JP2003285438A

JP2003285438A - インクジェット式記録ヘッドおよびインクジェットプリンタ

Info

Publication number: JP2003285438A
Application number: JP2002089799A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Miyazawa; 弘宮澤; Setsuya Iwashita; 節也岩下; Amamitsu Higuchi; 天光樋口
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2002-03-27
Filing date: 2002-03-27
Publication date: 2003-10-07

Abstract

(57)【要約】【課題】インクジェットプリンタの小型化に有利な集
積回路を備えるインクジェット式記録ヘッド、および、
高い印刷品質を維持しつつ、より小型のインクジェット
プリンタを提供すること。【解決手段】図５に示すインクジェット式記録ヘッド
Ｈの主要部は、複数のインク室２１０を形成するインク
室基板２００の下側に、ノズル板１００が接合され、上
側に、振動板３００が接触して設けられている。また、
振動板３００のインク室基板２００と反対側には、各イ
ンク室２１０に対応する位置に圧電素子４００が下地層
７００を介して設けられている。このヘッドＨは、Ｓｉ
単結晶基板とＳｉ単結晶層とでストッパ層を挟持してな
る基板を用いて製造され、Ｓｉ単結晶基板がインク室基
板２００とされ、Ｓｉ単結晶層およびストッパ層が振動
板３００とされている。また、振動板３００の圧電素子
４００と同じ側には、集積回路９が振動板３００と一体
的に形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット式
記録ヘッドおよびインクジェットプリンタに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、インクジェットプリンタは、主
に、インクジェット式記録ヘッドを備える印刷装置（印
刷手段）、給紙装置（給紙手段）、インクジェットプリ
ンタの各部を制御する制御部（制御手段）、および、イ
ンクジェットプリンタの各部に電力を供給する電源部を
有し、これらが装置本体内に収納されている。

【０００３】近年、より高解像度の印刷品質を提供する
ことができるインクジェットプリンタが開発されてい
る。

【０００４】そして、今後、高い印刷品質を維持しつ
つ、さらにコンパクトな（小型化された）インクジェッ
トプリンタの開発が要望されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、イン
クジェットプリンタの小型化に有利な集積回路を備える
インクジェット式記録ヘッド、および、高い印刷品質を
維持しつつ、より小型のインクジェットプリンタを提供
することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
（１）〜（２２）の本発明により達成される。

【０００７】（１）振動源と、該振動源の振動により
振動する振動板と、該振動板の前記振動源と反対側に設
けられ、インクを貯留するインク室を形成するインク室
基板と、前記振動板の前記振動源と同じ側に設置された
少なくとも１つの集積回路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。

【０００８】（２）前記集積回路は、前記振動板と一
体的に形成されている上記（１）に記載のインクジェッ
ト式記録ヘッド。

【０００９】（３）振動源と、該振動源側にＳｉ単結
晶で構成されたＳｉ単結晶層を有し、前記振動源の振動
により振動する振動板と、該振動板の前記振動源と反対
側に設けられ、インクを貯留するインク室を形成するイ
ンク室基板と、前記振動板の前記Ｓｉ単結晶層上に、該
Ｓｉ単結晶層と一体的に形成された少なくとも１つの集
積回路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。

【００１０】（４）前記Ｓｉ単結晶層は、（１００）
配向または（１１１）配向のものである上記（３）に記
載のインクジェット式記録ヘッド。

【００１１】（５）前記集積回路は、前記振動源を駆
動する駆動回路、印刷データを処理するデータ処理回
路、印刷データを入手する通信回路、前記インクジェッ
ト式記録ヘッドの周囲の環境条件を検出する検出手段の
うちの少なくとも１つを構成するものである上記（１）
ないし（４）のいずれかに記載のインクジェット式記録
ヘッド。

【００１２】（６）前記振動源と前記振動板との間に
は、これらの接合性を向上させる機能を有する下地層が
設けられている上記（１）ないし（５）のいずれかに記
載のインクジェット式記録ヘッド。

【００１３】（７）前記インク室は、前記振動板の振
動により容積が変化し、この容積変化により、インクを
吐出するよう構成されている上記（１）ないし（６）の
いずれかに記載のインクジェット式記録ヘッド。

【００１４】（８）前記インク室は、複数設けられて
おり、前記振動源は、複数の前記インク室に対応して、
それぞれ設けられている上記（１）ないし（７）のいず
れかに記載のインクジェット式記録ヘッド。

【００１５】（９）前記インク室基板の前記振動板と
反対側には、複数の前記インク室に対応して、それぞれ
インクを吐出可能なノズル孔が設けられている上記
（８）に記載のインクジェット式記録ヘッド。

【００１６】（１０）複数の前記ノズル孔は、前記イ
ンク室基板の前記振動板と反対側に設けられたノズル板
に形成されている上記（９）に記載のインクジェット式
記録ヘッド。

【００１７】（１１）前記ノズル板の前記ノズル孔の
近傍には、インクの吐出状況、記録媒体上の印刷状況、
記録媒体の供給状態、記録媒体の印刷部位付近の雰囲気
のうちの少なくとも１つを検出可能な検出手段が設けら
れている上記（１０）に記載のインクジェット式記録ヘ
ッド。

【００１８】（１２）前記検出手段は、記録媒体の印
刷部位付近の雰囲気のインク溶媒の濃度を検出可能であ
る上記（１１）に記載のインクジェット式記録ヘッド。

【００１９】（１３）前記インク室基板は、Ｓｉ単結
晶基板から得られたものである上記（１）ないし（１
２）のいずれかに記載のインクジェット式記録ヘッド。

【００２０】（１４）前記Ｓｉ単結晶基板は、（１１
０）配向のものである上記（１３）に記載のインクジェ
ット式記録ヘッド。

【００２１】（１５）前記インク室基板は、前記Ｓｉ
単結晶基板に対してエッチングを施すことにより得られ
たものである上記（１３）または（１４）に記載のイン
クジェット式記録ヘッド。

【００２２】（１６）前記エッチングは、異方性エッ
チングである上記（１５）に記載のインクジェット式記
録ヘッド。

【００２３】（１７）前記振動板の厚さ方向の少なく
とも一部が、前記エッチングの際に浸食の進行を防止す
るストッパ層として機能する上記（１５）または（１
６）に記載のインクジェット式記録ヘッド。

【００２４】（１８）前記振動板は、前記インク室基
板側にアモルファス状態の物質で構成されたアモルファ
ス層を有し、該アモルファス層が前記ストッパ層として
機能する上記（１７）に記載のインクジェット式記録ヘ
ッド。

【００２５】（１９）前記アモルファス状態の物質
は、酸化物である上記（１８）に記載のインクジェット
式記録ヘッド。

【００２６】（２０）前記酸化物は、ＳｉＯ_２である
上記（１９）に記載のインクジェット式記録ヘッド。

【００２７】（２１）前記アモルファス状態の物質
は、窒化物である上記（１８）に記載のインクジェット
式記録ヘッド。

【００２８】（２２）上記（１）ないし（２１）のい
ずれかに記載のインクジェット式記録ヘッドを備えるこ
とを特徴とするインクジェットプリンタ。

【００２９】

【発明の実施の形態】本発明者は、通常、装置本体内に
配設される、例えば制御部やセンサ等を構成する集積回
路の少なくとも一部を、インクジェット式記録ヘッドに
搭載（組み込む）ことにより、インクジェットプリンタ
の小型化を図るべく、鋭意検討を重ね、本発明を完成す
るに至った。

【００３０】以下、本発明のインクジェット式記録ヘッ
ドおよびインクジェットプリンタの好適な実施形態につ
いて説明する。

【００３１】まず、本発明のインクジェット式記録ヘッ
ドおよびインクジェットプリンタについて説明する前
に、本発明のインクジェット式記録ヘッドの製造に用い
る基板について説明する。

【００３２】＜基板＞図１は、本発明のインクジェット
式記録ヘッドの製造に用いる基板の実施形態を示す断面
図であり、図２および図３は、それぞれ、図１に示す基
板の製造工程を説明するための図（断面図）である。

【００３３】図１に示す基板１０は、Ｓｉ単結晶基板２
０と、Ｓｉ単結晶基板２０上に形成された（設けられ
た）ストッパ層３０と、このストッパ層３０を介してＳ
ｉ単結晶基板２０と反対側に設けられたＳｉ単結晶層６
０とを有している。換言すれば、この基板１０は、Ｓｉ
単結晶基板２０とＳｉ単結晶層６０とで、ストッパ層３
０を挟持した構成とされている。

【００３４】Ｓｉ単結晶基板２０には、後述するよう
に、インク室２１０となる凹部２１０’、その他、リザ
ーバ室２３０および供給口２４０となる凹部が、それぞ
れエッチングにより形成される。すなわち、このＳｉ単
結晶基板２０に対してエッチングを施すことにより、後
述する本発明のインクジェット式記録ヘッドＨ（以下、
単に「ヘッドＨ」と言う。）のインク室基板２００が得
られる。

【００３５】このＳｉ単結晶基板２０、すなわち、Ｓｉ
単結晶で構成される基板は、汎用的な基板であるので、
このＳｉ単結晶基板２０を用いて基板１０を構成するこ
とにより、基板１０、延いては、ヘッドＨの製造コスト
を低減することができる。

【００３６】Ｓｉ単結晶基板２０の平均厚さは、特に限
定されないが、１０μｍ〜１ｍｍ程度であるのが好まし
く、３０〜３００μｍ程度であるのがより好ましい。Ｓ
ｉ単結晶基板２０の平均厚さを、前記範囲とすることに
より、得られるヘッドＨは、十分な強度を確保しつつ、
その小型化（特に、薄型化）を図ることができる。

【００３７】Ｓｉ単結晶基板２０上には、ストッパ層３
０が形成され（設けられ）ている。このストッパ層３０
は、Ｓｉ単結晶基板２０に前記凹部２１０’を含む所定
のパターン形状をエッチングにより形成する際に、浸食
の進行を防止する機能を有するものである。このストッ
パ層３０を設けることにより、エッチングによる浸食が
過度（必要以上）に進み、ストッパ層３０のＳｉ単結晶
基板２０と反対側に設けられる各部（特に、後述する振
動源としての圧電素子４００）が侵食されるのを防止す
ることができる。その結果、ヘッドＨの機能（性能）が
低下、または、失われることを防止することができる。

【００３８】また、後述するように、このストッパ層３
０は、Ｓｉ単結晶層６０とともに、圧電素子４００の振
動により振動する振動板３００として機能する。換言す
れば、振動板３００の厚さ方向の少なくとも一部がスト
ッパ層として機能する。このため、ストッパ層３０に
は、エッチングによる浸食の進行を防止する機能に加え
て、振動板としての十分な強度（物理的性質）が要求さ
れる。

【００３９】かかる観点からは、ストッパ層３０は、ア
モルファス状態の物質で構成されているのが好ましい。
このようなストッパ層（アモルファス層）３０は、エッ
チングによる浸食の進行を防止する機能を十分に発揮す
ることができるとともに、振動板に要求される十分な強
度を確保することができる。

【００４０】このアモルファス状態の物質としては、特
に限定されないが、例えば、ＳｉＯ _２、Ｓｉ_２Ｏ_３、Ａ
ｌ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２、ＴｉＯ_２、Ｙ_２Ｏ_３のような各種
酸化物、ＴｉＮ、ＢＮ、ＡｌＮのような各種窒化物、各
種樹脂材料、各種ガラス材料等が挙げられ、これらのう
ちの１種または２種以上を組み合わせて用いることがで
きる。

【００４１】これらの中でも、アモルファス状態の物質
としては、酸化物または窒化物が好ましく、酸化物であ
るＳｉＯ_２が最適である。酸化物（特に、ＳｉＯ_２）ま
たは窒化物を用いてストッパ層３０を構成することによ
り、前記効果が特に顕著となる。

【００４２】このようなストッパ層３０の平均厚さは、
特に限定されないが、１００ｎｍ〜５０μｍ程度とする
のが好ましく、５００ｎｍ〜２μｍ程度とするのがより
好ましい。ストッパ層３０の平均厚さを、前記範囲とす
ることにより、得られるヘッドＨの大型化を防止しつ
つ、ストッパ層３０は、振動板に要求される十分な強度
を確保することができる。なお、ストッパ層３０は、前
記範囲において、エッチングによる浸食の進行を防止す
る機能を十分に発揮することができる。

【００４３】ストッパ層３０上には、Ｓｉ単結晶層６０
が接合され（設けられ）ている。このＳｉ単結晶層６
０、すなわち、Ｓｉ単結晶で構成される層（基板）は、
汎用的なものであるので、このＳｉ単結晶層６０を用い
て基板１０を構成することにより、基板１０、延いて
は、ヘッドＨの製造コストを低減することができる。

【００４４】また、Ｓｉ単結晶層６０上に各部（各層）
を成膜した場合、各層は、それぞれＳｉ単結晶層６０の
配向方位に依存して（影響を受けて）成長、すなわち、
エピタキシャル成長するので、その配向方位が揃うよう
になる。

【００４５】後述するヘッドＨでは、Ｓｉ単結晶層６０
上に、少なくとも下地層７００、圧電素子４００の下部
電極４２０となる導電性酸化物層４２０’、および、圧
電体層４３０となる強誘電体材料層４３０’を、順次成
膜していく。したがって、下地層７００、導電性酸化物
層４２０’（下部電極４２０）、および、強誘電体材料
層４３０’（圧電体層４３０）は、それぞれ、その配向
方位が揃うようになる。このように、配向方位が揃った
圧電体層４３０を有する圧電素子４００は、電界歪み特
性等の各種特性が向上する。その結果、ヘッドＨは、そ
の性能が向上する。

【００４６】このようなＳｉ単結晶層６０の平均厚さ
は、１０ｎｍ〜５０μｍ程度であるのが好ましく、２０
ｎｍ〜２μｍ程度であるのがより好ましい。Ｓｉ単結晶
層６０の平均厚さを、前記範囲とすることにより、得ら
れるヘッドＨの大型化を防止しつつ、Ｓｉ単結晶層６０
は、前記効果を好適に発揮することができる。

【００４７】また、このＳｉ単結晶層６０は、前記スト
ッパ層３０とともに振動板３００を構成するが、Ｓｉ単
結晶層６０の平均厚さを、このように薄くすることによ
り、振動板３００の強度が、必要以上に大きくなるのを
防止することができる。

【００４８】さて、このような構成の基板１０は、Ｓｉ
単結晶基板２０とＳｉ単結晶層６０との配向方位を、互
いに異なるようにすることもできるし、一致するように
することもできるが、Ｓｉ単結晶基板２０とＳｉ単結晶
層６０とは、互いに配向方位が異なっているのが好まし
い。

【００４９】具体的には、次のようにするのが好まし
い。すなわち、前述したように、圧電体層４３０は、Ｓ
ｉ単結晶層６０の配向方位に依存して（影響を受けて）
成長するので、圧電体層４３０の配向方位が、圧電素子
４００の各種特性を向上させることができるような配向
方位となるように、Ｓｉ単結晶層６０の配向方位を選択
する。一方、Ｓｉ単結晶基板２０の配向方位は、エッチ
ングに適し、かつ、面方向に対してほぼ垂直な方向にエ
ッチングによる浸食が進行するものを選択する。このよ
うな構成の基板１０は、ヘッドＨを製造する上で、極め
て有用な基板である。

【００５０】かかる観点からは、Ｓｉ単結晶層６０とし
ては、（１００）配向または（１１１）配向のものが好
ましい。このような（１００）配向または（１１１）配
向Ｓｉ単結晶層を用いることにより、圧電体層４３０
を、例えば、正方晶（００１）配向、正方晶（１１１）
配向、菱面体晶（００１）配向、菱面体晶（１１１）配
向等でエピタキシャル成長により形成することができ
る。かかる圧電体層４３０を有する圧電素子４００は、
電界歪み特性等の各種特性が特に優れたものとなる。

【００５１】一方、Ｓｉ単結晶基板２０としては、（１
１０）配向のものが好ましい。このような（１１０）配
向のＳｉ単結晶基板は、より容易にエッチング（特に、
異方性エッチング）されるとともに、面方向に対してほ
ぼ垂直な方向にエッチングによる浸食が、精度よく進行
するので、寸法精度の高いインク室基板２００を得るこ
とができる。

【００５２】次に、このような基板１０の製造方法につ
いて、図２および図３を参照しつつ説明する。

【００５３】前述した基板１０は、例えば、次のように
して製造することができる。＜Ｉ＞まず、Ｓｉ単結晶基板２０とＳｉ単結晶層６０
との配向方位が異なる基板１０を製造する場合について
説明する（図２参照）。

【００５４】＜Ｉ−１＞Ｓｉ単結晶基板２０となる、
例えば（１１０）配向のＳｉ単結晶板２０ａと、Ｓｉ単
結晶層６０となる、例えば（１００）配向のＳｉ単結晶
板６０ａとを用意する。

【００５５】＜Ｉ−２＞次に、Ｓｉ単結晶板２０ａ上
に、ＳｉＯ_２からなるストッパ層３０を形成する。これ
は、Ｓｉ単結晶板２０ａのストッパ層３０を形成する面
に対して、例えば、大気中、酸素ガス中等の酸化性雰囲
気で、熱処理を施すことにより、容易に行うことができ
る。

【００５６】この熱処理条件は、特に限定されないが、
９００〜１４００℃×２０分〜２時間程度とするのが好
ましい。この熱処理条件を適宜設定することにより、前
述したような平均厚さのストッパ層３０を形成する。

【００５７】なお、ストッパ層３０を、例えばＳｉＯ_２
以外の各種酸化物、各種窒化物で構成する場合には、か
かるストッパ層３０は、例えば、熱ＣＶＤ、プラズマＣ
ＶＤ、レーザーＣＶＤ等の化学蒸着法（ＣＶＤ）、真空
蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング等の物理
蒸着法（ＰＶＤ）、スパッタリーフロー等により形成す
ることができる。

【００５８】また、ストッパ層３０を、例えば各種樹脂
材料、各種ガラス材料で構成する場合には、シート状の
ストッパ層３０を、例えば各種接着法、各種融着法等に
よりＳｉ単結晶板２０ａ上に接合するようにすればよ
い。

【００５９】＜Ｉ−３＞次に、ストッパ層３０が形成
されたＳｉ単結晶板２０ａと、Ｓｉ単結晶板６０ａとを
貼り合わせ（接合して）、これらを一体化させる。

【００６０】この接合には、例えば、ストッパ層３０に
Ｓｉ単結晶板６０ａを圧着させた状態で、熱処理する方
法が好適に用いられる。かかる方法によれば、容易かつ
確実に、ストッパ層３０が設けられたＳｉ単結晶板２０
ａと、Ｓｉ単結晶板６０ａとを一体化させることができ
る。

【００６１】この熱処理条件は、ストッパ層３０の構成
材料等により適宜設定され、特に限定されないが、９０
０〜１４００℃×２０分〜２時間程度とするのが好まし
い。なお、接合には、その他の各種接着方法、各種融着
方法等を用いてもよい。

【００６２】＜Ｉ−４＞次に、Ｓｉ単結晶板２０ａお
よびＳｉ単結晶板６０ａに対して、それぞれ、例えば、
研削、研磨、エッチング等の後処理を施すことにより、
それらの形状（厚さ）を整えて、Ｓｉ単結晶基板２０お
よびＳｉ単結晶層６０を得る。このとき、Ｓｉ単結晶基
板２０およびＳｉ単結晶層６０の平均厚さを、それぞれ
前述したような範囲とする。なお、本工程＜Ｉ−４＞
は、必要に応じて省略することもできる。

【００６３】＜II＞次に、Ｓｉ単結晶基板２０とＳｉ
単結晶層６０との配向方位が一致し、かつ、ＳｉＯ_２か
らなるストッパ層３０を有する基板１０を製造する場合
について説明する（図３参照）。

【００６４】＜II−１＞まず、基板１０となる、例え
ば（１１０）配向のＳｉ単結晶板１０ｂを用意する。

【００６５】＜II−２＞次に、このＳｉ単結晶板１０
ｂに対して酸素イオンを注入した後、熱処理を施す。こ
れにより、Ｓｉ単結晶板１０ｂの厚さ方向の途中に、Ｓ
ｉＯ _２層（ストッパ層）３０が形成される。このストッ
パ層３０の生成により、Ｓｉ単結晶板１０ｂは、上側の
Ｓｉ単結晶板６０ｂと、下側のＳｉ単結晶板２０ｂとに
分割（分離）される。

【００６６】この酸素注入量は、特に限定されないが、
１×１０^１６〜１×１０^２０ｃｍ⁻ ^２程度とするのが好
ましく、１×１０^１７〜１×１０^１９ｃｍ^−２程度とす
るのがより好ましい。

【００６７】また、酸素イオンの加速電圧は、特に限定
されないが、１０〜１０００ｋｅＶ程度とするのが好ま
しく、１００〜５００ｋｅＶ程度とするのがより好まし
い。

【００６８】これらの各条件を適宜設定することによ
り、ストッパ層３０の厚さを調整することができる。

【００６９】また、熱処理条件も、特に限定されない
が、９００℃以上×２０分〜２時間程度とするのが好ま
しい。

【００７０】＜II−３＞次に、必要に応じて、この基
板１０ｂに対して高温酸化処理を施す。これにより、Ｓ
ｉ単結晶板６０ｂのストッパ層３０との界面付近が熱酸
化され、ストッパ層３０の厚さが増大する。なお、この
とき、Ｓｉ単結晶板６０ｂの表面付近にも、熱酸化膜９
０が形成される。なお、この熱酸化膜９０は、次工程＜
II−４＞を行うことにより除去することができる。

【００７１】＜II−４＞次に、必要に応じて、前記工
程＜Ｉ−４＞と同様の工程を行う。これにより、Ｓｉ単
結晶基板２０およびＳｉ単結晶層６０を得る。以上のよ
うな工程を経て、基板１０が製造される。

【００７２】＜インクジェット式記録ヘッド＞次に、本
発明のインクジェット式記録ヘッドについて説明する。

【００７３】図４は、本発明のインクジェット式記録ヘ
ッドの実施形態を示す分解斜視図（一部切り欠いて示
す）であり、図５は、図４に示すインクジェット式記録
ヘッドの主要部の構成を示す側面図（ａ）および平面図
（ｂ）であり、図６は、図４に示すインクジェット式記
録ヘッドの主要部の構成を示す断面図であり、図７およ
び図８は、それぞれ、図６に示すインクジェット式記録
ヘッドの主要部の製造工程を説明するための図（断面
図）であり、図９は、集積回路の一部（トランジスタ）
の構成を示す断面図である。なお、図４は、通常使用さ
れる状態とは、上下逆に示されている。

【００７４】図４に示すインクジェット式記録ヘッドＨ
（ヘッドＨ）は、主に、ノズル板１００と、インク室基
板２００と、振動板３００と、圧電素子（振動源）４０
０とを備え、これらが基体５００に収納されている。こ
のヘッドＨは、前述した基板１０を用いて製造されたも
のであり、基板１０のＳｉ単結晶基板２０がインク室基
板２００とされ、ストッパ層（アモルファス層）３０お
よびＳｉ単結晶層６０が振動板３００とされている。

【００７５】なお、このヘッドＨは、オンデマンド形の
ピエゾジェット式ヘッドを構成する。

【００７６】ノズル板１００は、例えばステンレス製の
圧延プレート等で構成されている。このノズル板１００
には、インク滴を吐出可能なノズル孔１１０が多数形成
されている。これらのノズル孔１１０のピッチは、印刷
精度に応じて適宜設定される。

【００７７】また、ノズル板１００（図５（ａ）中下側
の面）には、ノズル孔１１０の近傍にセンサ８（後に詳
述する）が設けられている。

【００７８】ノズル板１００には、インク室基板２００
が固着（固定）されている。このインク室基板２００に
は、ノズル板１００、側壁（隔壁）２２０および後述す
る振動板３００により、複数のインク室（キャビティ、
圧力室）２１０と、インクカートリッジ３１から供給さ
れるインクを一時的に貯留するリザーバ室２３０と、リ
ザーバ室２３０から各インク室２１０に、それぞれイン
クを供給する供給口２４０とが区画形成されている。

【００７９】これらのインク室２１０は、それぞれ短冊
状（直方体状）に形成され、各ノズル孔１１０に対応し
て配設されている。各インク室２１０は、後述する振動
板３００の振動により容積が変化し、この容積変化によ
り、インクを吐出するよう構成されている。

【００８０】また、インク室２１０の容積は、特に限定
されないが、１×１０^−７〜２×１０^−５ｍＬ程度とす
るのが好ましく、５×１０^−７〜１×１０^−５ｍＬ程度
とするのがより好ましい。

【００８１】一方、インク室基板２００のノズル板１０
０と反対側には、振動板３００がインク室基板２００の
側壁２２０に接触して設けられ、さらに振動板３００の
インク室基板２００と反対側には、複数の圧電素子４０
０が下地層７００を介して設けられている。

【００８２】また、振動板３００の所定位置には、その
厚さ方向に貫通して連通孔３１０が形成されている。こ
の連通孔３１０を介して、インクカートリッジ３１から
リザーバ室２３０に、インクが供給可能とされている。

【００８３】本実施形態では、この振動板３００は、イ
ンク室基板２００側のアモルファス状態の物質で構成さ
れたアモルファス層３０と、圧電素子４００側のＳｉ単
結晶で構成されたＳｉ単結晶層６０とで構成されてい
る。

【００８４】このうち、前述したように、アモルファス
層３０が、インク室基板２００をエッチングにより得る
際に、エッチングによる浸食が過度（必要以上）に進行
するのを防止するストッパ層として機能する。

【００８５】また、振動板３００の圧電素子（振動源）
４００と同じ側には、集積回路９（後に詳述する）とし
て、圧電素子駆動回路９１、通信回路９２、データ処理
回路９３、および、センサ９４が設けられている。すな
わち、この集積回路９は、振動板３００（Ｓｉ単結晶層
６０）上に設置（接合）、好ましくはＳｉ単結晶層６０
と一体的に形成されている。

【００８６】また、アモルファス層（ストッパ層）３０
を構成するアモルファス状態の物質は、前述した通りで
あるが、これらのアモルファス状態の物質は、絶縁材料
または半導体材料でもある。このため、これらの材料を
用いてアモルファス層（ストッパ層）３０を構成するこ
とにより、ヘッドＨでは、Ｓｉ単結晶層６０上に設け
られた各部（各圧電素子４００、圧電素子駆動回路９
１、通信回路９２、データ処理回路９３、センサ９４）
間での絶縁分離を良好なものとすること、圧電素子４
００の電解歪み特性等の各種特性の向上を図ることがで
きるという効果もある。このようなヘッドＨは、その性
能が向上する。

【００８７】各圧電素子４００は、それぞれ各インク室
２１０のほぼ中央部に対応して配設されている。各圧電
素子４００は、後述する圧電素子駆動回路９１に電気的
に接続され、圧電素子駆動回路９１からの信号に基づい
て作動するよう構成されている。

【００８８】なお、各圧電素子４００の平面視での寸法
は、特に限定されないが、例えば、１〜３ｍｍ×１０〜
５０μｍ程度とすることができる。

【００８９】基体５００は、例えば各種樹脂材料、各種
金属材料等で構成されており、この基体５００にインク
室基板２００が固定、支持されている。

【００９０】以下、下地層７００および圧電素子４００
の構成について、図６を参照しつつ、さらに詳細に説明
する。

【００９１】図６に示す圧電素子４００は、上部電極４
１０と下部電極４２０とで、圧電体層（強誘電体層）４
３０を挟持した構成とされている。換言すれば、圧電素
子４００は、下部電極４２０、圧電体層４３０および上
部電極４１０が、この順で積層されて構成されている。

【００９２】この圧電素子４００は、振動源として機能
するものであり、振動板３００は、圧電素子（振動源）
４００の振動により振動し、インク室２１０の内部圧力
を瞬間的に高める機能を有するものである。

【００９３】振動板３００上には、薄膜よりなる下地層
（バッファ層）７００が形成され（設けられ）ている。
すなわち、圧電素子４００（下部電極４２０）と振動板
３００（Ｓｉ単結晶層６０）との間に、下地層７００が
設けられている。

【００９４】この下地層７００は、圧電素子４００（下
部電極４２０）と振動板３００（Ｓｉ単結晶層６０）と
の接合性（密着性）を向上させる機能を有するものであ
る。下地層７００を設けることにより、圧電素子４００
の振動板３００からの剥離等によるヘッドＨの経時的劣
化が好適に防止されるとともに、圧電素子４００の振動
をより確実に振動板３００に伝達することができる。

【００９５】なお、この下地層７００は、振動板３００
上の少なくとも圧電素子４００を形成する領域に設ける
ようにすればよい。

【００９６】下地層７００の構成材料としては、例え
ば、ＮａＣｌ構造の金属酸化物、蛍石型構造の金属酸化
物、フルオライト構造の金属酸化物等が挙げられ、これ
らの１種または２種以上を組み合わせて用いることがで
きる。これらの中でも、下地層７００の構成材料として
は、ＮａＣｌ構造の金属酸化物を含むものが好ましく、
ＮａＣｌ構造の金属酸化物を主材料とするものがより好
ましい。

【００９７】後述するように、下部電極４２０の構成材
料としては、ペロブスカイト構造を有する金属酸化物を
含むもの（特に、ペロブスカイト構造を有する金属酸化
物を主材料とするもの）が好適に使用されるが、ＮａＣ
ｌ構造の金属酸化物は、このペロブスカイト構造を有す
る金属酸化物との格子不整合が小さく、さらに、Ｓｉと
の格子不整合も小さい。このため、ＮａＣｌ構造の金属
酸化物を用いて下地層７００を構成することにより、振
動板３００（Ｓｉ単結晶層６０）と下部電極４２０との
接合性（密着性）がより向上する。

【００９８】また、ＮａＣｌ構造の金属酸化物として
は、例えば、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、Ｍｎ
Ｏ、ＦｅＯ、ＣｏＯ、ＮｉＯ、または、これらを含む固
溶体等が挙げられるが、これらの中でも、特に、Ｍｇ
Ｏ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、または、これらを含む固
溶体の少なくとも１種を用いるのが好ましい。このよう
なＮａＣｌ構造の金属酸化物は、ペロブスカイト構造を
有する金属酸化物およびＳｉの双方との格子不整合が特
に小さい。

【００９９】このような下地層７００は、例えば、立方
晶（１００）配向、立方晶（１１０）配向、立方晶（１
１１）配向等したもののいずれであってもよいが、これ
らの中でも、特に、立方晶（１００）配向または立方晶
（１１１）配向したものであるのが好ましい。下地層７
００を立方晶（１００）配向または立方晶（１１１）配
向したものとすることにより、下地層７００の平均厚さ
を比較的小さくすることができる。このため、例えばＭ
ｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯのような潮解性を示すＮ
ａＣｌ構造の金属酸化物で下地層７００を構成する場合
であっても、製造時および使用時に空気中の水分で劣化
するという不都合を好適に防止することができる。

【０１００】このような観点からは、下地層７００は、
できるだけ薄く形成するのが好ましく、具体的には、そ
の平均厚さが１０ｎｍ以下であるのが好ましく、５ｎｍ
以下であるのがより好ましい。これにより、前記効果が
より向上する。

【０１０１】また、このように下地層７００の平均厚さ
を小さくすることにより、ヘッドＨの大型化を防止する
こともできる。

【０１０２】下地層７００上には、圧電体層４３０に電
圧を印加するための一方の電極である下部電極４２０が
形成され（設けられ）ている。

【０１０３】この下部電極４２０は、複数の圧電素子４
００の個別電極として、それぞれ設けられている。すな
わち、下部電極４２０の平面視形状が、圧電体層４３０
の平面視形状とほぼ等しくなるよう形成されている。

【０１０４】下部電極４２０の構成材料としては、例え
ば、ペロブスカイト構造を有する金属酸化物等の各種導
電性酸化物が挙げられ、これらの１種または２種以上を
組み合わせて用いることができる。これらの中でも、下
部電極４２０の構成材料としては、ペロブスカイト構造
を有する金属酸化物を含むものが好ましく、ペロブスカ
イト構造を有する金属酸化物を主材料とするものがより
好ましい。

【０１０５】このペロブスカイト構造を有する金属酸化
物としては、例えば、ルテニウム酸ストロンチウム（Ｓ
ＲＯ）、ＮｂをドープしたＳｒＴｉＯ_３、または、これ
らを含む固溶体等が挙げられ、これらの１種または２種
以上を組み合わせて用いることができる。これらのペロ
ブスカイト構造の金属酸化物は、導電性および化学的安
定性に優れているので、下部電極４２０も、導電性およ
び化学的安定性に優れたものとすることができる。その
結果、圧電素子４００は、電界歪み特性等の各種特性が
向上する。

【０１０６】これらの中でも、下部電極４２０に用いる
ペロブスカイト構造を有する金属酸化物としては、ルテ
ニウム酸ストロンチウム（ＳＲＯ）が最適である。ＳＲ
Ｏは、特に導電性および化学的安定性に優れているの
で、ＳＲＯを用いて下部電極４２０を構成することによ
り、圧電素子４００は、前記効果がより向上する。

【０１０７】ここで、ＳＲＯは、一般式Ｓｒ_ｎ＋１Ｒｕ
_ｎＯ_３ｎ＋１（ｎは１以上の整数）で表される。ｎ＝１
のときＳｒ_２ＲｕＯ_４となり、ｎ＝２のときＳｒ_３Ｒｕ
_２Ｏ _７となり、ｎ＝∞のときＳｒＲｕＯ_３となる。ＳＲ
Ｏを用いて下部電極４２０を構成する場合は、ＳｒＲｕ
Ｏ_３が最適である。これにより、下部電極４２０の導電
性および化学的安定性を極めて優れたものとすることが
できるとともに、下部電極４２０上に形成する圧電体層
４３０の結晶性を高めることもできる。

【０１０８】なお、下部電極４２０は、その厚さ方向の
途中に、イリジウムまたは白金等で構成される部分（中
間層）を有する構成、すなわち、ＳＲＯ／Ｐｔ／ＳＲ
Ｏ、ＳＲＯ／Ｉｒ／ＳＲＯの積層構造とすることもでき
る。この場合、下部電極４２０の圧電体層４３０側の部
分を、ＳｒＲｕＯ_３を含む材料で（特に、ＳｒＲｕＯ_３
を主材料として）構成するようにすればよい。

【０１０９】このような下部電極４２０は、例えば、擬
立方晶（００１）配向、擬立方晶（１１１）配向、擬立
方晶（１１０）配向、擬立方晶（１００）配向等したも
ののいずれであってもよいが、これらの中でも、特に、
擬立方晶（００１）配向または擬立方晶（１１１）配向
したものであるのが好ましい。このような下部電極４２
０を用いて圧電素子４００を構成することにより、圧電
素子４００は、前記効果がより顕著となる。

【０１１０】このような下部電極４２０の平均厚さは、
特に限定されないが、１〜１０００ｎｍ程度とするのが
好ましく、１００〜７００ｎｍ程度とするのがより好ま
しい。

【０１１１】下部電極４２０上には、電圧の印加により
変形する圧電体層４３０が、所定の形状で形成されてい
る。

【０１１２】圧電体層４３０の構成材料としては、各種
強誘電体材料が挙げられるが、特に、ペロブスカイト構
造を有する強誘電体材料を含むものが好ましく、ペロブ
スカイト構造を有する強誘電体材料を主材料とするもの
がより好ましい。

【０１１３】このペロブスカイト構造を有する強誘電体
材料としては、例えば、Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ_３（ＰＺ
Ｔ）、（Ｐｂ，Ｌａ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ_３（ＰＬＺ
Ｔ）、ＢａＴｉＯ_３、ＫＮｂＯ_３、ＰｂＺｎＯ_３のよう
なペロブスカイト構造の金属酸化物、（Ｓｒ，Ｂｉ）
（Ｔａ，Ｎｂ）_２Ｏ_９、（Ｂｉ，Ｌａ）_４Ｔｉ_３Ｏ_１２
のようなＢｉ層状化合物、または、これらを含む固溶体
等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組
み合わせて用いることができる。これらのペロブスカイ
ト構造を有する金属酸化物を用いて圧電体層４３０を構
成することにより、圧電素子４００は、電界歪み特性等
の各種特性が向上する。

【０１１４】これらの中でも、圧電体層４３０に用いる
ペロブスカイト構造を有する金属酸化物としては、チタ
ン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）が最適である。ＰＺＴを用
いることにより、圧電素子４００は、前記効果がより向
上する。

【０１１５】また、ペロブスカイト構造を有する強誘電
体材料としてＰＺＴを用いる場合、このＰＺＴとして
は、テトラゴナル組成、ロンボヘドラル組成のいずれの
ものを用いてもよい。

【０１１６】このような圧電体層４３０は、例えば、正
方晶（００１）配向、正方晶（１１１）配向、菱面体晶
（００１）配向、菱面体晶（１１１）配向等したものの
いずれであってもよいが、これらの中でも、特に、正方
晶（００１）配向、正方晶（１１１）配向、菱面体晶
（００１）配向、または、菱面体晶（１１１）配向した
ものであるのが好ましい。これにより、圧電素子４００
は、電界歪み特性等の各種特性が特に優れたものとな
る。

【０１１７】このような圧電体層４３０の平均厚さは、
特に限定されないが、０．１〜５０μｍ程度とするのが
好ましく、０．５〜１０μｍ程度とするのがより好まし
い。圧電体層４３０の平均厚さを、前記範囲とすること
により、圧電素子４００（延いては、ヘッドＨ）の大型
化を防止しつつ、各種特性を好適に発揮し得る圧電素子
４００を得ることができる。

【０１１８】圧電体層４３０上には、圧電体層４３０に
電圧を印加するための他方の電極となる上部電極４１０
が形成され（設けられ）ている。

【０１１９】この上部電極４１０は、複数の圧電素子４
００の個別電極として、それぞれ設けられている。すな
わち、上部電極４１０の平面視形状は、圧電体層４３０
の平面視形状とほぼ等しくなるよう形成されている。

【０１２０】上部電極４１０の構成材料としては、前記
の下部電極４２０で挙げた材料と同様のものを用いるこ
とができる他、例えば、白金（Ｐｔ）、イリジウム（Ｉ
ｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、または、これらを含む合
金等の各種導電性材料が挙げられ、これらのうちの１種
または２種以上を組み合わせて用いることができる。

【０１２１】なお、上部電極４１０をアルミニウムで構
成する場合、イリジウム等で構成される層を積層するよ
うにするのが好ましい。これにより、上部電極４１０の
電蝕による劣化を防止または抑制することができる。

【０１２２】このような上部電極４１０の平均厚さは、
特に限定されないが、１〜１０００ｎｍ程度とするのが
好ましく、１０〜５００ｎｍ程度とするのがより好まし
い。

【０１２３】このようなヘッドＨは、後述する圧電素子
駆動回路９１から所定の吐出信号が入力されていない状
態、すなわち、圧電素子４００の下部電極４２０と上部
電極４１０との間に電圧が印加されていない状態では、
圧電体層４３０に変形が生じない。このため、振動板３
００にも変形が生じず、インク室２１０には容積変化が
生じない。したがって、ノズル孔１１０からインク滴は
吐出されない。

【０１２４】一方、圧電素子駆動回路９１から所定の吐
出信号が入力された状態、すなわち、圧電素子４００の
下部電極４２０と上部電極４１０との間に一定電圧（例
えば、１０〜５０Ｖ程度）が印加された状態では、圧電
体層４３０に変形が生じる。これにより、振動板３００
が大きくたわみ（図６中下方にたわみ）、インク室２１
０の容積の減少（変化）が生じる。このとき、インク室
２１０内の圧力が瞬間的に高まり、ノズル孔１１０から
インク滴が吐出される。

【０１２５】１回のインクの吐出が終了すると、圧電素
子駆動回路９１は、下部電極４２０と上部電極４１０と
の間への電圧の印加を停止する。これにより、圧電素子
４００は、ほぼ元の形状に戻り、インク室２１０の容積
が増大する。なお、このとき、インクには、インクカー
トリッジ３１からノズル孔１１０へ向かう圧力（正方向
への圧力）が作用している。このため、空気がノズル孔
１１０からインク室２１０へ入り込むことが防止され、
インクの吐出量に見合った量のインクがインクカートリ
ッジ３１（リザーバ室２３０）からインク室２１０へ供
給される。

【０１２６】このようにして、ヘッドＨにおいて、印刷
させたい位置の圧電素子４００に、圧電素子駆動回路９
１から吐出信号を順次入力することにより、任意の（所
望の）文字や図形等を印刷することができる。

【０１２７】以上のように、本発明のインクジェット式
記録ヘッドＨは、電界歪み特性等の各種特性に優れる圧
電素子４００を備える。このため、より少ない電圧で圧
電素子４００を作動させることができるので、圧電素子
駆動回路９１を簡略化することができるとともに、消費
電力を低減することができる。

【０１２８】また、圧電素子４００を小型化することも
できる。この場合、圧電素子４００の幅（短軸方向の長
さ）を短くすると、インク室２１０の幅も小さくするこ
とができ、その結果、ノズル孔１１０のピッチも小さく
することができるので、より高精度の印刷が可能とな
る。また、圧電素子４００の長さ（長軸方向の長さ）を
短くすると、ヘッドＨのさらなる小型化を図ることがで
きる。

【０１２９】次に、ヘッドＨの製造方法について、図７
および図８を参照しつつ説明する。前述したヘッドＨ
は、例えば、次のようにして製造することができる。

【０１３０】［０］基板の用意まず、前述のようにして、例えばＳｉ単結晶基板２０と
Ｓｉ単結晶層６０との配向方位が異なる基板１０を製造
する。ここでは、Ｓｉ単結晶基板２０を（１１０）配向
のもの、Ｓｉ単結晶層６０を（１００）配向のものとし
た場合について説明する。

【０１３１】［１］下地層７００の形成（図７のＳ
１）次に、Ｓｉ単結晶層６０上に、例えばＳｒＯからなる下
地層７００を形成する。

【０１３２】下地層７００は、Ｓｉ単結晶層６０の結晶
構造の影響を受けて結晶成長する。Ｓｉ単結晶層６０
は、（１００）配向のものであるので、Ｓｉ単結晶層６
０上に下地層７００を成膜すると、下地層７００は、立
方晶（１００）配向でエピタキシャル成長する。

【０１３３】下地層７００の形成方法（成膜方法）とし
ては、レーザーアブレーション法が好適に用いられる。
かかる方法によれば、レーザー光の入射窓を備えた簡易
な構成の真空装置を用いて、容易かつ確実に、下地層７
００を形成することができる。

【０１３４】具体的には、まず、基板１０（サンプル）
を、例えば、室温での背圧が１３３×１０^−９〜１３３
×１０^−６Ｐａ（１×１０^−９〜１×１０^−６Ｔｏｒ
ｒ）程度に減圧された真空装置内に設置する。

【０１３５】なお、真空装置内には、基板１０に対向し
て、下地層７００の構成元素を含むターゲットを所定距
離、離間して配置されている。このターゲットとして
は、目的とする下地層７００の組成と同一の組成または
近似組成のものが好適に使用される。

【０１３６】次いで、例えば赤外線ランプ（加熱手段）
等を用いて、基板１０を加熱して昇温する。

【０１３７】この昇温速度は、特に限定されないが、１
〜２０℃／分程度とするのが好ましく、５〜１５℃／分
程度とするのがより好ましい。

【０１３８】また、サンプルの温度（到達温度）も、特
に限定されず、３００〜８００℃程度とするのが好まし
く、４００〜７００℃程度とするのがより好ましい。

【０１３９】なお、昇温速度、サンプルの温度、真空装
置内の圧力等の各条件は、基板１０の表面に、熱酸化膜
が形成されないものであれば、前記範囲に限定されるも
のではない。

【０１４０】次いで、レーザー光をターゲットに照射す
ると、ターゲットから酸素原子および金属原子を含む原
子が叩き出され、プルームが発生する。換言すれば、プ
ルームが基板１０に向かって照射される。そして、この
プルームは、基板１０（Ｓｉ単結晶層６０）上に接触し
て、下地層７００が形成される。

【０１４１】このレーザー光は、好ましくは波長が１５
０〜３００ｎｍ程度、パルス長が１〜１００ｎｓ程度の
パルス光とされる。具体的には、レーザー光としては、
例えば、ＡｒＦエキシマレーザー、ＫｒＦエキシマレー
ザー、ＸｅＣｌエキシマレーザーのようなエキシマレー
ザー、ＹＡＧレーザー、ＹＶＯ_４レーザー、ＣＯ_２レー
ザー等が挙げられる。これらの中でも、レーザー光とし
ては、特に、ＡｒＦエキシマレーザーまたはＫｒＦエキ
シマレーザーが好適である。ＡｒＦエキシマレーザーお
よびＫｒＦエキシマレーザーは、いずれも、取り扱いが
容易であり、また、より効率よく原子を第１ターゲット
から叩き出すことができる。

【０１４２】下地層７００の形成（成膜）における各条
件は、下地層７００がエピタキシャル成長し得るもので
あればよく、例えば、次のようにすることができる。

【０１４３】レーザー光の周波数は、３０Ｈｚ以下とす
るのが好ましく、１５Ｈｚ以下とするのがより好まし
い。

【０１４４】レーザー光のエネルギー密度は、０．５Ｊ
／ｃｍ^２以上とするのが好ましく、２Ｊ／ｃｍ^２以上と
するのがより好ましい。

【０１４５】サンプルとターゲットとの距離は、６０ｍ
ｍ以下とするのが好ましく、４５ｍｍ以下とするのがよ
り好ましい。

【０１４６】また、真空装置内の圧力は、１気圧以下が
好ましく、そのうち、酸素分圧は、例えば、酸素ガス供
給下で１３３×１０^−３Ｐａ（１×１０^−３Ｔｏｒｒ）
以上とするのが好ましく、原子状酸素ラジカル供給下で
１３３×１０^−５Ｐａ（１×１０^−５Ｔｏｒｒ）以上と
するのが好ましい。

【０１４７】下地層７００の形成における各条件を、そ
れぞれ、前記範囲とすると、より効率よく、下地層７０
０をエピタキシャル成長により形成することができる。

【０１４８】また、このとき、レーザー光の照射時間を
適宜設定することにより、下地層７００の平均厚さを前
述したような範囲に調整することができる。この場合、
レーザー光の照射時間は、前記各条件によっても異なる
が、通常、２時間以下とするのが好ましく、１時間以下
とするのがより好ましい。

【０１４９】なお、下地層７００の形成方法としては、
これに限定されず、例えば、真空蒸着法、スパッタリン
グ法、ＭＯＣＶＤ法、ゾル・ゲル法、ＭＯＤ法等の各種
薄膜作製法を用いることもできる。

【０１５０】［２］導電性酸化物層４２０’の形成
（図７のＳ２）次に、下地層７００上に、例えばＳｒＲｕＯ_３からなる
導電性酸化物層４２０’を形成する。なお、この導電性
酸化物層４２０’は、後述する工程［５］により分割さ
れ、下部電極４２０となる。

【０１５１】導電性酸化物層４２０’は、下地層７００
の結晶構造の影響を受けて結晶成長する。下地層７００
は、立方晶（１００）配向したものであるので、下地層
７００上に導電性酸化物層４２０’を成膜すると、導電
性酸化物層４２０’は、擬立方晶（００１）配向でエピ
タキシャル成長する。

【０１５２】導電性酸化物層４２０’の形成は、前記工
程［１］と同様にして行うことができる。すなわち、導
電性酸化物層４２０’の形成方法（成膜方法）として
は、レーザーアブレーション法が好適であるが、これに
限定されず、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、
ＭＯＣＶＤ法、ゾル・ゲル法、ＭＯＤ法等の各種薄膜作
製法を用いることもできる。

【０１５３】［３］強誘電体材料層４３０’の形成
（図７のＳ３）次に、導電性酸化物層４２０’上に、例えば、組成比Ｐ
ｂ（Ｚｒ_０．５６Ｔｉ _０．４４）Ｏ_３のＰＺＴからなる
強誘電体材料層４３０’を形成する。なお、この強誘電
体材料層４３０’は、後述する工程［５］により分割さ
れ、圧電体層４３０となる。

【０１５４】強誘電体材料層４３０’は、導電性酸化物
層４２０’の結晶構造の影響を受けて結晶成長する。導
電性酸化物層４２０’は、擬立方晶（００１）配向した
ものであるので、導電性酸化物層４２０’上に強誘電体
材料層４３０’を成膜すると、強誘電体材料層４３０’
は、菱面体晶（００１）配向でエピタキシャル成長す
る。

【０１５５】強誘電体材料層４３０’の形成は、前記工
程［１］と同様にして行うことができる。すなわち、強
誘電体材料層４３０’の形成方法（成膜方法）として
は、レーザーアブレーション法が好適であるが、これに
限定されず、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、
ＭＯＣＶＤ法、ゾル・ゲル法、ＭＯＤ法等の各種薄膜作
製法を用いることもできる。

【０１５６】［４］導電性酸化物層４１０’の形成
（図７のＳ４）次に、強誘電体材料層４３０’上に、例えばＳｒＲｕＯ
_３からなる導電性酸化物層４１０’を形成する。なお、
この導電性酸化物層４１０’は、後述する工程［５］に
より分割され、上部電極４１０となる。

【０１５７】導電性酸化物層４１０’の形成は、前記工
程［１］と同様にして行うことができる。すなわち、導
電性酸化物層４１０’の形成方法（成膜方法）として
は、レーザーアブレーション法が好適であるが、これに
限定されず、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、
ＭＯＣＶＤ法、ゾル・ゲル法、ＭＯＤ法等の各種薄膜作
製法を用いることもできる。

【０１５８】［５］圧電素子４００の形成（図８のＳ
５）次に、導電性酸化物層４２０’、強誘電体材料層４３
０’および導電性酸化物層４１０’を所定形状に加工
（分割）して、複数の圧電素子（圧電アクチュエータ）
４００を形成する。

【０１５９】具体的には、まず、導電性酸化物層４１
０’上に、例えばスピンコートによりレジストを形成し
た後、インク室２１０を形成すべき位置に合わせて、露
光・現像してパターニングする。次いで、残ったレジス
トをマスクとして、例えばイオンミリング等でエッチン
グする。これにより、導電性酸化物層４１０’、強誘電
体材料層４３０’および導電性酸化物層４２０’の不要
な部分が除去され、複数の圧電素子４００が得られる。

【０１６０】［５’］集積回路９の形成（図示せず）次に、振動板３００上の圧電素子４００が設けられてい
ない部分に、集積回路９を形成する。

【０１６１】集積回路９の形成は、半導体プロセスによ
り行うことができる。本実施形態では、振動板３００の
圧電素子４００側は、Ｓｉ単結晶層６０で構成されてい
る。このため、半導体プロセスを用いることにより、集
積回路９を振動板３００（Ｓｉ単結晶層６０）と一体的
に、容易に形成することができる。

【０１６２】ここで、集積回路９の一部を構成するトラ
ンジスタの構成例について、図９を参照しつつ説明す
る。

【０１６３】図９に示すトランジスタ９００は、Ｓｉ単
結晶層６０の表面付近に形成されたソース部９２２およ
びドレイン部９２３と、これらの双方に一部が接触する
ようにして、Ｓｉ単結晶層６０上に設けられたゲート絶
縁膜９２１と、ゲート絶縁膜９２１に接触するゲート電
極９４１と、ソース部９２２およびドレイン部９２３
に、一部が接触するソース電極９４２およびドレイン電
極９４３とを有している。

【０１６４】そして、各電極９４１、９４２および９４
３は、層間絶縁膜９３０により互いに絶縁分離され、ト
ランジスタ９００は、他の集積回路９の構成要素と、フ
ィールド絶縁膜９１０により絶縁分離されている。

【０１６５】このようなトランジスタ９００は、例え
ば、次のようにして製造することができる。すなわち、
Ｉ：まず、例えば、気相成膜法（例えばＣＶＤ法、プラ
ズマＣＶＤ法のような化学蒸着法等）および熱酸化法を
単独または併用し、さらに、フォトリソグラフィー法と
を組み合わせることにより、例えばＳｉＯ_２からなるゲ
ート絶縁膜９２１およびフィールド絶縁膜９１０を形成
する。II：次に、Ｓｉ単結晶層６０の所定部分に、それ
ぞれ、ｎ型不純物（またはｐ型不純物）をイオン化して
打ち込むことにより、ソース部９２２およびドレイン部
９２３を形成する。III：次に、例えば、気相成膜法お
よびフォトリソグラフィー法とを組み合わせることによ
り、順次、ゲート絶縁膜９２１上に、例えば多結晶シリ
コン、アルミニウム等からなるゲート電極９４１を形成
し、次いで、例えばＳｉＯ_２、ＰＳＧ等からなる層間絶
縁層９３０の形成とともに、ソース部９２２およびドレ
イン部９２３に連通する孔部（コンタクトホール）を形
成し、次いで、例えばアルミニウム、クロム、モリブデ
ン、タンタル等からなるソース電極９４２およびドレイ
ン電極９４３を形成する。

【０１６６】前記と同様にして、集積回路９を構成する
各部を、それぞれ、Ｓｉ単結晶層６０と一体的に形成
し、集積回路９を得る。

【０１６７】なお、集積回路９の形成は、前記工程
［５］の後に行うのが好ましいが、これに限定されず、
例えば、前記工程［１］〜［５］の前に行ってもよく、
後の工程［６］または［７］の後に行うようにしてもよ
い。

【０１６８】［６］インク室基板２００の形成（図８
のＳ６）次に、Ｓｉ単結晶基板２０の圧電素子４００に対応した
位置に、それぞれインク室２１０となる凹部２１０’
を、また、所定位置にリザーバ室２３０および供給口２
４０となる凹部を形成する。

【０１６９】具体的には、インク室２１０、リザーバ室
２３０および供給口２４０を形成すべき位置に合せて、
Ｓｉ単結晶基板２０の圧電素子４００と反対側の面に、
マスクを形成した後、エッチングを行う。これにより、
Ｓｉ単結晶基板２０の不要な部分が除去され、インク室
基板２００が得られる。

【０１７０】なお、前述したように、基板１０は、スト
ッパ層３０を有しているので、エッチングによる浸食
は、このストッパ層３０に到達すると停止する。このた
め、エッチングによる浸食が過度（必要以上）に進行
し、圧電素子４００が浸食されるのを好適に防止するこ
とができる。

【０１７１】また、このとき、エッチングされずに残っ
た部分が、側壁２２０となり、また、露出したストッパ
層３０は、その上に接合されたＳｉ単結晶層６０ととも
に、振動板として機能し得る状態となる。

【０１７２】このエッチングには、例えば、平行平板型
反応性イオンエッチング、誘導結合型方式、エレクトロ
ンサイクロトロン共鳴方式、ヘリコン波励起方式、マグ
ネトロン方式、プラズマエッチング方式、イオンビーム
エッチング方式等のドライエッチング、５重量％〜４０
重量％程度の水酸化カリウム、テトラメチルアンモニウ
ムハイドロオキサイド等の高濃度アルカリ水溶液による
ウエットエッチングが挙げられ、これらの１種または２
種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中
でも、エッチングには、特に、水酸化カリウム等による
ウエットエッチングを用いるのが好ましい。かかるウエ
ットエッチングによれば、Ｓｉ単結晶基板２０は、異方
性エッチングされるので、凹部２１０’、リザーバ室２
３０および供給口２４０となる凹部を、容易かつ精度よ
く形成することができる。このため、より寸法精度の高
いインク室基板２００を得ることができる。

【０１７３】また、本実施形態では、Ｓｉ単結晶基板２
０として、（１１０）配向のものを用いるので、異方性
エッチングによる浸食は、Ｓｉ単結晶基板２０の面方向
に対して、ほぼ垂直な方向に効率よく進行する。

【０１７４】［７］ヘッドＨの完成（図８のＳ７）次に、例えばステンレス製のノズル板１００を、各ノズ
ル孔１１０が各凹部２１０’に対応するように位置合わ
せして接合する。これにより、複数のインク室２１０、
リザーバ室２３０および複数の供給口２４０が、それぞ
れ区画形成される。

【０１７５】この接合には、例えば、接着剤による各種
接着方法、各種融着方法等を用いることができる。

【０１７６】最後に、インク室基板２００を基体５００
に取り付けて、インクジェット式記録ヘッドＨが完成す
る。

【０１７７】なお、本実施形態のヘッドＨでは、アモル
ファス層（ストッパ層）３０およびＳｉ単結晶層６０で
振動板３００が構成されていたが、振動板３００は、そ
の全体がアモルファス層３０のみで構成されていてもよ
く、アモルファス層３０とＳｉ単結晶層６０との間に、
任意の目的の中間層を有する構成であってもよい。

【０１７８】また、本実施形態では、下部電極４２０お
よび上部電極４１０は、各圧電素子４００毎に設けられ
た個別電極であったが、下部電極４２０および上部電極
４１０のいずれか一方を、各圧電素子４００の共通電極
として設けるようにしてもよい。

【０１７９】＜インクジェットプリンタ＞次に、インク
ジェット式記録ヘッドを備えるインクジェットプリンタ
について説明する。

【０１８０】図１０は、本発明のインクジェットプリン
タの実施形態を示す概略図であり、図１１は、図１０に
示すインクジェットプリンタの制御システムを示す概略
図である。なお、以下の説明では、図１０中、上側を
「上部」、下側を「下部」と言う。

【０１８１】図１０に示すインクジェットプリンタ１
は、装置本体２を備えており、上部後方に記録用紙（記
録媒体）Ｐを設置するトレイ２１と、下部前方に記録用
紙Ｐを排出する排紙口２２と、上部面に操作パネル７と
が設けられている。

【０１８２】操作パネル７は、例えば、有機ＥＬディス
プレイ、液晶ディスプレイ、ＬＥＤランプ等で構成さ
れ、エラーメッセージ等を表示する表示部（図示せず）
と、各種スイッチ等で構成される操作部（図示せず）と
を備えている。

【０１８３】また、装置本体２の内部には、主に、往復
動するヘッドユニット３を備える印刷装置（印刷手段）
４と、記録用紙Ｐを１枚ずつ印刷装置４に送り込む給紙
装置（給紙手段）５と、印刷装置４および給紙装置５を
制御する制御部（制御手段）６と、各部に電力を供給す
る電源部（図示せず）とを有している。

【０１８４】制御部６の制御により、給紙装置５は、記
録用紙Ｐを一枚ずつ間欠送りする。この記録用紙Ｐは、
ヘッドユニット３の下部近傍を通過する。このとき、ヘ
ッドユニット３が記録用紙Ｐの送り方向とほぼ直交する
方向に往復移動して、記録用紙Ｐへの印刷が行なわれ
る。すなわち、ヘッドユニット３の往復動と記録用紙Ｐ
の間欠送りとが、印刷における主走査および副走査とな
って、インクジェット方式の印刷が行なわれる。

【０１８５】印刷装置４は、ヘッドユニット３と、ヘッ
ドユニット３の駆動源となるキャリッジモータ４１と、
キャリッジモータ４１の回転を受けて、ヘッドユニット
３を往復動させる往復動機構４２とを備えている。

【０１８６】ヘッドユニット３は、その下部に、多数の
ノズル孔１１０を備える本発明のヘッドＨと、ヘッドＨ
にインクを供給するインクカートリッジ３１と、ヘッド
Ｈおよびインクカートリッジ３１を搭載したキャリッジ
３２とを有している。

【０１８７】なお、インクカートリッジ３１として、イ
エロー、シアン、マゼンタ、ブラック（黒）の４色のイ
ンクを充填したものを用いることにより、フルカラー印
刷が可能となる。この場合、ヘッドユニット３には、各
色にそれぞれ対応したヘッドＨが設けられることにな
る。

【０１８８】往復動機構４２は、その両端をフレーム
（図示せず）に支持されたキャリッジガイド軸４２１
と、キャリッジガイド軸４２１と平行に延在するタイミ
ングベルト４２２とを有している。

【０１８９】キャリッジ３２は、キャリッジガイド軸４
２１に往復動自在に支持されるとともに、タイミングベ
ルト４２２の一部に固定されている。

【０１９０】キャリッジモータ４１の動作により、プー
リを介してタイミングベルト４２２を正逆走行させる
と、キャリッジガイド軸４２１に案内されて、ヘッドユ
ニット３が往復動する。そして、この往復動の際に、ヘ
ッドＨから適宜インクが吐出され、記録用紙Ｐへの印刷
が行われる。

【０１９１】給紙装置５は、その駆動源となる給紙モー
タ５１と、給紙モータ５１の作動により回転する給紙ロ
ーラ５２とを有している。

【０１９２】給紙ローラ５２は、記録用紙Ｐの送り経路
（記録用紙Ｐ）を挟んで上下に対向する従動ローラ５２
ａと駆動ローラ５２ｂとで構成され、駆動ローラ５２ｂ
は給紙モータ５１に連結されている。これにより、給紙
ローラ５２は、トレイ２１に設置した多数枚の記録用紙
Ｐを、印刷装置４に向かって１枚ずつ送り込めるように
なっている。なお、トレイ２１に代えて、記録用紙Ｐを
収容する給紙カセットを着脱自在に装着し得るような構
成であってもよい。

【０１９３】制御部６は、ホストコンピュータから入力
された印刷データに基づいて、印刷装置４や給紙装置５
等を制御することにより印刷を行うものである。

【０１９４】制御部６は、図１１に示すように、主に、
各部を制御する制御プログラム等を記憶するメモリ６
２、圧電素子（振動源）４００を駆動する圧電素子駆動
回路９１、印刷装置４（キャリッジモータ４１）を駆動
する駆動回路６３、給紙装置５（給紙モータ５１）を駆
動する駆動回路６４、印刷データを入手する通信回路９
２、および、印刷データを処理するデータ処理回路９３
と、これらに電気的に接続され、各部での各種制御を行
うＣＰＵ６１とを備えている。

【０１９５】また、ＣＰＵ６１には、センサ（検出手
段）９４およびセンサ（検出手段）８が、それぞれ、電
気的に接続されている。

【０１９６】これらのうち、本実施形態では、圧電素子
駆動回路９１、通信回路９２、データ処理回路９３およ
びセンサ９４が、集積回路９としてヘッドＨに搭載され
（組み込まれ）ている。

【０１９７】この集積回路９の集積度は、特に限定され
ず、例えばＳＳＩ、ＭＳＩ、ＬＳＩ等のいずれであって
もよい。すなわち、圧電素子駆動回路９１、通信回路９
２、データ処理回路９３およびセンサ９４は、１つのチ
ップで構成されていてもよく、それぞれ独立したチップ
で構成されていてもよい。

【０１９８】圧電素子駆動回路９１は、各圧電素子４０
０へ電圧を印加するタイミングを制御することにより、
ヘッドＨからのインクの吐出タイミングを制御する。

【０１９９】通信回路９２は、ホストコンピュータと、
印刷データの授受を行う。このホストコンピュータとし
ては、印刷データを取り扱うことができるものであれ
ば、特に限定されず、例えば、デジタルカメラ、デジタ
ルビデオ、ＰＤＡ、ノートブック型パソコン、携帯電話
のような携帯電子機器の他、デスクトップパソコンのよ
うな携帯に不向きな電子機器等が挙げられる。

【０２００】すなわち、通信回路９２は、ワイヤレス通
信機能を有するものであっても、この機能を有さないも
ののいずれであってもよい。

【０２０１】データ処理回路９３は、ホストコンピュー
タから通信回路９２を介して入手した印刷データを、イ
ンクジェットプリンタ１が印刷実行し得るよう処理する
回路であり、演算回路の他、例えばＦｅＲＡＭ、ＭＲＡ
Ｍ等のメモリ素子を内蔵している。

【０２０２】また、通信回路９２は、インクカートリッ
ジ３１に設けられた通信回路からのデータを入手し得る
よう構成されていてもよい。このデータは、例えばイン
クの種類等が挙げられる。これにより、インクの種類に
応じた印刷条件を設定することができる。

【０２０３】センサ９４は、ヘッドＨの周囲の環境条件
（例えば、温度、湿度等）を検出する機能を有するもの
である。

【０２０４】センサ９４は、ヘッドＨの周囲の環境条件
をリアルタイムに検出して、検出データをＣＰＵ６１に
入力する。ＣＰＵ６１は、この検出データに基づいて、
その温度や湿度に適した印刷条件で、インクの吐出を行
うよう圧電素子駆動回路９１を介して各圧電素子４００
の作動を制御する。具体的には、ＣＰＵ６１は、圧電素
子駆動回路９１から各圧電素子４００へ印加する電圧
値、および、電圧の駆動パルス波形等の条件を最適値に
制御する。

【０２０５】また、センサ９４をヘッドＨに搭載する
（設ける）ことにより、センサ９４がノズル孔１１０
（すなわち、記録用紙Ｐ）のより近くに位置することに
なるので、ＣＰＵ６１は、最適な印刷条件を設定するこ
とができる。

【０２０６】センサ８は、ノズル孔１１０の近傍に設け
られ、例えば、インクの吐出状況、記録用紙（記録媒
体）Ｐ上の印刷状況、記録用紙Ｐの供給状態等をモニタ
する機能を有するものである。すなわち、このセンサ８
は、例えばＣＭＯＳのような撮像素子を有している。

【０２０７】センサ８は、印刷品質をリアルタイムに検
出して、検出データをＣＰＵ６１に入力する。ＣＰＵ６
１は、この検出データに基づいて、より高精度の印刷品
質となるよう圧電素子駆動回路９１を介して各圧電素子
４００の作動を制御する。具体的には、ＣＰＵ６１は、
圧電素子駆動回路９１から各圧電素子４００へ印加する
電圧値、および、電圧の駆動パルス波形等の条件を最適
値に制御する。

【０２０８】また、センサ８は、記録用紙Ｐの供給状
態、すなわち、紙送りの状態を検出して、検出データを
ＣＰＵ６１に入力する。ＣＰＵ６１は、この検出データ
に基づいて、駆動回路６４を介して給紙モータ５１の回
転数等を制御する。これにより、給紙装置５は、より適
正な速度で記録用紙Ｐを印刷装置４へ供給することがで
きる。

【０２０９】このようなセンサ８を有するインクジェッ
トプリンタ１は、高い印刷品質を維持しつつ、印刷スピ
ードが向上する。

【０２１０】ところで、記録用紙Ｐ上に印刷が施された
部分（インクが付着した部分）では、インクの溶媒とし
て用いられるインク溶媒の蒸発にともなう雰囲気が形成
される。この雰囲気は、印刷品質に影響を及ぼす。した
がって、センサ８は、さらに、記録用紙Ｐの印刷部位付
近の雰囲気、特に、かかる雰囲気のインク溶媒濃度を検
出（測定）し得る機能を有するものが好ましい。この雰
囲気のインク溶媒の濃度を測定データに基づいて、圧電
素子４００の作動を制御することにより、印刷品質をさ
らに高いものとすることができる。

【０２１１】なお、インクの溶媒として水系溶媒が用い
られる場合には、センサ８は、前記雰囲気の湿度を測定
し得るよう構成されていればよい。

【０２１２】このようなインクジェットプリンタ１で
は、まず、ＣＰＵ６１が、通信回路９２を介して、印刷
データを入手してメモリ６２に格納する。次いで、デー
タ処理回路９３は、この印刷データを処理する。次い
で、ＣＰＵ６１は、この処理データおよび各種センサ９
４、８の検出データに基づいて、各駆動回路９１、６
３、６４にそれぞれ駆動信号を出力する。この駆動信号
により圧電素子４００、印刷装置４および給紙装置５
は、それぞれ作動する。これにより、記録用紙Ｐに印刷
が行われる。

【０２１３】このように、制御部６の一部をヘッドＨに
搭載する（設ける）ことにより、装置本体２内に配設す
る部品点数や、ヘッドＨと装置本体２とを接続する配線
の数を少なくすることができる。このため、装置本体
２、すなわち、インクジェットプリンタ１の小型化を図
ることができる。また、前述したように、本発明のヘッ
ドＨを用いることにより、高い印刷品質を確保（維持）
することもできる。

【０２１４】したがって、本発明によれば、高い印刷品
質を維持しつつ、より小型のインクジェットプリンタを
提供することができる。

【０２１５】なお、本実施形態では、集積回路９は、圧
電素子駆動回路９１、通信回路９２、データ処理回路９
３およびセンサ９４を構成するものであったが、本発明
では、集積回路９は、圧電素子駆動回路９１、通信回路
９２、データ処理回路９３、センサ９４のうちの少なく
とも１つを構成するものであればよい。

【０２１６】次に、インクジェットプリンタ１の制御シ
ステムの他の構成例について、図１２および図１３に基
づいて説明する。

【０２１７】図１２および図１３は、それぞれ、図１０
に示すインクジェットプリンタの制御システムの他の構
成例を示す概略図である。

【０２１８】以下では、図１２および図１３に示す制御
システムの構成について、それぞれ、前記制御システム
との相違点を中心に説明し、同様の事項については、そ
の説明を省略する。

【０２１９】図１２に示す制御システムの構成では、集
積回路９として、ＣＰＵ６１、メモリ６２、圧電素子駆
動回路９１、通信回路９２、データ処理回路９３および
センサ９４がヘッドＨに搭載され（組み込まれ）てい
る。

【０２２０】また、ＣＰＵ６１と、制御部６を構成する
各部（６２〜６４、９１、９３）、各センサ８、９４お
よび操作パネル７とが、通信回路９２を介して信号の入
出力を行うよう構成されている。

【０２２１】この場合、通信回路９２と各部とは、ぞれ
ぞれ、信号線で接続するようにしてもよいが、ワイヤレ
スでの接続も可能である。特に、ワイヤレス接続とする
ことにより、インクジェットプリンタ１の小型化を図る
ことができるとともに、信号線の接続工程を省くことが
できるという利点がある。

【０２２２】図１３に示す制御システムの構成では、集
積回路９として、メモリ６２、圧電素子駆動回路９１、
通信回路９２、データ処理回路９３およびセンサ９４が
ヘッドＨに搭載（組み込まれている）。

【０２２３】また、ＣＰＵ６１と、メモリ６２、圧電素
子駆動回路９１、データ処理回路９３および各センサ
８、９４とが、通信回路９２および本体側通信回路６９
を介して信号の入出力を行うよう構成され、また、各駆
動回路６３、６４および操作パネル７とが、本体側通信
回路６９を介して信号の入出力を行うよう構成されてい
る。

【０２２４】この場合、特に、通信回路９２と本体側通
信回路６９とを、ワイヤレス接続とすることにより、さ
らに、ヘッドＨの小型化およびインクジェットプリンタ
１の小型化を図ることができるという利点がある。

【０２２５】以上、本発明のインクジェット式記録ヘッ
ドおよびインクジェットプリンタについて、図示の実施
形態に基づいて説明したが、本発明は、これらに限定さ
れるものではない。

【０２２６】例えば、本発明のインクジェット式記録ヘ
ッドおよびインクジェットプリンタを構成する各部は、
同様の機能を発揮する任意のものと置換、または、その
他の構成を追加することもできる。

【０２２７】また、インクジェット式記録ヘッドの製造
方法では、任意の工程を追加することもできる。

【０２２８】また、前記実施形態のインクジェット式記
録ヘッドの構成は、例えば、各種工業用液体吐出装置の
液体吐出機構に適用することもできる。この場合、液体
吐出装置では、前述したようなインク（イエロー、シア
ン、マゼンタ、ブラック等のカラー染料インク）の他、
例えば、液体吐出機構のノズル（液体吐出口）からの吐
出に適当な粘度を有する溶液や液状物質等が使用可能で
ある。

【０２２９】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、高
い印刷品質を維持しつつ、装置本体内の部品点数や、イ
ンクジェット式記録ヘッドと装置本体との間の配線の数
を低減することができるので、より小型のインクジェッ
トプリンタを提供することができる。

【０２３０】また、インクジェット式記録ヘッドに各種
センサを組み込んだ場合には、印刷スピードを向上させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のインクジェット式記録ヘッドの製造
に用いる基板の実施形態を示す断面図である。

【図２】図１に示す基板の製造工程を説明するための
図（断面図）である。

【図３】図１に示す基板の製造工程を説明するための
図（断面図）である。

【図４】本発明のインクジェット式記録ヘッドの実施
形態を示す分解斜視図（一部切り欠いて示す）である。

【図５】図４に示すインクジェット式記録ヘッドの主
要部の構成を示す側面図（ａ）および平面図（ｂ）であ
る。

【図６】図４に示すインクジェット式記録ヘッドの主
要部の構成を示す断面図である。

【図７】図６に示すインクジェット式記録ヘッドの主
要部の製造工程を説明するための図（断面図）である。

【図８】図６に示すインクジェット式記録ヘッドの主
要部の製造工程を説明するための図（断面図）である。

【図９】図９は、集積回路の一部（トランジスタ）の
構成を示す断面図である。

【図１０】本発明のインクジェットプリンタの実施形
態を示す概略図である。

【図１１】図１０に示すインクジェットプリンタの制
御システムを示す概略図である。

【図１２】図１０に示すインクジェットプリンタの制
御システムの他の構成例を示す概略図である。

【図１３】図１０に示すインクジェットプリンタの制
御システムの他の構成例を示す概略図である。

【符号の説明】

１‥‥インクジェットプリンタ２‥‥装置本体２１
‥‥トレイ２２‥‥排紙口３‥‥ヘッドユニット
３１‥‥インクカートリッジ３２‥‥キャリッジ４
‥‥印刷装置４１‥‥キャリッジモータ４２‥‥往
復動機構４２１‥‥キャリッジガイド軸４２２‥‥
タイミングベルト５‥‥給紙装置５１‥‥給紙モー
タ５２‥‥給紙ローラ５２ａ‥‥従動ローラ５２
ｂ‥‥駆動ローラ６‥‥制御部６１‥‥ＣＰＵ６
２‥‥メモリ６３‥‥駆動回路６４‥‥駆動回路６
９‥‥本体側通信回路７‥‥操作パネル８‥‥セン
サ９‥‥集積回路９１‥‥圧電素子駆動回路９２
‥‥通信回路９３‥‥データ処理回路９４‥‥セン
サ１０‥‥基板１０ｂ‥‥Ｓｉ単結晶板２０‥‥
Ｓｉ単結晶基板２０ａ‥‥Ｓｉ単結晶板２０ｂ‥‥
Ｓｉ単結晶板３０‥‥ストッパ層６０‥‥Ｓｉ単結
晶層６０ａ‥‥Ｓｉ単結晶板６０ｂ‥‥Ｓｉ単結晶
板９０‥‥熱酸化膜１００‥‥ノズル板１１０‥
‥ノズル孔２００‥‥インク室基板２１０‥‥インク
室２１０’ ‥‥凹部２２０‥‥側壁２３０‥‥
リザーバ室２４０‥‥供給口３００‥‥振動板３
１０‥‥連通孔４００‥‥圧電素子４１０‥‥上部
電極４１０’ ‥‥導電性酸化物層４２０‥‥下部
電極４２０’ ‥‥導電性酸化物層４３０‥‥圧電
体層４３０’‥‥強誘電体材料層５００‥‥基体
７００‥‥下地層Ｈ‥‥インクジェット式記録ヘッド
Ｐ‥‥記録用紙９００‥‥トランジスタ９１０‥‥フ
ィールド絶縁膜９２１‥‥ゲート絶縁膜９２２‥‥
ソース部９２３‥‥ドレイン部９３０‥‥層間絶縁膜
９４１‥‥ゲート電極９４２‥‥ソース電極９４
３‥‥ドレイン電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者樋口天光長野県諏訪市大和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 AG55 AG56 AG72 AL14 AP34 BA03 BA14

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】振動源と、該振動源の振動により振動する振動板と、該振動板の前記振動源と反対側に設けられ、インクを貯
留するインク室を形成するインク室基板と、前記振動板の前記振動源と同じ側に設置された少なくと
も１つの集積回路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。
【請求項２】前記集積回路は、前記振動板と一体的に
形成されている請求項１に記載のインクジェット式記録
ヘッド。
【請求項３】振動源と、該振動源側にＳｉ単結晶で構成されたＳｉ単結晶層を有
し、前記振動源の振動により振動する振動板と、該振動板の前記振動源と反対側に設けられ、インクを貯
留するインク室を形成するインク室基板と、前記振動板の前記Ｓｉ単結晶層上に、該Ｓｉ単結晶層と
一体的に形成された少なくとも１つの集積回路とを有す
ることを特徴とするインクジェット式記録ヘッド。
【請求項４】前記Ｓｉ単結晶層は、（１００）配向ま
たは（１１１）配向のものである請求項３に記載のイン
クジェット式記録ヘッド。
【請求項５】前記集積回路は、前記振動源を駆動する
駆動回路、印刷データを処理するデータ処理回路、印刷
データを入手する通信回路、前記インクジェット式記録
ヘッドの周囲の環境条件を検出する検出手段のうちの少
なくとも１つを構成するものである請求項１ないし４の
いずれかに記載のインクジェット式記録ヘッド。
【請求項６】前記振動源と前記振動板との間には、こ
れらの接合性を向上させる機能を有する下地層が設けら
れている請求項１ないし５のいずれかに記載のインクジ
ェット式記録ヘッド。
【請求項７】前記インク室は、前記振動板の振動によ
り容積が変化し、この容積変化により、インクを吐出す
るよう構成されている請求項１ないし６のいずれかに記
載のインクジェット式記録ヘッド。
【請求項８】前記インク室は、複数設けられており、
前記振動源は、複数の前記インク室に対応して、それぞ
れ設けられている請求項１ないし７のいずれかに記載の
インクジェット式記録ヘッド。
【請求項９】前記インク室基板の前記振動板と反対側
には、複数の前記インク室に対応して、それぞれインク
を吐出可能なノズル孔が設けられている請求項８に記載
のインクジェット式記録ヘッド。
【請求項１０】複数の前記ノズル孔は、前記インク室
基板の前記振動板と反対側に設けられたノズル板に形成
されている請求項９に記載のインクジェット式記録ヘッ
ド。
【請求項１１】前記ノズル板の前記ノズル孔の近傍に
は、インクの吐出状況、記録媒体上の印刷状況、記録媒
体の供給状態、記録媒体の印刷部位付近の雰囲気のうち
の少なくとも１つを検出可能な検出手段が設けられてい
る請求項１０に記載のインクジェット式記録ヘッド。
【請求項１２】前記検出手段は、記録媒体の印刷部位
付近の雰囲気のインク溶媒の濃度を検出可能である請求
項１１に記載のインクジェット式記録ヘッド。
【請求項１３】前記インク室基板は、Ｓｉ単結晶基板
から得られたものである請求項１ないし１２のいずれか
に記載のインクジェット式記録ヘッド。
【請求項１４】前記Ｓｉ単結晶基板は、（１１０）配
向のものである請求項１３に記載のインクジェット式記
録ヘッド。
【請求項１５】前記インク室基板は、前記Ｓｉ単結晶
基板に対してエッチングを施すことにより得られたもの
である請求項１３または１４に記載のインクジェット式
記録ヘッド。
【請求項１６】前記エッチングは、異方性エッチング
である請求項１５に記載のインクジェット式記録ヘッ
ド。
【請求項１７】前記振動板の厚さ方向の少なくとも一
部が、前記エッチングの際に浸食の進行を防止するスト
ッパ層として機能する請求項１５または１６に記載のイ
ンクジェット式記録ヘッド。
【請求項１８】前記振動板は、前記インク室基板側に
アモルファス状態の物質で構成されたアモルファス層を
有し、該アモルファス層が前記ストッパ層として機能す
る請求項１７に記載のインクジェット式記録ヘッド。
【請求項１９】前記アモルファス状態の物質は、酸化
物である請求項１８に記載のインクジェット式記録ヘッ
ド。
【請求項２０】前記酸化物は、ＳｉＯ_２である請求項
１９に記載のインクジェット式記録ヘッド。
【請求項２１】前記アモルファス状態の物質は、窒化
物である請求項１８に記載のインクジェット式記録ヘッ
ド。
【請求項２２】請求項１ないし２１のいずれかに記載
のインクジェット式記録ヘッドを備えることを特徴とす
るインクジェットプリンタ。