JP2002370356A - 液体噴射ヘッド及び液体噴射記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 効率的な液体噴射動作をさせることを可能と
し、ノズル数を増やしても平面的に小型で、ノズル高密
度化の図られた液体噴射ヘッドを提供すること。 【解決手段】 液室と、該液室の一部を構成する振動板
と、該振動板上に形成された下電極、圧電膜、上電極よ
り成る圧電素子が形成された第１の基板と、ノズルが形
成された第２の基板を、前記第１の基板に形成された液
室と前記第２の基板に形成されたノズルとが連通するよ
うに接合一体化しており、液室の配列ピッチはノズルの
配列ピッチの２倍であるように構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液体噴射記録装置
に好適に用いられる液体噴射ヘッドに関する。

【０００２】一般に液体噴射記録装置は、液室、ノズ
ル、液体流路を有する液体噴射ヘッド、並びにインク供
給系とを具備し、液室内に充満しているインクにエネル
ギーを与えることにより、液室内のインクが液体流路に
押し出され、その結果ノズルからインク滴が噴射され、
これにより文字・画像情報の記録が行われるものであ
る。

【０００３】インクにエネルギーを与える手段として
は、圧電素子を用いて液室内を加圧する手段、またはヒ
ータを用いて液室内インクを加熱する手段が広く利用さ
れている。

【０００４】本発明は、特に圧電素子を用いて液室内を
加圧する手段をもつ、液体噴射ヘッドに関する。

【０００５】

【従来の技術】上述したような液体噴射ヘッドや、本発
明に関わる構成要素の従来技術としては、特公昭６２−
２２７９０号、特開平２−２１９６５４号、米国特許４
３１２００８号、鳥居他（ジャパニーズジャーナルオブ
アプライドフィジックス、Ｖｏ１．３０、Ｎｏ．１２
Ｂ、１９９１年１２月、３５６２〜３５６６ページ）、
特公平４−４３４３５号、特開平３−１２４４５０号に
開示されたものがある。

【０００６】特公昭６２−２２７９０号においては、液
室に対応した個所の厚さを薄くした基板上に電極形成
し、スパッタリング・印刷等の薄膜形成方法により、前
記液室に対応した個所にＰＺＴ薄膜を形成する、液体噴
射ヘッドの製造方法が開示されている。

【０００７】特開平２−２１９６５４号においては、ノ
ズルが設けられた半導体基板上に積層形成した薄板に液
室並びに液体流路が形成され、液室上部に積層形成され
た振動板、前記振動板上部に設けられた圧電振動子より
なる液体噴射ヘッド、及び、ノズルを半導体基板に形成
し、前記半導体基板上にドライフィルムを接着し、前記
ドライフィルム上に振動板、下電極、圧電膜、上電極と
積層し、前記ドライフィルムを除去して形成する液体噴
射ヘッドの製造方法が開示されている。

【０００８】米国特許４３１２００８号においては、基
板表面に形成された液体流路及び基板を貫通する液室を
具備し、前記基板の両表面に基板を接合し、圧電体を備
えて成る液体噴射ヘッドが開示されている。

【０００９】鳥居他（ジャパニーズジャーナルオブアプ
ライドフィジックス、Ｖｏ１．３０、Ｎｏ．１２Ｂ、１
９９１年１２月、３５６２〜３５６６ページ）において
は、ＰＺＴ薄膜の下電極に白金を用いることが開示され
ている。

【００１０】特公昭４−４３４３５号においては、絶縁
性薄膜上に下地金属薄膜、白金膜を形成し、前記白金膜
の表面が結晶粒成長によって凹凸状となる温度で熱処理
する、圧電性薄膜用の電極形成方法が開示されている。

【００１１】また、特開平３−１２４４５０号は本発明
者らによるものであるが、単結晶珪素基板の一表面から
ノズルを形成し、前記単結晶珪素基板の別表面にｐ型単
結晶珪素をエピタキシャル成長させ、更に圧電素子を形
成し、その後前記ｐ型珪素層及び単結晶珪素基板をエッ
チングし、液室及び片持ち、両持ち振動板を形成する液
体噴射ヘッドの製造方法が開示されている。

【００１２】しかしながら、前記従来技術による液体噴
射ヘッド、その構成要素、それらの製造方法において
は、以下に示すような解決されるべき問題がある。

【００１３】特公昭６２−２２７９０号においては、ク
レーム中に構成要素の厚み設定はないものの、実施例中
のＰＺＴ厚みｔｐが５０μｍ、振動板厚みｔｖが５０〜
１００μｍ程度と設定されていて、ｔｐ＋ｔｖが１０μ
ｍ程度以下の領域について念頭におかれていないことが
明確である。ｔｐ＋ｔｖが１００μｍ程度であれば、こ
れがまだ厚すぎるためＰＺＴに電圧を印加した時の振動
板の変形量が小さく、液体噴射可能なほど液室の体積を
変形させるためには、同実施例中にも記載されているよ
うに、円形で直径２ｍｍ程度の大きさの液室が必要とな
る。この時、解像度を向上させようとすると、同実施例
に示されている如く、液室ピッチ＞ノズルピッチの平面
構成となり、面積的な効率が悪い。すなわち、ノズルが
７個ある液体噴射ヘッドの平面サイズが２０ｍｍ×１５
ｍｍにもなってしまう。更にノズル数を増やそうとすれ
ば、平面サイズが飛躍的に大きくなるのみならず、液室
とノズルを結ぶ液体流路が長くなり、その流路抵抗が大
きくなり、液体噴射動作の速度が極端に低下する。

【００１４】更に同従来例においては、液室に対応した
個所に薄い振動板を形成し、その上にＰＺＴを形成する
製造方法であるが、本発明者らの実験によれば、液室、
振動板を形成した後にＰＺＴを形成する方法において、
前記ｔｐ＋ｔｖを更に薄くした場合、例えばｔｐを３μ
ｍ、ｔｖを１μｍにした場合、製造工程中に振動板にた
るみ、しわ、破壊等の現象が起こり、液体噴射ヘッドの
製造歩留まりが極端に低下した。

【００１５】特開平２−２１９６５４号においては、ノ
ズルが両方位（１００）のＳｉ基板を加工することによ
り形成されている。例えば厚さ３００μｍ程度の（１０
０）Ｓｉ基板を異方性エッチングしてノズル形成する場
合、エッチングレートの遅い（１１１）面との角度関係
により、ノズル寸法を３０μｍ角としても、これと反対
側の基板表面の開口部が不可避的に４００μｍ角程度に
なる。このため、ノズルピッチは４００μｍ以下になら
ず、せいぜい６０ｄｐｉ（dot per inch）程度の解像
度にしかならない。すなわち、液体噴射ヘッドのノズル
高密度化が不可能である。

【００１６】更に、同従来例中の実施例においては、圧
電膜及び上下電極が共に液室より大きく形成されてお
り、そのような構成では、圧電膜への電圧印加の際に効
率的に振動板を変形させ、液体を噴射させることが不可
能である。また、効率的に液体を噴射させるための圧電
膜、上下電極、液室の大きさ関係や厚み関係について言
及されていない。

【００１７】更に、同従来例中の実施例においては、振
動板にＳｉｏ₂１層が用いられている。Ｓｉｏ₂は、ヤン
グ率が１０¹⁰Ｎ／ｍ²台と小さく、その上部に圧電薄膜
を形成し電圧印加して前記圧電薄膜が横方向に変形する
時、同時に横方向に大きく伸びてしまい、縦方向への変
形がそれほど大きくならない。すなわち、振動板にＳｉ
ｏ₂１層を用いた場合も、圧電膜への電圧印加の際に効
率的に振動板を変形させ、液体を噴射させることが不可
能である。また、効率的に液体を噴射させるための振動
板特性や材料については言及されていない。

【００１８】米国特許４３１２００８号においては、そ
のクレーム中に、圧電結晶が振動板上に取り付けられる
構成との記述がある。またその実施例中においてもイン
ジウムをベースとした半田で取り付ける記述があり、前
記特公昭６２−２２７９０号に示される以上の厚みの圧
電体を対象としているのが明白である。従って、前記特
公昭６２−２２７９０号同様実質的にノズル高密度化が
できない。また、この米国特許４３１２００８号におい
て、異方性エッチングを用いて液体流路を形成する場合
にあっては、Ｓｉ基板の両方位により流路形状が決定さ
れてしまい、その自由な選択が不可能であった。例え
ば、（１００）Ｓｉを用いた場合、液体流路の断面形状
は逆三角形となり、一方（１１０）Ｓｉを用いた場合は
長方形となる。液体流路が逆三角形の場合は、気泡が溜
まりやすくなり、トラブルの原因となる。また、（１１
０）Ｓｉに長方形となる液体流路を形成する場合、その
深さの制御が困難であり、出来上がりの深さが不均一に
なるため、液体噴射特性にばらつきを生じる。

【００１９】更に液体流路と液室との接点においてアン
ダーカットエッチングが不可避的に生じ、このため接点
形状がまちまちとなり、液体噴射特性が一定しない。更
に加えて、同従来例においてはＳｉ基板封止用の基板を
２枚必要とし、２回の接着工程を要するため、製造工程
が繁雑化し、製造コストにおいても不利を伴う。

【００２０】鳥居他（ジャパニーズジャーナルオブアプ
ライドフィジックス、Ｖｏ１．３０、Ｎｏ．１２Ｂ、１
９９１年１２月、３５６２〜３５６６ページ）において
は、ＰＺＴ膜の下電極としてＳｉｏ₂上に直接白金膜が
形成されている。しかしながら、このような構成とした
場合、酸化珪素と白金との密着性に問題があることは周
知の事実であり、本発明者の実験においても、ＰＺＴ膜
形成時またはその後の熱処理時や、完成後の動作時に酸
化珪素と白金の間に剥がれが生じた。また、以上の如き
問題点を解決し、酸化珪素等の絶縁材料と白金との密着
性を向上させるため、特公昭４−４３４３５号に示され
るように白金と絶縁材料の間にチタンを挿入すればよい
ことが知られているが、ＰＺＴ膜形成時やその後の熱処
理時に、白金表面に突起が生じ、これがＰＺＴ膜の耐電
圧を低下させていた。

【００２１】特開平３−１２４４５０号においては、単
結晶珪素基板の異方性エッチングを行う時に圧電素子側
の面に自動的にエッチング液が回り込む構成であり、こ
の時単結晶珪素基板の異方性エッチング液、例えば水酸
化カリウム水溶液により、圧電素子がサイドエッチング
される現象が起こり、これが液体噴射ヘッドの歩留まり
を低下させていた。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来技術
の問題点に鑑みてなされたものであり、以下の点を目的
とするものである。

【００２３】（１）効率的な液体噴射動作をさせること
を可能とし、ノズル数を増やしても平面的に小型で、ノ
ズル高密度化の図られた液体噴射ヘッドを提供するこ
と。

【００２４】（２）表面の突起密度の少ない下電極を実
現し、耐電圧の大きなＰＺＴ膜を実現し、液体噴射特性
の向上が図られた液体噴射ヘッドを提供すること。

【００２５】（３）液室や液体流路の形状、深さを制御
することを容易とし、気泡溜まりや液体噴射特性ばらつ
きがなく、更にはその設計の自由度を向上することがで
きる液体噴射ヘッドを提供すること。

【００２６】

【課題を解決するための手段】本発明の液体噴射ヘッド
は、液室と、該液室の一部を構成する振動板と、該振動
板上に形成された下電極、圧電膜、上電極より成る圧電
素子が形成された第１の基板と、ノズルが形成された第
２の基板を、前記第１の基板に形成された液室と前記第
２の基板に形成されたノズルとが連通するように接合一
体化しており、液室の配列ピッチはノズルの配列ピッチ
の２倍であるように構成されている。このことより、液
室の容積を保ちつつノズルを高密度に配置することがで
き、高品位の印字が可能となる。

【００２７】また、第１の基板が、面方位（１１０）の
単結晶珪素から成り、液室の奥行き方向を＜１−１ ２
＞又は＜−１ １ ２＞方向となるように構成してい
る。このことにより、液室寸法の高精度化が可能にな
る。

【００２８】また、液室の内表面に親水性材料層を形成
してなるように構成することが望ましい。このことよ
り、液体として水をベースにした材料を用いた場合、液
室や液体流路と液体との濡れ性が向上し、気泡の発生が
少なくなる。

【００２９】また、上記液体噴射ヘッドは液体噴射記録
装置に具備されている。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について図
面を参照しながら説明する。

【００３１】（実施例１）図１は、本発明の実施例にお
ける液体噴射ヘッドの斜視図である。

【００３２】図において、液室１０２上に形成された振
動板１０３、及び下電極１０４、圧電膜１０５、上電極
１０６から構成される圧電素子が形成された第１の基板
１０１と、液体流路１０８が形成された第２の基板１０
７を接合して成る構成となっている。１０９は第１の基
板１０１と第２の基板１０７を接合した断面の開口部に
形成されたノズルである。ここで、液室１０２とノズル
１０９は、同一のピッチで複数個配列されている。

【００３３】この液体噴射ヘッドの動作を簡単に説明す
ると、下電極１０４と上電極１０６の間に電圧を印加
し、下電極１０４、圧電膜１０５、上電極１０６よりな
る圧電素子、及び振動板１０３を変形させ、液室１０２
の体積を減少させ、液室１０２内に充満しているインク
を液体流路１０８へ押し出し、ノズル１０９よりインク
が噴射される動作となる。

【００３４】以下、製造工程に従って本発明の液体噴射
ヘッド及びその製造方法を詳細に説明する。

【００３５】図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明の
実施例における、第１の基板１０１に圧電素子及び液室
を形成するまでの製造工程を示す断面図である。なお、
この断面図において、紙面に垂直な方向が液室の奥行き
方向となる。

【００３６】両方位（１１０）の単結晶珪素により第１
の基板１０１を１２００℃で熱酸化し、基板１０１の両
面に酸化珪素層２０１を厚み５０００Å形成する。そし
て、基板１０１の片面に振動板１０３を形成する。振動
板１０３は、例えば窒化珪素をＰＥＣＶＤ法（プラズマ
化学気相成長法）により厚み１μｍに形成し、窒素雰囲
気中８００℃で熱処理を行い形成する。更に、基板１０
１の両面にフォトレジストを形成し、振動板１０３を設
けた側と反対側の表面に開口部を設け、酸化珪素２０１
を弗酸と弗化アンモニウムの水溶液でパターニングし、
開口部２０２を形成し、図２（ａ）に示す断面図とな
る。この時開口部２０２の奥行き方向、すなわち紙面に
垂直な方向を＜１−１ ２＞または＜−１ １ ２＞方
向としておく。

【００３７】そして、振動板１０３上に、下電極１０４
をスパッタリング法でチタンを厚み５０Å、白金を厚み
２０００Åと、この順に形成し、そのパターニングを王
水の水溶液で行う。次に、圧電膜１０５としてＰＺＴを
厚み３μｍにスパッタリング形成し、塩酸の水溶液でパ
ターニングする。ＰＺＴ膜の形成方法は、近年いろいろ
な方法が試みられているが、本発明者らは、ニオブを混
入した変性ＰＺＴに酸化鉛を過剰に加えた焼結体ターゲ
ットを用いて、アルゴン雰囲気中基板加熱なしで高周波
スパッタリングを行い形成した。前記ＰＺＴのパターニ
ング後、酸素雰囲気中７００℃にて加熱処理を行い、更
に上電極１０６をスパッタリング法でチタンを厚み５０
Å、金を厚み２０００Åと、この順に形成し、ヨウ素と
ヨウ化カリウムの水溶液でパターニングし、図２（ｂ）
に示す断面図となる。

【００３８】その後、保護膜２０３を感光性ポリイミド
で厚み２μmに形成し、図示しない電極取り出し部の保
護膜を現像により取り除き、４００℃で熱処理を行う。
次に、保護膜２０３を形成した圧電素子側の面を、図３
に示す治具により保護し（詳細は後述する）、水酸化カ
リウム水溶液に浸せきし、酸化珪素層２０１の開口部２
０２から単結晶珪素基板１０１の異方性エッチングを行
い、液室１０２を形成する。この時単結晶珪素基板１０
１の両方位が（１１０）であり、更に開口部２０２の奥
行き方向が＜１−１ ２＞または＜−１ １ ２＞方向
であるから、液室１０２の奥行き方向の辺を形成する側
壁の面を（１１１）面とすることができる。水酸化カリ
ウム水溶液を用いた場合、単結晶珪素の（１１０）面と
（１１１）面のエッチングレートの比は３００：１程度
となり、３００μmの深さの溝をサイドエッチング１μ
ｍ程度に抑えて形成することができ、液室１０２が形成
される。そして、基板１０１を前記治具に固定したま
ま、振動板１０３に接している酸化珪素を弗酸と弗化ア
ンモニウムの水溶液でエッチング除去し、図２（ｃ）に
示す断面図となる。

【００３９】本実施例においては、保護膜２０３を付け
ない状態で液室１０２を形成した後、再び酸素雰囲気中
７００℃にて熱処理を行うようにし、更に保護膜を形成
するようにしてもよい。これは、圧電膜（ＰＺＴ膜）１
０５に対して２度の熱処理を行うことにより、圧電特性
をさらに向上させることができるためである。この効果
の詳細な理由は明確ではないが、圧電膜を構成するＰＺ
Ｔの焼結が進んでその結晶粒径が大きくなり、その結果
圧電ひずみ定数が上昇するものと推定される。

【００４０】図３（ａ）、（ｂ）は、前述の如く、本発
明の実施例における、基板１０１の異方性エッチング時
に圧電素子側の面を保護するための治具を示した図であ
り、同図（ａ）は治具の構成図、同図（ｂ）は基板１０
１を治具に固定した状態の断面図である。

【００４１】片側に開口部を有し、その内壁面にネジ山
が切られた円筒状の固定枠３０１に、Ｏリング３０２、
基板１０１、Ｏリング３０２の順にはめ込み、その外壁
面にネジ山が切られた固定リング３０３を前記固定枠３
０１の内壁にねじ込み、固定する構成となっている。こ
の時、基板１０１のエッチングを行う側の面を固定枠３
０１の開口部側にしておく。図３（ｂ）に示される状態
で水酸化カリウム水溶液等のエッチング液に浸せきされ
るわけであるが、この時、固定リング３０３、Ｏリング
３０２、及び基板１０１のエッチングを行う面とで封じ
られるため、エッチング液は基板１０１の圧電素子側へ
回り込まないようにすることができる。治具の素材とし
ては、本発明者らはポリプロピレンを用いた。

【００４２】図４は、本発明の実施例における、液体噴
射ヘッドの実装構造の概念図である。

【００４３】図において、圧電素子及び液室が形成され
た第１の基板１０１と液体流路１０８が形成された第２
の基板１０７を接合し、ノズル１０９と液体導入孔４０
４が形成される。液体導入孔４０４側を基材４０１で囲
み、液体室４０３が形成される。この液体室４０３には
外部から液体が供給されるようになっている（図示せ
ず）。基材４０１は実装基板４０２に取り付けられる。
第２の基板１０７は、プラスチックを射出成形すること
により、液体流路１０８と一体形成した。

【００４４】以上が本発明の液体噴射ヘッドの概要であ
る。

【００４５】次に、液室・電極の寸法、圧電膜の厚み・
寸法、振動板の厚味などの関係について述べる。本発明
者らは、上述した液体噴射ヘッドを用いて液体噴射実験
を行ったところ様々な知見を得た。

【００４６】本発明者らはまず、液室１０２、下電極１
０４、ＰＺＴによる圧電膜１０５、上電極１０６の平面
的な位置関係を設定した。

【００４７】まず、下電極１０４と圧電膜１０５、上電
極１０６に関して、前記製造工程に従って上電極形成工
程まで行い評価してみた。

【００４８】下電極より上電極が大きい場合と、その逆
で上電極より下電極が大きい場合とを比べてみると、前
者は上下電極間のリーク電流が２桁程度後者に比べて多
くなることがわかった。これは、下電極端部におけるＰ
ＺＴ膜のリーク電流が大きいことによるものと考えられ
る。

【００４９】更に、上電極より下電極が大きい場合にお
いて、ＰＺＴ膜が下電極より大きい場合と、ＰＺＴ膜が
下電極より小さい場合においては、前者はＰＺＴ膜端部
が下地の窒化珪素からめくれ上がってしまったのに対
し、後者は膜剥がれ等なく形成できた。これは、ＰＺＴ
膜と窒化珪素層の密着性が不十分であるためと考えられ
た。従って、以上の結果から、 上電極≦ＰＺＴ膜＜下電極 の大小関係とすること、すなわち、液室の配列方向にお
ける上電極長さをＬｕ、液室の配列方向におけるＰＺＴ
長さをＬｐ、液室の配列方向における下電極長さをＬ１
とした場合、 Ｌｕ≦Ｌｐ＜Ｌ１ という大小関係にすること、及び液室の奥行き方向にお
ける上電極長さをＷｕ、液室の奥行き方向におけるＰＺ
Ｔ長さをＷｐ、液室の奥行き方向における下電極長さを
Ｗ１とした場合、 Ｗｕ≦Ｗｐ＜Ｗ１ という大小関係にすることにより、製造プロセス上の問
題がなく、かつリーク電流が抑えられた圧電素子を構成
することができた。

【００５０】更に、上電極１０６からの電極取り出しを
行うため、前記製造工程に従い、液室１０２まで形成し
た後、上電極１０６にワイヤボンディングをしてみた。
そうしたところ、液室１０２真上の上電極１０６にワイ
ヤボンディングを行った場合、圧力で振動板１０３が破
壊してしまった。これに対して、液室の奥行き方向に上
電極１０６を引き伸ばした場合、すなわち液室の奥行き
方向の長さをＷ、液室の奥行き方向の上電極長さをＷｕ
とし、 Ｗ＜Ｗｕ という大小関係にする。そして、上電極１０６下に基板
１０１が存在している部分（液室１０２が存在していな
い部分）にワイヤボンディングを行ったところ、問題な
く実施できた。従って、以上の結果から、 Ｗ＜Ｗｕ とすることにより、上電極１０６からの電極取り出しが
容易となることがわかった。

【００５１】次に、前記Ｌｕ≦Ｌｐ＜Ｌ１という条件の
もとで、液室１０２の配列方向長さＬとの関係につい
て、液室中央部における振動板１０３の変形量を調べる
ことにより最適化実験を行った。なお、振動板、下電
極、ＰＺＴ、上電極の材料、厚みは前述のものとした。
そして、液室配列方向の辺の中央に圧電素子の中央を配
置し、左右対称となるようにした。また上下電極間の印
加電圧は３０Ｖとした。Ｌ＝１００μｍ固定とし、Ｌ
ｕ、Ｌｐ、Ｌ１をそれぞれ変えたときの結果を以下の表
１に示す。

【００５２】

【表１】

【００５３】以上の表１に示されるように、配列方向に
おける、液室１０２とＰＺＴ膜１０５や下電極１０４の
大小関係は、振動板変形量にはあまり影響を与えない。
しかし、液室１０２と上電極１０６の大小関係は、振動
板変形量に影響を与え、液室１０２より上電極１０６が
大きくなれば、振動板変形量が低下する。この結果によ
り、圧電素子の変形部分が液室内部に収まるようにすれ
ば、効率的な振動板変形をさせることができるものと考
えられる。そのような状態にする平面的な位置関係は、
液室配列方向において、 液室の配列方向長さＬ＞液室の配列方向の上電極長さＬ
ｕ である。

【００５４】以上述べた平面的なサイズ関係のもとで、
次に液体噴射実験を行った。液体としては、水系インク
を用いた。液室の配列方向長さＬ（単位μｍ）、液室の
奥行き方向長さＷ（単位μｍ）、ＰＺＴ膜厚みｔｐ（単
位μｍ）、振動板厚みｔｖ（単位μｍ）をパラメータと
して、ノズル１０９から５ｍｍ離れた部分で液体噴射速
度（単位ｍ／ｓｅｃ）を測定した。ＰＺＴ膜への印加電
界は５Ｖ／μｍとした。なお、振動板材料、下電極材料
及び厚み、上電極材料及び厚み、保護膜材料及び厚みは
前述のものとした。結果を以下の表２に示す。

【００５５】

【表２】

【００５６】以下の結果について考察してみる。

【００５７】まず、Ｌ＝１００μｍ、Ｗ＝１５０００μ
ｍ、ｔｖ＝０.４μｍという条件において、ｔｐ＝０.８
μmの場合は液体は噴射し、ｔｐ＝０.７μｍの場合は液
体は噴射しない。これは、液室内の液体に与える圧力が
ｔｐ＝０.７μｍにおいては不足のためであると考えら
れる。材料力学の教えるところによれば、一般的に液室
内の液体に与える圧力は、おおむねｔｐ＋ｔｖの３乗に
比例し、Ｌの３乗に反比例する。したがって、この条件
に上記の実験結果をあてはめると、 （ｔｐ＋ｔｖ）³／Ｌ³≧１.７×１０^-6、 すなわち、 （ｔｐ＋ｔｖ）／Ｌ≧０．０１２ と範囲設定すれば、液室内液体に与える圧力としては、
液体を噴射させるだけのものを与えることができる。ま
た、前記不等式の左辺が大きくなれば、液体噴射特性は
向上することが期待され、実際、ｔｐ＝ｔｖ＝３μｍの
時、液体噴射速度１７ｍ／ｓeｃを記録している。

【００５８】ところが、ｔｐ＝３μｍ、ｔｖ＝５μｍの
時、液体は噴射しなかった。これは、振動板１０３が厚
くなってその剛性が高まり、液体を噴射させるだけの量
の変形をしなくなるためである。従って、振動板１０３
が厚くなりすぎるのは望ましくなく、前記不等式に数値
条件を当てはめると、 （ｔｐ＋ｔｖ）³／Ｌ³＜５．１２×１０^-4、 すなわち、 （ｔｐ＋ｔｖ）／Ｌ＜０．０８ とすることが必要となる。この不等式の意味するところ
は、液室の配列方向長さＬを短くして、液体噴射ヘッド
のノズル高密度化を行なうためには、ＰＺＴ厚みｔｐと
振動板厚みｔｖの和を小さくすることが必要ということ
である。逆に言えば、ｔｐ+ｔｖを小さくすることによ
り、Ｌを小さくすることができ、ノズル高密度化が可能
となる。

【００５９】さて、この状態（ｔｐ＝３μｍ、ｔｖ＝５
μｍの状態）で液体を噴射させるための手段として、液
室の奥行き方向長さWを更に大きくすることが考えられ
る。しかしながらそのような構成にすれば、液体噴射ヘ
ッドが平面的に非常に大型化してしまい、実用的な範囲
を逸脱してしまう。また、Ｗが大きくなった場合、液室
内の流路抵抗が大きくなり、液体噴射ヘッドの動作速度
が低下する。従って、液体噴射ヘッドの平面的な小型
化、高速動作化に対しては、上記の実験結果から、 ｔｐ≧ｔｖ 及び Ｗ／Ｌ≦１５０ とするのが望ましい。

【００６０】また、Ｌ＝２００μｍ、ｔｐ＝４μｍ、ｔ
ｖ＝２μｍにおいて、Ｗ＝２０００μｍでは液体噴射
し、Ｗ＝１０００μｍでは液体噴射しない。これは、Ｗ
＝１０００μｍでは、液体噴射させるだけの液室の奥行
き長さが短すぎるためである。従って、Ｌ＝２００μｍ
以下として高密度化で液室を配列し、ノズルを高密度化
する場合、Ｗ／Ｌ≧１０とすることが必要であることが
わかった。

【００６１】以上述べた液体噴射ヘッドの特徴をまとめ
ると、以下のようになる。

【００６２】圧電幕１０５にＰＺＴを用いていることに
より、液体噴射効率がよい。ＰＺＴは、圧電材料の中で
も圧電ひずみ定数が大きく、本実施例におけるＰＺＴに
おいてもｄ₃₁＝１５０ｐＣ／Ｎが達成されている。本発
明におけるＰＺＴは、その組成や、上述した実施例にお
いて添加されている添加物の種類、量、更に固溶させる
ことのできる化合物の種類、量を上記実地例において限
定されているものではない。また、その形成方法も上記
方法に限定される必要はない。

【００６３】液室１０２の配列ピッチを、ノズル１０９
の配列ピッチと同一にしているため、前記液室とノズル
を結う液体流路１０８を引き回すスペースが不要とな
り、液体噴射ヘッドの小型化が可能となり、更にはノズ
ル数を増やしても液体噴射ヘッドの大型化を招くことは
ない。

【００６４】１０≦Ｗ／Ｌ≦１５０かつｔｐ≧ｔｖかつ
０．０１２≦（ｔｐ＋ｔｖ）／Ｌ＜０．０８とすること
により、薄い振動板１０３及びＰＺＴ膜１０５を用いて
狭い幅の液室を形成しても液体噴射が可能となり、液体
噴射ヘッドの小型化、そのノズル高密度化が可能とな
る。

【００６５】基板１０１を面方位（１１０）の単結晶珪
素とし、液室１０２の奥行き方向を＜１−１ ２＞また
は＜−１ １ ２＞方向とすることにより、液室１０２
の奥行き方向の辺を形成する側壁の面を（１１１）面と
することができるため、３００μｍの深さの液室を配列
方向のサイドエッチング１μｍ程度に抑えて形成するこ
とができ、液室寸法の高精度化が可能となる。

【００６６】Ｌｕ≦Ｌｐ＜Ｌ１とすることにより、製造
プロセス上の問題がなく、リーク電流が抑えられた圧電
素子を構成することが可能となる。

【００６７】Ｌ＞Ｌｕとすることにより、振動板の変形
を効率的に行なうことができるようになり、その結果効
率的な液体噴射が可能となる。

【００６８】Ｗ＜Ｗｕ＜Ｗｐ＜Ｗ１とすることにより、
製造プロセス上の問題がなく、リーク電流が抑えられた
圧電素子を構成することが可能となると共に、上電極か
らの電極取り出しが容易となる。

【００６９】圧電素子及び液室１０２が形成された第１
の基板１０１と液体流路１０８が形成された第２の基板
１０７を、液室と液体流路が連通するように接合一体化
する構成としたことにより、液体流路の形状、深さを制
御することが容易となり、また、液体流路と液室との接
点形状を一定とすることが可能となり、その設計上の自
由度を向上させることが可能となると共に、気泡溜まり
や液体噴射特性のばらつきの原因を除去することが可能
となる。

【００７０】第１の基板１０１と第２の基板１０７を接
合した断面の開口部をノズルとしたことにより、別部品
として必要であった高価なノズル板が不要となる。

【００７１】圧電素子を形成した後、この側の面を保護
する手段を設けて、反対側の面から液室を形成する製造
方法としたことにより、薄い振動板及びＰＺＴを用いて
も歩溜まり良く液体噴射ヘッドが形成可能となる。本実
施例においては、圧電素子側の面を保護する手段は治具
によるものであるが、その手段はこれに限定されること
なく、フォトレジストを厚く塗布する等、他の手段を用
いても良い。

【００７２】液室が形成された第１の基板１０１の液室
開口部側に、液体流路が形成された第２の基板１０７を
接合する製造方法としたことにより、基板１０１の封止
用に１枚の基板（第２の基板）を用いて１回の接着工程
ですませることが可能となり、液体噴射ヘッドの低価格
化が可能となる。

【００７３】基板１０１上に酸化珪素層２０１を形成
し、液室１０２を形成する工程と同一工程またはその後
に液室１０２に接して成る酸化珪素層２０１を除去する
製造方法としたことにより、製造プロセス中における振
動板１０３の割れや剥がれを防ぐことが可能となり、液
体噴射ヘッドの製造歩留まりが向上する。更に振動板振
動時に残留する酸化珪素層２０１の影響を除去すること
が可能となり、液体噴射特性の向上が可能となる。

【００７４】（実施例２）振動板１０３の材料について
の知見を得るため、図２（ｃ）の構造において、振動板
材料を変え、液室中央部における振動板の変形量を調べ
た。下電極１０４は全くパターニングを行なわず、基板
１０１全面に存在する構成とした。条件としては、Ｌ＝
１００μｍ、Ｌｐ＝９４μｍ、Ｌｕ＝８８ｍμｍ、Ｗ＝
１５ｍｍ、ｔｐ＝３μｍ、ｔｖ＝１μｍで上下電極間の
印加電圧は３０Ｖとした。

【００７５】振動板１０３の材料としては、上述の実施
例１で使用した窒素珪素に加え、熱酸化法により形成し
た酸化珪素、ホウ素を１０²¹ｃｍ^-3熱拡散させた珪素、
スパッタリング法により形成した酸化ジルコニウム、及
び酸化アルミニウムの５種類を用いた。結果を以下の表
３に示す。

【００７６】

【表３】

【００７７】以下の結果により、振動板１０３のヤング
率が大きいほど振動板変形量は大きくなる。これは、振
動板１０３のヤング率が小さいと、圧電薄膜が横方向に
変形する時、同時に横方向に大きく伸びてしまい、縦方
向への変形がそれほど大きくならないことを示している
ものである。効率的に振動板を変形させ、液体を噴射さ
せるためには、ヤング率の大きな振動板を用いることが
必要である。

【００７８】上記結果により近似的に振動板１０３によ
る液室の排除体積を見積もってみると、酸化珪素を用い
た場合１．５×１０^-13ｍ³となり、水系インクを用いて
液体噴射を行なう場合に対して必要な排除体積ぎりぎり
のところである。従って、振動板のヤング率を１×１０
¹¹Ｎ／ｍ²以上とすれば、余裕を持って液体噴射させる
ことが可能となり、更には２×１０¹¹Ｎ／ｍ²以上とす
れば、振動板変形量が格段に増大し、液室の奥行き方向
長さＷを減少させることができ、液体噴射ヘッドの小型
化、動作の高速化が可能となる。

【００７９】以上の結果によれば、振動板材料として、
ヤング率の大きい酸化ジルコニウム、窒素珪素、酸化ア
ルミニウムが望ましいことがわかる。この他に、窒化チ
タン、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化タンタル、
窒化タングステン、窒化ジルコニウム、窒化チタン、炭
化珪素、炭化チタン、炭化タングステン、炭化タンタル
は、ヤング率が２×１０¹¹Ｎ／ｍ²以上であり、望まし
い振動板材料といえる。

【００８０】更に、前記材料を主成分として他の成分が
添加されていても良いし、前記材料を２種類以上含んだ
材料でもよい。例えば、炭化タングステンが主成分で、
炭化チタン、炭化タルタル、コバルトを微量添加した超
硬合金や、炭化チタンや炭化窒化チタンを主成分とし、
不純物を微量添加してサーメットを振動板に用いて良
い。

【００８１】（実施例３）図５は、本発明の実施例にお
ける、振動板を積層構造とした液体噴射ヘッドにおけ
る、圧電素子、液室を形成した基板の断面図である。

【００８２】同図において、５０１はヤング率が１×１
０¹¹Ｎ／ｍ²以上、望ましくは２×１０¹¹Ｎ／ｍ²以上の
材料層であり、前記（実施例１）と同様窒化珪素を用い
た。５０２は酸化珪素層であり、窒素珪素層５０１を形
成したＰＥＣＶＤ装置において、窒素珪素層５０１を形
成した後に連続形成した。これ以外の要素は実施例１と
同様である。

【００８３】この酸化珪素層５０２を設けるころによ
り、下電極１０４と振動板との密着性が強化された。ま
た、製造プロセス中の熱処理時に起こるＰＺＴ膜１０５
に加わる応力を緩和することができるので、製造歩留ま
りを向上することが可能である。窒化珪素層５０１を１
μｍ、酸化珪素層５０２を１０００Åとしたときの液体
噴射特性は、実施例１中の表２に示すものと変わらず、
酸化珪素層５０２を設けることによる液体噴射特性の劣
化はなかった。

【００８４】本実施例は、ＰＺＴ膜形成時またはそれ以
降の処理温度を７１０℃以下として適用するのが望まし
い。これは、ＰＺＴ膜中の鉛が下電極１０４を通って振
動板の酸化珪素層５０２へ拡散することによるものであ
る。通常、酸化珪素はこの温度領域では固体状態である
が、鉛が拡散された酸化珪素は７１４℃以上で液体とな
ってしまい、これが外部に噴出して液体噴射ヘッドを破
壊してしまうためである。

【００８５】（実施例４）図６は、振動板と下電極の間
に酸化アルミニウム層を挿入した液体噴射ヘッドにおけ
る、圧電素子、液室を形成した基板の断面図である。

【００８６】図において、窒化珪素層５０１、酸化珪素
層５０２より成る振動板上に、酸化アルミニウム層６０
１をスパッタリング法により厚み１０００Åで形成し、
その上部から下電極１０４を形成する。それ以外は実施
例３と同様である。

【００８７】酸化アルミニウム層６０１を形成すること
により、上記実施例３中において述べたＰＺＴ中の鉛の
振動板への拡散が抑えられる。このことにより、７１０
℃以上の高温熱処理を行なっても、酸化珪素層５０２外
部噴出による液体噴射ヘッドの破壊を防止することがで
き、液体噴射ヘッドの製造歩留まりを向上させることが
できる。更には、７１０℃以上の高温かつ効率的な熱処
理が可能となるため、ＰＺＴ膜の圧電特性を一層向上さ
せることが可能となり、液体噴射特性の向上を図ること
ができる。

【００８８】酸化アルミニウム層６０１を設けたことに
よる効果は他の材料を用いても得られることが判明し
た。実験の結果、上記酸化アルミニウム以外では、酸化
ジルコニウム、酸化錫、酸化亜鉛、酸化チタンを用いて
もその効果は同様に確認された。また、これらを主成分
とし添加物を加えた材料や、これらの材料を２種類以上
含むものを主成分とする材料も同様に適用可能である。
さらに、この効果は、表面に酸化珪素層を設けた振動板
構成のみならず、ホウ素を混入した単結晶珪素振動板に
おいても確認された。

【００８９】（実施例５）本発明者らは、下電極１０４
の構成を決定するため、以下の実験を行なった。

【００９０】酸化珪素層を設けた単結晶珪素基板上に、
下電極１０４としてチタンと白金をスパッタリング法で
この順に連続形成した。白金の厚みは２０００Å、チタ
ンの厚みは５０Åから１０００Åまで変化させた。な
お、チタンは電極材料の白金と振動板材料の酸化珪素層
との密着性を高めるために必要なものである。

【００９１】その上から、実施例１中に示す方法でＰＺ
Ｔを膜厚１μｍに形成し、酸素雰囲気中で６００℃の熱
処理を４時間行い、更に上電極としてアルミニウムを３
ｍｍ角の大きさにマスク蒸着して形成した。

【００９２】このサンプルにおいて、上下電極間に電圧
を印加し、ＰＺＴ膜の耐電圧特性を評価した。ここで、
ＰＺＴ膜の耐電圧の定義としては、リーク電流が１００
ｎＡ流れたときの印加電圧とした。その結果を表４に示
す。

【００９３】

【表４】

【００９４】以上の結果により、チタン膜厚とＰＺＴ膜
の耐電圧には相関関係があり、チタン膜厚が薄くなれば
耐電圧が増すことがわかる。また、本発明者らの観測に
よれば、白金表面に微妙な突起が生じていて、この突起
の密度がチタン膜厚を厚くすると共に大きくなってい
た。例えば、チタン５０Åにおいては２００００個／ｍ
ｍ²程度であったものが、チタン２００Åおいては２１
００００個／ｍｍ²程度となっていることが観測され
た。このことから、熱処理によって形成される白金表面
の微小な突起が、ＰＺＴ膜の耐電圧を低下させているも
のと考えられる。

【００９５】チタン膜厚を１００Åから８０Åに下げる
ことにより、ＰＺＴ膜の耐電圧は１８Ｖから３０Ｖへと
大きく向上した。ＰＺＴ膜の耐電圧が向上すれば、印加
電圧を高くすることができるようになり、液体噴射ヘッ
ドにおける、液体噴射特性を向上させることが可能とな
る。また、ＰＺＴ膜を薄くした状態においても液体噴射
が可能となり、製造上の生産性も向上させることが可能
となる。

【００９６】この耐電圧値としては、１０Ｖ以下では実
用には耐えられず、２０Ｖ程度でもまだ不十分である
が、２０Ｖを大きく超えれば実用領域とみなすことがで
きる。上記の実験結果によると、チタン膜層が８０Å以
下になるとＰＺＴ膜の耐電圧が格段に向上しているのが
わかる。従って、チタン膜厚を８０Å以下とすることが
望ましく、本発明者らは、上述した実施例においてもチ
タン膜厚を５０Åとしている。

【００９７】以上の本実施例においては、厚み８０Å以
下のチタン上に設ける電極材料を白金としているが、こ
れは、白金を含む合金としてよい。本発明者らは酸化珪
素層を設けた単結晶珪素基板にチタンを５０Å、更に白
金７０ａｔ％−イリジウム３０ａｔ％の合金をスパッタ
リング法で連続形成し、酸素雰囲気中で６００℃の熱処
理を４時間行なってみた、熱処理後のこの合金表面を８
００倍で顕微鏡観察してみたところ、前記表面の微小突
起は全く観察されなかった。前記実施例と同様にＰＺＴ
膜を形成し耐電圧の測定したところ、７０Ｖという結果
が得られ、更に特性の向上がみられた。

【００９８】また、振動板の材料としても酸化珪素層を
設けた単結晶珪素に限られたわけでなく、上述した実施
例で挙げられた材料であれば適用可能である。

【００９９】（実施例６）図７は、液室内表面に親水性
材料層を形成した液体噴射ヘッドにおける、圧電素子、
液室を形成した基板の断面図である。

【０１００】同図において、７０１が親水性材料層であ
る。本実施例における製造方法は実施例１に示すものと
ほぼ同一であるが、保護膜２０３の形成前に単結晶珪素
基板１０１の異方性エッチングを行い、その後８００℃
程度の温度で基板１０１表面を熱酸化することにより、
親水性材料層７０１として酸化珪素を形成する点が実施
例１と異なっている。その後、圧電素子側の面に保護膜
２０３を形成する。

【０１０１】親水性材料層７０１の形成方法としては、
ＳＯＧ（Spin On Glass）法等で振動板１０３下も覆う
ように酸化珪素を形成してもよいし、更には、液体噴射
ヘッド組立後に親水性材料粒子を混ぜた液体を液体流路
や液室を通し、液体流路や液室表面に親水性材料粒子を
残すようにしてもよい。

【０１０２】このような構成とした場合、液体に水性の
インク等の、水をベースとした材料を用いた時、液室や
液体流路と液体の濡れ性が向上し、気泡の発生が少なく
なる。同時に、第２の基板１０７にもガラス等の親水性
材料を用いれば、更にこの効果は向上する。

【０１０３】（実施例７）図８（ａ）、（ｂ）は、第２
の基板１０７にノズルを形成した液体噴射ヘッドにおけ
る、平面図及び断面図である。

【０１０４】図において、液体流路１０８を形成した第
２の基板１０７に、ノズル８０１を形成し、第１の基板
１０１と接合した構成となっている。ノズル８０１は、
エキシマレーザーを照射することにより形成すればよ
い。

【０１０５】このような構成とすることにより、図８
（ａ）に示すように液室１０２を千鳥状に配置し、しか
もノズル８０１を一直線上に配置することが可能とな
る。従って、ノズル８０１の配列ピッチを液室１０２の
配列ピッチの半分とすることができ、液室寸法を上述し
た実施例１と同様に１００μｍとした場合、ノズル８０
１の更なる高密度化が可能となる。また、一直線上に配
置できるので、インク等の液体を紙などの媒体上に記録
する場合、ドットずれが起こらず高品位の印字が可能と
なる。

【０１０６】（実施例８）図９は、本発明の液体噴射ヘ
ッドを用いた液体噴射記録装置の概念図である。

【０１０７】図において、複数のノズルを有する液体噴
射ヘッド９０１は、図示しない制御回路と接続されてお
り、この制御回路によって液体噴射ヘッド９０１が適切
に駆動され選択的にインクが噴射されるようになってい
る。そして、この液体噴射ヘッド９０１と対向した位置
にある記録用紙９０９上に、文字・画像などの情報がイ
ンク滴によるドットの集合体として記録されるように構
成されている。

【０１０８】また、液体噴射ヘッド９０１には、インク
を貯蔵しているカートリッジ９０２が接続形成されてお
り、更にガイドレール９０３及び送りベルト９０４がカ
ートリッジ９０２に接続されている。送りローラ９０５
が回転すると、送りベルト９０４が駆動され、ガイドレ
ール９０３に沿って液体噴射ヘッド９０１及びカートリ
ッジ９０２が移動する仕組みになっている。

【０１０９】一方、記録用紙９０９は、挟持ローラ９０
７と紙送りローラ９０８によりプラテン９０６に密着す
るようになっている。液体噴射ヘッド９０１を主走査方
向（ガイドレール９０３により液体噴射ヘッド９０１が
移動する方向）に走査し、記録を終えたら紙送りローラ
９０８をステップ回転させ、再び液体噴射ヘッド９０１
からインクを噴射し、次の記録を始めるようになってい
る。

【０１１０】この記録装置は、以上説明してきた液体噴
射ヘッドの特性や効果をそのまま有するものとなる。

【０１１１】本実施例においては、インクが噴射される
媒体として記録用紙を用いたが、もちろんこれに限られ
るわけでなく、布地等であってもよい。また、金属・樹
脂・木材などの立体物を用いてもよい。

【０１１２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の液体噴射
ヘッドは、紙・金属・樹脂・布地等の記録媒体上にイン
クを用いて文字・画像情報を記録する液体噴射記録装置
に好適に用いられる。

【０１１３】さらに、小型、高密度、改善された特性と
いう特性を活かし、小型かつ高性能の液体噴射記録装置
に用いられる記録ヘッドとして最適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例における液体噴射ヘッドの斜
視図である。

【図２】 （ａ）ないし（ｃ）は、第１の基板１０１に
圧電素子及び液室を形成するまでの製造工程を示す断面
図である。

【図３】 （ａ）は、基板１０１の異方性エッチング時
に圧電素子側の面を保護するための治具の構成図、同図
（ｂ）は基板１０１を治具に固定した状態の断面図であ
る。

【図４】 本発明の液体噴射ヘッドの実装構造の概念図
である。

【図５】 振動板を積層構造とした液体噴射ヘッドにお
ける、圧電素子、液室を形成した基板の断面図である。

【図６】 振動板と下電極の間に酸化アルミニウム層を
挿入した液体噴射ヘッドにおける、圧電素子、液室を形
成した基板の断面図である。

【図７】 液室内表面に親水性材料層を形成した液体噴
射ヘッドにおける、圧電素子、液室を形成した基板の断
面図である。

【図８】 （ａ）は、本発明の第２の基板１０７にノズ
ルを形成した液体噴射ヘッドにおける平面図、同図
（ｂ）はその断面図である。

【図９】 本発明の液体噴射ヘッドを用いた液体噴射記
録装置の概念図である。

【符号の説明】

１０１ 第１の基板 １０２ 液室 １０３ 振動板 １０４ 下電極 １０５ 圧電膜 １０６ 上電極 １０７ 第２の基板 １０８ 液体流路 １０９ ノズル

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１４年６月２７日（２００２．６．２
７）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１７】

【従来の技術】更に、同従来例中の実施例においては、
振動板にＳｉｏ₂１層が用いられている。ＳｉＯ₂は、ヤ
ング率が１０¹⁰Ｎ／ｍ²台と小さく、その上部に圧電薄
膜を形成し電圧印加して前記圧電薄膜が横方向に変形す
る時、同時に横方向に大きく伸びてしまい、縦方向への
変形がそれほど大きくならない。すなわち、振動板にＳ
ｉＯ₂１層を用いた場合も、圧電膜への電圧印加の際に
効率的に振動板を変形させ、液体を噴射させることが不
可能である。また、効率的に液体を噴射させるための振
動板特性や材料については言及されていない。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２０】

【従来の技術】鳥居他（ジャパニーズジャーナルオブア
プライドフィジックス、Ｖｏ１．３０、Ｎｏ．１２Ｂ、
１９９１年１２月、３５６２〜３５６６ページ）におい
ては、ＰＺＴ膜の下電極としてＳｉＯ₂上に直接白金膜
が形成されている。しかしながら、このような構成とし
た場合、酸化珪素と白金との密着性に問題があることは
周知の事実であり、本発明者の実験においても、ＰＺＴ
膜形成時またはその後の熱処理時や、完成後の動作時に
酸化珪素と白金の間に剥がれが生じた。また、以上の如
き問題点を解決し、酸化珪素等の絶縁材料と白金との密
着性を向上させるため、特公昭４−４３４３５号に示さ
れるように白金と絶縁材料の間にチタンを挿入すればよ
いことが知られているが、ＰＺＴ膜形成時やその後の熱
処理時に、白金表面に突起が生じ、これがＰＺＴ膜の耐
電圧を低下させていた。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来技術
の問題点に鑑みてなされたものであり、以下の点を目的
とするものである。 （１）効率的な液体噴射動作をさせることを可能とし、
ノズル数を増やしても平面的に小型で、ノズル高密度化
の図られた液体噴射ヘッドを提供すること。 （２）液室や液体流路の形状、深さを制御することを容
易とし、気泡溜まりや液体噴射特性ばらつきがなく、更
にはその設計の自由度を向上することができる液体噴射
ヘッドを提供すること。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 特願平5−57430 (32)優先日 平成５年３月17日(1993．3．17) (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (31)優先権主張番号 特願平5−72426 (32)優先日 平成５年３月30日(1993．3．30) (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (31)優先権主張番号 特願平5−10226 (32)優先日 平成５年１月25日(1993．1．25) (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (72)発明者 澤田 昌志 長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイコ ーエプソン株式会社内 Ｆターム(参考） 2C057 AF37 AF65 AG12 AG44 AG85 AG91 AJ03 AJ04 AP02 AP34 AP52 AP53 AP56 AP59 AQ02 BA04 BA05 BA14

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液室と、該液室の一部を構成する振動板
   と、該振動板上に形成された下電極、圧電膜、上電極よ
   り成る圧電素子が形成された第１の基板と、ノズルが形
   成された第２の基板を、前記第１の基板に形成された液
   室と前記第２の基板に形成されたノズルとが連通するよ
   うに接合一体化しており、液室の配列ピッチはノズルの
   配列ピッチの２倍であることを特徴とする液体噴射ヘッ
   ド。
2. 【請求項２】 前記第１の基板が、面方位（１１０）の
   単結晶珪素から成り、液室の奥行き方向を＜１−１ ２
   ＞又は＜−１ １ ２＞方向としたことを特徴とする請
   求項１に記載の液体噴射ヘッド。
3. 【請求項３】 前記液室の内表面に親水性材料層を形成
   して成ることを特徴とする請求項１または２に記載の液
   体噴射ヘッド。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれかに記載の液体
   噴射ヘッドを具備して成ることを特徴とする液体噴射記
   録装置。