JP2005153155A

JP2005153155A - 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置

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Publication number: JP2005153155A
Application number: JP2003390825A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Yasojima; 健八十島
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2003-11-20
Filing date: 2003-11-20
Publication date: 2005-06-16
Anticipated expiration: 2023-11-20
Also published as: US20050134654A1; JP4457649B2; US7210769B2

Abstract

【課題】振動板の変位量の低下を防止しつつ、液体の吐出特性が良好で且つ安定した液体の吐出特性を得ることができる液体噴射ヘッド及び液体噴射装置を提供する。
【解決手段】液体を噴射するノズル開口２１に連通する圧力発生室１２が形成される流路形成基板１０と、流路形成基板１０の一方面側に振動板を介して設けられる下電極６０、圧電体層７０及び上電極８０からなる圧電素子３００とを具備する液体噴射ヘッドであって、圧力発生室１２がその幅方向に複数並設され、且つ下電極６０が圧力発生室１２に対向する領域からその圧力発生室１２の幅方向両側の隔壁１１に対向する領域に亘って連続して設けられており、隔壁１１に対向する領域の下電極６０から引き出される下電極用リード電極１００を有し、下電極用リード電極１００が隔壁１１の幅と同等若しくはそれよりも狭い幅の第１リード電極１０１と、第１リード電極１０１上に形成され且つその第１リード電極１０１よりも幅広の第２リード電極１０２とを少なくとも有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、液体噴射ヘッド及び液体噴射装置に関し、特に、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、この振動板の表面に圧電素子を形成して、圧電素子の変位によりインク滴を吐出させるインクジェット式記録ヘッド及びインクジェット式記録装置に関する。

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、圧電素子の軸方向に伸長、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。

そして、たわみ振動モードのアクチュエータを使用したものとしては、例えば、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ある（例えば、特許文献１参照）。また、このたわみ振動モードのアクチュエータに使用される圧電素子は、共通電極である下電極と、下電極上に形成された圧電体層と、圧電体層上に形成された個別電極である上電極とで構成されている。

このような従来のインクジェット式記録ヘッドでは、下電極が複数の圧電素子に共通して設けられているため、多数の圧電素子を同時に駆動して多数のインク滴を一度に吐出させると、電圧降下が発生して圧電素子の変位量が不安定となり、インク吐出特性が低下するという問題がある。また、圧電素子の配列を高密度化とすると、例えば、圧電素子の間の下電極から引き出す配線の幅を狭くする必要がある。そして、配線幅を狭くすると配線抵抗（抵抗値）が高くなり、このような問題が特に生じやすい。

また、薄膜で形成された下電極はその膜厚が薄いため、配線幅を狭くした場合と同様に、配線抵抗が高くなり、インク吐出特性が低下してしまうという問題がある。なお、この問題については、下電極の膜厚を厚く形成することによって解決することはできる。しかしながら、下電極は、圧力発生室に対向する領域においては振動板としての役割もあり、下電極の膜厚を厚くすると、圧電素子の駆動による振動板の変位量が低下するという問題がある。なお、このような問題は、インク滴を吐出するインクジェット式記録ヘッドだけではなく、勿論、インク以外の液滴を吐出する他の液体噴射ヘッドにおいても、同様に存在する。

特開２００２−２２５２９０号公報（第５頁、第１−２図）

本発明は、このような事情に鑑み、振動板の変位量の低下を防止しつつ、液体の吐出特性が良好で且つ安定した液体の吐出特性を得ることができる液体噴射ヘッド及び液体噴射装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決する本発明の第１の態様は、液体を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室が形成される流路形成基板と、該流路形成基板の一方面側に振動板を介して設けられる下電極、圧電体層及び上電極からなる圧電素子とを具備する液体噴射ヘッドであって、前記圧力発生室がその幅方向に複数並設され、且つ前記下電極が前記圧力発生室に対向する領域から当該圧力発生室の幅方向両側の隔壁に対向する領域に亘って連続して設けられており、前記隔壁に対向する領域の前記下電極から引き出される下電極用リード電極を有し、該下電極用リード電極が前記隔壁の幅と同等若しくはそれよりも狭い幅の第１リード電極と、該第１リード電極上に形成され且つ当該第１リード電極よりも幅広の第２リード電極とを少なくとも有することを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる第１の態様では、第２リード電極が第１リード電極の幅よりも幅広で形成されるため、第１リード電極と同一幅で形成した場合と比べて配線抵抗（抵抗値）が確実に低くなる。また、第１リード電極の幅は隔壁の幅と同等若しくはそれよりも狭く、第１リード電極が圧力発生室に対向する領域内に形成されることがないため、圧電素子の駆動による振動板の変位量の低下が確実に防止される。

本発明の第２の態様は、第１の態様において、前記第２リード電極が前記隔壁の幅よりも幅広であることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる第２の態様では、第２リード電極が隔壁の幅よりも幅広となるため、配線抵抗（抵抗値）が確実に低くなる。

本発明の第３の態様は、第１又は２の態様において、少なくとも前記圧電素子及び前記下電極用リード電極が絶縁材料からなる絶縁膜によって覆われており、前記第２リード電極の上面側の幅が前記第１リード電極側の幅よりも幅広であることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる第３の態様では、第２リード電極の第１リード電極側の幅が上面側よりも狭く形成されているため、第１リード電極の周縁に絶縁材料が入り易くなり、絶縁膜によって第１リード電極の周縁が確実に覆われる。これにより、水分等に起因する圧電素子（圧電体層）の破壊が確実に防止される。

本発明の第４の態様は、第１〜３の何れかにおいて、前記第１リード電極が少なくとも前記下電極と前記第２リード電極とを密着させる密着性金属からなる密着層を兼ねていることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる第４の態様では、少なくとも下電極と第２リード電極との密着性が高められる。

本発明の第５の態様は、第４の態様において、前記第１リード電極は、当該第１リード電極上に前記第２リード電極が密着した状態でサイドエッチングにより形成されたものであることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる第５の態様では、比較的容易に且つ確実に第２リード電極の幅よりも第１リード電極の幅を狭く形成することができる。

本発明の第６の態様は、第１〜５の何れかの態様において、前記圧力発生室がシリコン単結晶基板に異方性エッチングにより形成され、前記圧電素子の各層が成膜及びリソグラフィ法により形成されたものであることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる第６の態様では、下電極の膜厚を薄く形成しても、その下電極から引き出される第１リード電極よりも第２リード電極を幅広に形成することで、配線抵抗が確実に低下する。また、下電極を振動板として作用させる場合には、下電極の膜厚を厚くしなくても抵抗値を下げることができるため、圧電素子の駆動による振動板の変位量の低下が確実に防止される。

本発明の第７の態様は、第１〜６の何れかの態様の液体噴射ヘッドを具備することを特徴とする液体噴射装置にある。
かかる第７の態様では、信頼性の向上した液体噴射装置が比較的容易に実現される。

以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
（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、図１の平面図及び断面図である。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り、その一方の面には予め熱酸化によって二酸化シリコンからなる厚さ１〜２μｍの弾性膜５０が形成されている。流路形成基板１０には、その他方面側から異方性エッチングすることにより形成され、複数の圧力発生室１２がその幅方向に並設されている。また、流路形成基板１０の圧力発生室１２の長手方向外側の領域には、後述する保護基板のリザーバ部と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の一部を構成する連通部１３が形成され、連通部１３と各圧力発生室１２とが、各圧力発生室１２毎に設けられたインク供給路１４を介して連通されている。

ここで、異方性エッチングは、シリコン単結晶基板のエッチングレートの違いを利用して行われる。例えば、本実施形態では、シリコン単結晶基板をＫＯＨ等のアルカリ溶液に浸漬すると、徐々に侵食されて（１１０）面に垂直な第１の（１１１）面と、この第１の（１１１）面と約７０度の角度をなし且つ上記（１１０）面と約３５度の角度をなす第２の（１１１）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１／１８０であるという性質を利用して行われる。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。

本実施形態では、各圧力発生室１２の長辺を第１の（１１１）面で、短辺を第２の（１１１）面で形成している。この圧力発生室１２は、流路形成基板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、インク供給路１４は、圧力発生室１２よりも狭い幅で形成されており、連通部１３から圧力発生室１２に流入するインクの流路抵抗を一定に保持している。

また、流路形成基板１０の開口面側には、圧力発生室１２を形成する際のマスクとして用いられた絶縁膜５１を介して、各圧力発生室１２のインク供給路１４とは反対側の端部近傍に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、０．０１〜１ｍｍで、線膨張係数が３００℃以下で、例えば２．５〜４．５［×１０^-6／℃］であるガラスセラミックス、シリコン単結晶基板又は不錆鋼などからなる。

一方、このような流路形成基板１０の開口面とは反対側には、上述したように、厚さが例えば約１．０μｍの弾性膜５０が形成され、この弾性膜５０上には、厚さが例えば、約０．４μｍの絶縁体膜５５が形成されている。さらに、この絶縁体膜５５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１．０μｍの圧電体層７０と、厚さが例えば、約０．０５μｍ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１２毎にパターニングして構成する。そして、ここではパターニングされた何れか一方の電極及び圧電体層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８０を圧電素子３００の個別電極としているが、駆動回路や配線の都合でこれを逆にしても支障はない。何れの場合においても、各圧力発生室毎に圧電体能動部が形成されていることになる。また、ここでは、圧電素子３００と当該圧電素子３００の駆動により変位が生じる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、絶縁体膜５５及び下電極膜６０が振動板として作用する。

さらに、本実施形態では、図３に示すように、上電極膜８０の一端部近傍には、上電極用リード電極９０が接続されている。この上電極用リード電極９０は、本実施形態では、圧力発生室１２の外側の圧電体非能動部上から連通部１３近傍まで延設されており、その先端部は、下電極膜６０と同様に、接続配線１３０が接続される接続部９０ａとなっている。一方、下電極膜６０は、圧力発生室１２の長手方向では圧力発生室１２に対向する領域内に形成され、複数の圧力発生室１２に対応する領域に連続的に設けられている。また、下電極膜６０は、圧力発生室１２の列の外側から連通部１３近傍まで延設され、それらの先端部は、後述する駆動ＩＣ１２０から延設された接続配線１３０が接続される接続部６０ａとなっている。さらに、下電極膜６０の列設された圧電素子３００の間からは、その下電極膜６０に電気的に接続される下電極用リード電極１００が延設され、この下電極用リード電極１００の先端部は、接続配線１３０との接続部１００ａとなっている。

下電極用リード電極１００は、隔壁１１に対向する領域に設けられ、例えば、チタンタングステン（ＴｉＷ）等の密着性金属からなり一端がインク供給路１４に対向する領域まで延設される第１リード電極１０１と、この第１リード電極１０１上に形成され、例えば、金（Ａｕ）からなる第２リード電極１０２とを有する。このような第１リード電極１０１は、第２リード電極１０２と絶縁体膜５５等とを密着させる密着層としての役割がある。

そして、本実施形態では、図３（ｂ）に示すように、第１リード電極１０１は、圧力発生室１２の幅方向両側の隔壁１１よりも狭い幅で形成されている。また、第２リード電極１０２は、第１リード電極１０１よりも幅広、本実施形態では、隔壁１１の幅よりも幅広で形成されている。このため、圧力発生室１２に対向する領域においては、第２リード電極１０２が突出しているが、第２リード電極１０２は第１リード電極１０１上だけに密着して形成されているため、第２リード電極１０２と振動板とは非接触であり、振動板に与える影響は全くない。これにより、第２リード電極１０２を幅広に形成することで配線抵抗を低くすることができ、振動板の変位量の低下を防止することができる。したがって、良好で且つ安定したインク吐出特性を得ることができる。また、このように第２リード電極１０２を振動板と非接触で形成することができるため、第２リード電極の厚さを厚くして配線抵抗をさらに低下させるようにしてもよい。

さらに、本実施形態では、第１リード電極１０１を隔壁１１よりも狭い幅で形成すれば、隔壁１１に対向する領域において、第１リード電極１０１の幅方向の位置ズレをある程度許容することができるという効果もある。
なお、本実施形態では、第２リード電極１０２を隔壁１１の幅よりも幅広で形成したが、勿論これに限定されず、第２リード電極は、第１リード電極よりも幅広であれば、隔壁１１よりも幅が狭くてもよい。少なくとも第１リード電極１０１と同じ幅の場合と比べて、配線抵抗を確実に低くすることができるからである。

また、流路形成基板１０上の圧電素子３００側の面には、圧電素子３００に対向する領域にその運動を阻害しない程度の空間を確保可能な圧電素子保持部３１を有する保護基板３０が接着剤３５を介して接着されている。圧電素子３００は、この圧電素子保持部３１内に形成されているため、外部環境の影響を殆ど受けない状態で保護されている。さらに、保護基板３０には、流路形成基板１０の連通部１３に対応する領域にリザーバ部３２が設けられている。このリザーバ部３２は、本実施形態では、保護基板３０を厚さ方向に貫通して圧力発生室１２の並設方向に沿って設けられており、上述した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１２の共通のインク室となるリザーバ１１０を構成している。

また、保護基板３０の圧電素子保持部３１とリザーバ部３２との間の領域には、保護基板３０を厚さ方向に貫通する貫通孔３３が設けられ、この貫通孔３３内に上述した下電極膜６０の接続部６０ａ、上電極用リード電極９０の接続部９０ａ及び下電極用リード電極の接続部１００ａが露出されている。そして、これら接続部６０ａ，９０ａ，１００ａには、保護基板３０上に実装された駆動ＩＣ１２０から延設される接続配線１３０の一端が接続されている。そして、この接続配線１３０が延設された貫通孔３３には、有機絶縁材料、例えば、本実施形態では、ポッティング材である封止材１４０が充填されており、下電極膜６０の接続部６０ａ、上電極用リード電極９０の接続部９０ａ及び下電極用リード電極１００の接続部１００ａと接続配線１３０とは、この封止材１４０によって完全に覆われている。
なお、保護基板３０の材料としては、例えば、ガラス、セラミックス材料、金属、樹脂等が挙げられるが、流路形成基板１０の熱膨張率と略同一の材料で形成されていることがより好ましく、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。

また、保護基板３０上には、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。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のポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）フィルム）からなり、この封止膜４１によってリザーバ部３２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１１０に対向する領域は、厚さ方向に完全に除去された開口部４３となっているため、リザーバ１１０の一方面は可撓性を有する封止膜４１のみで封止されている。

このような本実施形態のインクジェット式記録ヘッドでは、図示しない外部インク供給手段からインクを取り込み、リザーバ１１０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、駆動ＩＣ１２０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、絶縁体膜５５、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２１からインク滴が吐出する。

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について、図４〜図６を参照して説明する。なお、図４及び図５は、圧力発生室の長手方向の断面図である。また、図６は、圧力発生室の幅方向の断面図である。まず、図４（ａ）に示すように、シリコン単結晶基板である流路形成基板１０を約１１００℃の拡散炉で熱酸化し、流路形成基板１０の表面に弾性膜５０及びマスク膜５１を構成する二酸化シリコン膜５２を形成する。次いで、図４（ｂ）に示すように、弾性膜５０（二酸化シリコン膜５２）上に、ジルコニウム（Ｚｒ）層を形成後、例えば、５００〜１２００℃の拡散炉で熱酸化して酸化ジルコニウム（ＺｒＯ_２）からなる絶縁体膜５５を形成する。次いで、図４（ｃ）に示すように、例えば、白金とイリジウムとを絶縁体膜５５上に積層することにより下電極膜６０を形成後、この下電極膜６０を所定形状にパターニングする。次に、図４（ｄ）に示すように、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等からなる圧電体層７０と、例えば、イリジウムからなる上電極膜８０とを流路形成基板１０の全面に形成する。

次いで、図５（ａ）に示すように、圧電体層７０及び上電極膜８０を、各圧力発生室１２に対向する領域にパターニングして圧電素子３００を形成する。次に、上電極用リード電極９０及び下電極用リード電極１００を形成する。具体的には、図５（ｂ）及び図６に示すように、流路形成基板１０の全面に亘って、密着性金属、例えば、チタンタングステン（ＴｉＷ）からなる第１金属膜を形成し、この第１金属膜上の全面に、例えば、金（Ａｕ）等からなる第２金属膜を形成する。その後、例えば、レジスト等からなるマスクパターン（図示なし）を介して第２金属膜をヨウ化カリウム水溶液によりエッチングして、各圧電素子３００毎、及び下電極膜６０の列設された圧電素子３００の間のそれぞれに所定の形状にパターニングする。さらに、同一のマスクパターンを介して第１金属膜を過酸化水素水によりエッチングして所定形状にパターニングすることで、第１リード電極９１及び第２リード電極９２からなる上電極用リード電極９０と、第１リード電極１０１及び第２リード電極１０２からなる下電極用リード電極１００とが形成される。第１金属膜をエッチングする際には、本実施形態では、第１金属膜をサイドエッチング（オーバーエッチング）して第１リード電極９１，１０１を第２リード電極９２，１０２の幅よりも狭い幅で形成した。この際、第１金属膜は、幅方向中央部で第２金属膜と密着した状態でサイドエッチングされる。なお、このサイドエッチングは、エッチング時間を調整して行う。次いで、図５（ｃ）に示すように、流路形成基板１０の圧電素子３００側に保護基板３０を接着剤３５によって接合し、所定形状にパターニングしたマスク膜５１を介して流路形成基板１０を異方性エッチングすることにより圧力発生室１２等を形成する。

なお、実際には、上述した一連の膜形成及び異方性エッチングによって一枚のウェハ上に多数のチップを同時に形成し、プロセス終了後、図１に示すような一つのチップサイズの流路形成基板１０毎に分割する。その後は、流路形成基板１０にマスク膜５１を介してノズルプレート２０を接合し、保護基板３０上に駆動ＩＣ１２０を実装すると共にコンプライアンス基板４０を接合する。さらに、ワイヤボンディングすることによって、駆動ＩＣ１２０と下電極膜６０及び上電極用リード電極９０の接続部６０ａ，９０ａとの間に接続配線１３０を形成し、この接続部６０ａ，９０ａと接続配線１３０とを封止材１４０で覆うことにより本実施形態のインクジェット式記録ヘッドとなる。

（実施形態２）
図７は、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要部を示す断面図である。本実施形態では、図７に示すように、下電極用リード電極１００Ａと圧電素子３００とを、例えば、酸化アルミニウムからなる絶縁膜２００によって覆い、水分に起因する圧電素子３００の破壊を防止するようにした。そして、下電極用リード電極１００Ａの第２リード電極１０２Ａの幅が、第１リード電極１０１Ａ側ほど狭くなるように形成した以外、実施形態１と同様である。

ここで、圧電素子３００を覆って設けられる絶縁膜２００は、例えば、ＣＶＤ法等によって形成される。このため、第１リード電極よりも幅広の第２リード電極を有する下電極用リード電極の周囲には、絶縁膜２００が形成され難い。しかしながら、本実施形態のように、第２リード電極１０２Ａの幅が、第１リード電極１０１Ａ側ほど狭くなるように形成されていれば、第１リード電極１０１Ａの周縁に絶縁材料が入り易くなり、下電極用リード電極１００Ａの周縁にも絶縁膜２００が良好に形成される。これにより、絶縁膜２００によって圧電素子３００を確実に覆うことができ、水分等に起因する圧電素子３００（圧電体層７０）の破壊を確実に防止することができる。また、勿論、このような構成としても、実施形態１と同様の効果が得られることは言うまでもない。

（他の実施形態）
以上、本発明の各実施形態を説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、上述した実施形態１では、第１リード電極１０１を隔壁１１よりも狭い幅で形成したが、これに限定されず、第１リード電極を隔壁と同一幅で形成してもよい。また、上述した実施形態１では、第１リード電極１０１及び第２リード電極１０２とからなる２層構造の下電極用リード電極１００を例示して説明したが、これに限定されず、３層以上の構造を有する下電極用リード電極としてもよい。なお、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。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１Ｂを搭載したキャリッジ３は、装置本体４に取り付けられたキャリッジ軸５に軸方向移動自在に設けられている。この記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂは、例えば、それぞれブラックインク組成物及びカラーインク組成物を吐出するものとしている。そして、駆動モータ６の駆動力が図示しない複数の歯車およびタイミングベルト７を介してキャリッジ３に伝達されることで、記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂを搭載したキャリッジ３はキャリッジ軸５に沿って移動される。一方、装置本体４にはキャリッジ軸５に沿ってプラテン８が設けられており、図示しない給紙ローラなどにより給紙された紙等の記録媒体である記録シートＳがプラテン８上を搬送されるようになっている。

また、上述した実施形態においては、本発明の液体噴射ヘッドの一例としてインクジェット式記録ヘッドを説明したが、液体噴射ヘッドの基本的構成は上述したものに限定されるものではない。本発明は、広く液体噴射ヘッドの全般を対象としたものであり、インク以外の液体を噴射するものにも勿論適用することができる。その他の液体噴射ヘッドとしては、例えば、プリンタ等の画像記録装置に用いられる各種の記録ヘッド、液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレー、ＦＥＤ（面発光ディスプレー）等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオｃｈｉｐ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等が挙げられる。

実施形態１に係る記録ヘッドの分解斜視図である。実施形態１に係る記録ヘッドの平面図及び断面図である。実施形態１に係る記録ヘッドの要部を示す平面図である。実施形態１に係る記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。実施形態１に係る記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。実施形態１に係る記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。実施形態２に係る記録ヘッドの要部を示す断面図である。一実施形態に係る記録装置の概略図である。

符号の説明

１０流路形成基板、１２圧力発生室、２０ノズルプレート、２１ノズル開口、３０保護基板、３１圧電素子保持部、３２リザーバ部、３３貫通孔、３５接着剤、４０コンプライアンス基板、５０弾性膜、５５絶縁体膜、６０下電極膜、７０圧電体膜、８０上電極膜、９０上電極用リード電極、１００下電極用リード電極、１０１第１リード電極、１０２第２リード電極、１１０リザーバ、１２０駆動ＩＣ、１３０接続配線、１４０封止材、２００絶縁膜、３００圧電素子

Claims

液体を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室が形成される流路形成基板と、該流路形成基板の一方面側に振動板を介して設けられる下電極、圧電体層及び上電極からなる圧電素子とを具備する液体噴射ヘッドであって、
前記圧力発生室がその幅方向に複数並設され、且つ前記下電極が前記圧力発生室に対向する領域から当該圧力発生室の幅方向両側の隔壁に対向する領域に亘って連続して設けられており、前記隔壁に対向する領域の前記下電極から引き出される下電極用リード電極を有し、該下電極用リード電極が前記隔壁の幅と同等若しくはそれよりも狭い幅の第１リード電極と、該第１リード電極上に形成され且つ当該第１リード電極よりも幅広の第２リード電極とを少なくとも有することを特徴とする液体噴射ヘッド。
請求項１において、前記第２リード電極が前記隔壁の幅よりも幅広であることを特徴とする液体噴射ヘッド。
請求項１又は２において、少なくとも前記圧電素子及び前記下電極用リード電極が絶縁材料からなる絶縁膜によって覆われており、前記第２リード電極の上面側の幅が前記第１リード電極側の幅よりも幅広であることを特徴とする液体噴射ヘッド。
請求項１〜３の何れかにおいて、前記第１リード電極が少なくとも前記下電極と前記第２リード電極とを密着させる密着性金属からなる密着層を兼ねていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
請求項４において、前記第１リード電極は、当該第１リード電極上に前記第２リード電極が密着した状態でサイドエッチングにより形成されたものであることを特徴とする液体噴射ヘッド。
請求項１〜５の何れかにおいて、前記圧力発生室がシリコン単結晶基板に異方性エッチングにより形成され、前記圧電素子の各層が成膜及びリソグラフィ法により形成されたものであることを特徴とする液体噴射ヘッド。
請求項１〜６の何れかの液体噴射ヘッドを具備することを特徴とする液体噴射装置。