JP2002225267A - Ink-jet recording head, its manufacturing method, and ink-jet recorder - Google Patents

Ink-jet recording head, its manufacturing method, and ink-jet recorder

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JP2002225267A
JP2002225267A JP2001027413A JP2001027413A JP2002225267A JP 2002225267 A JP2002225267 A JP 2002225267A JP 2001027413 A JP2001027413 A JP 2001027413A JP 2001027413 A JP2001027413 A JP 2001027413A JP 2002225267 A JP2002225267 A JP 2002225267A
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JP
Japan
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pressure generating
generating chamber
jet recording
recording head
ink jet
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JP2001027413A
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Japanese (ja)
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Takeshi Yasojima
健 八十島
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
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    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
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    • B41J2/135Nozzles
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    • B41J2/14201Structure of print heads with piezoelectric elements
    • B41J2/14233Structure of print heads with piezoelectric elements of film type, deformed by bending and disposed on a diaphragm
    • B41J2002/14241Structure of print heads with piezoelectric elements of film type, deformed by bending and disposed on a diaphragm having a cover around the piezoelectric thin film element
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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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 which prevents crosstalk and improves an ink discharge characteristic, its manufacturing method, and an ink-jet recorder. SOLUTION: The ink-jet recording head is equipped with a fluid passage forming substrate 10 consisting of a silicon single crystal substrate in which a pressure generation chamber 12 communicating with a nozzle opening 21 is partitioned, a lower substrate 60 set through a diaphragm 50 on one face side of the fluid passage forming substrate 10, and a piezoelectric element 300 comprising a piezoelectric layer 70 and an upper electrode 80. At least at one part in a longitudinal direction of the side face of the pressure generation chamber 12, a curvature part 15 in which the side face is curved to the standard face in a longitudinal direction is set.

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を振動板で構
成し、この振動板を介して圧電素子を設けて、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
録ヘッド及びその製造方法並びにインクジェット式記録
装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pressure generating chamber which communicates with a nozzle opening for discharging ink droplets, which is constituted by a vibrating plate. TECHNICAL FIELD The present invention relates to an ink-jet recording head for ejecting ink droplets by a method, a method for manufacturing the same, and an ink-jet recording apparatus.

【0002】[0002]

【従来技術】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 and to form an ink through the nozzle opening. Ink jet recording heads that eject droplets use a longitudinal vibration mode piezoelectric actuator in which piezoelectric elements expand and contract in the axial direction, and a flexural vibration mode piezoelectric actuator.
The types have been put to practical use.

【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、このよ
うなインクジェット式記録ヘッドでは、圧力発生室が流
路形成基板を貫通して形成されているため、圧力発生室
の配列密度を高くすると、圧力発生室を区画する隔壁の
厚みが薄くなり、隣接する圧力発生室間でクロストーク
が発生するという問題がある。
However, in such an ink jet recording head, since the pressure generating chambers are formed to penetrate the flow path forming substrate, when the arrangement density of the pressure generating chambers is increased, the pressure generating chambers will not generate pressure. There is a problem that the thickness of the partition wall that partitions the chamber becomes thin, and crosstalk occurs between adjacent pressure generating chambers.

【0008】また、圧力発生室の内面は平坦であるた
め、圧力発生室を画成する隔壁が倒れ易いという問題
や、インクの流路抵抗が低くインク吐出後の圧力発生室
内のインクが減衰するのに時間がかかり、良好なインク
吐出特性が得られないという問題がある。
In addition, since the inner surface of the pressure generating chamber is flat, the partition wall defining the pressure generating chamber is apt to fall down, and the flow resistance of the ink is low, so that the ink in the pressure generating chamber after ink ejection is attenuated. However, there is a problem that it takes a long time to obtain good ink ejection characteristics.

【0009】本発明はこのような事情に鑑み、クロスト
ークを防止すると共にインク吐出特性を向上したインク
ジェット式記録ヘッド及びその製造方法並びにインクジ
ェット式記録装置を提供することを課題とする。
In view of such circumstances, an object of the present invention is to provide an ink jet recording head which prevents crosstalk and has improved ink ejection characteristics, a method of manufacturing the same, and an ink jet recording apparatus.

【0010】[0010]

【発明が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が
画成されたシリコン単結晶基板からなる流路形成基板
と、該流路形成基板の一方面側に振動板を介して下電
極、圧電体層及び上電極からなる圧電素子とを具備する
インクジェット式記録ヘッドにおいて、前記圧力発生室
の側面の長手方向の少なくとも一部に、前記側面が長手
方向の基準面に対して湾曲する湾曲部を有することを特
徴とするインクジェット式記録ヘッドにある。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a flow path forming substrate comprising a silicon single crystal substrate in which a pressure generating chamber communicating with a nozzle opening is defined. In an ink jet recording head including a lower electrode, a piezoelectric element including a piezoelectric layer and an upper electrode via a vibration plate on one surface side of a path forming substrate, at least a part of a side surface of the pressure generating chamber in a longitudinal direction is provided. An ink jet recording head is characterized in that the side surface has a curved portion curved with respect to a reference surface in a longitudinal direction.

【0011】かかる第1の態様では、圧力発生室を画成
する隔壁の剛性が増加すると共に圧力発生室内のインク
の流路抵抗が大きくなり圧力発生室内のインクの振動の
減衰時間が短縮される。
In the first aspect, the rigidity of the partition walls defining the pressure generating chamber increases, and the flow resistance of the ink in the pressure generating chamber increases, so that the decay time of the vibration of the ink in the pressure generating chamber is shortened. .

【0012】本発明の第2の態様は、第1の態様におい
て、前記湾曲部が前記側面の長手方向の全面に亘って連
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。
A second aspect of the present invention is the ink jet recording head according to the first aspect, wherein the curved portion is provided continuously over the entire surface of the side surface in the longitudinal direction. .

【0013】かかる第2の態様では、圧力発生室を画成
する隔壁の剛性が確実に増加すると共に圧力発生室内の
インクの流路抵抗が確実に大きくなる。
In the second aspect, the rigidity of the partition walls defining the pressure generating chamber is reliably increased, and the flow resistance of the ink in the pressure generating chamber is reliably increased.

【0014】本発明の第3の態様は、第2の態様におい
て、前記圧力発生室を画成する隔壁の厚さが略一定とな
るように前記湾曲部が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 third aspect of the present invention, in the second aspect, the curved portion is provided such that a thickness of a partition wall defining the pressure generating chamber is substantially constant. In the ink jet recording head.

【0015】かかる第3の態様では、隔壁の厚さを略一
定となるように湾曲部を設けることにより、隔壁の剛性
を高めてクロストークを防止できる。
In the third aspect, by providing the curved portion so that the thickness of the partition is substantially constant, the rigidity of the partition can be increased and crosstalk can be prevented.

【0016】本発明の第4の態様は、第1の態様におい
て、前記湾曲部が前記ノズル開口近傍に設けられている
と共に当該湾曲部によって前記圧力発生室の幅が広く形
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 fourth aspect of the present invention, in the first aspect, the curved portion is provided near the nozzle opening and the width of the pressure generating chamber is widened by the curved portion. The feature is the ink jet recording head.

【0017】かかる第4の態様では、流路形成基板とノ
ズルプレートとの接合時に圧力発生室とノズル開口とを
容易且つ確実に連通することができる。
According to the fourth aspect, the pressure generating chamber and the nozzle opening can be easily and reliably connected to each other when the flow path forming substrate and the nozzle plate are joined.

【0018】本発明の第5の態様は、第1の態様におい
て、前記湾曲部が前記圧力発生室にインクを供給するイ
ンク供給路側の端部近傍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 fifth aspect of the present invention, in the first aspect, the curved portion is provided near an end on an ink supply path side for supplying ink to the pressure generating chamber. In the recording head.

【0019】かかる第5の態様では、湾曲部によりイン
ク供給路側に戻る圧力を減少させることができ、低い駆
動電圧でインクを吐出することができる。
In the fifth aspect, the pressure returning to the ink supply path side can be reduced by the curved portion, and the ink can be ejected with a low driving voltage.

【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、前記シリコン単結晶基板の主面が(1
10)方位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 sixth aspect of the present invention, in any one of the first to fifth aspects, the main surface of the silicon single crystal substrate is (1).
10) An ink jet recording head characterized in that the orientation is azimuth.

【0021】かかる第6の態様では、湾曲部を有する圧
力発生室を容易且つ高精度に形成できる。
In the sixth aspect, the pressure generating chamber having the curved portion can be formed easily and with high precision.

【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、前記圧力発生室及び前記湾曲部が前記
流路形成基板を異方性エッチングすることにより形成さ
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, the pressure generating chamber and the curved portion are formed by anisotropically etching the flow path forming substrate. An ink jet recording head is characterized in that:

【0023】かかる第7の態様では、異方性エッチング
により容易且つ高精度に湾曲部を有する圧力発生室を形
成できる。
In the seventh aspect, the pressure generating chamber having the curved portion can be easily and accurately formed by the anisotropic etching.

【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、前記圧電体層がチタン酸ジルコン酸鉛
(PZT)から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。
An eighth aspect of the present invention is the ink jet recording head according to any one of the first to seventh aspects, wherein the piezoelectric layer is made of lead zirconate titanate (PZT).

【0025】かかる第8の態様では、圧電素子を高密度
に配設でき、ヘッドを小型化できる。
In the eighth aspect, the piezoelectric elements can be arranged at a high density, and the head can be reduced in size.

【0026】本発明の第9の態様は、第1〜8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。
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided an ink jet recording apparatus comprising the ink jet recording head according to any one of the first to eighth aspects.

【0027】かかる第9の態様では、インク吐出特性を
向上したインクジェット式記録装置を実現することがで
きる。
According to the ninth aspect, it is possible to realize an ink jet recording apparatus with improved ink ejection characteristics.

【0028】本発明の第10の態様は、ノズル開口に連
通する圧力発生室が画成されるシリコン単結晶基板から
なる流路形成基板と、該流路形成基板の一方面側に振動
板を介して成膜及びリソグラフィ法により形成された薄
膜からなる下電極、圧電体層及び上電極からなる圧電素
子を形成するインクジェット式記録ヘッドの製造方法に
おいて、前記流路形成基板の一方面に前記振動板及び下
電極を形成すると共に他方面に保護膜を形成する工程
と、前記保護膜の前記圧力発生室となる領域の少なくと
も一部を薄く又は除去して除去部を形成する工程と、前
記圧電体層となる(PZT)前駆体を塗布すると共に焼
成する工程と、前記圧電体層上に前記上電極を成膜し、
前記圧電体層及び上電極をパターニングして前記圧電素
子を形成する工程と、前記保護膜をマスクパターンとし
て異方性エッチングすることにより前記除去部に対向す
る側面に長手方向の基準面に対して湾曲する湾曲部を有
する前記圧力発生室を形成する工程とを有することを特
徴とするインクジェット式記録ヘッドの製造方法にあ
る。
According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a flow path forming substrate formed of a silicon single crystal substrate in which a pressure generating chamber communicating with a nozzle opening is formed, and a diaphragm provided on one side of the flow path forming substrate. In a method of manufacturing an ink jet recording head for forming a piezoelectric element including a lower electrode, a piezoelectric layer, and an upper electrode formed of a thin film formed by film formation and a lithography method, the vibration is applied to one surface of the flow path forming substrate. Forming a plate and a lower electrode and forming a protective film on the other surface, forming or removing at least a part of a region of the protective film that becomes the pressure generating chamber to form a removed portion, Applying and firing a (PZT) precursor to be a body layer, forming the upper electrode on the piezoelectric layer,
A step of patterning the piezoelectric layer and the upper electrode to form the piezoelectric element, and an anisotropic etching using the protective film as a mask pattern to a side surface facing the removed portion with respect to a longitudinal reference plane. Forming the pressure generating chamber having a curved portion that bends.

【0029】かかる第10の態様では、湾曲部を有する
圧力発生室を容易且つ高精度に形成することができる。
In the tenth aspect, the pressure generating chamber having the curved portion can be easily and accurately formed.

【0030】本発明の第11の態様は、第10の態様に
おいて、前記除去部を前記圧力発生室が形成される領域
に亘って形成し、前記圧力発生室の側面の長手方向の全
面に亘って前記湾曲部を連続して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にある。
According to an eleventh aspect of the present invention, in the tenth aspect, the removing portion is formed over a region where the pressure generating chamber is formed, and is formed over the entire lengthwise side surface of the pressure generating chamber. And forming the curved portion continuously.

【0031】かかる第11の態様では、湾曲部を容易且
つ高精度に形成することができる。
In the eleventh aspect, the curved portion can be formed easily and with high precision.

【0032】本発明の第12の態様は、第11の態様に
おいて、前記圧力発生室を画成する隔壁の厚さが略一定
となるように前記湾曲部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にある。
According to a twelfth aspect of the present invention, in the ink jet type according to the eleventh aspect, the curved portion is formed such that a thickness of a partition wall defining the pressure generating chamber is substantially constant. A method for manufacturing a recording head.

【0033】かかる第12の態様では、隔壁の厚さを略
一定となるように湾曲部を設けることにより、隔壁の剛
性を高めてクロストークを防止できる。
In the twelfth aspect, by providing the curved portion so that the thickness of the partition is substantially constant, the rigidity of the partition can be increased and crosstalk can be prevented.

【0034】本発明の第13の態様は、第10の態様に
おいて、前記除去部を前記圧力発生室の前記ノズル開口
と連通する領域に形成し、前記圧力発生室の前記ノズル
開口と連通する領域に前記湾曲部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にある。
According to a thirteenth aspect of the present invention, in the tenth aspect, the removing portion is formed in a region communicating with the nozzle opening of the pressure generating chamber, and is formed in a region communicating with the nozzle opening of the pressure generating chamber. The method of manufacturing an ink jet recording head according to claim 1, wherein the curved portion is formed.

【0035】かかる第13の態様では、湾曲部を圧力発
生室のノズル開口に連通する領域に容易且つ高精度に形
成することができると共にノズルプレートと流路形成基
板との接合時に圧力発生室とノズル開口とを容易且つ確
実に連通することができる。
According to the thirteenth aspect, the curved portion can be easily and accurately formed in a region communicating with the nozzle opening of the pressure generating chamber, and the pressure generating chamber can be formed at the time of joining the nozzle plate and the flow path forming substrate. It is possible to easily and surely communicate with the nozzle opening.

【0036】本発明の第14の態様は、第10の態様に
おいて、前記除去部を前記圧力発生室にインクを供給す
るインク供給路側の端部近傍に形成し、前記圧力発生室
の前記インク供給路側の領域に前記湾曲部を形成するこ
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
にある。
According to a fourteenth aspect of the present invention, in the tenth aspect, the removing section is formed near an end on an ink supply path side for supplying ink to the pressure generating chamber, and the ink supply section of the pressure generating chamber is provided. A method of manufacturing an ink jet recording head, wherein the curved portion is formed in a roadside area.

【0037】かかる第14の態様では、湾曲部をインク
供給路側に容易且つ高精度に形成することができると共
に圧力発生室内のインクがインク供給路側に戻るのを防
止して低い駆動電圧でインクを吐出することができる。
In the fourteenth aspect, the curved portion can be easily and accurately formed on the ink supply path side, and the ink in the pressure generating chamber is prevented from returning to the ink supply path side so that the ink is supplied at a low driving voltage. Can be ejected.

【0038】本発明の第15の態様は、第10〜14の
何れかの態様において、前記圧電体層がチタン酸ジルコ
ン酸鉛(PZT)からな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にある。
A fifteenth aspect of the present invention is the method for manufacturing an ink jet recording head according to any one of the tenth to fourteenth aspects, wherein the piezoelectric layer is made of lead zirconate titanate (PZT). It is in.

【0039】かかる第15の態様では、圧電素子を高密
度に配設でき、ヘッドを小型化できる。
In the fifteenth aspect, the piezoelectric elements can be arranged at a high density, and the head can be reduced in size.

【0040】本発明の第16の態様は、第10〜15の
何れかの態様において、前記シリコン単結晶基板の主面
が(110)方位であ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にある。
A sixteenth aspect of the present invention is the method for manufacturing an ink jet recording head according to any one of the tenth to fifteenth aspects, wherein the main surface of the silicon single crystal substrate has a (110) orientation. It is in.

【0041】かかる第16の態様では、湾曲部を有する
圧力発生室を容易且つ高精度に形成することができる。
According to the sixteenth aspect, the pressure generating chamber having the curved portion can be formed easily and with high precision.

【0042】[0042]

【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.

【0043】(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、インクジェット式記録ヘッドの平面図
であり、図3は、インクジェット式記録ヘッドの圧力発
生室の断面図及びそのA−A′断面図である。
(Embodiment 1) FIG. 1 is an exploded perspective view showing an ink jet recording head according to Embodiment 1 of the present invention, FIG. 2 is a plan view of the ink jet recording head, and FIG. It is sectional drawing of the pressure generation chamber of an ink jet type recording head, and its AA 'sectional drawing.

【0044】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。
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. One surface of the flow path forming substrate 10 is an opening surface,
On the other surface, an elastic film 50 having a thickness of 0.1 to 2 μm and made of silicon dioxide formed in advance by thermal oxidation is formed.

【0045】この流路形成基板10には、異方性エッチ
ングすることにより、複数の隔壁11によって区画され
た圧力発生室12が幅方向に並設されている。また、そ
の長手方向外側には、後述するリザーバ形成基板のリザ
ーバ部に連通して各圧力発生室12の共通のインク室と
なるリザーバ100の一部を構成する連通部13が形成
され、各圧力発生室12の長手方向一端部とそれぞれイ
ンク供給路14を介して連通されている。
In the flow path forming substrate 10, pressure generating chambers 12 partitioned by a plurality of partition walls 11 are anisotropically etched so as to be arranged side by side in the width direction. On the outside in the longitudinal direction, there is formed a communication part 13 which forms a part of a reservoir 100 which communicates with a reservoir part of a reservoir forming substrate which will be described later and serves as a common ink chamber of each pressure generation chamber 12. Each of the generating chambers 12 communicates with one longitudinal end of the generating chamber 12 via an ink supply path 14.

【0046】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)と約35度の角度をなす第2の(11
1)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1/18
0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(111)
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 a 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 The second (11) which forms an angle of about 70 degrees with the (111) plane and forms an angle of about 35 degrees with the above (110).
1) plane appears, and the etching rate of the (111) plane is about 1/18 as compared with the etching rate of the (110) plane.
This is performed using the property of being 0. By such anisotropic etching, two first (111)
Precision processing can be performed based on the depth processing of a parallelogram formed by two surfaces and two oblique second (111) surfaces, and the pressure generating chambers 12 can be arranged at high density.

【0047】なお、本実施形態では、各圧力発生室12
の長辺を第1の(111)面を基準として、詳しくは後
述するが圧力発生室12の幅方向に湾曲する湾曲部で形
成し、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10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。ここで、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。また、各圧力発生室12の一端に連通する各イ
ンク供給路14は、圧力発生室12より浅く形成されて
いる。すなわち、インク供給路14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。
In this embodiment, each pressure generating chamber 12
The long side is formed by a curved portion that is curved in the width direction of the pressure generating chamber 12 and the short side is formed by the second (111) plane with reference to the first (111) plane. I have. The pressure generating chamber 12 is formed by etching until it reaches the elastic film 50 substantially through the flow path forming substrate 10. Here, the amount of the elastic film 50 that is attacked by the alkaline solution for etching the silicon single crystal substrate is extremely small. Further, each ink supply passage 14 communicating with one end of each pressure generating chamber 12 is formed shallower than the pressure generating chamber 12. That is, the ink supply path 14 is formed by partially etching (half-etching) the silicon single crystal substrate in the thickness direction. Note that the half etching is performed by adjusting the etching time.

【0048】このような流路形成基板10の厚さは、圧
力発生室12を配列密度に合わせて最適な厚さを選択す
ればよく、例えば、1インチ当たり180個程度の配列
密度であれば、流路形成基板10の厚さは、220μm
程度であればよいが、例えば、1インチ当たり200個
以上と比較的高密度に配列する場合には、流路形成基板
10の厚さは、100μm以下と比較的薄くするのが好
ましい。これは、隣接する圧力発生室12間の隔壁11
の剛性を保ちつつ、配列密度を高くできるからである。
The thickness of such a flow path forming substrate 10 may be determined by selecting an optimum thickness according to the arrangement density of the pressure generating chambers 12. For example, if the arrangement density is about 180 per inch, , The thickness of the flow path forming substrate 10 is 220 μm
However, for example, in the case of arranging at a relatively high density of 200 or more per inch, the thickness of the flow path forming substrate 10 is preferably set to be relatively thin at 100 μm or less. This is because the partition 11 between the adjacent pressure generating chambers 12
This is because the arrangement density can be increased while maintaining the rigidity.

【0049】また、圧力発生室12の側面の長手方向の
少なくとも一部、例えば、本実施形態では圧力発生室1
2の長手方向の全面に亘って、側面が長手方向の基準面
に対して湾曲する湾曲部15が設けられている。ここで
長手方向の基準面とは、流路形成基板10の表面の(1
10)面に対して垂直な第1の(111)面のことであ
り、湾曲部15は、第1の(111)面に対して圧力発
生室12の幅方向両側に連続して突出するように湾曲し
ている。また、この湾曲部15は、圧力発生室12の深
さ方向には湾曲せずに表面に対しては垂直となるように
形成されている。
Further, at least a part of the side surface of the pressure generating chamber 12 in the longitudinal direction, for example, in this embodiment, the pressure generating chamber 1
A curved portion 15 whose side surface is curved with respect to the reference surface in the longitudinal direction is provided over the entire surface in the longitudinal direction. Here, the reference plane in the longitudinal direction is defined as (1) on the surface of the flow path forming substrate 10.
The first (111) plane perpendicular to the (10) plane, and the curved portion 15 continuously protrudes on both sides in the width direction of the pressure generating chamber 12 with respect to the first (111) plane. It is curved. The curved portion 15 is formed so as not to bend in the depth direction of the pressure generating chamber 12 but to be perpendicular to the surface.

【0050】なお、隔壁11の両側面に設けられる湾曲
部15は、圧力発生室12の長手方向で隔壁11の厚さ
が略均一となるように形成するのが好ましい。これによ
り、隔壁11の剛性を均一化することができ、インク吐
出特性を向上することができる。
The curved portions 15 provided on both side surfaces of the partition 11 are preferably formed so that the thickness of the partition 11 is substantially uniform in the longitudinal direction of the pressure generating chamber 12. Thereby, the rigidity of the partition 11 can be made uniform, and the ink ejection characteristics can be improved.

【0051】このように、圧力発生室12の側面に湾曲
部15を設けることにより、隔壁11の剛性を高めるこ
とができ、圧力発生室12の配列密度を高くしても隔壁
11を倒れ難くすることができるため、クロストークを
を防止することができる。
As described above, by providing the curved portion 15 on the side surface of the pressure generating chamber 12, the rigidity of the partition wall 11 can be increased, and the partition wall 11 is hard to fall down even if the arrangement density of the pressure generating chambers 12 is increased. Therefore, crosstalk can be prevented.

【0052】また、圧力発生室12の隔壁11の表面に
湾曲部15を設けることにより、圧力発生室12内のイ
ンクの流路抵抗を高めることができるため、吐出動作後
に圧力発生室12内のインクの振動の減衰が短時間で行
われ、高速駆動を実行することができる。
Further, by providing the curved portion 15 on the surface of the partition wall 11 of the pressure generating chamber 12, the flow resistance of the ink in the pressure generating chamber 12 can be increased. The vibration of the ink is attenuated in a short time, and high-speed driving can be performed.

【0053】なお、このような湾曲部15は、詳しくは
後述するが、シリコン単結晶基板の表面にPb等を拡散
させ、異方性エッチングすることにより圧力発生室12
を形成する際に、同時に形成される。
As will be described in detail later, such a curved portion 15 is formed by diffusing Pb or the like on the surface of the silicon single crystal substrate and anisotropically etching the pressure generating chamber 12.
Are formed at the same time as

【0054】また、流路形成基板10の開口面側には、
各圧力発生室12のインク供給路14とは反対側で連通
するノズル開口21が穿設されたノズルプレート20が
接着剤や熱溶着フィルム等を介して固着されている。な
お、ノズルプレート20は、厚さが例えば、0.1〜1
mm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、
又は不錆鋼などからなる。ノズルプレート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。
Further, on the opening side of the flow path forming substrate 10,
A nozzle plate 20 provided with a nozzle opening 21 communicating with the pressure supply chamber 12 on the side opposite to the ink supply path 14 is fixed via an adhesive or a heat welding film. The thickness of the nozzle plate 20 is, for example, 0.1 to 1
mm, the coefficient of linear expansion is 300 ° C. or less, for example, 2.5 to
4.5 [× 10 −6 / ° C.] glass ceramic,
Or made of non-rusting steel. The nozzle plate 20 entirely covers one surface of the flow path forming substrate 10 on one surface, and also serves as a reinforcing plate for protecting the silicon single crystal substrate from impact and external force.

【0055】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21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21は数十μmの径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 21 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 21 need to be formed with a diameter of several tens of μm with high accuracy.

【0056】一方、流路形成基板10に設けられた弾性
膜50の上には、厚さが例えば、約0.2μmの下電極
膜60と、厚さが例えば、約1μmの圧電体層70と、
厚さが例えば、約0.1μmの上電極膜80とが、後述
するプロセスで積層形成されて、圧電素子300を構成
している。ここで、圧電素子300は、下電極膜60、
圧電体層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層70を各圧力発生室1
2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層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という。本実施形態では、下電
極膜60は圧電素子300の共通電極とし、上電極膜8
0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振動板
とを合わせて圧電アクチュエータと称する。なお、上述
した例では、弾性膜50及び下電極膜60が振動板とし
て作用するが、下電極膜が弾性膜を兼ねるようにしても
よい。
On the other hand, the lower electrode film 60 having a thickness of, for example, about 0.2 μm and the piezoelectric layer 70 having a thickness of, for example, about 1 μm are formed on the elastic film 50 provided on the flow path forming substrate 10. When,
The upper electrode film 80 having a thickness of, for example, about 0.1 μm is laminated and formed by a process described later, and forms the piezoelectric element 300. Here, the piezoelectric element 300 includes the lower electrode film 60,
A portion including the piezoelectric layer 70 and the upper electrode film 80. Generally, one of the electrodes of the piezoelectric element 300 is used as a common electrode, and the other electrode and the piezoelectric layer 70 are connected to each of the pressure generating chambers 1.
It is structured by patterning every two. Here, a portion which is constituted by one of the patterned electrodes and the piezoelectric layer 70 and in which a piezoelectric strain is generated by applying a voltage to both electrodes is referred to as a piezoelectric active portion. In the present embodiment, the lower electrode film 60 is a common electrode of the piezoelectric element 300, and the upper electrode film 8
Although 0 is used as the individual electrode of the piezoelectric element 300, there is no problem even if this is reversed for convenience of a drive circuit and wiring. In any case, the piezoelectric active portion is formed for each pressure generating chamber. Also, here, the piezoelectric element 300
The diaphragm and the vibration plate that is displaced by driving the piezoelectric element 300 are collectively referred to as a piezoelectric actuator. In the example described above, the elastic film 50 and the lower electrode film 60 function as a diaphragm, but the lower electrode film may also serve as the elastic film.

【0057】また、圧電素子300の個別電極である上
電極膜80は、圧電素子300の長手方向一端部近傍か
ら弾性膜50上に延設されたリード電極90を介して図
示しない外部配線と接続されている。
The upper electrode film 80, which is an individual electrode of the piezoelectric element 300, is connected to an external wiring (not shown) via a lead electrode 90 extending from the vicinity of one longitudinal end of the piezoelectric element 300 on the elastic film 50. Have been.

【0058】さらに、流路形成基板10の圧電素子30
0側には、リザーバ100の少なくとも一部を構成する
リザーバ部31を有するリザーバ形成基板30が接合さ
れている。このリザーバ部31は、本実施形態では、リ
ザーバ形成基板30を厚さ方向に貫通して圧力発生室1
2の幅方向に亘って形成されており、上述のように流路
形成基板10の連通部13と連通されて各圧力発生室1
2の共通のインク室となるリザーバ100を構成してい
る。
Further, the piezoelectric element 30 of the flow path forming substrate 10
On the 0 side, a reservoir forming substrate 30 having a reservoir portion 31 constituting at least a part of the reservoir 100 is joined. In the present embodiment, the reservoir section 31 penetrates the reservoir forming substrate 30 in the thickness direction, and
2 and is communicated with the communicating portion 13 of the flow path forming substrate 10 as described above, and each of the pressure generating chambers 1 is formed.
The two reservoirs 100 serve as a common ink chamber.

【0059】このようなリザーバ形成基板30として
は、流路形成基板10の熱膨張率と略同一の材料、例え
ば、ガラス、セラミック材料等を用いることが好まし
く、本実施形態では、流路形成基板10と同一材料のシ
リコン単結晶基板を用いて形成した。これにより、両者
を熱硬化性の接着剤を用いた高温での接着であっても確
実に接着することができる。したがって、製造工程を簡
略化することができる。
As the reservoir forming substrate 30, it is preferable to use a material having substantially the same thermal expansion coefficient as that of the flow path forming substrate 10, for example, glass, ceramic material or the like. It was formed using a silicon single crystal substrate of the same material as that of No. 10. Thereby, even if both are bonded at a high temperature using a thermosetting adhesive, they can be securely bonded. Therefore, the manufacturing process can be simplified.

【0060】また、リザーバ形成基板30の圧電素子3
00に対向する領域には、圧電素子300の運動を阻害
しない程度の空間を確保した状態で、その空間を密封可
能な圧電素子保持部32が設けられ、圧電素子300は
この圧電素子保持部32内に密封されている。なお、本
実施形態では、圧電素子保持部32は並設された複数の
圧電素子300を覆う大きさで形成されている。
The piezoelectric element 3 of the reservoir forming substrate 30
A piezoelectric element holding portion 32 capable of sealing the space is provided in a region opposed to the piezoelectric element 300 while securing a space that does not hinder the movement of the piezoelectric element 300. Sealed inside. In the present embodiment, the piezoelectric element holding section 32 is formed to have a size that covers the plurality of piezoelectric elements 300 arranged in parallel.

【0061】さらに、リザーバ形成基板30には、封止
膜41及び固定板42とからなるコンプライアンス基板
40が接合されている。ここで、封止膜41は、剛性が
低く可撓性を有する材料(例えば、厚さが6μmのポリ
フェニレンスルフィド(PPS)フィルム)からなり、
この封止膜41によってリザーバ部31の一方面が封止
されている。また、固定板42は、金属等の硬質の材料
(例えば、厚さが30μmのステンレス鋼(SUS)
等)で形成される。この固定板42のリザーバ100に
対向する領域は、厚さ方向に完全に除去された開口部4
3となっているため、リザーバ100の一方面は可撓性
を有する封止膜41のみで封止され、内部圧力の変化に
よって変形可能な可撓部45となっている。
Further, a compliance substrate 40 including a sealing film 41 and a fixing plate 42 is joined to the reservoir forming substrate 30. Here, the sealing film 41 is made of a material having low rigidity and flexibility (for example, a polyphenylene sulfide (PPS) film having a thickness of 6 μm).
One surface of the reservoir 31 is sealed by the sealing film 41. The fixing plate 42 is made of a hard material such as a metal (for example, stainless steel (SUS) having a thickness of 30 μm).
Etc.). The area of the fixing plate 42 facing the reservoir 100 is the opening 4 completely removed in the thickness direction.
Therefore, one surface of the reservoir 100 is sealed with only the sealing film 41 having flexibility, thereby forming a flexible portion 45 that can be deformed by a change in internal pressure.

【0062】また、このリザーバ100の長手方向略中
央部外側のコンプライアンス基板40上には、リザーバ
100にインクを供給するためのインク導入口44が形
成されている。さらに、リザーバ形成基板30には、イ
ンク導入口44とリザーバ100の側壁とを連通するイ
ンク導入路36が設けられている。
Further, an ink introduction port 44 for supplying ink to the reservoir 100 is formed on the compliance substrate 40 substantially outside the central portion of the reservoir 100 in the longitudinal direction. Further, the reservoir forming substrate 30 is provided with an ink introduction path 36 that communicates the ink introduction port 44 with the side wall of the reservoir 100.

【0063】このような本実施形態のインクジェット式
記録ヘッドは、図示しない外部インク供給手段と接続し
たインク導入口44からインクを取り込み、リザーバ1
00からノズル開口21に至るまで内部をインクで満た
した後、図示しない外部の駆動回路からの記録信号に従
い、圧力発生室12に対応するそれぞれの下電極膜60
と上電極膜80との間に電圧を印加し、弾性膜50、下
電極膜60及び圧電体層70をたわみ変形させることに
より、各圧力発生室12内の圧力が高まりノズル開口2
1からインク滴が吐出する。
The ink jet recording head of this embodiment takes in ink from the ink inlet 44 connected to an external ink supply means (not shown),
After the inside is filled with ink from 00 to the nozzle opening 21, each lower electrode film 60 corresponding to the pressure generating chamber 12 is formed according to a recording signal from an external driving circuit (not shown).
By applying a voltage between the upper electrode film 80 and the elastic film 50, the lower electrode film 60 and the piezoelectric layer 70 are flexed and deformed, the pressure in each pressure generating chamber 12 increases, and the nozzle opening 2
An ink droplet is ejected from 1.

【0064】ここで、このようなインクジェット式記録
ヘッドの製造方法を詳細に説明する。なお、図4及び図
5は、インクジェット式記録ヘッドの製造方法を示す圧
力発生室の並設方向の断面図である。
Here, a method for manufacturing such an ink jet recording head will be described in detail. 4 and 5 are cross-sectional views in the direction in which the pressure generating chambers are juxtaposed, illustrating the method of manufacturing the ink jet recording head.

【0065】まず、図4(a)に示すように、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及び第1の保護膜55を形成する。第1の保護膜
55は、後の工程で圧力発生室12を形成するためのマ
スクパターンとして用いられる。
First, as shown in FIG. 4A, a silicon single crystal substrate wafer serving as the flow path forming substrate 10 is
The elastic film 50 made of silicon dioxide and the first protective film 55 are formed by thermal oxidation in a diffusion furnace at 0 ° C. The first protective film 55 is used as a mask pattern for forming the pressure generating chamber 12 in a later step.

【0066】次に、図4(b)に示すように、スパッタ
リングで下電極膜60を流路形成基板10の弾性膜50
上の全面に亘って形成すると共に所定形状にパターニン
グする。この下電極膜60の材料としては、白金、イリ
ジウム等が好適である。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層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、圧電体層70としてチタン酸ジルコン酸鉛(PZ
T)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、イ
リジウムが好適である。
Next, as shown in FIG. 4B, the lower electrode film 60 is formed by sputtering on the elastic film 50 of the flow path forming substrate 10.
It is formed over the entire upper surface and patterned into a predetermined shape. Preferable materials for the lower electrode film 60 include platinum and iridium. This is because it is necessary to crystallize a piezoelectric layer 70 described later formed by a sputtering method or a sol-gel method by firing at a temperature of about 600 to 1000 ° C. in an air atmosphere or an oxygen atmosphere after the film formation. Because. That is, the material of the lower electrode film 60 must be able to maintain conductivity under such high temperature and oxidizing atmosphere.
In particular, as the piezoelectric layer 70, lead zirconate titanate (PZ
When T) is used, it is desirable that the change in conductivity due to the diffusion of lead oxide is small, and for these reasons, platinum and iridium are preferred.

【0067】次に、図4(c)に示すように、第1の保
護膜55をエッチングして圧力発生室12が形成される
領域の全てが開口するように開口55aを形成する。
Next, as shown in FIG. 4C, the first protective film 55 is etched to form an opening 55a so as to open the entire region where the pressure generating chamber 12 is formed.

【0068】この開口55aは、湾曲部15を形成する
ため、圧電体層70を焼成する際に、シリコン単結晶基
板の表面にPb等を拡散させるためのものであり、本実
施形態では、湾曲部15を圧力発生室12の側面の長手
方向の全面に亘って連続して形成するため、開口55a
を圧力発生室12が形成される領域の全てが開口するよ
うに設けるようにした。
The opening 55a is for diffusing Pb or the like to the surface of the silicon single crystal substrate when the piezoelectric layer 70 is baked in order to form the curved portion 15; Since the portion 15 is formed continuously over the entire longitudinal surface of the side surface of the pressure generating chamber 12, the opening 55a
Is provided so that the entire region where the pressure generating chamber 12 is formed is open.

【0069】また、第1の保護膜55に開口55aを形
成する本工程は、圧電体層70を焼成する前であれば、
特に限定されず、下電極膜60を形成する工程の前に行
うようにしてもよい。
In this step of forming the opening 55 a in the first protective film 55, before firing the piezoelectric layer 70,
There is no particular limitation, and it may be performed before the step of forming the lower electrode film 60.

【0070】さらに、本実施形態では、第1の保護膜5
5の湾曲部15を形成する領域に開口55aを形成し、
流路形成基板10の表面が現れるようにしたが、開口5
5aの底面、すなわち、流路形成基板10の表面に薄く
第1の保護膜55を残して開口を形成するようにしても
よい。このように開口の底面に残す第1の保護膜55の
厚さによって湾曲部15の形状や密度等を制御すること
ができる。
Further, in the present embodiment, the first protective film 5
5, an opening 55a is formed in a region where the curved portion 15 is formed;
Although the surface of the flow path forming substrate 10 is made to appear, the opening 5
An opening may be formed on the bottom surface of 5a, that is, on the surface of the flow path forming substrate 10 while leaving the first protective film 55 thin. Thus, the shape, density, and the like of the curved portion 15 can be controlled by the thickness of the first protective film 55 left on the bottom surface of the opening.

【0071】次に、図4(d)に示すように、圧電体層
70となるPZT前駆体を塗布すると共に焼成して圧電
体層70を形成する。
Next, as shown in FIG. 4D, a PZT precursor to be the piezoelectric layer 70 is applied and fired to form the piezoelectric layer 70.

【0072】この圧電体層70は、例えば、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層70を得る、いわゆるゾル
−ゲル法を用いて形成した。圧電体層70の材料として
は、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、この圧電体層70の
成膜方法は、特に限定されず、例えば、スパッタリング
法又はMOD法(有機金属熱塗布分解法)等のスピンコ
ート法により成膜してもよい。
In the present embodiment, for example, in the present embodiment, a so-called sol in which a metal organic material is dissolved and dispersed in a catalyst is applied, dried and gelled, and then fired at a high temperature to form a piezoelectric material made of a metal oxide. The layer 70 was formed by using a so-called sol-gel method. As a material for the piezoelectric layer 70, a PZT-based material is suitable when used in an ink jet recording head. The method for forming the piezoelectric layer 70 is not particularly limited. For example, the piezoelectric layer 70 may be formed by a spin coating method such as a sputtering method or a MOD method (organic metal thermal coating decomposition method).

【0073】また、ゾル−ゲル法又はスパッタリング法
もしくはMOD法等によりチタン酸ジルコン酸鉛の前駆
体膜を形成後、アルカリ水溶液中での高圧処理法にて低
温で結晶化させる方法を用いてもよい。
Also, a method of forming a precursor film of lead zirconate titanate by a sol-gel method, a sputtering method, a MOD method, or the like, and then crystallizing the film at a low temperature by a high-pressure treatment in an alkaline aqueous solution may be used. Good.

【0074】また、この圧電体層70の焼成では、第1
の保護膜55の開口55aによって流路形成基板10の
開口55aに対向する領域の表層にPb等が拡散され
る。このようにシリコン単結晶基板の表層にPb等を拡
散させることにより、後の工程で異方性エッチングによ
り圧力発生室12を形成した際に、開口55aが設けら
れた領域、本実施形態では圧力発生室12の側面の長手
方向に亘って全面に湾曲部15が形成される。また、流
路形成基板10の開口55aに対向する表面には、熱酸
化により二酸化シリコンからなる第2の保護膜56が薄
く形成される。なお、上述したように、開口55aの底
面に第1の保護膜55を薄く残した場合は、第2の保護
膜56は形成されない。
In firing the piezoelectric layer 70, the first
Pb and the like are diffused into the surface layer of the region facing the opening 55a of the flow path forming substrate 10 by the opening 55a of the protective film 55. By diffusing Pb or the like into the surface layer of the silicon single crystal substrate in this manner, when the pressure generating chamber 12 is formed by anisotropic etching in a later step, the region where the opening 55a is provided, A curved portion 15 is formed on the entire surface in the longitudinal direction of the side surface of the generation chamber 12. In addition, a thin second protective film 56 made of silicon dioxide is formed on the surface of the flow path forming substrate 10 facing the opening 55a by thermal oxidation. As described above, when the first protective film 55 is left thin on the bottom surface of the opening 55a, the second protective film 56 is not formed.

【0075】次に、図5(a)に示すように、圧電体層
70上に上電極膜80を形成すると共に圧電体層70及
び上電極膜80のみをエッチングして圧電素子300の
パターニングを行う。
Next, as shown in FIG. 5A, an upper electrode film 80 is formed on the piezoelectric layer 70, and only the piezoelectric layer 70 and the upper electrode film 80 are etched to pattern the piezoelectric element 300. Do.

【0076】この上電極膜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。
The upper electrode film 80 may be made of any material having high conductivity, and may be made of a number of metals such as aluminum, gold, nickel and platinum, or a conductive oxide. In the present embodiment, platinum is formed by sputtering.

【0077】次に、図5(b)に示すように、リード電
極90を流路形成基板10の全面に亘って形成すると共
に、各圧電素子300毎にパターニングする。
Next, as shown in FIG. 5B, a lead electrode 90 is formed over the entire surface of the flow path forming substrate 10 and is patterned for each piezoelectric element 300.

【0078】以上が膜形成プロセスである。このように
して膜形成を行った後、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、図5
(c)に示すように、圧力発生室12、連通部13及び
インク供給路14を形成する。
The above is the film forming process. After forming the film in this manner, anisotropic etching of the silicon single crystal substrate was performed using the above-described alkali solution, and FIG.
As shown in (c), the pressure generating chamber 12, the communication section 13, and the ink supply path 14 are formed.

【0079】このとき、流路形成基板10の圧力発生室
12が形成される領域の表層には、開口55aによりP
b等が拡散されているため、圧力発生室12の側面の長
手方向の全面に亘って湾曲部15が形成される。
At this time, the surface of the region where the pressure generating chambers 12 of the flow path forming substrate 10 are formed is formed with an opening 55a through the opening 55a.
Since b and the like are diffused, the curved portion 15 is formed over the entire lengthwise side surface of the pressure generating chamber 12.

【0080】ここで、この湾曲部15の形状は、流路形
成基板10に拡散されるPb等の量によって決まる。こ
のため、上述したように第1の保護膜55の開口55a
の底面に所定の厚さで第1の保護膜55を残すことによ
り、流路形成基板10に拡散されるPb等の量を調整し
て湾曲部15の形状を制御することができる。
Here, the shape of the curved portion 15 is determined by the amount of Pb or the like diffused into the flow path forming substrate 10. Therefore, as described above, the opening 55a of the first protective film 55
By leaving the first protective film 55 with a predetermined thickness on the bottom surface of the substrate, the amount of Pb or the like diffused into the flow path forming substrate 10 can be adjusted to control the shape of the curved portion 15.

【0081】また、本実施形態では、第1の保護膜55
の開口55aはそのまま、圧力発生室12を形成するた
めのマスクパターンとして使用できる。また、開口55
aの底面に形成された第2の保護膜56は、厚さがとて
も薄く、アルカリ溶液による異方性エッチングをした際
に、容易に除去することができる。
In this embodiment, the first protective film 55
Can be used as a mask pattern for forming the pressure generating chamber 12 as it is. The opening 55
The second protective film 56 formed on the bottom surface of a is very thin, and can be easily removed when anisotropic etching with an alkaline solution is performed.

【0082】このような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。そして、分
割した流路形成基板10に、ノズルプレート20、リザ
ーバ形成基板30及びコンプライアンス基板40を順次
接着して一体化し、インクジェット式記録ヘッドとす
る。
By a series of film formation and anisotropic etching as described above, a number of chips are simultaneously formed on one wafer, and after the process is completed, a flow path forming substrate of one chip size as shown in FIG. Divide every ten. Then, the nozzle plate 20, the reservoir forming substrate 30, and the compliance substrate 40 are sequentially bonded to and integrated with the divided flow path forming substrate 10 to obtain an ink jet recording head.

【0083】(実施形態2)図6(a)は、実施形態2
に係るインクジェット式記録ヘッドの平面図であり、
(b)は要部拡大平面図である。
(Embodiment 2) FIG. 6A shows Embodiment 2.
It is a plan view of an inkjet recording head according to,
(B) is a principal part enlarged plan view.

【0084】図示するように、本実施形態では、圧力発
生室12Aの側面のインク供給路14側の端部近傍にの
み、湾曲部15Aが設けられている以外は、上述した実
施形態1と同様である。
As shown in the figure, the present embodiment is the same as the first embodiment except that the curved portion 15A is provided only near the end on the ink supply path 14 side of the pressure generating chamber 12A. It is.

【0085】このようにインク供給路14側の端部近傍
に湾曲部15Aを設けることにより、圧力発生室12A
内のインクがインク供給路14側に戻る圧力を減少させ
ることができる。これにより、圧力発生室12A内のイ
ンクを低い圧力で吐出させることができるため、低い駆
動電圧でインクジェット式記録ヘッドを駆動することが
できる。
By providing the curved portion 15A near the end on the ink supply path 14 side, the pressure generating chamber 12A
The pressure within which the ink returns to the ink supply path 14 can be reduced. Accordingly, the ink in the pressure generating chamber 12A can be ejected at a low pressure, so that the ink jet recording head can be driven at a low driving voltage.

【0086】また、湾曲部15Aを形成する領域は、こ
れに限定されず、例えば、湾曲部15Aを圧力発生室1
2Aのノズル開口21側又は略中央部等に設けるように
してもよい。このように湾曲部15Aを所定領域のみに
形成する方法としては、図4(c)に示す工程で、湾曲
部15Aを形成したい領域にのみ開口55aを設ければ
よいが、何れにしても湾曲部15Aは圧力発生室12A
の長手方向両側面に形成するため、開口55aを圧力発
生室12Aの幅と略同一の幅で形成する。
The area where the curved portion 15A is formed is not limited to this. For example, the curved portion 15A may be
It may be provided on the side of the nozzle opening 21 of 2A or substantially at the center. As a method of forming the curved portion 15A only in the predetermined region in this way, in the step shown in FIG. 4C, the opening 55a may be provided only in the region where the curved portion 15A is to be formed. The portion 15A is a pressure generating chamber 12A
The opening 55a is formed to have a width substantially equal to the width of the pressure generating chamber 12A.

【0087】なお、本実施形態のように圧力発生室12
Aの長手方向の一部に湾曲部15Aを設ける場合には、
第1の保護膜55の開口を湾曲部15Aが形成される領
域にのみ開口55aを形成するため、流路形成基板10
を異方性エッチングにより形成する際には、第1の保護
膜55をさらにパターニングして圧力発生室12Aが形
成される領域に開口を設ける必要がある。
Note that, as in the present embodiment, the pressure generating chamber 12
When providing the curved portion 15A in a part of the longitudinal direction of A,
Since the opening of the first protective film 55 is formed only in the region where the curved portion 15A is formed, the flow path forming substrate 10
Is formed by anisotropic etching, it is necessary to further pattern the first protective film 55 to provide an opening in a region where the pressure generating chamber 12A is formed.

【0088】(実施形態3)図7(a)は、実施形態3
に係るインクジェット式記録ヘッドの平面図であり、
(b)は、要部拡大平面図である。
(Embodiment 3) FIG. 7A shows Embodiment 3.
It is a plan view of an inkjet recording head according to,
(B) is a principal part enlarged plan view.

【0089】図示するように、本実施形態では、圧力発
生室12Bの側面のノズル開口21と連通する側の端部
近傍にのみ、湾曲部15Bが設けられている以外は上述
した実施形態1と同様である。
As shown in the figure, the present embodiment is different from the above-described first embodiment except that the curved portion 15B is provided only near the end on the side communicating with the nozzle opening 21 on the side surface of the pressure generating chamber 12B. The same is true.

【0090】この湾曲部15Bは、圧力発生室12Bの
ノズル開口21と連通する領域の幅が他の部分よりも広
くなるように設けられている。すなわち、圧力発生室1
2Bの両側面に設けられた湾曲部15Bのそれぞれは、
圧力発生室12Bの幅方向外側に突出するように湾曲し
て設けられている。
The curved portion 15B is provided so that the width of a region communicating with the nozzle opening 21 of the pressure generating chamber 12B is wider than other portions. That is, the pressure generating chamber 1
Each of the curved portions 15B provided on both side surfaces of the 2B,
The pressure generating chamber 12B is provided so as to be curved so as to protrude outward in the width direction.

【0091】なお、上述したように、この湾曲部15B
の形状は、図4(c)に示す工程で、第1の保護膜55
をパターニングして形成した開口55aの底面、すなわ
ち、流路形成基板10の表面に適宜第1の保護膜55を
残すことにより、制御することができる。具体的には、
流路形成基板10の表面に残す第1の保護膜55の厚み
で流路形成基板10の開口に対向する領域のPb等の拡
散量を調整することにより湾曲部15Bの形状を制御す
ることができる。
As described above, the curved portion 15B
The shape of the first protective film 55 in the step shown in FIG.
It can be controlled by appropriately leaving the first protective film 55 on the bottom surface of the opening 55a formed by patterning, that is, the surface of the flow path forming substrate 10. In particular,
The shape of the curved portion 15B can be controlled by adjusting the diffusion amount of Pb or the like in a region opposed to the opening of the flow path forming substrate 10 by the thickness of the first protective film 55 left on the surface of the flow path forming substrate 10. it can.

【0092】このように圧力発生室12Bのノズル開口
21と連通する領域に湾曲部15Bを形成することで、
流路形成基板10とノズルプレート20とを接合する際
に、多少のズレが生じても圧力発生室12Bとノズル開
口21とを確実に連通させることができる。
As described above, by forming the curved portion 15B in a region communicating with the nozzle opening 21 of the pressure generating chamber 12B,
When the flow path forming substrate 10 and the nozzle plate 20 are joined, the pressure generating chamber 12B and the nozzle opening 21 can be reliably communicated even if a slight displacement occurs.

【0093】なお、本実施形態の湾曲部15Bに加え、
圧力発生室12Bのインク供給路14側の端部に、上述
した実施形態2と同様の湾曲部15Aを設けるようにし
てもよい。
In addition to the curved portion 15B of the present embodiment,
A curved portion 15A similar to that of Embodiment 2 described above may be provided at the end of the pressure generating chamber 12B on the ink supply path 14 side.

【0094】(他の実施形態)以上、本発明の実施形態
1〜3を説明したが、インクジェット式記録ヘッド及び
その製造方法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 first to third embodiments of the present invention have been described above. However, the basic structure of the ink jet recording head and its manufacturing method is not limited to the above.

【0095】上述した実施形態1〜3では、圧力発生室
12、12A、12Bを流路形成基板10を貫通するよ
うに設けたが、これに限定されず、例えば、浅い圧力発
生室としてもよい。何れにしても圧力発生室の側面の長
手方向の少なくとも一部に湾曲部15、15A、15B
を設けることにより上述した実施形態1〜3と同様の効
果を得ることができる。
In the first to third embodiments described above, the pressure generating chambers 12, 12A, and 12B are provided so as to penetrate the flow path forming substrate 10. However, the present invention is not limited to this. For example, a shallow pressure generating chamber may be used. . In any case, at least a part of the side surface of the pressure generating chamber in the longitudinal direction has a curved portion 15, 15A, 15B.
By providing the same, the same effect as in the first to third embodiments described above can be obtained.

【0096】また、上述した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8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 according to the above-described embodiment forms a part of a recording head unit having an ink flow path communicating with an ink cartridge and the like, and is mounted on an ink jet recording apparatus. FIG.
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an example of the ink jet recording apparatus.

【0097】図8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1
B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. 8, the recording head units 1A and 1B having ink jet recording heads are provided with detachable cartridges 2A and 2B constituting ink supply means.
The carriage 3 on which B is mounted is provided movably in the axial direction on a carriage shaft 5 attached to the apparatus main body 4. The recording head units 1A and 1B are, for example,
Each of them ejects a black ink composition and a color ink composition.

【0098】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3に沿
ってプラテン8が設けられている。このプラテン8は図
示しない紙送りモータの駆動力により回転できるように
なっており、給紙ローラなどにより給紙された紙等の記
録媒体である記録シートSがプラテン8に巻き掛けられ
て搬送されるようになっている。
The driving force of the driving motor 6 is transmitted to the carriage 3 via a plurality of gears and a timing belt 7 (not shown), so that the carriage 3 on which the recording head units 1A and 1B are mounted moves along the carriage shaft 5. Moved. On the other hand, the apparatus main body 4 is provided with a platen 8 along the carriage 3. The platen 8 can be rotated by a driving force of a paper feed motor (not shown), and a recording sheet S, which is a recording medium such as paper fed by a paper feed roller, is wound around the platen 8 and conveyed. It has become so.

【0099】[0099]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
圧力発生室の側面の長手方向の少なくとも一部に側面が
長手方向の基準面から幅方向に湾曲する湾曲部を設ける
ことにより、圧力発生室を画成する隔壁の剛性を高めて
クロストークを防止すると共に圧力発生室内のインクの
減衰を短時間で行ってインク吐出特性を向上することが
できる。また、湾曲部をインク供給路側の端部に設ける
ことにより、圧力発生室内のインク供給路側に向かう圧
力を弱めることができ、圧電素子を駆動する駆動電圧を
下げることができる。さらに、湾曲部を圧力発生室のノ
ズル開口と連通する領域に圧力発生室の幅が広くなるよ
うに設けることで、ノズルプレートを流路形成基板との
接合時にズレが生じても圧力発生室とノズル開口とを確
実に連通することができる。
As described above, according to the present invention,
At least a part of the side surface of the pressure generating chamber in the longitudinal direction is provided with a curved portion whose side surface is curved in the width direction from the reference surface in the longitudinal direction, thereby increasing the rigidity of the partition wall defining the pressure generating chamber and preventing crosstalk. In addition, the ink in the pressure generating chamber can be attenuated in a short time to improve the ink ejection characteristics. Further, by providing the curved portion at the end on the ink supply path side, the pressure toward the ink supply path side in the pressure generating chamber can be reduced, and the drive voltage for driving the piezoelectric element can be reduced. Furthermore, by providing the curved portion in a region communicating with the nozzle opening of the pressure generation chamber so that the width of the pressure generation chamber is widened, even if the nozzle plate is displaced during bonding with the flow path forming substrate, the nozzle plate and the pressure generation chamber may be displaced. It is possible to reliably communicate with the nozzle opening.

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

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

【図2】本発明の実施形態1に係るインクジェット式記
録ヘッドの平面図である。
FIG. 2 is a plan view of the ink jet recording head according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施形態1に係るインクジェット式記
録ヘッドの断面図であり、(a)は圧力発生室の長手方
向の断面図、(b)は(a)のA−A′断面図である。
FIGS. 3A and 3B are cross-sectional views of an ink jet recording head according to Embodiment 1 of the present invention, in which FIG. 3A is a cross-sectional view of a pressure generating chamber in a longitudinal direction, and FIG. It is.

【図4】本発明の実施形態1に係るインクジェット式記
録ヘッドの製造工程を示す圧力発生室の並設方向の断面
図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view in a direction in which pressure generating chambers are arranged in a manufacturing process of the ink jet recording head according to Embodiment 1 of the present invention.

【図5】本発明の実施形態1に係るインクジェット式記
録ヘッドの製造工程を示す圧力発生室の並設方向の断面
図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view in a direction in which pressure generating chambers are arranged in a manufacturing process of the ink jet recording head according to Embodiment 1 of the present invention.

【図6】本発明の実施形態2に係るインクジェット式記
録ヘッドの平面図である。
FIG. 6 is a plan view of an ink jet recording head according to Embodiment 2 of the present invention.

【図7】本発明の実施形態3に係るインクジェット式記
録ヘッドの平面図である。
FIG. 7 is a plan view of an ink jet recording head according to Embodiment 3 of the present invention.

【図8】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. 8 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 11 隔壁 12、12A、12B 圧力発生室 13 連通部 14 インク供給路 15、15A、15B 湾曲部 20 ノズルプレート 21 ノズル開口 30 リザーバ形成基板 40 コンプライアンス基板 50 弾性膜 60 下電極膜 70 圧電体層 80 上電極膜 90 リード電極 100 リザーバ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Flow path forming substrate 11 Partition wall 12, 12A, 12B Pressure generating chamber 13 Communication part 14 Ink supply path 15, 15A, 15B Curved part 20 Nozzle plate 21 Nozzle opening 30 Reservoir forming substrate 40 Compliance substrate 50 Elastic film 60 Lower electrode film 70 Piezoelectric layer 80 Upper electrode film 90 Lead electrode 100 Reservoir

Claims (16)

【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が画成
されたシリコン単結晶基板からなる流路形成基板と、該
流路形成基板の一方面側に振動板を介して下電極、圧電
体層及び上電極からなる圧電素子とを具備するインクジ
ェット式記録ヘッドにおいて、 前記圧力発生室の側面の長手方向の少なくとも一部に、
前記側面が長手方向の基準面に対して湾曲する湾曲部を
有することを特徴とするインクジェット式記録ヘッド。
1. A flow path forming substrate formed of a silicon single crystal substrate in which a pressure generating chamber communicating with a nozzle opening is defined, and a lower electrode and a piezoelectric body on one surface side of the flow path forming substrate via a diaphragm. In the ink jet recording head comprising a layer and a piezoelectric element comprising an upper electrode, at least a part of the side of the pressure generating chamber in the longitudinal direction,
An ink jet recording head according to claim 1, wherein said side surface has a curved portion curved with respect to a reference surface in a longitudinal direction.
【請求項2】 請求項1において、前記湾曲部が前記側
面の長手方向の全面に亘って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。
2. The ink jet recording head according to claim 1, wherein the curved portion is provided continuously over the entire surface of the side surface in the longitudinal direction.
【請求項3】 請求項2において、前記圧力発生室を画
成する隔壁の厚さが略一定となるように前記湾曲部が設
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。
3. The ink jet recording head according to claim 2, wherein the curved portion is provided so that a thickness of a partition wall defining the pressure generating chamber is substantially constant.
【請求項4】 請求項1において、前記湾曲部が前記ノ
ズル開口近傍に設けられていると共に当該湾曲部によっ
て前記圧力発生室の幅が広く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。
4. The ink jet recording head according to claim 1, wherein the curved portion is provided near the nozzle opening, and the width of the pressure generating chamber is widened by the curved portion.
【請求項5】 請求項1において、前記湾曲部が前記圧
力発生室にインクを供給するインク供給路側の端部近傍
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。
5. The ink jet recording head according to claim 1, wherein the curved portion is provided near an end on an ink supply path side for supplying ink to the pressure generating chamber.
【請求項6】 請求項1〜5の何れかにおいて、前記シ
リコン単結晶基板の主面が(110)方位であることを
特徴とするインクジェット式記録ヘッド。
6. The ink jet recording head according to claim 1, wherein a main surface of the silicon single crystal substrate has a (110) orientation.
【請求項7】 請求項1〜6の何れかにおいて、前記圧
力発生室及び前記湾曲部が前記流路形成基板を異方性エ
ッチングすることにより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. The ink jet recording head according to claim 1, wherein the pressure generating chamber and the curved portion are formed by anisotropically etching the flow path forming substrate. .
【請求項8】 請求項1〜7の何れかにおいて、前記圧
電体層がチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)からなること
を特徴とするインクジェット式記録ヘッド。
8. An ink jet recording head according to claim 1, wherein said piezoelectric layer is made of lead zirconate titanate (PZT).
【請求項9】 請求項1〜8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。
9. An ink jet recording apparatus comprising the ink jet recording head according to claim 1.
【請求項10】 ノズル開口に連通する圧力発生室が画
成されるシリコン単結晶基板からなる流路形成基板と、
該流路形成基板の一方面側に振動板を介して成膜及びリ
ソグラフィ法により形成された薄膜からなる下電極、圧
電体層及び上電極からなる圧電素子を形成するインクジ
ェット式記録ヘッドの製造方法において、 前記流路形成基板の一方面に前記振動板及び下電極を形
成すると共に他方面に保護膜を形成する工程と、前記保
護膜の前記圧力発生室となる領域の少なくとも一部を薄
く又は除去して除去部を形成する工程と、前記圧電体層
となる(PZT)前駆体を塗布すると共に焼成する工程
と、前記圧電体層上に前記上電極を成膜し、前記圧電体
層及び上電極をパターニングして前記圧電素子を形成す
る工程と、前記保護膜をマスクパターンとして異方性エ
ッチングすることにより前記除去部に対向する側面に長
手方向の基準面に対して湾曲する湾曲部を有する前記圧
力発生室を形成する工程とを有することを特徴とするイ
ンクジェット式記録ヘッドの製造方法。
10. A flow path forming substrate comprising a silicon single crystal substrate in which a pressure generating chamber communicating with a nozzle opening is defined;
A method of manufacturing an ink jet recording head for forming a piezoelectric element comprising a lower electrode, a piezoelectric layer, and an upper electrode formed of a thin film formed by film formation and lithography on one surface side of the flow path forming substrate via a vibration plate. In the step of forming the vibration plate and the lower electrode on one surface of the flow path forming substrate and forming a protective film on the other surface, and thinning at least a part of the region of the protective film that becomes the pressure generating chamber or Removing and forming a removed portion; applying and firing a (PZT) precursor to be the piezoelectric layer; forming the upper electrode on the piezoelectric layer; Patterning the upper electrode to form the piezoelectric element, and performing anisotropic etching using the protective film as a mask pattern to curve the side facing the removed portion with respect to the reference plane in the longitudinal direction. Forming the pressure generating chamber having a curved portion having a curved portion.
【請求項11】 請求項10において、前記除去部を前
記圧力発生室が形成される領域に亘って形成し、前記圧
力発生室の側面の長手方向の全面に亘って前記湾曲部を
連続して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。
11. The pressure generating chamber according to claim 10, wherein the removing portion is formed over a region where the pressure generating chamber is formed, and the curved portion is continuously formed over the entire lengthwise side surface of the pressure generating chamber. A method for producing an ink jet recording head, comprising:
【請求項12】 請求項11において、前記圧力発生室
を画成する隔壁の厚さが略一定となるように前記湾曲部
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。
12. The method according to claim 11, wherein the curved portion is formed such that a thickness of a partition wall defining the pressure generating chamber is substantially constant.
【請求項13】 請求項10において、前記除去部を前
記圧力発生室の前記ノズル開口と連通する領域に形成
し、前記圧力発生室の前記ノズル開口と連通する領域に
前記湾曲部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。
13. The pressure generating chamber according to claim 10, wherein the removing portion is formed in a region communicating with the nozzle opening of the pressure generating chamber, and the curved portion is formed in a region communicating with the nozzle opening of the pressure generating chamber. A method for manufacturing an ink jet recording head.
【請求項14】 請求項10において、前記除去部を前
記圧力発生室にインクを供給するインク供給路側の端部
近傍に形成し、前記圧力発生室の前記インク供給路側の
領域に前記湾曲部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。
14. The pressure generating chamber according to claim 10, wherein the removing section is formed near an end on an ink supply path side for supplying ink to the pressure generating chamber, and the curved section is provided in a region of the pressure generating chamber on the ink supply path side. A method for producing an ink jet recording head, comprising:
【請求項15】 請求項10〜14の何れかにおいて、
前記圧電体層がチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)からな
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。
15. The method according to claim 10, wherein
A method for manufacturing an ink jet recording head, wherein the piezoelectric layer is made of lead zirconate titanate (PZT).
【請求項16】 請求項10〜15の何れかにおいて、
前記シリコン単結晶基板の主面が(110)方位である
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。
16. In any one of claims 10 to 15,
A method for manufacturing an ink jet recording head, wherein a main surface of the silicon single crystal substrate has a (110) orientation.
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