいう。また、結晶が柱状の薄膜
とは、略円柱体の結晶が中心軸を厚さ方向に略一致させ
た状態で面方向に亘って集合して薄膜を形成している状
態をいう。勿論、優先配向した粒状の結晶で形成された
薄膜であってもよい。なお、このように薄膜工程で製造
された圧電体膜の厚さは、一般的に0.5〜5μmであ
る。
In any case, in the piezoelectric film 70 thus formed, the crystal is preferentially oriented unlike the bulk piezoelectric material, and in the present embodiment, the crystal is formed in the piezoelectric film 70. It is formed in a column shape. Note that the preferential orientation refers to a state in which a crystal orientation direction is not disordered and a specific crystal plane is oriented in a substantially constant direction. In addition, a crystal having a columnar thin film refers to a state in which substantially columnar crystals are gathered in a plane direction with their central axes substantially aligned in the thickness direction to form a thin film. Of course, it may be a thin film formed of preferentially oriented granular crystals. The thickness of the piezoelectric film manufactured in the thin film process is generally 0.5 to 5 μm.

【0067】次に、図4(e)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、アルミニウム、金、ニッケル、白金、イリ
ジウム等の多くの金属や、導電性酸化物等を使用でき
る。本実施形態では、白金をスパッタリングにより成膜
している。また、上電極膜80は、電気的に連続である
程度に可及的に薄い膜厚、例えば、0.05μm未満の
膜厚で形成することが好ましく、上述のように、本実施
形態では約0.02μmの膜厚で形成した。このよう
に、上電極膜80を0.05μm未満の膜厚で形成する
ことにより、上電極膜80を厚膜に形成した場合と比較
して、上電極膜80の弾性定数が著しく小さくなり、上
電極膜80の剛性がより小さくなる。
Next, as shown in FIG. 4E, 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 aluminum, gold, nickel, platinum, and iridium, and a conductive oxide can be used. In the present embodiment, platinum is formed by sputtering. Further, the upper electrode film 80 is preferably formed to be electrically continuous and as thin as possible to a certain extent, for example, a thickness of less than 0.05 μm. It was formed with a thickness of 0.02 μm. As described above, by forming the upper electrode film 80 with a thickness of less than 0.05 μm, the elastic constant of the upper electrode film 80 becomes significantly smaller than when the upper electrode film 80 is formed as a thick film, The rigidity of the upper electrode film 80 becomes smaller.

【0068】次いで、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
し、次いで、圧電体膜70及び上電極膜80のみをエッ
チングして圧電体能動部320のパターニングを行う。
Next, 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. Only the film 70 and the upper electrode film 80 are etched to pattern the piezoelectric active part 320.

【0069】次に、図5(b)に示すように、後述する
リード電極及び細帯電極となる電極層100を形成す
る。この電極層100の材質、すなわち、リード電極及
び細帯電極の材質は、特に限定されないが、比較的剛性
が低く、且つ電気抵抗の低い材料であることが好まし
く、例えば、金(Au)、アルミニウム(Al)又は銅
(Cu)等を用いることが好ましい。本実施形態では、
金を用いており、実際には、接着性を高めるために、ク
ロム(Cr)を介して金を約0.2μmの膜厚で形成し
ている。
Next, as shown in FIG. 5B, an electrode layer 100 which will be described later as a lead electrode and a strip electrode is formed. The material of the electrode layer 100, that is, the material of the lead electrode and the strip electrode is not particularly limited, but is preferably a material having relatively low rigidity and low electric resistance, for example, gold (Au), aluminum (Al) or copper (Cu) is preferably used. In this embodiment,
Gold is used. Actually, gold is formed with a thickness of about 0.2 μm via chromium (Cr) in order to enhance the adhesiveness.

【0070】次いで、図5(c)に示すように、電極層
100をパターニングして、上電極膜80と配線用下電
極膜61とを接続するリード電極101及び少なくとも
圧電体能動部320に対応する領域に、上電極膜80よ
りも細い幅の細帯電極102を形成する。なお、本実施
形態では、リード電極101と細帯電極102とが連続
的に設けられている。
Next, as shown in FIG. 5C, the electrode layer 100 is patterned to correspond to the lead electrode 101 connecting the upper electrode film 80 and the lower electrode film 61 for wiring and at least the piezoelectric active portion 320. A narrow band electrode 102 having a width smaller than that of the upper electrode film 80 is formed in the region to be formed. In the present embodiment, the lead electrode 101 and the strip electrode 102 are provided continuously.

【0071】ここで、この細帯電極102によって覆わ
れる面積は、圧電体能動部320の面積の1/4以下で
あることが好ましく、可能な限り細い幅で形成するのが
望ましい。例えば、本実施形態では、約5μmの幅で形
成した。
Here, the area covered by the narrow band electrode 102 is preferably equal to or less than 1 / of the area of the piezoelectric active portion 320, and is desirably formed as narrow as possible. For example, in this embodiment, it is formed with a width of about 5 μm.

【0072】その後、図5(d)に示すように、前述し
たアルカリ溶液によるシリコン単結晶基板の異方性エッ
チングを行い、圧力発生室12等を形成する。
Thereafter, as shown in FIG. 5D, the silicon single crystal substrate is anisotropically etched with the above-described alkali solution to form the pressure generating chamber 12 and the like.

【0073】以上説明した一連の膜形成及び異方性エッ
チングによって、一枚のウェハ上に多数のチップを同時
に形成し、プロセス終了後、図1に示すような一つのチ
ップサイズの流路形成基板10毎に分割する。また、分
割した流路形成基板10を、封止板20、共通インク室
形成基板30、及びインク室側板40と順次接着して一
体化し、インクジェット式記録ヘッドとする。
A large number of chips are simultaneously formed on one wafer by a series of film formation and anisotropic etching described above, and after the process is completed, a flow path forming substrate of one chip size as shown in FIG. Divide every ten. Further, the divided flow path forming substrate 10 is sequentially adhered and integrated with the sealing plate 20, the common ink chamber forming substrate 30, and the ink chamber side plate 40 to form an ink jet recording head.

【0074】このように形成した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平面図及び断面図を図
6に示す。
FIG. 6 is a plan view and a cross-sectional view showing a main part of the ink jet recording head of the present embodiment thus formed.

【0075】図6に示すように、圧電素子300を構成
する下電極膜60は、並設された複数の圧力発生室12
に対向する領域に連続的に設けられ、圧力発生室12の
長手方向一端部近傍でパターニングされおり、この下電
極膜60の端部が圧電体能動部320の端部となってい
る。また、下電極膜60の端部の外側には、圧力発生室
12に対向する領域から周壁上に亘って、下電極膜60
とは不連続な配線用下電極膜61が設けられている。こ
の配線用下電極膜61は、図示しないが一端部が外部配
線に接続されて圧電素子の配線の一部を構成している。
As shown in FIG. 6, the lower electrode film 60 constituting the piezoelectric element 300 has a plurality of pressure generating chambers 12 arranged in parallel.
The lower electrode film 60 is continuously provided in a region opposed to the piezoelectric element 320 and is patterned in the vicinity of one longitudinal end of the pressure generating chamber 12. In addition, outside the end of the lower electrode film 60, the lower electrode film 60 extends from the region facing the pressure generating chamber 12 to the peripheral wall.
Is provided with a wiring lower electrode film 61 that is discontinuous. Although not shown, one end of the lower electrode film for wiring 61 is connected to an external wiring to form a part of the wiring of the piezoelectric element.

【0076】一方、圧電体膜70及び上電極膜80は基
本的には圧力発生室12に対向する領域に設けられて圧
電体能動部320を形成し、その長手方向一端部は周壁
上の配線用下電極膜61まで延設されている。また、本
実施形態では、上電極膜80は、上述したように、電気
的に連続である程度に可及的に薄い膜厚で形成されてい
る。したがって、上電極膜80の剛性によって圧電体能
動部320の駆動が阻害されることがなく、圧電体能動
部320の変位量が向上し、インク吐出特性を向上する
ことができる。
On the other hand, the piezoelectric film 70 and the upper electrode film 80 are basically provided in a region facing the pressure generating chamber 12 to form the piezoelectric active portion 320, and one end in the longitudinal direction has a wiring on the peripheral wall. It extends to the lower electrode film 61 for use. In the present embodiment, as described above, the upper electrode film 80 is formed so as to be electrically continuous and as thin as possible. Therefore, the driving of the piezoelectric active part 320 is not hindered by the rigidity of the upper electrode film 80, the displacement of the piezoelectric active part 320 is improved, and the ink ejection characteristics can be improved.

【0077】また、このような圧電体能動部320を構
成する上電極膜80上には、上電極膜80の幅よりも細
い幅を有する細帯電極102が上電極膜80の長手方向
に亘って形成されている。例えば、本実施形態では、一
本の細帯電極102が圧電体能動部320の幅方向略中
央部に延設されている。また、本実施形態では、リード
電極101が細帯電極102から連続的に配線用下電極
膜61まで延設されており、このリード電極101を介
して上電極膜80と配線用下電極膜61とが接続されて
いる。
On the upper electrode film 80 constituting such a piezoelectric active portion 320, a narrow band electrode 102 having a width smaller than the width of the upper electrode film 80 extends in the longitudinal direction of the upper electrode film 80. It is formed. For example, in the present embodiment, one narrow band electrode 102 is extended substantially at the center in the width direction of the piezoelectric active portion 320. In the present embodiment, the lead electrode 101 extends continuously from the narrow band electrode 102 to the lower electrode film 61 for wiring, and the upper electrode film 80 and the lower electrode film 61 for wiring are interposed via the lead electrode 101. And are connected.

【0078】ここで、上述のように上電極膜80の膜厚
を薄くすると、上電極膜80の剛性による圧電体能動部
320の変位低下は抑えられるものの、電気抵抗が高く
なるため高速駆動させることができない。しかしなが
ら、本実施形態では、圧電体能動部320の上電極膜8
0上に、長手方向に亘って電気抵抗の低い材料からなる
細帯電極102を設けるようにしたので、上電極膜80
の膜厚を薄くしても細帯電極102を介して上電極膜8
0に圧電体能動部320を駆動するのに十分な電流を流
すことができる。また、本実施形態では、細帯電極10
2から連続的にリード電極101が形成されているた
め、このリード電極101を介して細帯電極102に確
実に電流を流すことができる。さらに、この細帯電極1
02は、上述のように、非常に細い幅で形成されている
ため、細帯電極102によって圧電体能動部320の駆
動が妨げられることもないため、圧電体能動部320の
十分な変位量が得られ且つ高速駆動させることができ
る。
Here, when the film thickness of the upper electrode film 80 is reduced as described above, the displacement of the piezoelectric active portion 320 due to the rigidity of the upper electrode film 80 can be suppressed, but the electric resistance increases, so that high-speed driving is performed. Can not do. However, in the present embodiment, the upper electrode film 8 of the piezoelectric active portion 320 is used.
0, a narrow band electrode 102 made of a material having a low electric resistance is provided in the longitudinal direction.
Even if the film thickness of the upper electrode film 8
A current sufficient to drive the piezoelectric active portion 320 to zero can flow. In the present embodiment, the narrow band electrode 10
Since the lead electrodes 101 are continuously formed from No. 2, it is possible to reliably supply a current to the narrow band electrode 102 via the lead electrodes 101. Further, the strip electrode 1
02 is formed with a very small width as described above, so that the driving of the piezoelectric body active portion 320 is not hindered by the narrow band electrode 102, so that a sufficient displacement amount of the piezoelectric body active portion 320 And can be driven at high speed.

【0079】このように、薄膜工程で製造された圧電体
膜70の場合においても、上述の構成とすることによ
り、上電極膜80の膜厚を薄くして剛性を低くでき、且
つ細帯電極102によって実質的に電気抵抗を低く保持
することができるので、圧電体能動部320の十分な変
位量を得ることができ、且つ高速駆動させることができ
る。
As described above, even in the case of the piezoelectric film 70 manufactured by the thin film process, the above-described configuration can reduce the film thickness of the upper electrode film 80 to lower the rigidity, and can reduce the thickness of the narrow band electrode. Since the electric resistance can be kept substantially low by the element 102, a sufficient amount of displacement of the piezoelectric body active portion 320 can be obtained, and high-speed driving can be performed.

【0080】なお、本実施形態では、リード電極101
を圧電体能動部320に対向する領域に設けられた細帯
電極102から連続的に配線用下電極膜61まで延設す
るようにしたが、これに限定されず、例えば、図7
(a),(b)に示すように、圧電体能動部320に対
向する領域の上電極膜80上に独立して細帯電極102
Aを形成し、上電極膜80と配線用下電極膜61とを接
続するリード電極101Aを別途設けるようにしてもよ
い。このような構成としても、勿論、上述の実施形態
と、同様の効果を得ることができる。
In this embodiment, the lead electrode 101
Is continuously extended from the narrow band electrode 102 provided in the region facing the piezoelectric active portion 320 to the lower electrode film 61 for wiring. However, the present invention is not limited to this.
As shown in (a) and (b), the strip electrode 102 is independently formed on the upper electrode film 80 in a region facing the piezoelectric active portion 320.
A may be formed, and a lead electrode 101A for connecting the upper electrode film 80 and the lower electrode film 61 for wiring may be separately provided. Even with such a configuration, it is of course possible to obtain the same effects as those of the above-described embodiment.

【0081】また、このような構成とした場合には、例
えば、図7(c)に示すように、圧電体能動部320を
構成する上電極膜80のみを膜厚の薄い薄膜部81とし
てもよい。これにより、リード電極101と細帯電極1
02との間の上電極膜80に比較的大きな電流を流すこ
とができるため、薄膜部81及び細帯電極102に圧電
体能動部320の駆動に十分な電流をより確実に流すこ
とができる。
In the case of such a configuration, for example, as shown in FIG. 7C, only the upper electrode film 80 constituting the piezoelectric active portion 320 may be a thin film portion 81 having a small thickness. Good. Thereby, the lead electrode 101 and the strip electrode 1
Since a relatively large current can flow through the upper electrode film 80 between the thin film portion 81 and the narrow band electrode 102, a current sufficient to drive the piezoelectric active portion 320 can flow more reliably.

【0082】また、本実施形態は、細帯電極102を圧
電体能動部320の幅方向略中央部に延設するようにし
たが、これに限定されず、例えば、図8に示すように、
2本の細帯電極102Bを圧電体能動部320の幅方向
両端部近傍に、それぞれ設けるようにしてもよい。この
ような構成においても、勿論、上述と同様に、圧電体能
動部320の十分な変位量が得られ且つ高速駆動させる
ことができる。
Further, in the present embodiment, the narrow band electrode 102 is extended substantially at the center of the piezoelectric active portion 320 in the width direction. However, the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG.
The two narrow band electrodes 102B may be provided near both ends in the width direction of the piezoelectric body active portion 320, respectively. Even in such a configuration, a sufficient amount of displacement of the piezoelectric body active portion 320 can be obtained and the device can be driven at a high speed, as described above.

【0083】さらに、本実施形態では、下電極膜60を
圧力発生室12の並設方向に亘って形成し複数の圧電素
子300の共通電極としたが、これに限定されず、例え
ば、下電極膜60を各圧力発生室12毎にパターニング
するようにしてもよい。
Further, in the present embodiment, the lower electrode film 60 is formed in the direction in which the pressure generating chambers 12 are juxtaposed to serve as a common electrode for the plurality of piezoelectric elements 300. However, the present invention is not limited to this. The film 60 may be patterned for each pressure generating chamber 12.

【0084】例えば、図9(a)に示すように、下電極
膜60を各圧電素子300毎にパターニングすると共に
圧力発生室12のリード電極101とは反対側の端部か
ら周壁上に延設し、周壁上で各圧電素子300から延設
された下電極膜60と接続して共通電極としてもよい。
For example, as shown in FIG. 9A, the lower electrode film 60 is patterned for each piezoelectric element 300, and is extended from the end of the pressure generating chamber 12 opposite to the lead electrode 101 onto the peripheral wall. Alternatively, the common electrode may be connected to the lower electrode film 60 extending from each piezoelectric element 300 on the peripheral wall.

【0085】また、例えば、図9(b)に示すように、
共通電極となる、例えば、下電極膜60を圧力発生室1
2の長手方向端部から幅方向外側の周壁上に延設するよ
うにしてもよい。このとき、下電極膜60が圧力発生室
12の端部を横切る位置は、圧力発生室12の長手方向
端部から幅の寸法以内であることが好ましい。これは、
圧電体能動部320の駆動による変形を妨げないためで
ある。なお、このような構成の場合には、上電極膜80
と下電極膜60との間に電圧を印加することにより、圧
力発生室12に対向する領域の上電極膜80と下電極膜
60とに挟まれた領域の圧電体膜70が駆動されること
になる。
For example, as shown in FIG.
For example, the lower electrode film 60 serving as a common electrode is
2 may extend from the longitudinal end to the outer peripheral wall in the width direction. At this time, the position where the lower electrode film 60 crosses the end of the pressure generating chamber 12 is preferably within a width dimension from the longitudinal end of the pressure generating chamber 12. this is,
This is because the deformation due to the driving of the piezoelectric active portion 320 is not hindered. In the case of such a configuration, the upper electrode film 80
By applying a voltage between the upper electrode film 80 and the lower electrode film 60 in a region opposed to the pressure generating chamber 12 by applying a voltage between the upper electrode film 80 and the lower electrode film 60, become.

【0086】また、例えば、図9(c)に示すように、
上電極膜80と下電極膜60とを同一長手方向端部から
周壁上に延設するようにしてもよい。
Also, for example, as shown in FIG.
The upper electrode film 80 and the lower electrode film 60 may extend on the peripheral wall from the same longitudinal end.

【0087】以上のような何れの構成であっても、上電
極膜80の長手方向に亘って細帯電極102を設けるこ
とにより、上述と同様の効果を得ることができる。
In any of the above configurations, the same effects as described above can be obtained by providing the narrow band electrode 102 in the longitudinal direction of the upper electrode film 80.

【0088】(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, but the basic configuration of the ink jet recording head is not limited to the above.

【0089】例えば、圧電体能動部320上にさらに絶
縁材料等からなる保護膜を設け、圧電体能動部320を
この保護膜で覆うようにしてもよい。これにより、外部
環境に起因する圧電体膜70の破壊等を防止することが
でき耐久性を向上することができる。また、このような
構成としても、上述のように上電極膜80を薄く形成
し、且つその上に細帯電極102を設けるようにすれ
ば、十分な変位量を得ることができる。
For example, a protective film made of an insulating material or the like may be further provided on the piezoelectric active portion 320, and the piezoelectric active portion 320 may be covered with this protective film. This can prevent the piezoelectric film 70 from being broken due to the external environment and the like, and can improve the durability. Further, even in such a configuration, a sufficient amount of displacement can be obtained by forming the upper electrode film 80 thin as described above and providing the narrow band electrode 102 thereon.

【0090】また、例えば、上述の実施形態では、圧力
発生室12の長手方向一端部近傍から周壁上に亘って配
線用下電極膜61を設け、この配線用下電極膜61と上
電極膜80とをリード電極101によって接続するよう
にしたが、これに限定されず、例えば、配線用下電極膜
61を設けずに、周壁上にリード電極101を延設し、
リード電極101と外部配線とを直接接続するようにし
てもよい。
In the above-described embodiment, for example, the wiring lower electrode film 61 is provided from the vicinity of one longitudinal end of the pressure generating chamber 12 to the peripheral wall, and the wiring lower electrode film 61 and the upper electrode film 80 are provided. Are connected by the lead electrode 101, but the present invention is not limited to this. For example, the lead electrode 101 is extended on the peripheral wall without providing the lower electrode film 61 for wiring,
You may make it connect the lead electrode 101 and external wiring directly.

【0091】また、例えば、上述した封止板20の他、
共通インク室形成基板30をガラスセラミックス製とし
てもよく、さらには、薄肉膜41を別部材としてガラス
セラミックス製としてもよく、材料、構造等の変更は自
由である。
For example, in addition to the sealing plate 20 described above,
The common ink chamber forming substrate 30 may be made of glass ceramic, and further, the thin film 41 may be made of glass ceramic as a separate member, and the material, structure, and the like can be freely changed.

【0092】また、上述した実施形態では、ノズル開口
を流路形成基板10の端面に形成しているが、面に垂直
な方向に突出するノズル開口を形成してもよい。
In the above-described embodiment, the nozzle openings are formed on the end surface of the flow path forming substrate 10. However, the nozzle openings may be formed to project in a direction perpendicular to the surface.

【0093】このように構成した実施形態の分解斜視図
を図10、その流路の断面を図11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、共通インク室形成基板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. 10 is an exploded perspective view of the embodiment configured as described above, and FIG. 11 is a cross-sectional view of the flow path. In this embodiment, the nozzle openings 11 are bored in the nozzle substrate 120 opposite to the piezoelectric element, and the nozzle communication ports 22 for communicating the nozzle openings 11 and the pressure generating chambers 12 are formed with the sealing plate 20 and the common ink chamber. It is arranged so as to penetrate the formation substrate 30, the thin plate 41A, and the ink chamber side plate 40A.

【0094】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
40A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 40A. Is omitted.

【0095】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.

【0096】このように、本発明は、その趣旨に反しな
い限り、種々の構造のインクジェット式記録ヘッドに応
用することができる。
As described above, the present invention can be applied to ink-jet recording heads having various structures, as long as the gist of the present invention is not contradicted.

【0097】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12
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 or the like, and is mounted on an ink jet recording apparatus. FIG.
FIG. 1 is a schematic view showing an example of the ink jet recording apparatus.

【0098】図12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. 12, recording head units 1A and 1B having an ink jet recording head are
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.

【0099】そして、駆動モータ6の駆動力が図示しな
い複数の歯車およびタイミングベルト7を介してキャリ
ッジ3に伝達されることで、記録ヘッドユニット1A及
び1Bを搭載したキャリッジ3はキャリッジ軸5に沿っ
て移動される。一方、装置本体4にはキャリッジ軸5に
沿ってプラテン8が設けられており、図示しない給紙ロ
ーラなどにより給紙された紙等の記録媒体である記録シ
ートSがプラテン8に巻き掛けられて搬送されるように
なっている。
Then, the driving force of the driving motor 6 is transmitted to the carriage 3 via a plurality of gears (not shown) and the timing belt 7, 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, a platen 8 is provided on the apparatus main body 4 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.

【0100】[0100]

【発明の効果】以上説明したように本発明では、上電極
をその剛性により圧電体能動部の駆動を妨げない程度に
薄い膜厚で形成するようにしたので、圧電体能動部の変
位量を著しく向上することができる。また、上電極上に
その長手方向に亘って圧電体能動部の幅よりも細い幅を
有する細帯電極を形成するようにしたので、上電極の膜
厚が薄くても、この細帯電極を介して上電極に圧電体能
動部の駆動に十分な電流を流入させることができる。こ
れにより、圧電体能動部の駆動量が向上すると共に、高
速駆動することのできるインクジェット式記録ヘッドを
実現することができる。
As described above, according to the present invention, the upper electrode is formed with such a small thickness as not to hinder the driving of the piezoelectric active portion due to its rigidity. It can be significantly improved. In addition, since the narrow electrode having a width smaller than the width of the piezoelectric active portion is formed on the upper electrode in the longitudinal direction, even if the thickness of the upper electrode is thin, the narrow electrode is formed. Through the upper electrode, a current sufficient for driving the piezoelectric active portion can flow into the upper electrode. Thereby, the driving amount of the piezoelectric active portion is improved, and an ink jet recording head that can be driven at high speed can be realized.

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

【図1】本発明の一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. 1 is an exploded perspective view of an ink jet recording head according to an 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
録ヘッドの要部平面図及び断面図である。
FIG. 6 is a plan view and a cross-sectional view of a main part of the inkjet 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記
録ヘッドの変形例を示す要部平面図及び断面図である。
FIGS. 7A and 7B are a plan view and a cross-sectional view of a main part showing a modified example of the ink jet recording head according to the first embodiment of the invention.

【図8】本発明の実施形態1に係るインクジェット式記
録ヘッドの変形例を示す要部平面図である。
FIG. 8 is a main part plan view showing a modification of the ink jet recording head according to Embodiment 1 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
録ヘッドの変形例を示す要部平面図である。
FIG. 9 is a main part plan view showing a modification of the ink jet recording head according to Embodiment 1 of the present invention.

【図10】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. 10 is an exploded perspective view of an ink jet recording head according to another embodiment of the present invention.

【図11】本発明の他の実施形態に係るインクジェット
式記録ヘッドを示す断面図である。
FIG. 11 is a cross-sectional view showing an ink jet recording head according to another embodiment of the present invention.

【図12】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. 12 is a schematic diagram of an ink jet recording apparatus according to an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 流路形成基板 12 圧力発生室 50 弾性膜 60 下電極膜 61 配線用下電極膜 70 圧電体膜 80 上電極膜 101,101A リード電極 102,102A,102B 細帯電極 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 61 lower electrode film for wiring 70 piezoelectric film 80 upper electrode film 101, 101A lead electrode 102, 102A, 102B narrow electrode 300 piezoelectric element 320 piezoelectric active Department

Claims (18)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ノズル開口に連通する圧力発生室と、こ
の圧力発生室に対応する領域に振動板を介して設けられ
た下電極、該下電極上に設けられた圧電体層及び該圧電
体層の表面に設けられた上電極からなる圧電素子とを備
え、前記圧力発生室に対向する領域に前記圧電素子の実
質的な駆動部となる圧電体能動部を形成したインクジェ
ット式記録ヘッドにおいて、 前記上電極上の前記圧電体能動部となる領域には、前記
上電極の長手方向に亘って当該上電極の幅よりも細い幅
を有する細帯電極が形成されていることを特徴とするイ
ンクジェット式記録ヘッド。
1. A pressure generating chamber communicating with a nozzle opening, a lower electrode provided in a region corresponding to the pressure generating chamber via a diaphragm, a piezoelectric layer provided on the lower electrode, and the piezoelectric body A piezoelectric element comprising an upper electrode provided on the surface of the layer, and an ink jet recording head in which a piezoelectric active portion serving as a substantial driving portion of the piezoelectric element is formed in a region facing the pressure generating chamber, An ink jet printing method, wherein a narrow band electrode having a width smaller than the width of the upper electrode is formed in a region on the upper electrode which is to be the piezoelectric active portion over a longitudinal direction of the upper electrode. Type recording head.
【請求項2】 請求項1において、前記圧電体層は、結
晶が優先配向していることを特徴とするインクジェット
式記録ヘッド。
2. The ink jet recording head according to claim 1, wherein crystals of the piezoelectric layer are preferentially oriented.
【請求項3】 請求項2において、前記圧電体層は、結
晶が柱状となっていることを特徴とするインクジェット
式記録ヘッド。
3. The ink-jet recording head according to claim 2, wherein the piezoelectric layer has a columnar crystal.
【請求項4】 請求項1〜3の何れかにおいて、前記上
電極と外部配線とを接続するリード電極が、前記細帯電
極から連続的に設けられていることを特徴とするインク
ジェット式記録ヘッド。
4. The ink jet recording head according to claim 1, wherein a lead electrode for connecting the upper electrode to an external wiring is provided continuously from the narrow band electrode. .
【請求項5】 請求項1〜4の何れかにおいて、前記細
帯電極により覆われた面積が、前記圧電体能動部の面積
の1/4以下であることを特徴とするインクジェット式
記録ヘッド。
5. The ink jet recording head according to claim 1, wherein the area covered by the narrow band electrode is equal to or less than 1 / of the area of the piezoelectric active portion.
【請求項6】 請求項1〜5の何れかにおいて、前記細
帯電極が前記圧電体能動部の幅方向略中央部に延設され
ていることを特徴とするインクジェット式記録ヘッド。
6. An ink jet recording head according to claim 1, wherein said narrow band electrode is extended substantially at the center in the width direction of said piezoelectric active portion.
【請求項7】 請求項1〜6の何れかにおいて、前記上
電極の少なくとも前記圧電体能動部となる領域は、電気
的に連続な膜厚で形成されていることを特徴とするイン
クジェット式記録ヘッド。
7. An ink jet recording method according to claim 1, wherein at least a region of said upper electrode to be said piezoelectric active portion is formed to have an electrically continuous film thickness. head.
【請求項8】 請求項1〜7の何れかにおいて、前記上
電極の少なくとも前記圧電体能動部となる領域の膜厚
は、50nm未満であることを特徴とするインクジェッ
ト式記録ヘッド。
8. The ink jet recording head according to claim 1, wherein a film thickness of at least a region of said upper electrode to be said piezoelectric active portion is less than 50 nm.
【請求項9】 請求項1〜8の何れかにおいて、前記圧
力発生室の長手方向一端部に前記下電極の端部があり、
且つ前記圧電体層及び前記上電極はその外側まで延設さ
れ、当該下電極の端部が前記圧電体能動部の一端部とな
っていることを特徴とするインクジェット式記録ヘッ
ド。
9. The pressure generating chamber according to claim 1, wherein an end of the lower electrode is provided at one end in a longitudinal direction of the pressure generating chamber,
Further, the piezoelectric layer and the upper electrode extend to the outside thereof, and an end of the lower electrode serves as one end of the piezoelectric active section.
【請求項10】 請求項4〜9の何れかにおいて、前記
リード電極が前記圧力発生室の周壁上を延設されて、前
記外部配線と接続されていることを特徴とするインクジ
ェット式記録ヘッド。
10. An ink jet recording head according to claim 4, wherein said lead electrode extends on a peripheral wall of said pressure generating chamber and is connected to said external wiring.
【請求項11】 請求項4〜9の何れかにおいて、前記
下電極とは不連続に設けられ且つ一端が前記外部配線に
接続される配線用下電極が前記各圧電素子毎に設けら
れ、当該配線用下電極と前記上電極とが前記リード電極
を介して接続されていることを特徴とするインクジェッ
ト式記録ヘッド。
11. The piezoelectric element according to claim 4, wherein a wiring lower electrode is provided for each of the piezoelectric elements, the wiring lower electrode being provided discontinuously from the lower electrode and having one end connected to the external wiring. An ink jet recording head, wherein a lower electrode for wiring and the upper electrode are connected via the lead electrode.
【請求項12】 請求項1〜11の何れかにおいて、前
記下電極は、前記圧力発生室の幅方向両側の隔壁及び隣
接する前記圧力発生室に対向する領域まで連続して設け
られていることを特徴とするインクジェット式記録ヘッ
ド。
12. The pressure sensor according to claim 1, wherein the lower electrode is provided continuously up to the partition wall on both sides in the width direction of the pressure generating chamber and a region facing the adjacent pressure generating chamber. An ink jet recording head characterized by the following.
【請求項13】 請求項1〜11の何れかにおいて、前
記圧電素子を構成する前記下電極は前記圧力発生室毎に
設けられ、その少なくとも幅方向両端部が当該圧力発生
室に対向する領域内に位置し、前記圧力発生室の長手方
向一端部から前記圧力発生室の周壁上まで延設されてい
ることを特徴とするインクジェット式記録ヘッド。
13. The pressure generating chamber according to claim 1, wherein the lower electrode constituting the piezoelectric element is provided for each of the pressure generating chambers, and at least both ends in the width direction of the piezoelectric element face the pressure generating chamber. And extending from one longitudinal end of the pressure generating chamber to a peripheral wall of the pressure generating chamber.
【請求項14】 請求項13において、前記下電極の周
壁上までの延設方向と前記リード電極の周壁上までの延
設方向とが異なることを特徴とするインクジェット式記
録ヘッド。
14. The ink jet recording head according to claim 13, wherein a direction in which the lower electrode extends on the peripheral wall is different from a direction in which the lead electrode extends on the peripheral wall.
【請求項15】 請求項13において、前記下電極の周
壁上までの延設方向と前記リード電極の周壁上までの延
設方向とが同方向であることを特徴とするインクジェッ
ト式記録ヘッド。
15. The ink jet recording head according to claim 13, wherein a direction in which the lower electrode extends on the peripheral wall and a direction in which the lead electrode extends on the peripheral wall are the same.
【請求項16】 請求項13において、前記下電極は、
前記圧力発生室に対向する領域の長手方向の少なくとも
一端部近傍から幅方向外側へ延設されて共通電極となっ
ていることを特徴とするインクジェット式記録ヘッド。
16. The method according to claim 13, wherein the lower electrode comprises:
An ink jet recording head, which extends from at least one end in the longitudinal direction of the region facing the pressure generating chamber to the outside in the width direction to form a common electrode.
【請求項17】 請求項1〜16の何れかにおいて、前
記圧力発生室がシリコン単結晶基板に異方性エッチング
により形成され、前記圧電素子の各層が成膜及びリソグ
ラフィ法により形成されたものであることを特徴とする
インクジェット式記録ヘッド。
17. The pressure generating chamber according to claim 1, wherein the pressure generating chamber is formed on a silicon single crystal substrate by anisotropic etching, and each layer of the piezoelectric element is formed by film formation and a lithography method. An ink jet recording head, comprising:
【請求項18】 請求項1〜17の何れかのインクジェ
ット式記録ヘッドを具備することを特徴とするインクジ
ェット式記録装置。
18. An ink jet recording apparatus comprising the ink jet recording head according to claim 1. Description:
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