JP3114808B2 - Ink jet recording head and ink jet recording apparatus - Google Patents

Ink jet recording head and ink jet recording apparatus

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JP3114808B2
JP3114808B2 JP11199881A JP19988199A JP3114808B2 JP 3114808 B2 JP3114808 B2 JP 3114808B2 JP 11199881 A JP11199881 A JP 11199881A JP 19988199 A JP19988199 A JP 19988199A JP 3114808 B2 JP3114808 B2 JP 3114808B2
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真理 酒井
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壮一 守谷
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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

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, and a piezoelectric element is provided through the vibrating plate to displace the piezoelectric element. TECHNICAL FIELD The present invention relates to an ink jet recording head and an ink jet recording apparatus for ejecting ink droplets by means of a printer.

【0002】[0002]

【従来の技術】インク滴を吐出するノズル開口と連通す
る圧力発生室の一部を振動板で構成し、この振動板を圧
電素子により変形させて圧力発生室のインクを加圧して
ノズル開口からインク滴を吐出させるインクジェット式
記録ヘッドには、圧電素子の軸方向に伸長、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。
2. Description of the Related Art A part of a pressure generating chamber communicating with a nozzle opening for discharging ink droplets is constituted by a vibrating plate, and the vibrating plate is deformed by a piezoelectric element to pressurize the ink in the pressure generating chamber to pass the nozzle opening. Two types of ink jet recording heads that eject ink droplets have been commercialized, one using a longitudinal vibration mode piezoelectric actuator that expands and contracts in the axial direction of the piezoelectric element, and the other using a flexural vibration mode piezoelectric actuator. ing.

【0003】前者は圧電素子の端面を振動板に当接させ
ることにより圧力発生室の容積を変化させることができ
て、高密度印刷に適したヘッドの製作が可能である反
面、圧電素子をノズル開口の配列ピッチに一致させて櫛
歯状に切り分けるという困難な工程や、切り分けられた
圧電素子を圧力発生室に位置決めして固定する作業が必
要となり、製造工程が複雑であるという問題がある。
[0003] In the former, the volume of the pressure generating chamber can be changed by bringing the end face of the piezoelectric element into contact with the diaphragm, and 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。
[0006] According to this, the operation of attaching the piezoelectric element to the diaphragm becomes unnecessary, and not only can the piezoelectric element be manufactured by a precise and simple method such as lithography, but also the thickness of the piezoelectric element can be reduced. There is an advantage that it can be made thin and can be driven at high speed.

【0007】また、この場合、圧電材料層は振動板の表
面全体に設けたままで少なくとも上電極のみを各圧力発
生室毎に設けることにより、各圧力発生室に対応する圧
電素子を駆動することができるが、単位駆動電圧当たり
の変位量及び圧力発生室に対向する部分とその外部とを
跨ぐ部分で圧電体層へかかる応力の問題から、圧電体層
及び上電極からなる圧電体能動部を圧力発生室外に出な
いように形成することが望ましい。
Further, in this case, the piezoelectric element corresponding to each pressure generating chamber can be driven by providing at least only the upper electrode for each pressure generating chamber while the piezoelectric material layer is provided on the entire surface of the vibration plate. However, due to the problem of the amount of displacement per unit drive voltage and the stress applied to the piezoelectric layer at the part facing the pressure generating chamber and the part straddling the outside, the piezoelectric active part consisting of the piezoelectric layer and the upper electrode is pressurized. It is desirable to form so as not to go out of the generation chamber.

【0008】そこで、各圧力発生室に対応する圧電素子
を絶縁層で覆い、この絶縁層に各圧電素子を駆動するた
めの電圧を供給するリード電極との接続部を形成するた
めの窓(以下、コンタクトホールという)を各圧力発生
室に対応して設け、各圧電素子とリード電極との接続部
をコンタクトホール内に形成する構造が提案されてい
る。
Therefore, the piezoelectric element corresponding to each pressure generating chamber is covered with an insulating layer, and a window (hereinafter, referred to as a window) for forming a connection portion with a lead electrode for supplying a voltage for driving each piezoelectric element to the insulating layer. , A contact hole) is provided corresponding to each pressure generating chamber, and a connection portion between each piezoelectric element and a lead electrode is formed in the contact hole.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上電極
とリード電極とを接続するためにコンタクトホールを設
ける構造では、コンタクトホールを設ける部分の全体の
膜厚が厚くなってしまい、変位特性が低下してしまうと
いう問題がある。
However, in a structure in which a contact hole is provided for connecting the upper electrode and the lead electrode, the entire thickness of the portion where the contact hole is provided becomes large, and the displacement characteristics are reduced. Problem.

【0010】また、上述したようなインクジェット式記
録ヘッドにおいては、圧電素子の駆動による変位効率を
向上するために、圧電素子の両側に対応する部分の振動
板を薄くする構造が提案されているが、このように変位
を大きくとるようにすると、特に、コンタクトホール近
傍にクラック等の破壊が生じ易い傾向が助長される。
In the above-described ink jet recording head, a structure has been proposed in which the diaphragms at portions corresponding to both sides of the piezoelectric element are made thin in order to improve the displacement efficiency by driving the piezoelectric element. If the displacement is made large in this way, the tendency of breakage such as cracks to occur particularly near the contact hole is promoted.

【0011】さらに、これらの問題は、特に、圧電材料
層を成膜技術で形成した場合に生じやすい。なぜなら、
成膜技術で形成した圧電材料層は非常に薄いため、圧電
素子を貼付したものに比較して剛性が低いためである。
Further, these problems tend to occur particularly when the piezoelectric material layer is formed by a film forming technique. Because
This is because the rigidity of the piezoelectric material layer formed by the film formation technique is lower than that of a piezoelectric material layer attached thereto because the piezoelectric material layer is extremely thin.

【0012】本発明は、このような事情に鑑み、圧力発
生室と周壁との境界部での圧電体層の破壊を防止したイ
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
置を提供することを課題とする。
In view of such circumstances, it is an object of the present invention to provide an ink jet type recording head and an ink jet type recording apparatus which prevent breakage of a piezoelectric layer at a boundary between a pressure generating chamber and a peripheral wall. .

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の第1の態様は、ノズル開口に連通する圧力発生室
と、この圧力発生室に対応する領域に絶縁層を介して設
けられた下電極、該下電極上に設けられた圧電体層及び
該圧電体層の表面に設けられた上電極からなる圧電素子
とを備えるインクジェット式記録ヘッドにおいて、前記
圧電素子は、前記圧力発生室に対向する領域に、実質的
な駆動部となる圧電体能動部と該圧電体能動部から連続
する前記圧電体層を有するが実質的に駆動されない圧電
体非能動部とを有し、且つ前記圧電体層は、結晶が優先
配向していることを特徴とするインクジェット式記録ヘ
ッドにある。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a pressure generating chamber communicating with a nozzle opening, and a pressure generating chamber provided in a region corresponding to the pressure generating chamber via an insulating layer. In an ink jet recording head including a lower electrode, a piezoelectric layer provided on the lower electrode, and a piezoelectric element including an upper electrode provided on the surface of the piezoelectric layer, the piezoelectric element is disposed in the pressure generating chamber. Substantially in opposing areas
And a continuous piezoelectric active part
Having said piezoelectric layer but substantially not driven
The inkjet recording head has a body non-active portion, and the piezoelectric layer has crystals preferentially oriented.

【0014】かかる第1の態様では、圧電体層が薄膜工
程で成膜された結果、結晶が優先配向しており、圧電体
能動部駆動の際、圧電体非能動部によって圧力発生室と
周壁との境界部での変位が抑えられ、圧電体層の剥離、
クラックの発生等が防止される。
In the first aspect, the piezoelectric layer is formed of a thin film
As a result, the crystal is preferentially oriented , and the displacement at the boundary between the pressure generating chamber and the peripheral wall is suppressed by the piezoelectric inactive portion when the piezoelectric active portion is driven. Peeling,
Cracks are prevented from occurring.

【0015】[0015]

【0016】[0016]

【0017】本発明の第2の態様は、第1の態様におい
て、前記圧電体層は、結晶が柱状となっていることを特
徴とするインクジェット式記録ヘッドにある。
According to a second aspect of the present invention, there is provided the ink jet recording head according to the first aspect, wherein the piezoelectric layer has a columnar crystal.

【0018】かかる第2の態様では、圧電体層が薄膜工
程で成膜された結果、結晶が柱状となっている。
In the second aspect, as a result of the piezoelectric layer being formed in the thin film process, the crystals are columnar.

【0019】本発明の第3の態様は、第1又は2の態様
において、前記圧電体非能動部が前記圧力発生室に対向
する領域内から領域外まで延設されていることを特徴と
するインクジェット式記録ヘッドにある。
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the piezoelectric inactive portion extends from an area facing the pressure generating chamber to an area outside the pressure generating chamber. In the ink jet recording head.

【0020】かかる第3の態様では、コンタクトホール
を形成することなく、圧電体能動部の上電極又はリード
電極を圧力発生室に対向する領域外まで延設することが
でき、比較的容易に配線を形成することができる。
In the third aspect, the upper electrode or the lead electrode of the piezoelectric active portion can be extended to the outside of the region facing the pressure generating chamber without forming a contact hole, so that the wiring can be relatively easily performed. Can be formed.

【0021】本発明の第4の態様は、第1〜3の何れか
の態様において、前記圧電体非能動部は前記下電極が除
去されて形成され、当該圧電体非能動部を介して前記上
電極又は当該上電極に接続したリード電極が前記圧力発
生室の周壁上まで延設されていることを特徴とするイン
クジェット式記録ヘッドにある。
According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the piezoelectric inactive portion is formed by removing the lower electrode, and the piezoelectric inactive portion is formed through the piezoelectric inactive portion. An ink jet recording head is characterized in that an upper electrode or a lead electrode connected to the upper electrode is extended to a peripheral wall of the pressure generating chamber.

【0022】かかる第4の態様では、コンタクトホール
を形成することなく、圧電体能動部の上電極又はリード
電極を圧力発生室に対向する領域外まで延設することが
でき、振動板の変位を向上することができる。
According to the fourth aspect, the upper electrode or the lead electrode of the piezoelectric active portion can be extended to the outside of the region facing the pressure generating chamber without forming a contact hole, and the displacement of the diaphragm can be reduced. Can be improved.

【0023】本発明の第5の態様は、第1〜3の何れか
の態様において、前記上電極の端部は前記下電極の端部
よりも内側に位置して前記圧電体能動部の端部となって
おり、前記上電極の端部より外側に突出した前記下電極
上には前記圧電体層が設けられて前記圧電体非能動部を
構成すると共に前記下電極の端部の外側にも前記圧電体
層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 fifth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the end of the upper electrode is located inside the end of the lower electrode, and And the piezoelectric layer is provided on the lower electrode protruding outward from the end of the upper electrode to constitute the piezoelectric non-active portion and to the outside of the end of the lower electrode. The present invention also provides an ink jet recording head, wherein the piezoelectric layer is provided.

【0024】かかる第5の態様では、圧電体能動部の端
部と下電極の端部との距離を離すことができ、圧電体能
動部の長手方向端部での電界集中による絶縁破壊が防止
される。
In the fifth aspect, the distance between the end of the piezoelectric active portion and the end of the lower electrode can be increased, and dielectric breakdown due to electric field concentration at the longitudinal end of the piezoelectric active portion can be prevented. Is done.

【0025】本発明の第6の態様は、第1〜5の何れか
の態様において、前記圧電体非能動部は、前記圧電体能
動部の長手方向一端部に連続的に設けられていることを
特徴とするインクジェット式記録ヘッドにある。
According to a sixth aspect of the present invention, in any one of the first to fifth aspects, the piezoelectric inactive portion is provided continuously at one longitudinal end of the piezoelectric active portion. An ink jet recording head is characterized in that:

【0026】かかる第6の態様では、圧電体能動部の長
手方向端部での剥離、クラックの発生等が防止される。
According to the sixth aspect, peeling, cracking, and the like at the longitudinal end of the piezoelectric active portion are prevented.

【0027】本発明の第7の態様は、第6の態様におい
て、前記圧電体非能動部の少なくとも前記圧力発生室の
端部と周壁との境界を横切る部分近傍の幅が、前記圧電
体能動部の幅より狭くなっていることを特徴とするイン
クジェット式記録ヘッドにある。
According to a seventh aspect of the present invention, in the sixth aspect, the width of at least a portion of the non-active portion of the piezoelectric body which crosses the boundary between the end of the pressure generating chamber and the peripheral wall is set to the width of the piezoelectric active portion. An ink jet recording head characterized in that the width is smaller than the width of the portion.

【0028】かかる第7の態様では、圧力発生室とその
周壁との境界に対向する領域における変位特性が向上さ
れる。
In the seventh aspect, the displacement characteristics in the region facing the boundary between the pressure generating chamber and the peripheral wall are improved.

【0029】本発明の第8の態様は、第6の態様におい
て、前記圧電体非能動部の少なくとも前記圧力発生室の
端部と周壁との境界を横切る部分近傍の幅が、前記圧力
発生室の幅より広くなっていることを特徴とするインク
ジェット式記録ヘッドにある。
According to an eighth aspect of the present invention, in the sixth aspect, the width of at least a portion of the piezoelectric inactive portion near a boundary between an end of the pressure generation chamber and a peripheral wall is set to be smaller than the pressure generation chamber. Ink jet recording heads characterized by being wider than the width of the ink jet recording head.

【0030】かかる第8の態様では、圧力発生室端部近
傍の振動板の剛性が高く保持され、圧電体能動部の駆動
による振動板の破壊が防止される。
In the eighth aspect, the rigidity of the vibrating plate near the end of the pressure generating chamber is kept high, and the vibrating plate is prevented from being broken by driving the piezoelectric active unit.

【0031】本発明の第9の態様は、第1〜8の何れか
の態様において、前記圧電体能動部と前記圧電体非能動
部との境界に対向する領域には、当該圧電体能動部の変
位を抑制する変位抑制層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 ninth aspect of the present invention, in any one of the first to eighth aspects, the piezoelectric active portion is provided in a region facing a boundary between the piezoelectric active portion and the piezoelectric inactive portion. An ink jet recording head is provided with a displacement suppressing layer for suppressing displacement of the recording head.

【0032】かかる第9の態様では、圧電体能動部の端
部での変位が抑制され、圧電体能動部の駆動による振動
板の破壊が防止される。
In the ninth aspect, the displacement at the end of the piezoelectric active portion is suppressed, and the diaphragm is prevented from being broken by driving the piezoelectric active portion.

【0033】本発明の第10の態様は、第1〜9の何れ
かの態様において、前記下電極は、前記圧力発生室の幅
方向両側の隔壁及び隣接する前記圧力発生室に対向する
領域まで連続して設けられていることを特徴とするイン
クジェット式記録ヘッドにある。
According to a tenth aspect of the present invention, in any one of the first to ninth aspects, the lower electrode extends to the partition on both sides in the width direction of the pressure generating chamber and a region facing the adjacent pressure generating chamber. An ink jet recording head is provided continuously.

【0034】かかる第10の態様では、圧力発生室の幅
方向両端部の振動板の剛性が高く保持され、振動板の耐
久性が向上する。
In the tenth aspect, the rigidity of the diaphragm at both ends in the width direction of the pressure generating chamber is maintained high, and the durability of the diaphragm is improved.

【0035】本発明の第11の態様は、第1〜9の何れ
かの態様において、前記下電極は、幅方向両端部が前記
圧電体層の幅方向両端部と共に前記圧力発生室内に位置
するように設けられ、且つ前記圧電体非能動部が設けら
れた長手方向一端部とは反対側の他端部から前記圧力発
生室の周壁上まで延設されていることを特徴とするイン
クジェット式記録ヘッドにある。
According to an eleventh aspect of the present invention, in any one of the first to ninth aspects, both ends in the width direction of the lower electrode are located in the pressure generating chamber together with both ends in the width direction of the piezoelectric layer. And the other end of the piezoelectric body non-active portion is opposite to the one end in the longitudinal direction and extends from the other end to the peripheral wall of the pressure generating chamber. In the head.

【0036】かかる第11の態様では、圧電体能動部の
端部と下電極の端部との距離を離すことができ、圧電体
能動部の長手方向端部での電界集中による絶縁破壊が防
止される。
In the eleventh aspect, the distance between the end of the piezoelectric active part and the end of the lower electrode can be increased, and dielectric breakdown due to electric field concentration at the longitudinal end of the piezoelectric active part can be prevented. Is done.

【0037】本発明の第12の態様は、第1〜10の何
れかの態様において、前記圧電体非能動部以外の前記圧
力発生室に対向する領域は前記下電極によって覆われて
いることを特徴とするインクジェット式記録ヘッドにあ
る。
According to a twelfth aspect of the present invention, in any one of the first to tenth aspects, a region facing the pressure generating chamber other than the piezoelectric inactive portion is covered by the lower electrode. The feature is the ink jet recording head.

【0038】かかる第12の態様では、圧力発生室内に
パターニングされた上電極の周囲には、前記下電極の端
部がないので放電が生じにくく圧電体層の絶縁破壊が防
止される。
In the twelfth aspect, since there is no end of the lower electrode around the upper electrode patterned in the pressure generating chamber, discharge does not easily occur, and dielectric breakdown of the piezoelectric layer is prevented.

【0039】本発明の第13の態様は、第3〜12の何
れかの態様において、前記圧電体非能動部の下側の前記
下電極の除去される幅が、前記圧力発生室の幅よりも狭
いことを特徴とするインクジェット式記録ヘッドにあ
る。
According to a thirteenth aspect of the present invention, in any one of the third to twelfth aspects, the width of the lower electrode below the piezoelectric inactive portion is removed from the width of the pressure generating chamber. Is also narrow in the ink jet recording head.

【0040】かかる第13の態様では、圧力発生室の端
部近傍での剛性を低下させることなく、圧電体層の絶縁
破壊が防止される。
In the thirteenth aspect, dielectric breakdown of the piezoelectric layer is prevented without reducing the rigidity near the end of the pressure generating chamber.

【0041】本発明の第14の態様は、第12の態様に
おいて、前記圧電体非能動部が、前記圧力発生室の長手
方向略中央部から前記圧力発生室の幅方向の少なくとも
一方の周壁上に延設されていることを特徴とするインク
ジェット式記録ヘッドにある。
According to a fourteenth aspect of the present invention, in the twelfth aspect, the piezoelectric inactive portion is provided on at least one peripheral wall in a width direction of the pressure generating chamber from a substantially central portion in a longitudinal direction of the pressure generating chamber. The ink jet type recording head is characterized by being extended.

【0042】かかる第14の態様では、圧電体能動部の
長手方向中央部に電圧を印加することができ、圧電体能
動部の駆動ロスが抑えられる。
In the fourteenth aspect, a voltage can be applied to the central portion in the longitudinal direction of the piezoelectric active portion, and the driving loss of the piezoelectric active portion can be suppressed.

【0043】本発明の第15の態様は、第12〜14
何れかの態様において、前記圧電体非能動部の下側の前
記下電極が除去された部分が、略円形形状を有すること
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 fifteenth aspect of the present invention, in any one of the twelfth to fourteenth aspects, the portion from which the lower electrode is removed under the piezoelectric inactive portion has a substantially circular shape. The feature is the ink jet recording head.

【0044】かかる第15の態様では、圧力発生室の端
部と周壁との境界部分の上電極と下電極の間に印加され
る電界がより広く分散され、圧電体層の絶縁破壊が防止
される。
In the fifteenth aspect, the electric field applied between the upper electrode and the lower electrode at the boundary between the end of the pressure generating chamber and the peripheral wall is more widely dispersed, and dielectric breakdown of the piezoelectric layer is prevented. You.

【0045】本発明の第16の態様は、第12〜15
何れかの態様において、前記上電極の縁部が前記下電極
上から前記下電極除去部上へ交差する方向と、当該上電
極が周壁上に延設される方向とが一致しないことを特徴
とするインクジェット式記録ヘッドにある。
According to a sixteenth aspect of the present invention, in any one of the twelfth to fifteenth aspects, the direction in which the edge of the upper electrode crosses from above the lower electrode to above the lower electrode removing portion, and Are inconsistent with the direction in which they extend on the peripheral wall.

【0046】かかる第16の態様では、圧力発生室の端
部と周壁との境界部分の上電極と下電極との間に印加さ
れる電界が確実に分散され、圧電体層の絶縁破壊が確実
に防止される。
In the sixteenth aspect, the electric field applied between the upper electrode and the lower electrode at the boundary between the end of the pressure generating chamber and the peripheral wall is reliably dispersed, and the dielectric breakdown of the piezoelectric layer is reliably prevented. Is prevented.

【0047】本発明の第17の態様は、第1〜16の何
れかの態様において、前記圧電体能動部の前記圧電体非
能動部側の端部近傍に対向する部分の前記下電極の幅
が、他の部分の幅より狭い幅狭部となっていることを特
徴とするインクジェット式記録ヘッドにある。
According to a seventeenth aspect of the present invention, in any one of the first to sixteenth aspects, the width of the lower electrode in a portion facing the vicinity of the end of the piezoelectric active portion on the side of the piezoelectric inactive portion is provided. However, in the ink jet recording head, the width is narrower than the width of other portions.

【0048】かかる第17の態様では、圧電体層及び上
電極が圧力発生室の領域内から領域外に延設される部分
での電極間の絶縁破壊が防止される。
In the seventeenth aspect, dielectric breakdown between the electrodes is prevented at a portion where the piezoelectric layer and the upper electrode extend from the region of the pressure generating chamber to the outside of the region.

【0049】本発明の第18の態様は、第17の態様に
おいて、前記下電極の前記幅狭部の少なくとも先端部の
幅が、前記圧電体非能動部の圧電体層及び上電極より狭
いことを特徴とするインクジェット式記録ヘッドにあ
る。
According to an eighteenth aspect of the present invention, in the seventeenth aspect, the width of at least the tip of the narrow portion of the lower electrode is smaller than the width of the piezoelectric layer and the upper electrode of the piezoelectric non-active portion. An ink jet recording head is characterized in that:

【0050】かかる第18の態様では、少なくとも幅狭
部の先端部が圧電体層で覆われて、上電極と確実に絶縁
される。
In the eighteenth aspect, at least the distal end of the narrow portion is covered with the piezoelectric layer, and is reliably insulated from the upper electrode.

【0051】本発明の第19の態様は、第17の態様に
おいて、前記下電極の前記幅狭部の全体の幅が前記圧電
体非能動部の圧電体層及び上電極より狭いことを特徴と
するインクジェット式記録ヘッドにある。
According to a nineteenth aspect of the present invention, in the seventeenth aspect, the entire width of the narrow portion of the lower electrode is smaller than the piezoelectric layer and the upper electrode of the piezoelectric non-active portion. Ink-jet recording head.

【0052】かかる第19の態様では、幅狭部全体が圧
電体層で覆われ、下電極の幅狭部と上電極とが確実に絶
縁される。
In the nineteenth aspect, the entire narrow portion is covered with the piezoelectric layer, and the narrow portion of the lower electrode is reliably insulated from the upper electrode.

【0053】本発明の第20の態様は、第17の態様に
おいて、前記下電極の前記幅狭部の幅が前記圧電体非能
動部の圧電体層及び上電極の幅より幅広で、前記幅狭部
の幅方向端面と前記上電極の幅方向端面との距離が10
μm以下であることを特徴とするインクジェット式記録
ヘッドにある。
According to a twentieth aspect of the present invention, in the seventeenth aspect, the width of the narrow portion of the lower electrode is wider than the width of the piezoelectric layer and the upper electrode of the piezoelectric inactive portion, and The distance between the width direction end face of the narrow portion and the width direction end face of the upper electrode is 10
μm or less .

【0054】かかる第20の態様では、下電極と上電極
との距離を所定距離内とすることにより、両電極間の放
電が防止される。
In the twentieth aspect, by setting the distance between the lower electrode and the upper electrode within a predetermined distance, discharge between the two electrodes is prevented.

【0055】本発明の第21の態様は、第3〜20の何
れかの態様において、前記圧力発生室と周壁との境界部
分に対向する領域の前記圧電体層の下側には、前記下電
極とは不連続の不連続下電極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 twenty-first aspect of the present invention, in any one of the third to twentieth aspects, the lower part of the piezoelectric layer is provided below the piezoelectric layer in a region opposed to a boundary between the pressure generating chamber and the peripheral wall. The electrode is provided with a discontinuous lower electrode that is discontinuous, and is provided in an ink jet recording head.

【0056】かかる第21の態様では、圧電体層及び上
電極が圧力発生室外の領域に引き出される部分の振動板
の剛性が高く保持され、この部分での振動板及び圧電体
層の破壊が防止される。
In the twenty-first aspect, the rigidity of the diaphragm at the portion where the piezoelectric layer and the upper electrode are drawn out to the region outside the pressure generating chamber is maintained high, and the diaphragm and the piezoelectric layer at this portion are prevented from being broken. Is done.

【0057】本発明の第22の態様は、第21の態様に
おいて、前記不連続下電極は、少なくとも前記圧力発生
室の縁部を覆って設けられていることを特徴とするイン
クジェット式記録ヘッドにある。
According to a twenty-second aspect of the present invention, in the ink-jet recording head according to the twenty-first aspect, the discontinuous lower electrode is provided so as to cover at least an edge of the pressure generating chamber. is there.

【0058】かかる第22の態様では、圧力発生室の端
部近傍の振動板の剛性が確実に高く保持され、耐久性が
向上する。
In the twenty-second aspect, the rigidity of the diaphragm near the end of the pressure generating chamber is reliably maintained high, and the durability is improved.

【0059】本発明の第23の態様は、第21又は22
の態様において、前記不連続下電極は、前記下電極の前
記圧力発生室の長手方向端部近傍に設けられ、前記圧力
発生室の並設方向に延びる下電極除去部によって、前記
下電極と不連続となっていることを特徴とするインクジ
ェット式記録ヘッドにある。
According to a twenty-third aspect of the present invention, a twenty-first or a twenty-second aspect is provided.
In the aspect, the discontinuous lower electrode is provided near the longitudinal end of the pressure generating chamber of the lower electrode, and is connected to the lower electrode by a lower electrode removing portion extending in the direction in which the pressure generating chambers are juxtaposed. An ink jet recording head characterized by being continuous.

【0060】かかる第23の態様では、不連続下電極と
下電極との間隔が狭くでき、振動板の剛性をより高く保
持される。
In the twenty-third aspect, the distance between the discontinuous lower electrode and the lower electrode can be reduced, and the rigidity of the diaphragm is kept higher.

【0061】本発明の第24の態様は、第21〜23
何れかの態様において、前記不連続下電極は、何れにも
電気的に接続されていない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 twenty-fourth aspect of the present invention, in the ink-jet recording head according to any one of the twenty-first to twenty- third aspects, the discontinuous lower electrode is not electrically connected to any of them. is there.

【0062】かかる第24の態様では、不連続下電極と
下電極とが確実に絶縁される。
In the twenty-fourth aspect, the discontinuous lower electrode and the lower electrode are reliably insulated.

【0063】本発明の第25の態様は、第21〜23
何れかの態様において、前記不連続下電極は、充電され
る時定数が駆動パルスよりも大きくなるように抵抗に接
続されていることを特徴とするインクジェット式記録ヘ
ッドにある。
According to a twenty-fifth aspect of the present invention, in any one of the twenty-first to twenty- third aspects, the discontinuous lower electrode is connected to a resistor such that a charging time constant is larger than a driving pulse. An ink jet recording head is characterized in that:

【0064】かかる第25の態様では、不連続下電極と
下電極とが確実に絶縁されると共に、不連続下電極が過
度の電位を持つのを妨げられる。
In the twenty-fifth aspect, the discontinuous lower electrode is reliably insulated from the lower electrode, and the discontinuous lower electrode is prevented from having an excessive potential.

【0065】本発明の第26の態様は、第21〜25
何れかの態様において、前記不連続下電極の前記下電極
とは反対側の前記周壁上には、前記不連続下電極と不連
続であり且つ一端が外部配線に接続される配線用下電極
が前記各圧電素子毎に設けられ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 twenty-sixth aspect of the present invention, in any one of the twenty-first to twenty- fifth aspects, the discontinuous lower electrode is connected to the discontinuous lower electrode on the peripheral wall of the opposite side to the lower electrode. An ink jet recording head is characterized in that a wiring lower electrode that is continuous and one end of which is connected to an external wiring is provided for each of the piezoelectric elements.

【0066】かかる第26の態様では、圧電体能動部か
ら配線を容易且つ効率よく引き出すことができる。
In the twenty-sixth aspect, the wiring can be easily and efficiently extracted from the piezoelectric active portion.

【0067】本発明の第27の態様は、第21〜23
何れかの態様において、前記不連続下電極が、前記圧力
発生室の幅方向に前記各圧電体能動部毎に分離されてお
り、それぞれ前記各圧電体能動部の前記上電極又はその
上に接続されるリード電極と接続されていることを特徴
とするインクジェット式記録ヘッドにある。
According to a twenty-seventh aspect of the present invention, in any one of the twenty-first to twenty- third aspects, the discontinuous lower electrode is separated for each of the piezoelectric active portions in a width direction of the pressure generating chamber. And a lead electrode connected to the upper electrode of each of the piezoelectric active portions or a lead electrode connected to the upper electrode.

【0068】かかる第27の態様では、圧電体層及び上
電極が圧力発生室外の領域に引き出される部分の振動板
の剛性が高く保持されると共に、効率よく配線を引き出
すことができる。
In the twenty-seventh aspect, the rigidity of the diaphragm at the portion where the piezoelectric layer and the upper electrode are drawn out of the region outside the pressure generating chamber is kept high, and the wiring can be efficiently drawn out.

【0069】本発明の第28の態様は、第27の態様に
おいて、前記各不連続下電極及び前記下電極が、それぞ
れ絶縁可能な程度の間隔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 twenty-eighth aspect of the present invention, in the ink-jet recording head according to the twenty-seventh aspect, each of the discontinuous lower electrodes and the lower electrodes has an interval capable of insulating each other. .

【0070】かかる第28の態様では、各圧電能動部が
確実に駆動され、吐出特性を良好に保持される。
In the twenty-eighth aspect, each of the piezoelectric active portions is reliably driven, and the ejection characteristics are well maintained.

【0071】本発明の第29の態様は、第27又は28
の態様において、隣接する前記不連続下電極の間には、
何れにも接続されない中間電極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。
The twenty-ninth aspect of the present invention is directed to a twenty-seventh or a twenty-eighth aspect.
In the aspect, between the adjacent discontinuous lower electrodes,
An ink jet recording head having an intermediate electrode not connected to any of them.

【0072】かかる第29の態様では、下電極膜の除去
を最小限に抑えることができ、より確実に振動板の剛性
を高く保持することができる。
In the twenty-ninth aspect, the removal of the lower electrode film can be minimized, and the rigidity of the diaphragm can be maintained more reliably.

【0073】本発明の第30の態様は、第21〜29
何れかの態様において、前記圧電素子に対応する領域以
外の前記下電極膜除去部の少なくとも一部に、前記圧電
体層が残留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 thirtieth aspect of the present invention, in any one of the twenty-first to twenty-ninth aspects, the piezoelectric layer remains in at least a part of the lower electrode film removed portion other than a region corresponding to the piezoelectric element. An ink jet recording head is characterized in that:

【0074】かかる第30の態様では、不連続除去部及
び下電極が確実に絶縁され、信頼性を向上することがで
きる。
In the thirtieth aspect, the discontinuous portion and the lower electrode are reliably insulated, and the reliability can be improved.

【0075】本発明の第31の態様は、第1〜30の何
れかの態様において、前記圧力発生室の幅方向両側の隔
壁上には前記下電極と同一の層により構成される残留部
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。
[0075] 31 embodiment of the present invention, in the 1 to 30 any of the aspects of, in the pressure generating chamber on both sides in the width direction of the partition wall is the residual portion composed of the same layer as the lower electrode An ink jet recording head is provided.

【0076】かかる第31の態様では、下電極を除去す
る面積が小さくなるため、圧電体層をパターニングされ
た下電極上に略均一な膜厚で形成される。
In the thirty-first aspect, since the area for removing the lower electrode is reduced, the piezoelectric layer is formed with a substantially uniform film thickness on the patterned lower electrode.

【0077】本発明の第32の態様は、第31の態様に
おいて、前記圧電体能動部の前記下電極の端部の外側に
は、当該下電極とは不連続の不連続下電極が設けられ、
前記残留部が当該不連続下電極から連続的に延設されて
いることを特徴とするインクジェット式記録ヘッドにあ
る。
According to a thirty-second aspect of the present invention, in the thirty- first aspect, a discontinuous lower electrode that is discontinuous to the lower electrode is provided outside an end of the lower electrode of the piezoelectric active portion. ,
In the ink jet type recording head, the residual portion continuously extends from the discontinuous lower electrode.

【0078】かかる第32の態様では、圧電素子を構成
する下電極と残留部との間隔を狭くすることができ、圧
電体層がより確実に均一な膜厚で形成される。
In the thirty-second aspect, the distance between the lower electrode constituting the piezoelectric element and the remaining portion can be reduced, and the piezoelectric layer is more reliably formed with a uniform film thickness.

【0079】本発明の第33の態様は、第31の態様に
おいて、前記残留部が前記圧電素子を構成する前記下電
極と連続的に設けられていることを特徴とするインクジ
ェット式記録ヘッドにある。
A thirty-third aspect of the present invention is the ink jet recording head according to the thirty-first aspect, wherein the residual portion is provided continuously with the lower electrode constituting the piezoelectric element. .

【0080】かかる第33の態様では、圧電素子を構成
する下電極と残留部との間隔を比較的狭くすることがで
き、圧電体層が均一な膜厚で形成される。
In the thirty-third aspect, the distance between the lower electrode and the residual portion constituting the piezoelectric element can be made relatively small, and the piezoelectric layer is formed with a uniform thickness.

【0081】本発明の第34の態様は、第31〜33
何れかの態様において、前記下電極の幅方向端面と前記
残留部の幅方向端面との間隔が、前記圧電体層の厚さよ
りも広く且つ前記下電極の幅よりも狭いことを特徴とす
るインクジェット式記録ヘッドにある。
According to a thirty-fourth aspect of the present invention, in any one of the thirty-first to thirty- third aspects, the distance between the width-direction end face of the lower electrode and the width-direction end face of the remaining portion is larger than the thickness of the piezoelectric layer. The width of the lower electrode is smaller than the width of the lower electrode.

【0082】かかる第34の態様では、圧電体層の幅方
向の膜厚が略均一となり、圧電特性を低下させることが
ない。
In the thirty-fourth aspect, the thickness of the piezoelectric layer in the width direction becomes substantially uniform, and the piezoelectric characteristics do not deteriorate.

【0083】本発明の第35の態様は、第31〜34
何れかの態様において、前記下電極が周壁上まで延設さ
れる前記圧力発生室の端部近傍に前記圧電体層の長手方
向端部が存在し、当該端部から外側に延設された前記下
電極が幅広となるまでの距離が、前記圧電体層の厚さよ
りも広く且つ前記下電極の幅よりも狭いことを特徴とす
るインクジェット式記録ヘッドにある。
A thirty-fifth aspect of the present invention is the liquid crystal display device according to any one of the thirty-first to thirty- fourth aspects, wherein the lower electrode extends in the longitudinal direction of the piezoelectric layer near an end of the pressure generating chamber extending to the peripheral wall. An end is present, and the distance until the lower electrode extending outward from the end becomes wider is wider than the thickness of the piezoelectric layer and smaller than the width of the lower electrode. Ink-jet recording head.

【0084】かかる第35の態様では、圧力発生室の長
手方向端部近傍の圧電体層の膜厚が均一となり、圧電体
層をパターニングしてもその下側の下電極が薄くなるこ
とがない。
In the thirty-fifth aspect, the thickness of the piezoelectric layer near the longitudinal end of the pressure generating chamber becomes uniform, and even if the piezoelectric layer is patterned, the lower electrode below the piezoelectric layer does not become thin. .

【0085】本発明の第36の態様は、第31〜35
何れかの態様において、前記残留部の幅が、隣接する圧
力発生室間の隔壁の幅の50%以上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 thirty-sixth aspect of the present invention, in any one of the thirty-first to thirty- fifth aspects, the width of the residual portion is at least 50% of the width of the partition wall between the adjacent pressure generating chambers. Ink-jet recording head.

【0086】かかる第36の態様では、残留部を所定幅
で形成することにより、圧電体層の膜厚が、より確実に
均一な膜厚で形成される。
In the thirty-sixth aspect, by forming the remaining portion with a predetermined width, the thickness of the piezoelectric layer is more reliably formed with a uniform thickness.

【0087】本発明の第37の態様は、第31〜36
何れかの態様において、前記下電極及び前記残留部が、
並設された複数の前記圧力発生室及びその幅方向両側の
隔壁に対応する領域の50%以上の幅の領域に形成され
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。
[0087] In a thirty-seventh aspect of the present invention, in any one of the thirty-sixth to thirty-sixth aspects, the lower electrode and the remaining portion are preferably
An ink jet recording head is formed in a region having a width of 50% or more of a region corresponding to a plurality of the pressure generating chambers arranged in parallel and partition walls on both sides in the width direction thereof.

【0088】かかる第37の態様では、下電極及び残留
部を所定の大きさとすることにより、圧電体層の膜厚が
確実に均一となる。
In the thirty-seventh aspect, the thickness of the piezoelectric layer is reliably made uniform by setting the lower electrode and the remaining portion to predetermined sizes.

【0089】本発明の第38の態様は、第31〜37
何れかの態様において、前記下電極及び前記残留部が、
前記圧力発生室が形成される流路形成基板の全面積の5
0%以上の領域に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。
A thirty- eighth aspect of the present invention is the liquid crystal display device according to any one of the thirty-first to thirty- seventh aspects, wherein the lower electrode and the remaining portion are:
5 of the total area of the flow path forming substrate in which the pressure generating chamber is formed
An ink jet recording head is formed in an area of 0% or more.

【0090】かかる第38の態様では、下電極及び残留
部を所定の大きさとすることにより、圧電体層の膜厚が
確実に均一となる。
In the thirty-eighth aspect, by setting the lower electrode and the remaining portion to predetermined sizes, the thickness of the piezoelectric layer is reliably made uniform.

【0091】本発明の第39の態様は、第1〜38の何
れかの態様において、前記圧電体層の結晶組織が前記下
電極上と前記絶縁層上と略同一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。
[0091] 39 embodiment of the present invention, in any one of the embodiments of the 1 to 38, wherein the crystal structure of the piezoelectric layer is substantially the same as the insulating layer on the on the lower electrode In the ink jet recording head.

【0092】かかる第39の態様では、絶縁層上に形成
される圧電体層の結晶状態が下電極上に形成される圧電
体層と同一の結晶状態となるため、クラックが発生せ
ず、パターン境界で異常な応力も発生しない。
In the thirty-ninth aspect, the crystal state of the piezoelectric layer formed on the insulating layer is the same as the crystal state of the piezoelectric layer formed on the lower electrode. No extraordinary stresses occur at the boundaries.

【0093】本発明の第40の態様は、第39の態様に
おいて、前記絶縁層の表面に前記圧電体層の結晶の核と
なる結晶種が形成されていることを特徴とするインクジ
ェット式記録ヘッドにある。
A fortieth aspect of the present invention is the ink jet recording head according to the thirty-ninth aspect, wherein a crystal seed serving as a nucleus of a crystal of the piezoelectric layer is formed on a surface of the insulating layer. It is in.

【0094】かかる第40の態様では、結晶種により圧
電体層の結晶構造が一方向に配向して略一様に形成さ
れ、クラック等の発生が防止される。
In the fortieth aspect, the crystal structure of the piezoelectric layer is oriented in one direction by the crystal seeds and is formed substantially uniformly, thereby preventing the occurrence of cracks and the like.

【0095】本発明の第41の態様は、第40の態様に
おいて、前記結晶種が島状に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。
A forty-first aspect of the present invention is the ink jet recording head according to the forty-fourth aspect, wherein the crystal seeds are formed in an island shape.

【0096】かかる第41の態様では、島状の結晶種か
ら圧電体層の結晶が成長する。
In the forty-first aspect, the crystal of the piezoelectric layer grows from the island-like crystal seed.

【0097】本発明の第42の態様は、第3〜41の何
れかの態様において、前記下電極の端部の外側には、第
2の絶縁層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。
A forty-second aspect of the present invention is the ink-jet recording apparatus according to any one of the third to forty-first aspects, wherein a second insulating layer is provided outside an end of the lower electrode. In the recording head.

【0098】かかる第42の態様では、下電極の端部近
傍の圧電体層の膜厚が薄くなることがなく、圧電体層の
電界集中による絶縁破壊が防止される。
In the forty-second aspect, the thickness of the piezoelectric layer near the end of the lower electrode does not become thin, and dielectric breakdown due to electric field concentration of the piezoelectric layer is prevented.

【0099】本発明の第43の態様は、第42の態様に
おいて、前記第2の絶縁層が前記下電極と略同一の膜厚
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。
A forty-third aspect of the present invention is the ink jet recording head according to the forty- second aspect, wherein the second insulating layer has substantially the same thickness as the lower electrode.

【0100】かかる第43の態様では、下電極と第2の
絶縁層との段差が小さく、これらの上に膜厚が略均一の
圧電体層を形成することができる。
In the forty-third aspect, a step between the lower electrode and the second insulating layer is small, and a piezoelectric layer having a substantially uniform film thickness can be formed thereon.

【0101】本発明の第44の態様は、第42又は43
の態様において、前記第2の絶縁層が前記絶縁層とは異
なる絶縁材料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。
The forty-fourth aspect of the present invention relates to the forty- second or forty-third.
In the above aspect, the second insulating layer is made of an insulating material different from the insulating layer.

【0102】かかる第44の態様では、第2の絶縁層
は、絶縁材料の種類を問わず、機能を発揮する。
In the forty-fourth aspect, the second insulating layer exhibits a function irrespective of the type of insulating material.

【0103】本発明の第45の態様は、第3〜41の何
れかの態様において、前記下電極の端部の外側の前記絶
縁層に厚膜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。
A forty- fifth aspect of the present invention is the ink jet printer according to any one of the third to forty-first aspects, wherein a thick film portion is provided on the insulating layer outside an end of the lower electrode. In the recording head.

【0104】かかる第45の態様では、下電極の端部近
傍の圧電体層の膜厚が薄くなることがないため、圧電体
層の電界集中による絶縁破壊を防止できる。
In the forty-fifth aspect, since the thickness of the piezoelectric layer near the end of the lower electrode does not become thin, dielectric breakdown due to electric field concentration of the piezoelectric layer can be prevented.

【0105】本発明の第46の態様は、第45の態様に
おいて、前記厚膜部が前記下電極と略同一の膜厚である
ことを特徴とするインクジェット式記録ヘッドにある。
A forty-sixth aspect of the present invention is the ink jet recording head according to the forty-fifth aspect, wherein the thick film portion has substantially the same thickness as the lower electrode.

【0106】かかる第46の態様では、下電極と厚膜部
との段差が小さく、これらの上に膜厚が略均一の圧電体
層を形成することができる。
In the forty-sixth aspect, a step between the lower electrode and the thick film portion is small, and a piezoelectric layer having a substantially uniform film thickness can be formed thereon.

【0107】本発明の第47の態様は、第3〜41の何
れかの態様において、前記下電極の端部には前記圧電体
能動部の外側に向かって前記下電極の膜厚が漸小する膜
厚漸小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。
A forty-seventh aspect of the present invention is the liquid crystal display device according to any one of the third to forty-first aspects, wherein a thickness of the lower electrode is gradually reduced toward an outside of the piezoelectric active portion at an end of the lower electrode. An ink jet type recording head is provided with a gradually decreasing film thickness portion.

【0108】かかる第47の態様では、下電極の端部に
膜厚漸小部が設けられているため、下電極の端部近傍に
形成される圧電体層の膜厚が薄くなることがなく、圧電
体能動部の端部近傍での絶縁破壊が防止される。
In the forty-seventh aspect, since the gradually decreasing thickness is provided at the end of the lower electrode, the thickness of the piezoelectric layer formed near the end of the lower electrode does not become thin. In addition, dielectric breakdown near the end of the piezoelectric active portion is prevented.

【0109】本発明の第48の態様は、第47の態様に
おいて、前記膜厚漸小部は、前記下電極の膜厚が連続的
に漸小する傾斜面となっていることを特徴とするインク
ジェット式記録ヘッドにある。
[0109] 48th aspect of the present invention, in the embodiment of the 47th, the film AtsuSusumu calamus is characterized in that the thickness of the lower electrode is a continuously sloped surface that Susumusho In the ink jet recording head.

【0110】かかる第48の態様では、圧電体層が膜厚
漸小部の傾斜面に沿って形成されて、圧電体能動部の端
部の圧電体層の膜厚が薄くなることがない。
In the forty-eighth aspect, since the piezoelectric layer is formed along the inclined surface of the gradually decreasing thickness, the thickness of the piezoelectric layer at the end of the piezoelectric active portion does not become thin.

【0111】本発明の第49の態様は、第47の態様に
おいて、前記膜厚漸小部は、前記下電極の膜厚が階段状
に漸小していることを特徴とするインクジェット式記録
ヘッドにある。
[0111] 49 embodiment of the present invention, in the embodiment of the 47th, the film AtsuSusumu calamus is ink jet recording head thickness of the lower electrode is characterized in that it Susumusho stepwise It is in.

【0112】かかる第49の態様では、圧電体層が膜厚
漸小部の形状に沿って形成されて、他の部分と略同一の
膜厚となる。
In the forty-ninth aspect, the piezoelectric layer is formed along the shape of the portion having a gradually decreasing thickness, and has substantially the same thickness as the other portions.

【0113】本発明の第50の態様は、第47の態様に
おいて、前記膜厚漸小部は、前記下電極の膜厚が連続的
に漸小する傾斜曲面となっていることを特徴とするイン
クジェット式記録ヘッドにある。
[0113] The 50 aspect of the present invention, in the embodiment of the 47th, the film AtsuSusumu calamus is characterized in that the thickness of the lower electrode is continuously an inclined curved surface Susumusho In the ink jet recording head.

【0114】かかる第50の態様では、圧電体層が膜厚
漸小部の形状に沿って形成されて、他の部分と略同一の
膜厚となる。
In the fiftieth aspect, the piezoelectric layer is formed along the shape of the tapered portion and has a thickness substantially the same as the other portions.

【0115】本発明の第51の態様は、第47〜50
何れかの態様において、前記膜厚漸小部上に形成される
前記圧電体層の膜厚が、他の部分の膜厚よりも厚いこと
を特徴とするインクジェット式記録ヘッドにある。
[0115] 51 embodiment of the present invention, in any one of the embodiments of the 47-50, the thickness of the piezoelectric layer formed on the film thickness Susumusho part, than the thickness of the other portion The ink jet recording head is characterized in that it is also thick.

【0116】かかる第51の態様では、圧電体能動部の
端部近傍での圧電体層の電界集中がなく、絶縁破壊が防
止される。
In the fifty-first aspect, there is no electric field concentration in the piezoelectric layer near the end of the piezoelectric active portion, and dielectric breakdown is prevented.

【0117】本発明の第52の態様は、第6〜51の何
れかの態様において、前記圧電体能動部の前記一端部近
傍の構造を他端部側にも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 fifty-second aspect of the present invention, in any one of the sixth to fifty-first aspects, the structure near the one end of the piezoelectric active portion is also provided on the other end side. In the recording head.

【0118】かかる第52の態様では、圧電体能動部の
一端部と同様に、他端部も破壊が防止される。
In the fifty-second aspect, similarly to the one end of the piezoelectric active portion, the other end is prevented from being broken.

【0119】本発明の第53の態様は、第6〜51の何
れかの態様において、前記圧電体能動部の他端部は、前
記圧電体層及び前記上電極の端部により形成され、この
圧電体能動部の端部は、前記圧電体層とは不連続の不連
続圧電体層によって覆わ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 fifty-third aspect of the present invention, in any one of the sixth to the fifty-first aspects, the other end of the piezoelectric active portion is formed by an end of the piezoelectric layer and the upper electrode. An end of the piezoelectric active portion is covered with a discontinuous piezoelectric layer that is discontinuous from the piezoelectric layer.

【0120】かかる第53の態様では、圧電体能動部の
端部が不連続圧電体層によって保護され、圧電体層及び
上電極の剥離等が防止される。
In the fifty-third aspect, the end of the piezoelectric active portion is protected by the discontinuous piezoelectric layer, and peeling of the piezoelectric layer and the upper electrode is prevented.

【0121】本発明の第54の態様は、第6〜51の何
れかの態様において、前記圧電体能動部の他端部は、前
記圧電体層及び前記上電極の端部により形成され、この
圧電体能動部の端部は、接着剤によって固定されている
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 fifty-fourth aspect of the present invention, in any one of the sixth to fifty-first aspects, the other end of the piezoelectric active portion is formed by an end of the piezoelectric layer and the upper electrode. An end of the piezoelectric active part is fixed by an adhesive in an ink jet recording head.

【0122】かかる第54の態様では、圧電体能動部の
端部が固定され、圧電体層及び上電極の剥離等が防止さ
れる。
In the fifty-fourth aspect, the end of the piezoelectric active portion is fixed, and peeling of the piezoelectric layer and the upper electrode is prevented.

【0123】本発明の第55の態様は、第1〜54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、前記下電極、
圧電体層、上電極の各層が成膜及びリソグラフィ法によ
り形成されたものであることを特徴とするインクジェッ
ト式記録ヘッドにある。
In a fifty-fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fifty-fourth aspects, the pressure generating chamber is formed in a silicon single crystal substrate by anisotropic etching, and the lower electrode,
An ink jet recording head is characterized in that each of the piezoelectric layer and the upper electrode is formed by film formation and lithography.

【0124】かかる第55の態様では、高密度のノズル
開口を有するインクジェット式記録ヘッドを大量に且つ
比較的容易に製造することができる。
In the fifty-fifth aspect, an ink jet recording head having high-density nozzle openings can be manufactured relatively easily in large quantities.

【0125】本発明の第56の態様は、第1〜55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。
A fifty-sixth aspect of the present invention is directed to an ink jet recording apparatus comprising the ink jet recording head according to any one of the first to fifty-fifth aspects.

【0126】かかる第56の態様では、ヘッドの信頼性
を向上したインクジェット式記録ヘッドを実現すること
ができる。
According to the fifty-sixth aspect, an ink jet recording head having improved head reliability can be realized.

【0127】[0127]

【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.

【0128】(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、その平面図及び1つの圧力発生室の長
手方向における断面図である。
(Embodiment 1) FIG. 1 is an exploded perspective view showing an ink jet recording head according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 is a plan view thereof and a longitudinal section of one pressure generating chamber. FIG.

【0129】図示するように、流路形成基板10は、本
実施形態では面方位(110)のシリコン単結晶基板か
らなる。流路形成基板10としては、通常、150〜3
00μm程度の厚さのものが用いられ、望ましくは18
0〜280μm程度、より望ましくは220μm程度の
厚さのものが好適である。これは、隣接する圧力発生室
間の隔壁の剛性を保ちつつ、配列密度を高くできるから
である。
As shown in the figure, the flow path forming substrate 10 is made of a silicon single crystal substrate having a plane orientation of (110) in this embodiment. As the flow path forming substrate 10, usually 150 to 3
A thickness of about 00 μm is used.
Those having a thickness of about 0 to 280 μm, more preferably about 220 μm are suitable. This is because the arrangement density can be increased while maintaining the rigidity of the partition wall between the adjacent pressure generating chambers.

【0130】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1〜2μmの弾性膜50が形成され
ている。
One surface of the flow path forming substrate 10 is an opening surface, and the other surface is formed with an elastic film 50 of 1-2 μm in thickness made of silicon dioxide previously formed by thermal oxidation.

【0131】一方、流路形成基板10の開口面には、シ
リコン単結晶基板を異方性エッチングすることにより、
ノズル開口11、圧力発生室12が形成されている。
On the other hand, the opening surface of the flow path forming substrate 10 is anisotropically etched on a silicon single crystal substrate,
A nozzle opening 11 and a pressure generating chamber 12 are formed.

【0132】ここで、異方性エッチングは、シリコン単
結晶基板を水酸化カリウム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(1
11)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 potassium hydroxide, the substrate is gradually eroded and the first (1) plane perpendicular to the (110) plane is etched.
An (11) plane and a second (111) plane which forms an angle of about 70 degrees with the first (111) plane and forms an angle of about 35 degrees with the (110) plane appear, and (110) This is performed by utilizing the property that the etching rate of the (111) plane is about 1/180 compared to the etching rate of the plane. By such anisotropic etching, precision processing can be performed based on the depth processing of a parallelogram formed by two first (111) planes and two oblique second (111) planes. , The pressure generating chambers 12 can be arranged at a high density.

【0133】本実施形態では、各圧力発生室12の長辺
を第1の(111)面で、短辺を第2の(111)面で
形成している。この圧力発生室12は、流路形成基板1
0をほぼ貫通して弾性膜50に達するまでエッチングす
ることにより形成されている。なお、弾性膜50は、シ
リコン単結晶基板をエッチングするアルカリ溶液に侵さ
れる量がきわめて小さい。
In this embodiment, the long side of each pressure generating chamber 12 is formed by the first (111) plane, and the short side is formed by the second (111) plane. The pressure generating chamber 12 is provided on the flow path forming substrate 1.
It is formed by etching until it reaches the elastic film 50 almost through 0. The amount of the elastic film 50 that is attacked by the alkaline solution for etching the silicon single crystal substrate is extremely small.

【0134】一方、各圧力発生室12の一端に連通する
各ノズル開口11は、圧力発生室12より幅狭で且つ浅
く形成されている。すなわち、ノズル開口11は、シリ
コン単結晶基板を厚さ方向に途中までエッチング(ハー
フエッチング)することにより形成されている。なお、
ハーフエッチングは、エッチング時間の調整により行わ
れる。
On the other hand, each nozzle opening 11 communicating with one end of each pressure generating chamber 12 is formed narrower and shallower than the pressure generating chamber 12. That is, the nozzle opening 11 is formed by partially etching (half-etching) the silicon single crystal substrate in the thickness direction. In addition,
Half etching is performed by adjusting the etching time.

【0135】ここで、インク滴吐出圧力をインクに与え
る圧力発生室12の大きさと、インク滴を吐出するノズ
ル開口11の大きさとは、吐出するインク滴の量、吐出
スピード、吐出周波数に応じて最適化される。例えば、
1インチ当たり360個のインク滴を記録する場合、ノ
ズル開口11は数十μmの溝幅で精度よく形成する必要
がある。
Here, the size of the pressure generating chamber 12 for applying the ink droplet ejection pressure to the ink and the size of the nozzle opening 11 for ejecting the ink droplet depend on the amount of the ejected ink droplet, the ejection speed, and the ejection frequency. Optimized. For example,
When recording 360 ink droplets per inch, the nozzle openings 11 need to be formed with a groove width of several tens of μm with high accuracy.

【0136】また、各圧力発生室12と後述する共通イ
ンク室31とは、後述する封止板20の各圧力発生室1
2の一端部に対応する位置にそれぞれ形成されたインク
供給連通口21を介して連通されており、インクはこの
インク供給連通口21を介して共通インク室31から供
給され、各圧力発生室12に分配される。
Each pressure generating chamber 12 and a common ink chamber 31 described later are connected to each pressure generating chamber 1 of the sealing plate 20 described later.
The ink is supplied from a common ink chamber 31 through the ink supply communication port 21 formed at a position corresponding to one end of the pressure generation chamber 12. Distributed to

【0137】封止板20は、前述の各圧力発生室12に
対応したインク供給連通口21が穿設された、厚さが例
えば、0.1〜1mmで、線膨張係数が300℃以下
で、例えば2.5〜4.5[×10-6/℃]であるガラ
スセラミックスからなる。なお、インク供給連通口21
は、図3(a),(b)に示すように、各圧力発生室1
2のインク供給側端部の近傍を横断する一つのスリット
孔21Aでも、あるいは複数のスリット孔21Bであっ
てもよい。封止板20は、一方の面で流路形成基板10
の一面を全面的に覆い、シリコン単結晶基板を衝撃や外
力から保護する補強板の役目も果たす。また、封止板2
0は、他面で共通インク室31の一壁面を構成する。
The sealing plate 20 has, for example, a thickness of 0.1 to 1 mm and a linear expansion coefficient of 300.degree. , For example, 2.5-4.5 [× 10 −6 / ° C.]. In addition, the ink supply communication port 21
Each of the pressure generating chambers 1 is, as shown in FIGS.
It may be one slit hole 21A crossing the vicinity of the second ink supply side end or a plurality of slit holes 21B. The sealing plate 20 is provided on one side with the flow path forming substrate 10.
, And also serves as a reinforcing plate for protecting the silicon single crystal substrate from impacts and external forces. Also, sealing plate 2
0 forms one wall surface of the common ink chamber 31 on the other surface.

【0138】共通インク室形成基板30は、共通インク
室31の周壁を形成するものであり、ノズル開口数、イ
ンク滴吐出周波数に応じた適正な厚みのステンレス板を
打ち抜いて作製されたものである。本実施形態では、共
通インク室形成基板30の厚さは、0.2mmとしてい
る。
The common ink chamber forming substrate 30 forms the peripheral wall of the common ink chamber 31, and is formed by punching a stainless steel plate having an appropriate thickness according to the number of nozzles and the ink droplet ejection frequency. . In the present embodiment, the thickness of the common ink chamber forming substrate 30 is 0.2 mm.

【0139】インク室側板40は、ステンレス基板から
なり、一方の面で共通インク室31の一壁面を構成する
ものである。また、インク室側板40には、他方の面の
一部にハーフエッチングにより凹部40aを形成するこ
とにより薄肉壁41が形成され、さらに、外部からのイ
ンク供給を受けるインク導入口42が打抜き形成されて
いる。なお、薄肉壁41は、インク滴吐出の際に発生す
るノズル開口11と反対側へ向かう圧力を吸収するため
のもので、他の圧力発生室12に、共通インク室31を
経由して不要な正又は負の圧力が加わるのを防止する。
本実施形態では、インク導入口42と外部のインク供給
手段との接続時等に必要な剛性を考慮して、インク室側
板40を0.2mmとし、その一部を厚さ0.02mm
の薄肉壁41としているが、ハーフエッチングによる薄
肉壁41の形成を省略するために、インク室側板40の
厚さを初めから0.02mmとしてもよい。
The ink chamber side plate 40 is made of a stainless steel substrate, and one surface of the ink chamber side plate 40 constitutes one wall surface of the common ink chamber 31. In the ink chamber side plate 40, a thin wall 41 is formed by forming a concave portion 40a by half etching on a part of the other surface, and an ink introduction port 42 for receiving ink supply from the outside is punched and formed. ing. The thin wall 41 is for absorbing pressure generated at the time of ink droplet ejection toward the side opposite to the nozzle opening 11, and is unnecessary for the other pressure generating chambers 12 via the common ink chamber 31. Prevents positive or negative pressure from being applied.
In the present embodiment, the ink chamber side plate 40 is made 0.2 mm in consideration of rigidity required at the time of connection between the ink introduction port 42 and an external ink supply means, and a part of the thickness is 0.02 mm.
The thickness of the ink chamber side plate 40 may be 0.02 mm from the beginning in order to omit the formation of the thin wall 41 by half etching.

【0140】一方、流路形成基板10の開口面とは反対
側の弾性膜50の上には、厚さが例えば、約0.5μm
の下電極膜60と、厚さが例えば、約1μmの圧電体膜
70と、厚さが例えば、約0.1μm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30
0を構成している。ここで、圧電素子300は、下電極
膜60、圧電体膜70、及び上電極膜80を含む部分を
いう。一般的には、圧電素子300の何れか一方の電極
を共通電極とし、他方の電極及び圧電体膜70を各圧力
発生室12毎にパターニングして構成する。そして、こ
こではパターニングされた何れか一方の電極及び圧電体
膜70から構成され、両電極への電圧の印加により圧電
歪みが生じる部分を圧電体能動部320という。本実施
形態では、下電極膜60は圧電素子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。
On the other hand, the thickness of the elastic film 50 on the side opposite to the opening surface of the flow path forming substrate 10 is, for example, about 0.5 μm.
A lower electrode film 60, a piezoelectric film 70 having a thickness of, for example, about 1 μm, and an upper electrode film 80 having a thickness of, for example, about 0.1 μm are formed by lamination in a process to be described later.
0. Here, the piezoelectric element 300 refers to a portion including the lower electrode film 60, the piezoelectric film 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 film 70 are patterned for each pressure generating chamber 12. Here, a portion which is constituted by one of the patterned electrodes and the piezoelectric film 70 and in which a piezoelectric strain is generated by applying a voltage to both electrodes is referred to as a piezoelectric active portion 320. In the present embodiment, the lower electrode film 60 is used as a common electrode of the piezoelectric element 300 and the upper electrode film 80 is used as an individual electrode of the piezoelectric element 300. In any case, the piezoelectric active portion is formed for each pressure generating chamber. Also, here
The combination of the piezoelectric element 300 and the vibration plate whose displacement is generated by driving the piezoelectric element 300 is referred to as a piezoelectric actuator.

【0141】ここで、シリコン単結晶基板からなる流路
形成基板10上に、圧電体膜70等を形成するプロセス
を図4〜図6を参照しながら説明する。なお、図4及び
図6は、圧力発生室12の幅方向の断面図であり、図5
は、圧力発生室12の長手方向の断面図である。
Here, a process for forming the piezoelectric film 70 and the like on the flow path forming substrate 10 made of a silicon single crystal substrate will be described with reference to FIGS. 4 and 6 are cross-sectional views in the width direction of the pressure generating chamber 12, and FIG.
Is a longitudinal sectional view of the pressure generating chamber 12. FIG.

【0142】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を形成する。
First, as shown in FIG. 4 (a), a wafer of a silicon single crystal
Thermal oxidation is performed in a diffusion furnace at 0 ° C. to form an elastic film 50 made of silicon dioxide.

【0143】次に、図4(b)に示すように、スパッタ
リングで下電極膜60を形成する。下電極膜60の材料
としては、白金等が好適である。これは、スパッタリン
グ法やゾル−ゲル法で成膜する後述の圧電体膜70は、
成膜後に大気雰囲気下又は酸素雰囲気下で600〜10
00℃程度の温度で焼成して結晶化させる必要があるか
らである。すなわち、下電極膜60の材料は、このよう
な高温、酸化雰囲気下で導電性を保持できなければなら
ず、殊に、圧電体膜70としてチタン酸ジルコン酸鉛
(PZT)を用いた場合には、酸化鉛の拡散による導電
性の変化が少ないことが望ましく、これらの理由から白
金が好適である。
Next, as shown in FIG. 4B, a lower electrode film 60 is formed by sputtering. As a material of the lower electrode film 60, platinum or the like is preferable. This is because a piezoelectric film 70 described later, which is formed by a sputtering method or a sol-gel method,
After film formation, 600 to 10 in an air atmosphere or an oxygen atmosphere
This is because it is necessary to perform crystallization by firing at a temperature of about 00 ° C. That is, the material of the lower electrode film 60 must be able to maintain conductivity under such a high temperature and oxidizing atmosphere. In particular, when the piezoelectric film 70 is made of lead zirconate titanate (PZT), It is desirable that the change in conductivity due to the diffusion of lead oxide is small, and for these reasons, platinum is preferred.

【0144】次に、図4(c)及び図5に示すように、
下電極膜60をパターニングして全体パターンを形成す
ると共に、各圧力発生室12毎の長手方向一端部近傍に
対応する領域に、それぞれ圧力発生室12に対向する領
域から周壁上まで延設される配線用下電極膜61を形成
する。
Next, as shown in FIGS. 4 (c) and 5,
The lower electrode film 60 is patterned to form an entire pattern, and is extended from a region facing the pressure generating chamber 12 to a region on the peripheral wall in a region corresponding to the vicinity of one longitudinal end of each pressure generating chamber 12. The lower electrode film 61 for wiring is formed.

【0145】次に、図4(d)に示すように、圧電体膜
70を成膜する。この圧電体膜70は、結晶が配向して
いることが好ましい。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
らなる圧電体膜70を得る、いわゆるゾル−ゲル法を用
いて形成することにより、結晶が配向している圧電体膜
70とした。圧電体膜70の材料としては、チタン酸ジ
ルコン酸鉛系の材料がインクジェット式記録ヘッドに使
用する場合には好適である。なお、この圧電体膜70の
成膜方法は、特に限定されず、例えば、スパッタリング
法で形成してもよい。
Next, as shown in FIG. 4D, a piezoelectric film 70 is formed. The crystal of the piezoelectric film 70 is preferably oriented. For example, in the present embodiment, a so-called sol-gel method is used in which a so-called sol in which a metal organic substance is dissolved and dispersed in a catalyst is applied, dried and gelled, and further fired at a high temperature to obtain a piezoelectric film 70 made of a metal oxide. To form a piezoelectric film 70 in which crystals are oriented. As a material of the piezoelectric film 70, a lead zirconate titanate-based material is suitable when used in an ink jet recording head. The method for forming the piezoelectric film 70 is not particularly limited, and may be, for example, a sputtering method.

【0146】さらに、ゾル−ゲル法又はスパッタリング
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成長さ
せる方法を用いてもよい。
After forming a precursor film of lead zirconate titanate by a sol-gel method or a sputtering method,
A method of growing crystals at a low temperature by a high-pressure treatment method in an alkaline aqueous solution may be used.

【0147】何れにしても、このように成膜された圧電
体膜70は、バルクの圧電体とは異なり結晶が優先配向
しており、且つ本実施形態では、圧電体膜70は、結晶
が柱状に形成されている。なお、優先配向とは、結晶の
配向方向が無秩序ではなく、特定の結晶面がほぼ一定の
方向に向いている状態をいう。また、結晶が柱状の薄膜
とは、略円柱体の結晶が中心軸を厚さ方向に略一致させ
た状態で面方向に亘って集合して薄膜を形成している状
態をいう。勿論、優先配向した粒状の結晶で形成された
薄膜であってもよい。なお、このように薄膜工程で製造
された圧電体膜の厚さは、一般的に0.5〜5μmであ
る。
In any case, unlike the bulk piezoelectric, the piezoelectric film 70 thus formed has a preferentially oriented crystal, and in the present embodiment, the piezoelectric film 70 has a crystal orientation. It is formed in a column shape. Note that the preferential orientation refers to a state in which a crystal orientation direction is not disordered and a specific crystal plane is oriented in a substantially constant direction. In addition, a crystal having a columnar thin film refers to a state in which substantially columnar crystals are gathered in a plane direction with their central axes substantially aligned in the thickness direction to form a thin film. Of course, it may be a thin film formed of preferentially oriented granular crystals. The thickness of the piezoelectric film manufactured in the thin film process is generally 0.5 to 5 μm.

【0148】次に、図4(e)に示すように、上電極膜
80を成膜する。上電極膜80は、導電性の高い材料で
あればよく、アルミニウム、金、ニッケル、白金等の多
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。
Next, as shown in FIG. 4E, an upper electrode film 80 is formed. The upper electrode film 80 only needs to be a material having high conductivity, and can use many metals such as aluminum, gold, nickel, and platinum, and a conductive oxide. In the present embodiment, platinum is formed by sputtering.

【0149】その後、図6(a)に示すように、圧電体
膜70及び上電極膜80のみをエッチングして圧電体能
動部320のパターニングを行う。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、図6
(b)に示すように、前述したアルカリ溶液によるシリ
コン単結晶基板の異方性エッチングを行い、圧力発生室
12等を形成する。
Thereafter, as shown in FIG. 6A, only the piezoelectric film 70 and the upper electrode film 80 are etched to pattern the piezoelectric active portion 320. The above is the film forming process. After forming the film in this manner, FIG.
As shown in (b), the silicon single crystal substrate is anisotropically etched with the above-described alkali solution to form the pressure generating chamber 12 and the like.

【0150】このように形成されたインクジェット式記
録ヘッドの要部平面及び断面を図7に示す。
FIG. 7 shows a plan view and a cross section of a main part of the ink jet recording head thus formed.

【0151】図7に示すように、圧電素子300を構成
する下電極膜60は、並設された複数の圧力発生室12
に対向する領域に連続的に設けられ、圧力発生室12の
長手方向一端部近傍でパターニングされており、この下
電極膜60の端部が圧電体能動部320の端部となって
いる。また、圧力発生室12の長手方向他端部の端部近
傍に対向する領域には、圧力発生室12に対向する領域
から周壁上に亘って、下電極膜60とは不連続で圧電素
子の配線として用いられる配線用下電極膜61が、各圧
力発生室12毎に設けられている。
As shown in FIG. 7, the lower electrode film 60 constituting the piezoelectric element 300 has a plurality of pressure generating chambers 12 arranged in parallel.
The end portion of the lower electrode film 60 is an end portion of the piezoelectric active portion 320. In the region facing the vicinity of the end of the other end in the longitudinal direction of the pressure generating chamber 12, the piezoelectric element of the piezoelectric element is discontinuous with the lower electrode film 60 from the region facing the pressure generating chamber 12 to the peripheral wall. A wiring lower electrode film 61 used as a wiring is provided for each pressure generating chamber 12.

【0152】ここで、下電極膜60と配線用下電極膜6
1の間隔、及び各配線用下電極膜61の間隔は、少なく
ともそれぞれの絶縁強度を保持可能な程度の狭い幅で形
成されていることが好ましい。
Here, the lower electrode film 60 and the wiring lower electrode film 6
It is preferable that the interval of 1 and the interval between the lower electrode films 61 for wiring are formed to be narrow enough to maintain at least their respective insulation strengths.

【0153】一方、圧電体膜70及び上電極膜80は、
本実施形態では、圧力発生室12に対向する領域に設け
られ、且つその一端部は配線用下電極膜61上まで延設
されており、リード電極100によって上電極膜80と
配線用下電極膜61とが接続されている。また、この配
線用下電極膜61の形状は、特に限定されないが、図8
に示すように、少なくとも圧力発生室12の縁部を覆っ
て形成されていることが好ましい。これにより、振動板
の剛性が高く保持され、振動板のクラックの発生等を防
止することができる。
On the other hand, the piezoelectric film 70 and the upper electrode film 80
In this embodiment, the upper electrode film 80 and the lower electrode film for wiring are provided in a region facing the pressure generating chamber 12, and one end thereof is extended to the lower electrode film 61 for wiring. 61 are connected. The shape of the lower electrode film 61 for wiring is not particularly limited.
As shown in (1), it is preferable that the pressure generating chamber 12 is formed so as to cover at least the edge portion thereof. Accordingly, the rigidity of the diaphragm is kept high, and the occurrence of cracks in the diaphragm can be prevented.

【0154】このような構成では、下電極膜60上に存
在する圧電体膜70及び上電極膜80が圧電体能動部3
20を構成し、下電極膜60が除去された領域及び配線
用下電極膜61上に圧電体能動部320の長手方向端部
から連続的に設けられた圧電体膜70及び上電極膜80
は、圧電体膜を有するが実質的に駆動されない圧電体非
能動部330となっている。
In such a configuration, the piezoelectric film 70 and the upper electrode film 80 existing on the lower electrode film 60 are
The piezoelectric film 70 and the upper electrode film 80 are provided continuously from the longitudinal end of the piezoelectric active portion 320 on the region where the lower electrode film 60 is removed and on the lower electrode film 61 for wiring.
Is a piezoelectric inactive portion 330 having a piezoelectric film but not being substantially driven.

【0155】したがって、圧力発生室12と周壁との境
界部が、圧電体能動部320への電圧印加によっても駆
動されることがない圧電体非能動部330となっている
ため、圧力発生室12の長手方向端部での圧電体膜70
等の剥がれ、繰返し変位によるクラックの発生等の虞が
ない。また、圧電体膜70及び上電極膜80が配線用下
電極膜61上まで延設されているので、コンタクトホー
ルを形成する必要がなくなる。すなわち、上電極膜80
上にコンタクトホールを設ける絶縁体膜を形成する必要
がなくなる。したがって、圧電体能動部32の絶縁体膜
の厚さに起因する変位低下がなくなる。また、製造工程
を減らすことができ、コストの削減等が可能となる。
Therefore, the boundary between the pressure generating chamber 12 and the peripheral wall is the piezoelectric non-active section 330 which is not driven by the application of the voltage to the piezoelectric active section 320. Film 70 at the longitudinal end of the piezoelectric film 70
There is no danger of peeling, etc., and generation of cracks due to repeated displacement. Further, since the piezoelectric film 70 and the upper electrode film 80 are extended to above the wiring lower electrode film 61, it is not necessary to form a contact hole. That is, the upper electrode film 80
It is not necessary to form an insulator film on which a contact hole is provided. Therefore, a decrease in displacement due to the thickness of the insulator film of the piezoelectric active portion 32 is eliminated. In addition, the number of manufacturing steps can be reduced, and costs can be reduced.

【0156】以上説明した圧電体能動部320及び圧力
発生室12等の一連の膜形成及び異方性エッチングによ
って、一枚のウェハ上に多数のチップを同時に形成し、
プロセス終了後、図1に示すような一つのチップサイズ
の流路形成基板10毎に分割する。また、分割した流路
形成基板10を、封止板20、共通インク室形成基板3
0、及びインク室側板40と順次接着して一体化し、イ
ンクジェット式記録ヘッドとする。
A number of chips are simultaneously formed on one wafer by a series of film formation and anisotropic etching of the piezoelectric active section 320 and the pressure generating chamber 12 described above.
After the process is completed, the substrate is divided into each of the flow path forming substrates 10 having one chip size as shown in FIG. Further, the divided flow path forming substrate 10 is divided into a sealing plate 20 and a common ink chamber forming substrate 3.
0 and the ink chamber side plate 40 are sequentially bonded and integrated to form an ink jet recording head.

【0157】また、このように構成したインクジェット
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42からインクを取り込み、共通インク室3
1からノズル開口11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、上電極膜80と下電極膜60との間に電圧を印加
し、弾性膜50、下電極膜60及び圧電体膜70をたわ
み変形させることにより、圧力発生室12内の圧力が高
まりノズル開口11からインク滴が吐出する。
The ink jet head thus configured takes in ink from an ink inlet 42 connected to external ink supply means (not shown),
After filling the interior from 1 to the nozzle opening 11 with ink, a voltage is applied between the upper electrode film 80 and the lower electrode film 60 according to a recording signal from an external drive circuit (not shown), By bending and deforming the lower electrode film 60 and the piezoelectric film 70, the pressure in the pressure generating chamber 12 increases, and ink droplets are ejected from the nozzle openings 11.

【0158】なお、本実施形態では、圧電体膜70及び
上電極膜80を圧力発生室12に対向する領域内に形成
するようにしたが、これに限定されず、例えば、周壁に
対向する領域まで延設するようにしてもよい。勿論、こ
のような構成によっても、上述同様の効果が得られる。
In the present embodiment, the piezoelectric film 70 and the upper electrode film 80 are formed in the region facing the pressure generating chamber 12, but the invention is not limited to this. For example, the region facing the peripheral wall may be formed. It may be extended to. Needless to say, the same effect as described above can be obtained by such a configuration.

【0159】また、上述した例では、圧電体非能動部3
30を下電極膜60を除去することにより形成したが、
これに限定されず、例えば、圧電体膜70と上電極膜8
0との間に低誘電絶縁層を設けることにより形成しても
よく、さらには、圧電体膜70に部分的にドーピング等
を行って不活性とすることにより形成してもよい。
In the above-described example, the piezoelectric inactive portion 3
Although 30 was formed by removing the lower electrode film 60,
The present invention is not limited to this. For example, the piezoelectric film 70 and the upper electrode film 8
Alternatively, the piezoelectric film 70 may be formed by providing a low dielectric insulating layer between 0 and 0, or may be formed by partially doping the piezoelectric film 70 to make it inactive.

【0160】(実施形態2)図9は、実施形態2に係る
インクジェット式記録ヘッドの要部断面図である。
(Embodiment 2) FIG. 9 is a sectional view of a main part of an ink jet recording head according to Embodiment 2.

【0161】本実施形態は、圧電体能動部320の配線
方法の他の例であり、図9に示すように、配線用下電極
膜61を圧力発生室12に対向する領域には設けずに、
周壁上に設けるようにした以外は、実施形態1と同様で
ある。
The present embodiment is another example of the wiring method of the piezoelectric active portion 320. As shown in FIG. 9, the lower electrode film 61 for wiring is not provided in the region facing the pressure generating chamber 12. ,
It is the same as Embodiment 1 except that it is provided on the peripheral wall.

【0162】勿論、このような構成においても、実施形
態1と同様の効果を得ることができる。
Of course, even in such a configuration, the same effect as in the first embodiment can be obtained.

【0163】なお、上述の実施形態では、下電極膜60
の外側に配線用下電極膜61を設けるようにしたが、こ
れに限定されず、例えば、図10に示すように、周壁上
まで延設された圧電体非能動部330の上電極膜80と
接続され且つ基板端部まで延びるリード電極100を別
途設けてもよい。
In the above embodiment, the lower electrode film 60
The lower electrode film 61 for wiring is provided on the outer side of the substrate. However, the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. A lead electrode 100 that is connected and extends to the end of the substrate may be separately provided.

【0164】また、圧力発生室12の端部から周壁上に
延設される圧電体非能動部330を構成する圧電体膜7
0及び上電極膜80は、特に限定されないが、例えば、
図11に示すように、圧力発生室12の端部近傍では圧
力発生室12よりも幅の広い幅広部331とし、圧力発
生室12の端部を覆っていることが好ましい。これによ
り、圧力発生室12の端部近傍での振動板の剛性が高く
保持され、振動板のクラックの発生等が防止できる。
The piezoelectric film 7 forming the piezoelectric inactive portion 330 extending from the end of the pressure generating chamber 12 to the peripheral wall.
0 and the upper electrode film 80 are not particularly limited.
As shown in FIG. 11, it is preferable that a wide portion 331 wider than the pressure generating chamber 12 near the end of the pressure generating chamber 12 covers the end of the pressure generating chamber 12. Thereby, the rigidity of the diaphragm near the end of the pressure generating chamber 12 is kept high, and the occurrence of cracks in the diaphragm can be prevented.

【0165】(実施形態3)図12は、実施形態3に係
るインクジェット式記録ヘッドの要部平面図及び断面図
である。
(Embodiment 3) FIG. 12 is a plan view and a cross-sectional view of a main part of an ink jet recording head according to Embodiment 3.

【0166】本実施形態は、図12に示すように、圧力
発生室12の端部と周壁との境界に対向する領域の圧電
体非能動部330の下側に、下電極膜60とは不連続の
不連続下電極62を設けた例である。すなわち、圧力発
生室12の圧電体膜70及び上電極膜80が延設される
側の端部近傍には、下電極膜60が除去された下電極膜
除去部340が、例えば、本実施形態では、圧力発生室
12の形状に沿ってその並設方向に細溝状に設けられ、
圧力発生室12の端部と周壁との境界部分の下電極膜
が、圧電体能動部320の下電極膜60とは不連続な不
連続下電極膜62となっている以外、実施形態2と同様
である。
In the present embodiment, as shown in FIG. 12, the lower electrode film 60 is not provided on the lower side of the piezoelectric inactive portion 330 in the region facing the boundary between the end of the pressure generating chamber 12 and the peripheral wall. This is an example in which a continuous discontinuous lower electrode 62 is provided. That is, in the vicinity of the end of the pressure generating chamber 12 on the side where the piezoelectric film 70 and the upper electrode film 80 are extended, the lower electrode film removing portion 340 from which the lower electrode film 60 is removed is provided, for example, in the present embodiment. In the present embodiment, a narrow groove is provided along the shape of the pressure generating chamber 12 in the direction in which the pressure generating chambers 12 are arranged.
Embodiment 2 differs from Embodiment 2 in that the lower electrode film at the boundary between the end of the pressure generating chamber 12 and the peripheral wall is a discontinuous lower electrode film 62 that is discontinuous with the lower electrode film 60 of the piezoelectric active section 320. The same is true.

【0167】ここで、下電極膜60と不連続下電極膜6
2とを分離する下電極膜除去部340の幅は、少なくと
も下電極膜60と不連続下電極膜62との絶縁強度を保
持可能な幅とする必要があるが、できるだけ狭い幅とし
て振動板の剛性を保持することが好ましい。
Here, the lower electrode film 60 and the discontinuous lower electrode film 6
It is necessary that the width of the lower electrode film removing part 340 that separates the lower electrode film 2 be at least as wide as the insulation strength between the lower electrode film 60 and the discontinuous lower electrode film 62 can be maintained. It is preferable to maintain rigidity.

【0168】また、このような構成では、不連続下電極
膜62は、他の何れにも電気的に接続されないフローテ
ィング電極となり、下電極膜60上に存在する圧電体膜
70及び上電極膜80が実質的な駆動部となる圧電体能
動部320を構成し、不連続下電極膜62上の圧電体膜
70及び上電極膜80は強く駆動されることがない。
In such a configuration, the discontinuous lower electrode film 62 becomes a floating electrode which is not electrically connected to any other components, and the piezoelectric film 70 and the upper electrode film 80 existing on the lower electrode film 60. Constitute the piezoelectric active portion 320 which is a substantial driving portion, and the piezoelectric film 70 and the upper electrode film 80 on the discontinuous lower electrode film 62 are not strongly driven.

【0169】したがって、圧力発生室12と周壁との境
界部分は、圧電体能動部320への電圧印加によっても
強く駆動されることがないため、圧力発生室12の長手
方向端部での振動板の剛性が高く、この部分での振動板
の破壊あるいは圧電体膜70の破壊等を防止することが
できる。
Therefore, the boundary between the pressure generating chamber 12 and the peripheral wall is not strongly driven by the application of the voltage to the piezoelectric active portion 320, and the diaphragm at the longitudinal end of the pressure generating chamber 12 is not vibrated. Has high rigidity, and it is possible to prevent breakage of the diaphragm or the piezoelectric film 70 at this portion.

【0170】なお、本実施形態では、不連続下電極膜6
2を複数の圧力発生室12の並設方向に亘って形成する
ようにしたが、これに限定されず、例えば、図13に示
すように、各圧電体能動部320毎に分離するようにし
てもよい。これにより、不連続下電極61上の圧電体膜
70及び上電極膜80が完全に駆動されることがない圧
電体非能動部330となり、振動板又は圧電体膜70の
破壊等をより確実に防止することができる。
In this embodiment, the discontinuous lower electrode film 6
2 is formed over the direction in which the plurality of pressure generating chambers 12 are arranged in parallel, but is not limited to this. For example, as shown in FIG. Is also good. Accordingly, the piezoelectric film 70 and the upper electrode film 80 on the discontinuous lower electrode 61 become the piezoelectric non-active portion 330 in which the piezoelectric film 70 and the upper electrode film 80 are not completely driven. Can be prevented.

【0171】また、本実施形態では、不連続下電極膜6
2を、他の部分とは電気的に接続されることのないフロ
ーティング電極としたが、これに限定されず、例えば、
充電される時定数が圧電体能動部320の駆動パルスよ
りも大きくなるように、所定の抵抗値の抵抗を介して電
極層と接続するようにしてもよい。
In this embodiment, the discontinuous lower electrode film 6
2 is a floating electrode that is not electrically connected to other parts, but is not limited to this. For example,
It may be connected to the electrode layer via a resistor having a predetermined resistance value so that the charging time constant is larger than the drive pulse of the piezoelectric active section 320.

【0172】(実施形態4)図14は、実施形態4に係
るインクジェット式記録ヘッドの要部平面図である。
(Embodiment 4) FIG. 14 is a plan view of an essential part of an ink jet recording head according to Embodiment 4. FIG.

【0173】本実施形態は、図14に示すように、各配
線用下電極膜61の間に、下電極膜除去部340によっ
て分離され他の何れにも接続されない中間電極膜63が
設けられている以外は、実施形態1と同様の構成であ
る。
In this embodiment, as shown in FIG. 14, an intermediate electrode film 63 which is separated by a lower electrode film removing portion 340 and is not connected to any other is provided between each lower electrode film 61 for wiring. The configuration is the same as that of the first embodiment except for the presence.

【0174】このような構成により、各配線用下電極膜
61を分離する下電極膜除去部340の幅を狭くするこ
とができる。すなわち、各配線用下電極膜61の間には
中間電極膜63が設けられているため、下電極膜除去部
340の幅を狭くしてもこれらの絶縁強度を確実に保持
することができる。これにより、振動板の剛性がより高
くなり、上述の実施形態と同様、圧力発生室12と周壁
との境界部分で、振動板の破壊あるいは圧電体膜70の
破壊等を防止することができる。
With such a configuration, the width of the lower electrode film removing portion 340 that separates each lower electrode film 61 for wiring can be reduced. That is, since the intermediate electrode film 63 is provided between the lower electrode films 61 for wiring, even if the width of the lower electrode film removing portion 340 is reduced, the insulation strength thereof can be reliably maintained. Thereby, the rigidity of the diaphragm is further increased, and similarly to the above-described embodiment, it is possible to prevent the diaphragm from being broken or the piezoelectric film 70 from being broken at the boundary between the pressure generating chamber 12 and the peripheral wall.

【0175】なお、上述の実施形態では、下電極膜60
及び配線用下電極膜61の間の下電極膜除去部340
は、各下電極膜60及び配線用下電極膜61間の絶縁強
度を保持可能な程度の幅で形成されているが、例えば、
図15に示すように、圧電体能動部320の幅方向両側
等の絶縁破壊の起こりやすい部分に、例えば、上電極膜
80を除去して、実質的に駆動されない圧電体膜70を
残留させた不活性部350を設けるようにしてもよい。
これにより、さらに確実に絶縁強度を保持することがで
きる。なお、勿論、圧電体膜70が駆動されなければ、
上電極膜80を除去しなくてもよいことは言うまでもな
い。
In the above embodiment, the lower electrode film 60
And lower electrode film removing section 340 between lower electrode film 61 for wiring
Are formed with a width that can maintain the insulation strength between each lower electrode film 60 and the lower electrode film 61 for wiring.
As shown in FIG. 15, for example, the upper electrode film 80 is removed at a portion where dielectric breakdown is likely to occur, such as on both sides in the width direction of the piezoelectric active portion 320, and the piezoelectric film 70 that is not substantially driven is left. An inactive portion 350 may be provided.
Thereby, the insulation strength can be more reliably maintained. Note that, of course, if the piezoelectric film 70 is not driven,
Needless to say, the upper electrode film 80 need not be removed.

【0176】(実施形態5)図16は、実施形態5に係
るインクジェット式記録ヘッドの要部平面図及び断面図
である。
(Embodiment 5) FIG. 16 is a plan view and a cross-sectional view of a main part of an ink jet recording head according to Embodiment 5.

【0177】本実施形態では、図16に示すように、配
線用下電極膜61を設ける代わりに、圧電体非能動部3
30となる圧電体膜70及び上電極膜80を圧力発生室
12に対向する領域から周壁上まで延設し、図示しない
が、その端部近傍で、例えば、フレキシブルケーブル等
の外部配線と上電極膜80とを直接接続するようにして
いる。また、下電極膜60は基本的に圧力発生室12に
対向する領域内に設けられると共に、圧電体非能動部3
30とは反対側の端部から圧力発生室12の周壁上まで
延設されて各圧電素子300の共通電極となっている以
外は、実施形態1と同様である。
In the present embodiment, as shown in FIG. 16, instead of providing the lower electrode film 61 for wiring, the piezoelectric
The piezoelectric film 70 and the upper electrode film 80 which are 30 extend from the region facing the pressure generating chamber 12 to the peripheral wall, and although not shown, near the end, for example, external wiring such as a flexible cable and the upper electrode The film 80 is directly connected. Further, the lower electrode film 60 is basically provided in a region facing the pressure generating chamber 12 and the piezoelectric inactive portion 3
The third embodiment is the same as the first embodiment except that it extends from the end opposite to 30 to the peripheral wall of the pressure generating chamber 12 and serves as a common electrode for each piezoelectric element 300.

【0178】このような構成によっても、勿論、上述の
実施形態と同様の効果が得られる。また、下電極膜60
と上電極膜80とを、圧力発生室12の長手方向端部か
ら反対方向に周壁上まで延設するようにしたので、下電
極膜60と上電極膜80とを短絡させることなく容易に
配線を引出すことができる。
With such a configuration, the same effects as those of the above-described embodiment can be obtained. Also, the lower electrode film 60
And the upper electrode film 80 are extended from the longitudinal end of the pressure generating chamber 12 to the peripheral wall in the opposite direction, so that the lower electrode film 60 and the upper electrode film 80 can be easily wired without short-circuiting. Can be pulled out.

【0179】また、本実施形態のように、圧電体膜70
を圧力発生室12から周壁上まで連続的に形成する場合
には、圧電体膜70の結晶組織が下電極膜60上と弾性
膜50上とで同じであることが好ましい。そのため、圧
電体膜70を以下のように形成するのが好ましい。
Further, as in the present embodiment, the piezoelectric film 70
Is formed continuously from the pressure generating chamber 12 to the peripheral wall, it is preferable that the crystal structure of the piezoelectric film 70 is the same on the lower electrode film 60 and on the elastic film 50. Therefore, it is preferable to form the piezoelectric film 70 as follows.

【0180】すなわち、図17(a)に示すように、圧
電体膜70の成膜の前に、下電極膜60及び弾性膜50
上にチタン又は酸化チタンからなる結晶種75をスパッ
タ法により島状に形成した後、図17(b)に示すよう
に、未結晶の圧電体前駆体層71を成膜し、その後、図
17(c)に示すように、焼成することにより結晶化さ
せて圧電体膜70とする。
That is, as shown in FIG. 17A, before the piezoelectric film 70 is formed, the lower electrode film 60 and the elastic film 50 are formed.
After a crystal seed 75 made of titanium or titanium oxide is formed in an island shape by sputtering, an amorphous piezoelectric precursor layer 71 is formed as shown in FIG. As shown in (c), the piezoelectric film 70 is crystallized by firing.

【0181】また、このように結晶種75を形成する方
法を用いる場合、弾性膜50は、圧電体膜70との密着
性の良好な材料、例えば、圧電体膜70の構成元素から
選択される少なくとも一種の元素の酸化物又は窒化物、
例えば、酸化ジルコニウム等で形成されることが好まし
い。
When the method of forming crystal seeds 75 is used, the elastic film 50 is selected from materials having good adhesion to the piezoelectric film 70, for example, constituent elements of the piezoelectric film 70. Oxides or nitrides of at least one element,
For example, it is preferably formed of zirconium oxide or the like.

【0182】ここで、白金などの下電極膜60上に圧電
体膜70を形成する場合に結晶種を形成して結晶を略一
方向に配向させる技術は、先に出願している。しかしな
がら、本実施形態のように、下電極膜60をパターニン
グした後、圧電体膜70を成膜するという特殊な構造に
おいては、下電極膜60上に予め結晶種が形成されてい
ても、弾性膜50上では、異なる結晶構造となり、クラ
ックが発生しやすいという問題が発生した。そこで、本
実施形態では、弾性膜50上にも結晶種75を形成する
ことにより、下電極膜60及び弾性膜50上で圧電体膜
70の結晶構造を略同じとし、これによりクラックの発
生及び異常な応力の発生を防止する。なお、弾性膜50
上の結晶種は、下電極膜60をパターニングした後、同
時に形成してもよく、または、下電極膜60上の結晶種
を形成し、さらにパターニングした後、弾性膜50上だ
け別途行ってもよい。また、別途行う場合には、結晶種
は島状でなく膜状に形成してもよい。
Here, when forming the piezoelectric film 70 on the lower electrode film 60 such as platinum, a technique of forming a crystal seed and orienting the crystal in substantially one direction has been previously filed. However, in a special structure in which the piezoelectric film 70 is formed after the lower electrode film 60 is patterned as in the present embodiment, even if a crystal seed is previously formed on the lower electrode film 60, On the film 50, there is a problem that the crystal structure is different and cracks are easily generated. Therefore, in the present embodiment, the crystal structure of the piezoelectric film 70 on the lower electrode film 60 and the elastic film 50 is made substantially the same by forming the crystal seed 75 also on the elastic film 50, thereby generating cracks and Prevent the generation of abnormal stress. The elastic film 50
The upper crystal seed may be formed simultaneously after patterning the lower electrode film 60, or may be separately formed only on the elastic film 50 after forming the crystal seed on the lower electrode film 60 and further patterning the same. Good. In the case where the crystal seeds are separately formed, the crystal seeds may be formed in a film shape instead of an island shape.

【0183】(実施形態6)図18は、実施形態6に係
るインクジェット式記録ヘッドの要部平面図である。
(Embodiment 6) FIG. 18 is a plan view of a main part of an ink jet recording head according to Embodiment 6.

【0184】本実施形態は、図18に示すように、圧電
体能動部320の略中央部から圧力発生室12の幅方向
の周壁に対向する領域に圧電体非能動部330を設ける
ようにした以外は、実施形態5と同様である。
In the present embodiment, as shown in FIG. 18, a piezoelectric non-active portion 330 is provided in a region facing the peripheral wall in the width direction of the pressure generating chamber 12 from a substantially central portion of the piezoelectric active portion 320. Except for this, the configuration is the same as that of the fifth embodiment.

【0185】このような構成とすることにより、上述の
実施形態と同様の効果の他、圧電体能動部320と圧電
体非能動部330との連結部分近傍での圧電体膜70へ
の電流の集中を抑えることができ、圧電体膜70等の破
壊を防止することができる。
With such a configuration, in addition to the same effects as those of the above-described embodiment, the current flowing to the piezoelectric film 70 near the connecting portion between the piezoelectric active portion 320 and the piezoelectric non-active portion 330 can be obtained. Concentration can be suppressed, and breakage of the piezoelectric film 70 and the like can be prevented.

【0186】(実施形態7)図19は、実施形態7に係
るインクジェット式記録ヘッドの要部平面図である。
(Embodiment 7) FIG. 19 is a plan view of a main part of an ink jet recording head according to Embodiment 7. FIG.

【0187】本実施形態は、図19に示すように、圧電
体非能動部330の圧力発生室12の長手方向端部に対
向する領域に圧電体能動部320の幅よりも幅狭な幅狭
部332を形成するようにした以外は、実施形態5と同
様である。
In this embodiment, as shown in FIG. 19, the width of the piezoelectric non-active portion 330, which is narrower than the width of the piezoelectric active portion 320, is formed in a region facing the longitudinal end of the pressure generating chamber 12. The fifth embodiment is the same as the fifth embodiment except that the portion 332 is formed.

【0188】このような構成では、圧力発生室12の端
部での振動板の変位の規制が緩和されるため、この端部
での圧電体能動部320の駆動による振動板の変位量を
向上することができる。
In such a configuration, since the regulation of the displacement of the diaphragm at the end of the pressure generating chamber 12 is eased, the displacement of the diaphragm by driving the piezoelectric active portion 320 at this end is improved. can do.

【0189】なお、本実施形態では、圧電体非能動部3
30となっている上電極膜80及び圧電体膜70を幅狭
に形成したが、これに限定されず、例えば、上電極膜8
0のみを幅狭に形成するようにしてもよい。
In this embodiment, the piezoelectric non-active portion 3
Although the upper electrode film 80 and the piezoelectric film 70 of 30 are formed to be narrow, the present invention is not limited to this.
Only 0 may be formed narrow.

【0190】(実施形態8)図20は、実施形態8にか
かるインクジェット式記録ヘッドの要部平面図及び断面
図である。
(Eighth Embodiment) FIG. 20 is a plan view and a sectional view of a main part of an ink jet recording head according to an eighth embodiment.

【0191】本実施形態では、図20に示すように、圧
力発生室12の端部近傍において、圧電体能動部320
の圧電体非能動部330との境界部分の下電極膜60
は、圧力発生室12の幅方向両側が除去されて、他の部
分よりも幅の狭い幅狭部64となっている。また、この
幅狭部64は、本実施形態では、圧力発生室12に対向
する領域内で圧電体膜70の幅よりも狭く形成されてお
り、その幅方向両端面が圧電体膜70によって覆われて
いる以外は、実施形態1と同様である。
In this embodiment, as shown in FIG. 20, near the end of the pressure generating chamber 12, the piezoelectric active portion 320
Lower electrode film 60 at the boundary with the piezoelectric inactive portion 330
In the figure, both sides in the width direction of the pressure generating chamber 12 are removed to form a narrow portion 64 which is narrower than other portions. In the present embodiment, the narrow portion 64 is formed to be narrower than the width of the piezoelectric film 70 in a region facing the pressure generating chamber 12, and both end surfaces in the width direction are covered with the piezoelectric film 70. Except for this, it is the same as the first embodiment.

【0192】このような構成とすることにより、圧力発
生室12の下電極膜60の端部近傍で、すなわち、圧電
体能動部320の端部で上電極膜80と下電極膜60と
が確実に絶縁され、これらの間に放電が起こることが無
い。したがって、圧電体膜70の絶縁破壊等を防止する
ことができる。
With such a configuration, the upper electrode film 80 and the lower electrode film 60 are surely formed near the end of the lower electrode film 60 of the pressure generating chamber 12, that is, at the end of the piezoelectric active portion 320. And no discharge occurs between them. Therefore, dielectric breakdown of the piezoelectric film 70 can be prevented.

【0193】(実施形態9)図21は、実施形態9に係
るインクジェット式記録ヘッドの要部平面図及び断面図
である。
(Embodiment 9) FIGS. 21A and 21B are a plan view and a sectional view of a main part of an ink jet recording head according to Embodiment 9. FIG.

【0194】本実施形態では、図21に示すように、下
電極膜60の幅狭部64が、圧力発生室12に対向する
領域内に形成されているが、圧電体膜70の幅よりも広
い幅で形成され、圧電体膜70及び上電極膜80が幅狭
部64上を介して周壁上まで延設されて圧電体非能動部
330となっている以外は、実施形態8と同様である。
In the present embodiment, as shown in FIG. 21, the narrow portion 64 of the lower electrode film 60 is formed in the region facing the pressure generating chamber 12, but is smaller than the width of the piezoelectric film 70. Embodiment 8 is the same as Embodiment 8 except that the piezoelectric film 70 and the upper electrode film 80 are formed to have a wide width and extend to the peripheral wall via the narrow portion 64 to form the piezoelectric inactive portion 330. is there.

【0195】ここで、一般的に、パッシェン曲線と呼ば
れるグラフで示されるように、電極間の距離が一定値以
下であれば、これらの間に放電が起こらないことがわか
っている。例えば、本実施形態では、幅狭部64の幅方
向端面と上電極膜80の幅方向端面との距離が、およそ
10μm以下であればよく、本実施形態では、これらの
距離が約7μmとなるようにした。
Here, as shown by a graph generally called a Paschen curve, it is known that no discharge occurs between the electrodes if the distance between the electrodes is equal to or less than a certain value. For example, in the present embodiment, the distance between the width direction end face of the narrow portion 64 and the width direction end face of the upper electrode film 80 may be about 10 μm or less, and in the present embodiment, these distances are about 7 μm. I did it.

【0196】したがって、このような構成としても、実
施形態8と同様に、圧力発生室12の長手方向端部での
上電極膜80と下電極膜60との間の放電が防止され、
圧電体膜70の絶縁破壊が抑えられる。
Therefore, even in such a configuration, similarly to the eighth embodiment, discharge between the upper electrode film 80 and the lower electrode film 60 at the longitudinal end of the pressure generating chamber 12 is prevented.
The dielectric breakdown of the piezoelectric film 70 is suppressed.

【0197】なお、本実施形態では、幅狭部64を圧力
発生室12に対向する領域内に設けるようにしたが、こ
れに限定されず、上電極膜80と下電極膜60との間に
放電が起こらない距離であればよく、例えば、図21
(c)に示すように、幅狭部64を、圧力発生室12の
幅方向周壁上まで延設するようにしてもよい。
In the present embodiment, the narrow portion 64 is provided in the region facing the pressure generating chamber 12. However, the present invention is not limited to this, and the narrow portion 64 is provided between the upper electrode film 80 and the lower electrode film 60. Any distance that does not cause discharge is sufficient.
As shown in (c), the narrow portion 64 may be extended to the widthwise peripheral wall of the pressure generating chamber 12.

【0198】(実施形態10)図22は、実施形態10
に係るインクジェット式記録ヘッドの平面図である。
(Embodiment 10) FIG.
1 is a plan view of an ink jet recording head according to the first embodiment.

【0199】本実施形態は、図22に示すように、下電
極膜60の幅狭部64を先端側ほど幅が漸小する略台形
形状とし、且つ少なくともその先端部分が圧力発生室1
2に対向する領域内で圧電体膜70に覆われるようにし
た以外は、実施形態8と同様である。
In this embodiment, as shown in FIG. 22, the narrow portion 64 of the lower electrode film 60 has a substantially trapezoidal shape in which the width gradually decreases toward the distal end, and at least the distal end has the pressure generating chamber 1.
Embodiment 8 is the same as Embodiment 8 except that the piezoelectric film 70 is covered in the region opposed to 2.

【0200】これにより、下電極膜60の端部では圧電
体膜70が薄くなり易く、電界の集中が起こり易いため
圧電体膜70の絶縁破壊等が特に起こり易いが、幅狭部
64の先端部分が圧電体膜70によって覆われて下電極
膜60と上電極膜80とが絶縁されるため、これらの間
に放電が起こることが無く、圧電体膜70の絶縁破壊等
を防止することができる。
As a result, at the end of the lower electrode film 60, the piezoelectric film 70 is easily thinned, and the electric field is easily concentrated, so that the dielectric breakdown of the piezoelectric film 70 is particularly likely to occur. Since the lower electrode film 60 and the upper electrode film 80 are insulated from each other by being covered by the piezoelectric film 70, no discharge occurs between them, and the dielectric breakdown of the piezoelectric film 70 can be prevented. it can.

【0201】(実施形態11)図23は、実施形態11
に係るインクジェット式記録ヘッドの要部平面図及び断
面図である。
(Embodiment 11) FIG.
1A and 1B are a plan view and a sectional view of a main part of an ink jet recording head according to the first embodiment.

【0202】本実施形態では、図23に示すように、圧
電体膜70及び上電極膜80が、圧電体能動部320よ
りも狭い幅で圧力発生室12の長手方向一端部から周壁
に対向する領域まで連続的に延設され圧電体非能動部3
30となっており、その端部近傍で上電極膜80と外部
配線とが接続されている。一方、下電極膜60は、基本
的には、各圧力発生室12に対向する領域を覆って形成
されているが、圧電体膜70及び上電極膜80が延設さ
れる領域、すなわち圧電体非能動部330が延設される
領域は、圧力発生室12の幅よりも狭い幅で除去された
下電極膜除去部340となっている以外は、実施形態1
と同様である。
In the present embodiment, as shown in FIG. 23, the piezoelectric film 70 and the upper electrode film 80 have a narrower width than the piezoelectric active portion 320 and face the peripheral wall from one longitudinal end of the pressure generating chamber 12. Piezoelectric body non-active portion 3 continuously extended to the region
The upper electrode film 80 is connected to the external wiring near the end. On the other hand, the lower electrode film 60 is basically formed so as to cover the region facing each pressure generating chamber 12, but the region where the piezoelectric film 70 and the upper electrode film 80 extend, that is, the piezoelectric material Embodiment 1 Except that the region where the inactive portion 330 extends is the lower electrode film removing portion 340 removed with a width smaller than the width of the pressure generating chamber 12.
Is the same as

【0203】ここで、圧電体膜70及び上電極膜80が
圧力発生室12の端部から周壁上に延設される部分と下
電極膜除去部340とは、上電極膜80の縁部が下電極
膜60上から下電極除去部340上へ交差する方向と、
上電極膜80が周壁上に延設される方向とが一致しない
ようにするのが好ましい。すなわち、上電極膜80が下
電極膜60を横切る部分に流れる電流の向きと、延設さ
れた上電極膜80に流れる電流の向きとの角度が大きく
なるようにするのが好ましく、例えば、本実施形態で
は、これら部分に流れる電流の向きの角度が約90°と
なっている。
Here, the portion where the piezoelectric film 70 and the upper electrode film 80 extend on the peripheral wall from the end of the pressure generating chamber 12 and the lower electrode film removing portion 340 are formed by the edge of the upper electrode film 80. A direction crossing from above the lower electrode film 60 to above the lower electrode removing portion 340;
It is preferable that the direction in which the upper electrode film 80 extends on the peripheral wall does not match. That is, it is preferable that the angle between the direction of the current flowing in the portion where the upper electrode film 80 crosses the lower electrode film 60 and the direction of the current flowing in the extended upper electrode film 80 be large. In the embodiment, the angle of the direction of the current flowing through these portions is about 90 °.

【0204】このように、本実施形態では、圧電体能動
部320の圧電体膜70及び上電極膜80が周壁上まで
延設される部分の下電極膜60を除去して下電極膜除去
部340とすると共に、それ以外の圧力発生室12に対
向する領域を下電極膜60で覆うようにした。これによ
り、圧電体能動部320を構成する上電極膜80の周囲
には、下電極膜60の端部がなく放電が起こりにくい。
また、圧電体膜70及び上電極膜80の延設部分では、
上電極膜80が下電極膜60を横切る部分に流れる電流
の向きと、延設された上電極膜80に流れる電流の向き
が一致しないようにしたので、延設された上電極膜80
から圧電体能動部320に流れ込む電流が下電極膜60
との交差部分で広がって分散されるため、電界集中等に
よる圧電体膜70の絶縁破壊を防止することができ、ヘ
ッドの耐久性及び信頼性を向上することができる。
As described above, in the present embodiment, the lower electrode film 60 of the piezoelectric active portion 320 where the piezoelectric film 70 and the upper electrode film 80 extend to the peripheral wall is removed to remove the lower electrode film removing portion. In addition to 340, the other region facing the pressure generating chamber 12 was covered with the lower electrode film 60. As a result, there is no end of the lower electrode film 60 around the upper electrode film 80 constituting the piezoelectric active portion 320, and discharge does not easily occur.
Further, in the extending portion of the piezoelectric film 70 and the upper electrode film 80,
The direction of the current flowing in the portion where the upper electrode film 80 crosses the lower electrode film 60 does not match the direction of the current flowing in the extended upper electrode film 80.
The current flowing into the piezoelectric active portion 320 from the lower electrode film 60
Is spread and dispersed at the intersections with the head, thereby preventing dielectric breakdown of the piezoelectric film 70 due to electric field concentration or the like, and improving the durability and reliability of the head.

【0205】また、例えば、図24に示すように、圧電
体能動部320と圧電体非能動部330との境界部分の
上電極膜80上に、圧電体能動部320の変位を抑制す
る変位抑制層110を設けるようにしてもよい。これに
より、圧電体能動部320の端部での振動を抑えること
ができ、圧電体能動部320の駆動による振動板のクラ
ックの発生等を防止することができる。また、この変位
抑制層110は、例えば、上述したリード電極100と
同一の材料等により、容易に形成することができる。
Also, for example, as shown in FIG. 24, the displacement suppression for suppressing the displacement of the piezoelectric active part 320 is provided on the upper electrode film 80 at the boundary between the piezoelectric active part 320 and the piezoelectric non-active part 330. A layer 110 may be provided. Accordingly, vibration at the end of the piezoelectric active part 320 can be suppressed, and the occurrence of cracks in the diaphragm due to driving of the piezoelectric active part 320 can be prevented. Further, the displacement suppressing layer 110 can be easily formed from, for example, the same material as that of the lead electrode 100 described above.

【0206】なお、本実施形態では、圧電体膜70及び
上電極膜80に対応する領域の下電極膜60を略矩形に
除去して下電極膜除去部340としたが、これに限定さ
れず、例えば、図25(a)に示すように、圧力発生室
12に対向する領域に、略円形形状又は略楕円形状の下
電極膜除去部340を設けるようにしてもよい。また、
この場合、圧電体能動部320よりも細い幅で延設され
る圧電体膜70及び上電極膜80の基端部分を、さらに
圧電体能動部320の内側まで除去するようしてもよ
い。これにより、上電極膜80が下電極膜60を横切る
部分に流れる電流の向きと、延設された上電極膜80に
流れる電流の向きとの角度が大きくなる、すなわち、延
設された上電極膜80から圧電体能動部320に流れ込
む電流の広がる方向が大きくなり、上電極膜80と下電
極膜60との間に印加される電界がさらに分散される。
In the present embodiment, the lower electrode film 60 corresponding to the piezoelectric film 70 and the upper electrode film 80 is substantially rectangularly removed to form the lower electrode film removing portion 340. However, the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 25A, a substantially circular or substantially elliptical lower electrode film removing section 340 may be provided in a region facing the pressure generating chamber 12. Also,
In this case, the base portions of the piezoelectric film 70 and the upper electrode film 80 extending with a width smaller than that of the piezoelectric active portion 320 may be further removed to the inside of the piezoelectric active portion 320. Accordingly, the angle between the direction of the current flowing in the portion where the upper electrode film 80 crosses the lower electrode film 60 and the direction of the current flowing in the extended upper electrode film 80 increases, that is, the angle of the extended upper electrode film 80 increases. The direction in which the current flowing from the film 80 into the piezoelectric active portion 320 spreads increases, and the electric field applied between the upper electrode film 80 and the lower electrode film 60 is further dispersed.

【0207】また、例えば、図25(b)に示すように
下電極膜除去部340の形状を略半円形状とすると共
に、圧電体能動部320の長手方向端部の幅を漸次減少
するようにし、下電極膜除去部340の円弧部分で下電
極膜60と上電極膜80とが交差するようにしてもよ
い。これのような構成によっても、上電極膜80が下電
極膜60を横切る部分に流れる電流の向きと、延設され
た上電極膜80に流れる電流の向きとの角度が大きくな
る。したがって、上述と同様に、下電極膜60と上電極
膜80との間に印加される電界が分散される。
For example, as shown in FIG. 25B, the shape of the lower electrode film removing portion 340 is made substantially semicircular, and the width of the longitudinal end of the piezoelectric active portion 320 is gradually reduced. Alternatively, the lower electrode film 60 and the upper electrode film 80 may intersect at the arc portion of the lower electrode film removing part 340. Even with such a configuration, the angle between the direction of the current flowing in the portion where the upper electrode film 80 crosses the lower electrode film 60 and the direction of the current flowing in the extended upper electrode film 80 increases. Therefore, similarly to the above, the electric field applied between the lower electrode film 60 and the upper electrode film 80 is dispersed.

【0208】このように、下電極膜除去部340と、圧
電体膜70及び上電極膜80の延設部分との形状は特に
限定されないが、上電極膜80の延設された部分に流れ
る電流の向きと、下電極膜60を横切る部分に流れる電
流の向きとの角度が5°〜180°となるようにするの
が好ましい。
As described above, the shapes of the lower electrode film removing portion 340 and the extending portions of the piezoelectric film 70 and the upper electrode film 80 are not particularly limited, but the current flowing through the extending portion of the upper electrode film 80 is not limited. And the direction of the current flowing in the portion crossing the lower electrode film 60 is preferably 5 ° to 180 °.

【0209】(実施形態12)図26は、実施形態12
に係るインクジェット式記録ヘッドの要部平面図であ
る。
(Embodiment 12) FIG. 26 shows Embodiment 12 of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of a main part of an ink jet recording head according to the first embodiment.

【0210】本実施形態では、図26に示すように、下
電極膜60が圧力発生室12の幅方向両側の周壁上の長
手方向略中央部で除去されて下電極膜除去部340とな
っており、圧電体膜70及び上電極膜80が、圧電体能
動部320の長手方向略中央部から下電極膜除去部34
0上を介して周壁上まで延設されて圧電体非能動部33
0となっている。また、周壁上に延設された上電極膜8
0がリード電極100を介して外部配線と接続されてい
る以外は、実施形態11と同様である。
In the present embodiment, as shown in FIG. 26, the lower electrode film 60 is removed at a substantially central portion in the longitudinal direction on the peripheral walls on both sides in the width direction of the pressure generating chamber 12 to form a lower electrode film removing portion 340. That is, the piezoelectric film 70 and the upper electrode film 80 extend from the substantially central portion in the longitudinal direction of the piezoelectric active portion 320 to the lower electrode film removing portion 34.
The piezoelectric non-active portion 33 is extended to the peripheral wall through
It is 0. Also, the upper electrode film 8 extending on the peripheral wall
Embodiment 11 is the same as Embodiment 11 except that 0 is connected to an external wiring via the lead electrode 100.

【0211】このように、圧電体膜70及び上電極膜8
0を圧力発生室12の幅方向中央部から延設することに
より、圧電体能動部320の駆動ロスが抑えられ、立ち
上がりを早くすることができ、インク吐出特性を向上す
ることができる。また、勿論、実施形態11と同様の効
果も得ることができる。
Thus, the piezoelectric film 70 and the upper electrode film 8
By extending 0 from the center of the pressure generating chamber 12 in the width direction, the drive loss of the piezoelectric active section 320 can be suppressed, the rise can be made faster, and the ink ejection characteristics can be improved. Further, it is needless to say that the same effect as that of the eleventh embodiment can be obtained.

【0212】(実施形態13)図27は、実施形態13
に係るインクジェット式記録ヘッドの要部平面図であ
る。
(Embodiment 13) FIG.
FIG. 2 is a plan view of a main part of an ink jet recording head according to the first embodiment.

【0213】本実施形態は、図27に示すように、圧電
体能動部320の圧電体膜70及び上電極膜80が圧力
発生室12の幅方向両側から周壁上まで延設されている
圧電体非能動部330となっている以外は、実施形態1
1と同様である。
In the present embodiment, as shown in FIG. 27, the piezoelectric film 70 and the upper electrode film 80 of the piezoelectric active portion 320 extend from both sides in the width direction of the pressure generating chamber 12 to the peripheral wall. Embodiment 1 except for the inactive unit 330
Same as 1.

【0214】このような構成によっても、実施形態11
と同様の効果が得られる。また、圧力発生室12の両側
から圧電体膜70及び上電極膜80を周壁上に延設する
ようにしたので、圧電体能動部320の駆動ロスをさら
に抑えることができ、インクの吐出特性を向上すること
ができる。
According to such a configuration, Embodiment 11
The same effect can be obtained. In addition, since the piezoelectric film 70 and the upper electrode film 80 extend from both sides of the pressure generating chamber 12 on the peripheral wall, the drive loss of the piezoelectric active portion 320 can be further suppressed, and the ink ejection characteristics can be improved. Can be improved.

【0215】(実施形態14)図28は、実施形態14
に係るインクジェット式記録ヘッドの要部平面図及び断
面図である。
(Embodiment 14) FIG.
1A and 1B are a plan view and a sectional view of a main part of an ink jet recording head according to the first embodiment.

【0216】本実施形態は、図28に示すように、圧力
発生室12の隔壁上に、下電極膜60と同一層で構成さ
れる残留部65を設けた例であり、本実施形態では、残
留部65が、圧電体能動部320の下電極膜60と連続
的に圧力発生室12の長手方向に亘って設けられてい
る。すなわち、圧力発生室12の幅方向両側の隔壁との
境界に対向する領域に下電極膜60を除去した下電極膜
除去部340を設けることにより、隔壁に対向する領域
に残留部65が形成されている以外は、実施形態5と同
様の構成である。
In the present embodiment, as shown in FIG. 28, an example in which a residual portion 65 made of the same layer as the lower electrode film 60 is provided on the partition wall of the pressure generating chamber 12 is used. The remaining portion 65 is provided continuously with the lower electrode film 60 of the piezoelectric active portion 320 in the longitudinal direction of the pressure generating chamber 12. That is, by providing the lower electrode film removing portion 340 in which the lower electrode film 60 is removed in a region facing the boundary with the partition on both sides in the width direction of the pressure generating chamber 12, the residual portion 65 is formed in a region facing the partition. The configuration is the same as that of the fifth embodiment except for the above.

【0217】ここで、下電極膜60の幅方向の端部側面
と残留部65の幅方向の端部側面との間隔h1、及び圧
電体膜70の長手方向端部の側面と周壁上に延設された
下電極膜60が幅広となるまでの間隔h2は、それぞ
れ、圧電体膜70の膜厚より広く、且つ下電極膜60の
幅よりも狭いことが好ましい。
Here, the distance h 1 between the side surface of the lower electrode film 60 in the width direction and the side surface of the remaining portion 65 in the width direction, and the side surface of the longitudinal end of the piezoelectric film 70 and the peripheral wall. It is preferable that the interval h 2 until the extended lower electrode film 60 becomes wider is wider than the thickness of the piezoelectric film 70 and narrower than the width of the lower electrode film 60.

【0218】また、残留部65の幅は、隔壁の幅の50
%以上であることが好ましく、さらに好ましくは、80
%以上である。さらには、並設された複数の圧力発生室
12及びその幅方向両側の隔壁に対向する領域の少なく
とも50%以上の領域に下電極膜60又は残留部65が
形成されていることが好ましい。
Further, the width of the remaining portion 65 is 50 times the width of the partition wall.
% Or more, more preferably 80% or more.
% Or more. Further, it is preferable that the lower electrode film 60 or the remaining portion 65 is formed in at least 50% or more of a region facing the plurality of pressure generating chambers 12 arranged in parallel and partitions on both sides in the width direction.

【0219】なお、本実施形態では、圧力発生室12の
圧電体膜70及び上電極膜80が延設される側の端部近
傍は、下電極膜60が圧力発生室12の並設方向に亘っ
て細溝状に除去された下電極膜除去部340となってお
り、圧力発生室12の周壁上の下電極膜は圧電体能動部
320を構成する下電極膜60とは不連続な不連続下電
極膜62となっている。そして、この不連続下電極膜6
2上に、圧電体膜70及び上電極膜80が延設されて圧
電体非能動部330となっており、図示しないがその端
部近傍で上電極膜80と外部配線とが接続されている。
In the present embodiment, near the end of the pressure generating chamber 12 on the side where the piezoelectric film 70 and the upper electrode film 80 extend, the lower electrode film 60 extends in the direction in which the pressure generating chamber 12 is juxtaposed. The lower electrode film on the peripheral wall of the pressure generating chamber 12 is discontinuous with the lower electrode film 60 constituting the piezoelectric active portion 320. A continuous lower electrode film 62 is formed. The discontinuous lower electrode film 6
2, a piezoelectric film 70 and an upper electrode film 80 are extended to form a piezoelectric non-active portion 330. Although not shown, the upper electrode film 80 and an external wiring are connected near an end thereof. .

【0220】このような構成においても、上述の実施形
態と同様の効果が得られる。さらに、本実施形態では、
圧力発生室12の幅方向両側の隔壁に対向する領域に残
留部65を、好ましくは上述した条件下で設けるように
したので、下電極膜60が除去される領域が非常に少な
く、パターニングされた下電極膜60上に圧電体膜70
を成膜しても、圧電体膜70の膜厚が全体的に略均一と
なり局部的に圧電体膜70の膜厚が薄くなることがな
い。
With such a configuration, the same effect as in the above-described embodiment can be obtained. Further, in the present embodiment,
Since the remaining portions 65 are preferably provided in the regions facing the partition walls on both sides in the width direction of the pressure generating chamber 12 under the above-described conditions, the region where the lower electrode film 60 is removed is very small, and the patterning is performed. The piezoelectric film 70 on the lower electrode film 60
Is formed, the film thickness of the piezoelectric film 70 is substantially uniform overall, and the film thickness of the piezoelectric film 70 is not locally reduced.

【0221】また、圧電体膜70の長手方向端部の側面
と周壁上に延設された下電極膜60が幅広となる間での
距離を比較的狭くしているため、圧力発生室12の長手
方向端部近傍でも圧電体膜70の膜厚が均一となる。こ
れにより、圧力発生室12の下電極膜60を引き出す側
の端部近傍の圧電体膜70をイオンミリング等の選択性
のないエッチング方法でエッチングする場合にも、圧電
体膜70の下側の下電極膜60が一緒に除去されて膜厚
が薄くなることがない。したがって、圧力発生室12の
端部近傍の下電極膜60の剛性が低下することがなく耐
久性が向上する。また、このような効果は、上述のよう
に圧電体膜70をゾル−ゲル法等のスピンコート法で形
成した場合に特に顕著であり、その他に、例えば、MO
D法(有機金属熱塗布分解法)等で形成するようにして
もよい。
The distance between the side surface of the longitudinal end of the piezoelectric film 70 and the width of the lower electrode film 60 extending on the peripheral wall is relatively small, so that the pressure generating chamber 12 The thickness of the piezoelectric film 70 becomes uniform even near the longitudinal end. Accordingly, even when the piezoelectric film 70 near the end on the side from which the lower electrode film 60 is drawn out of the pressure generating chamber 12 is etched by an etching method having no selectivity such as ion milling, the lower side of the piezoelectric film 70 is also used. The lower electrode film 60 is not removed at the same time, and the film thickness is not reduced. Therefore, the rigidity of the lower electrode film 60 near the end of the pressure generating chamber 12 is not reduced, and the durability is improved. Such an effect is particularly remarkable when the piezoelectric film 70 is formed by the spin coating method such as the sol-gel method as described above.
It may be formed by a method D (organic metal thermal coating decomposition method) or the like.

【0222】(実施形態15)図29は、実施形態15
に係るインクジェット式記録ヘッドの要部平面図であ
る。
(Embodiment 15) FIG.
FIG. 2 is a plan view of a main part of an ink jet recording head according to the first embodiment.

【0223】本実施形態では、図29に示すように、圧
力発生室12の幅方向の隔壁上に設けられる残留部65
が、圧電体能動部320を構成する下電極膜60ではな
く、不連続下電極膜62と連続的に設けられている以
外、実施形態14と同様である。
In this embodiment, as shown in FIG. 29, the remaining portion 65 provided on the partition wall in the width direction of the pressure generating chamber 12 is provided.
However, the present embodiment is the same as Embodiment 14 except that the lower electrode film 60 constituting the piezoelectric active portion 320 is provided continuously with the discontinuous lower electrode film 62.

【0224】このような構成によっても、圧電体膜70
の膜厚が薄くなることがなく、実施形態14と同様の効
果を得ることができる。
With such a structure, the piezoelectric film 70
Can be obtained, and the same effect as that of the fourteenth embodiment can be obtained.

【0225】(実施形態16)図30は、実施形態16
に係るインクジェット式記録ヘッドの要部平面図及び断
面図である。
(Embodiment 16) FIG.
1A and 1B are a plan view and a sectional view of a main part of an ink jet recording head according to the first embodiment.

【0226】図30に示すように、本実施形態では、圧
電体能動部320の圧電体非能動部330との境界とな
る下電極膜60の端部に、圧電体能動部320の外側に
向かって下電極膜60の膜厚が漸小する膜厚漸小部66
を設けるようにした以外は、実施形態1と同様である。
また、この膜厚漸小部66の形状は、特に限定されない
が、例えば、本実施形態では、下電極膜60の膜厚が連
続的に漸小する傾斜面となっている。
As shown in FIG. 30, in the present embodiment, an end of the lower electrode film 60 which is a boundary between the piezoelectric active portion 320 and the piezoelectric non-active portion 330 is provided outside the piezoelectric active portion 320. The thickness of the lower electrode film 60 gradually decreases.
This embodiment is the same as the first embodiment except that is provided.
The shape of the tapered portion 66 is not particularly limited. For example, in this embodiment, the thickness of the lower electrode film 60 is an inclined surface where the film thickness is continuously reduced.

【0227】このように、本実施形態では、圧電体能動
部320の端部となる下電極膜60の端部に、圧電体能
動部320の外側に向かって膜厚が漸小する膜厚漸小部
66を設けるようにした。これにより、圧電体膜70
は、膜厚漸小部66を含む下電極膜60上にその形状に
沿って形成され、全体の膜厚が略均一となる。すなわ
ち、下電極膜60の端部での圧電体膜70の膜厚が薄く
なることがなく、圧電体能動部320の端部近傍での圧
電体膜70の電界集中等による絶縁破壊を形成すること
ができる。
As described above, in the present embodiment, the thickness of the lower electrode film 60 which is the end of the piezoelectric active portion 320 is gradually reduced toward the outside of the piezoelectric active portion 320. A small portion 66 is provided. Thereby, the piezoelectric film 70
Is formed along the shape of the lower electrode film 60 including the tapered portion 66, and the overall film thickness becomes substantially uniform. That is, the thickness of the piezoelectric film 70 at the end of the lower electrode film 60 does not become thin, and dielectric breakdown due to electric field concentration of the piezoelectric film 70 near the end of the piezoelectric active part 320 is formed. be able to.

【0228】なお、本実施形態では、膜厚漸小部66を
膜厚が連続的に漸小する傾斜面とするようにしたが、こ
れに限定されず、例えば、図31(a)に示すように、
膜厚漸小部66Aを、膜厚が間欠的に漸小して断面が略
階段状とするようにしてもよい。このような膜厚漸小部
66Aの形成方法も、特に限定されず、例えば、下電極
膜60上に、レジストを複数回塗布して下電極膜60の
膜厚漸小部66Aとなる領域に膜厚漸小部66Aと略同
一の階段状のレジスト膜を形成後、下電極膜60をパタ
ーニングすることにより形成することができる。
In the present embodiment, the tapered portion 66 is formed as an inclined surface whose thickness is gradually reduced. However, the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. like,
The film thickness gradually decreasing portion 66A may be configured such that the film thickness is intermittently reduced so that the cross section has a substantially stepped shape. The method of forming such a thinned portion 66A is not particularly limited. For example, a resist is applied on the lower electrode film 60 a plurality of times to form a region which becomes the thinned portion 66A of the lower electrode film 60. After forming a resist film having a step-like shape substantially the same as the tapered portion 66A, the lower electrode film 60 can be formed by patterning.

【0229】また、例えば、図31(b)に示すよう
に、断面が傾斜曲面で構成される膜厚漸小部66Bとし
てもよい。このような膜厚漸小部66Bの形成方法も特
に限定されず、例えば、弾性膜50上の下電極膜60を
形成しない領域及び膜厚漸小部66Bとなる領域をマス
クで覆い、いわゆるマスク蒸着によって下電極膜60を
成膜することにより形成される。すなわち、下電極膜6
0が、マスクで覆った領域の一部にも、マスクの隙間か
ら回り込んで形成され断面が傾斜曲面の膜厚漸小部66
Bとなる。また、勿論上述のように、下電極膜60上に
膜厚漸小部66Bと略同一形状のレジスト膜を形成後、
下電極膜60をパターニングすることにより形成するこ
とができる。
For example, as shown in FIG. 31 (b), the cross section may be a tapered portion 66B having an inclined curved surface. There is no particular limitation on the method of forming such a thinned portion 66B. For example, a region on the elastic film 50 where the lower electrode film 60 is not formed and a region to be the thinned portion 66B are covered with a mask. The lower electrode film 60 is formed by vapor deposition. That is, the lower electrode film 6
0 is formed in a part of the area covered by the mask so as to extend from the gap of the mask and has a gradually decreasing thickness 66 having a cross-sectionally curved surface.
B. Further, as described above, after forming a resist film having substantially the same shape as the gradually decreasing thickness portion 66B on the lower electrode film 60, as described above,
The lower electrode film 60 can be formed by patterning.

【0230】(実施形態17)図32は、実施形態17
に係るインクジェット式記録ヘッドの要部平面図及び断
面図である。
(Embodiment 17) FIG.
1A and 1B are a plan view and a sectional view of a main part of an ink jet recording head according to the first embodiment.

【0231】本実施形態は、下電極膜60の長手方向外
側に絶縁材料からなる絶縁膜を設けた例である。すなわ
ち、本実施形態では、図32に示すように、圧力発生室
12に対向する領域の弾性膜50上に下電極膜60、圧
電体膜70及び上電極膜80からなる圧電体能動部32
0が形成されており、この圧電体能動部320と圧電体
非能動部330の境界となる下電極膜60の端部の外側
に、例えば、下電極膜60の膜厚と略同一の膜厚を有す
る絶縁膜55を形成するようにした。この絶縁膜55の
材料は、特に限定されず、例えば、弾性膜50とは異な
る絶縁材料であってもよい。
This embodiment is an example in which an insulating film made of an insulating material is provided outside the lower electrode film 60 in the longitudinal direction. That is, in the present embodiment, as shown in FIG. 32, the piezoelectric active portion 32 including the lower electrode film 60, the piezoelectric film 70, and the upper electrode film 80 is formed on the elastic film 50 in a region facing the pressure generating chamber 12.
0 is formed outside the end of the lower electrode film 60 which is a boundary between the piezoelectric active portion 320 and the piezoelectric non-active portion 330. Is formed. The material of the insulating film 55 is not particularly limited, and may be, for example, an insulating material different from that of the elastic film 50.

【0232】また、本実施形態では、下電極膜60をパ
ターニング後、その長手方向一端部外側に絶縁膜55を
形成し、その上に、圧電体膜70及び上電極膜80を成
膜及びパターニングして圧電体能動部320及び圧電体
非能動部330を形成するようにした。これにより、下
電極膜60の端部で圧電体膜70の膜厚が薄くなること
がなく、この部分での圧電体膜70の電界集中等による
絶縁破壊を防止することができる。また、このような構
成においても、勿論、上述の実施形態と同様の効果を得
ることができる。
In this embodiment, after patterning the lower electrode film 60, an insulating film 55 is formed outside one end in the longitudinal direction, and a piezoelectric film 70 and an upper electrode film 80 are formed and patterned on the insulating film 55. Thus, the piezoelectric active part 320 and the piezoelectric non-active part 330 are formed. Accordingly, the thickness of the piezoelectric film 70 does not become thin at the end of the lower electrode film 60, and dielectric breakdown due to electric field concentration of the piezoelectric film 70 at this portion can be prevented. Further, even in such a configuration, the same effects as those of the above-described embodiment can be obtained.

【0233】(実施形態18)図33は、実施形態18
に係るインクジェット式記録ヘッドの要部平面図及び断
面図である。
(Embodiment 18) FIG. 33 shows Embodiment 18 of the present invention.
1A and 1B are a plan view and a sectional view of a main part of an ink jet recording head according to the first embodiment.

【0234】本実施形態は、図33に示すように、圧電
体能動部320と圧電体非能動部330との境界部分で
ある下電極膜60の端部の外側に絶縁膜55の代わり
に、弾性膜50の膜厚が他の部分よりも厚い、例えば、
本実施形態では、下電極膜60の膜厚分よりも厚い厚膜
部50aを設けるようにした以外は、実施形態17と同
様である。
In the present embodiment, as shown in FIG. 33, instead of the insulating film 55, the outer portion of the lower electrode film 60, which is the boundary between the piezoelectric active portion 320 and the piezoelectric non-active portion 330, is provided. The thickness of the elastic film 50 is thicker than other portions, for example,
This embodiment is the same as the seventeenth embodiment except that a thick film portion 50a thicker than the thickness of the lower electrode film 60 is provided.

【0235】また、本実施形態では、弾性膜50をパタ
ーニングして所定位置に厚膜部50aを形成後、圧電体
膜70及び上電極膜80を成膜及びパターニングして圧
電体能動部320及び圧電体非能動部330を形成する
ようにした。これにより、下電極膜60の端部に対応す
る領域の圧電体膜70の膜厚が他の部分より薄くなるこ
とがなく、この部分での圧電体膜70の電界集中等によ
る絶縁破壊を形成することができる。また、このような
構成においても、上述の実施形態と同様の効果が得られ
る。
In the present embodiment, after the elastic film 50 is patterned to form the thick film portion 50a at a predetermined position, the piezoelectric film 70 and the upper electrode film 80 are formed and patterned to form the piezoelectric active portion 320 and The piezoelectric inactive portion 330 is formed. As a result, the thickness of the piezoelectric film 70 in a region corresponding to the end of the lower electrode film 60 does not become thinner than other portions, and dielectric breakdown due to electric field concentration of the piezoelectric film 70 in this portion is formed. can do. Also, in such a configuration, the same effect as in the above-described embodiment can be obtained.

【0236】(実施形態19)図34は、実施形態19
に係るインクジェット式記録ヘッドの要部平面図及び断
面図である。
(Embodiment 19) FIG. 34 shows Embodiment 19 of the present invention.
1A and 1B are a plan view and a sectional view of a main part of an ink jet recording head according to the first embodiment.

【0237】本実施形態は、図34に示すように、下電
極膜60の端部よりも内側に上電極膜80の端部を形成
した例であり、この上電極膜80の端部が圧電体能動部
320の端部となっている。また、例えば、本実施形態
では、圧電体膜70の端部は下電極膜60の端部と略同
一位置であり上電極膜80の端部よりも外側に突出した
下電極膜60上にも圧電体膜70は形成されており、こ
の部分が実質的に駆動されない圧電体非能動部330と
なっている。
In the present embodiment, as shown in FIG. 34, the end of the upper electrode film 80 is formed inside the end of the lower electrode film 60. It is the end of the body active part 320. Further, for example, in the present embodiment, the end of the piezoelectric film 70 is located at substantially the same position as the end of the lower electrode film 60 and also on the lower electrode film 60 protruding outward from the end of the upper electrode film 80. The piezoelectric film 70 is formed, and this portion serves as a piezoelectric non-active portion 330 that is not substantially driven.

【0238】なお、本実施形態では、下電極膜60と配
線用下電極膜61との間の下電極膜60が除去された下
電極膜除去部340には、本実施形態では、圧電体膜7
0が除去されずに残留されており下電極膜60とリード
電極100とが絶縁されている。
In the present embodiment, the lower electrode film removing portion 340 between the lower electrode film 60 and the lower electrode film 61 for wiring, in which the lower electrode film 60 is removed, has a piezoelectric film in this embodiment. 7
0 remains without being removed, and the lower electrode film 60 and the lead electrode 100 are insulated.

【0239】このように本実施形態では、圧電体能動部
320のリード電極100の引き出し側の端部外側に、
例えば、上電極膜80を除去することにより、連続的に
圧電体非能動部330を設けるようにした。これによ
り、圧電体能動部320の端部である上電極膜80の端
部と下電極膜60の端部との距離を大きくすることがで
きる。このため、圧電体能動部320への電圧印加によ
っても、圧電体能動部320の端部での電界強度が大き
くなることがなく、圧電体膜70の絶縁破壊等を防止す
ることができる。また、圧電体能動部320の圧電体膜
70の厚さが均一となるため圧電特性が向上する。な
お、このような構成によっても、上述の実施形態と同様
の効果が得られる。
As described above, in the present embodiment, the piezoelectric active portion 320 is provided on the outer side of the end of the lead electrode 100 on the lead-out side.
For example, by removing the upper electrode film 80, the piezoelectric inactive portion 330 is continuously provided. Thus, the distance between the end of the upper electrode film 80, which is the end of the piezoelectric active portion 320, and the end of the lower electrode film 60 can be increased. Therefore, even when a voltage is applied to the piezoelectric body active portion 320, the electric field strength at the end of the piezoelectric body active portion 320 does not increase, and dielectric breakdown of the piezoelectric film 70 can be prevented. Further, since the thickness of the piezoelectric film 70 of the piezoelectric active portion 320 becomes uniform, the piezoelectric characteristics are improved. Note that, with such a configuration, the same effect as in the above-described embodiment can be obtained.

【0240】(他の実施形態)以上、本発明の各実施形
態を説明したが、インクジェット式記録ヘッドの基本的
構成は上述したものに限定されるものではない。
(Other Embodiments) The embodiments of the present invention have been described above, but the basic structure of the ink jet recording head is not limited to the above.

【0241】例えば、上述した各実施形態では、下電極
膜60の端部を圧電体能動部320の端部とし、その上
の圧電体膜70及び上電極膜80をそれより外側まで延
設して圧電体非能動部330を設け、圧電体能動部32
0の端部の破壊を防止しているが、他端部では、圧力発
生室12内で圧電体膜70及び上電極膜80をパターニ
ングすることにより圧電体能動部320の端部となって
いる。このような端部は圧電体膜70及び上電極膜80
の剥がれ等が生じる可能性があるが、例えば、接着剤等
により固定したり、あるいは圧電素子300の圧電体膜
70とは不連続の不連続圧電体膜等で覆うことにより圧
電体能動部320の端部を保護して、耐久性を向上する
ようにしてもよい。
For example, in each of the embodiments described above, the end of the lower electrode film 60 is used as the end of the piezoelectric active portion 320, and the piezoelectric film 70 and the upper electrode film 80 thereover are extended to the outside. And the piezoelectric inactive portion 330 is provided.
0 is prevented, but the other end is an end of the piezoelectric active portion 320 by patterning the piezoelectric film 70 and the upper electrode film 80 in the pressure generating chamber 12. . Such an end portion corresponds to the piezoelectric film 70 and the upper electrode film 80.
The piezoelectric active portion 320 may be fixed by, for example, an adhesive or covered with a discontinuous piezoelectric film that is discontinuous with the piezoelectric film 70 of the piezoelectric element 300. May be protected to improve durability.

【0242】また、例えば、上述した封止板20の他、
共通インク室形成基板30をガラスセラミックス製とし
てもよく、さらには、薄肉膜41を別部材としてガラス
セラミックス製としてもよく、材料、構造等の変更は自
由である。
For example, in addition to the sealing plate 20 described above,
The common ink chamber forming substrate 30 may be made of glass ceramic, and further, the thin film 41 may be made of glass ceramic as a separate member, and the material, structure, and the like can be freely changed.

【0243】また、上述した実施形態では、ノズル開口
を流路形成基板10の端面に形成しているが、面に垂直
な方向に突出するノズル開口を形成してもよい。
In the above-described embodiment, the nozzle openings are formed on the end surface of the flow path forming substrate 10. However, the nozzle openings may be formed so as to project in a direction perpendicular to the surface.

【0244】このように構成した実施形態の分解斜視図
を図35、その流路の断面を図36にぞれぞれ示す。こ
の実施形態では、ノズル開口11が圧電素子とは反対の
ノズル基板120に穿設され、これらノズル開口11と
圧力発生室12とを連通するノズル連通口22が、封止
板20,共通インク室形成基板30及び薄肉板41A及
びインク室側板40Aを貫通するように配されている。
FIG. 35 is an exploded perspective view of the embodiment configured as described above, and FIG. 36 is a cross-sectional view of the flow path thereof. In this embodiment, the nozzle opening 11 is formed in the nozzle substrate 120 opposite to the piezoelectric element, and the nozzle communication port 22 that connects the nozzle opening 11 and the pressure generating chamber 12 is formed with the sealing plate 20 and the common ink chamber. It is arranged so as to penetrate the formation substrate 30, the thin plate 41A, and the ink chamber side plate 40A.

【0245】なお、本実施形態は、その他、薄肉板41
Aとインク室側板40Aとを別部材とし、インク室側板
40Aに開口40bを形成した以外は、基本的に上述し
た実施形態と同様であり、同一部材には同一符号を付し
て重複する説明は省略する。
In this embodiment, the thin plate 41
A is basically the same as the above-described embodiment except that the ink chamber side plate 40A and the ink chamber side plate 40A are separate members, and the opening is formed in the ink chamber side plate 40A. Is omitted.

【0246】ここで、この実施形態においても、上述の
実施形態と同様に、コンタクトホールを介さず、圧電体
能動部に電圧を印加することができるため、弾性膜の変
位効率を向上することができる。
Here, also in this embodiment, similarly to the above-described embodiment, since the voltage can be applied to the piezoelectric active portion without passing through the contact hole, the displacement efficiency of the elastic film can be improved. it can.

【0247】勿論、以上説明した各実施形態は、適宜組
み合わせて実施することにより、より一層の効果を奏す
るものであることは言うまでもない。
Of course, it goes without saying that the above-described embodiments can be further combined with each other to achieve further effects.

【0248】また、以上説明した各実施形態は、成膜及
びリソグラフィプロセスを応用することにより製造でき
る薄膜型のインクジェット式記録ヘッドを例にしたが、
勿論これに限定されるものではなく、例えば、基板を積
層して圧力発生室を形成するもの、あるいはグリーンシ
ートを貼付もしくはスクリーン印刷等により圧電体膜を
形成するもの、又は水熱法等の結晶成長により圧電体膜
を形成するもの等、各種の構造のインクジェット式記録
ヘッドに本発明を採用することができる。
In each of the embodiments described above, a thin-film type ink jet recording head which can be manufactured by applying a film forming and lithography process is described as an example.
Of course, the present invention is not limited to this. For example, a structure in which substrates are laminated to form a pressure generating chamber, or a structure in which a green sheet is attached or a piezoelectric film is formed by screen printing, or a crystal formed by a hydrothermal method or the like The present invention can be applied to ink jet recording heads of various structures, such as those that form a piezoelectric film by growth.

【0249】このように、本発明は、その趣旨に反しな
い限り、種々の構造のインクジェット式記録ヘッドに応
用することができる。
As described above, the present invention can be applied to ink-jet recording heads having various structures, as long as the gist of the present invention is not contradicted.

【0250】また、これら各実施形態のインクジェット
式記録ヘッドは、インクカートリッジ等と連通するイン
ク流路を具備する記録ヘッドユニットの一部を構成し
て、インクジェット式記録装置に搭載される。図37、
そのインクジェット式記録装置の一例を示す概略図であ
る。
The ink jet recording head of each of the embodiments constitutes a part of a recording head unit having an ink flow path communicating with an ink cartridge 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.

【0251】図37に示すように、インクジェット式記
録ヘッドを有する記録ヘッドユニット1A及び1Bは、
インク供給手段を構成するカートリッジ2A及び2Bが
着脱可能に設けられ、この記録ヘッドユニット1A及び
1Bを搭載したキャリッジ3は、装置本体4に取り付け
られたキャリッジ軸5に軸方向移動自在に設けられてい
る。この記録ヘッドユニット1A及び1Bは、例えば、
それぞれブラックインク組成物及びカラーインク組成物
を吐出するものとしている。
As shown in FIG. 37, the recording head units 1A and 1B having the ink jet recording heads
Cartridges 2A and 2B constituting ink supply means are detachably provided. A carriage 3 on which the recording head units 1A and 1B are mounted is provided on a carriage shaft 5 attached to the apparatus main body 4 so as to be movable in the axial direction. I have. The recording head units 1A and 1B are, for example,
Each of them ejects a black ink composition and a color ink composition.

【0252】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。
Then, the driving force of the driving motor 6 is transmitted to the carriage 3 via a plurality of gears (not shown) and the timing belt 7, so that the carriage 3 on which the recording head units 1A and 1B are mounted moves along the carriage shaft 5. Moved. On the other hand, 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.

【0253】[0253]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
圧電体能動部から連続して、圧電体膜を有するが実質的
に駆動しない圧電体非能動部を設けることにより、コン
タクトホールを形成することなく圧電体能動部に電圧を
印加することができ、圧電体能動部を圧力発生室に対向
する領域内に設けることができるため、変位特性及び信
頼性を向上することができる。
As described above, according to the present invention,
Continuously from the piezoelectric active portion, by providing a piezoelectric non-active portion having a piezoelectric film but not substantially driven, it is possible to apply a voltage to the piezoelectric active portion without forming a contact hole, Since the piezoelectric active portion can be provided in a region facing the pressure generating chamber, displacement characteristics and reliability can be improved.

【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
録ヘッドの分解斜視図である。
FIG. 1 is an exploded 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
録ヘッドを示す図であり、図1の平面図及び断面図であ
る。
FIG. 2 is a plan view and a cross-sectional view of the inkjet recording head according to the first embodiment of the present invention, showing the same.

【図3】図1の封止板の変形例を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing a modification of the sealing plate of FIG. 1;

【図4】本発明の実施形態1の薄膜製造工程を示す断面
図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a thin-film manufacturing process according to the first embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施形態1の薄膜製造工程を示す断面
図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a thin-film manufacturing process according to the first embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施形態1の薄膜製造工程を示す断面
図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a thin-film manufacturing process according to the first embodiment of the present invention.

【図7】本発明の実施形態1に係るインクジェット式記
録ヘッドの要部を示す平面図及び断面図である。
FIGS. 7A and 7B are a plan view and a cross-sectional view illustrating a main part of the inkjet recording head according to the first embodiment of the invention.

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

【図9】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。
FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a main part of an ink jet recording head according to a second embodiment of the invention.

【図10】本発明の実施形態2に係るインクジェット式
記録ヘッドの変形例を示す断面図である。
FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a modification of the ink jet recording head according to Embodiment 2 of the present invention.

【図11】本発明の実施形態2に係るインクジェット式
記録ヘッドの変形例を示す平面図である。
FIG. 11 is a plan view showing a modification of the ink jet recording head according to the second embodiment of the present invention.

【図12】本発明の実施形態3に係るインクジェット式
記録ヘッドの要部を示す平面図及び断面図である。
12A and 12B are a plan view and a cross-sectional view illustrating a main part of an inkjet recording head according to Embodiment 3 of the present invention.

【図13】本発明の実施形態3に係るインクジェット式
記録ヘッドの変形例を示す平面図である。
FIG. 13 is a plan view showing a modification of the ink jet recording head according to Embodiment 3 of the present invention.

【図14】本発明の実施形態4に係るインクジェット式
記録ヘッドの要部を示す平面図である。
FIG. 14 is a plan view showing a main part of an ink jet recording head according to Embodiment 4 of the present invention.

【図15】本発明の実施形態4に係るインクジェット式
記録ヘッドの変形例を示す平面図及び断面図である。
15A and 15B are a plan view and a cross-sectional view illustrating a modified example of the ink jet recording head according to Embodiment 4 of the present invention.

【図16】本発明の実施形態5に係るインクジェット式
記録ヘッドの要部を示す平面図及び断面図である。
FIG. 16 is a plan view and a cross-sectional view illustrating a main part of an inkjet recording head according to a fifth embodiment of the present invention.

【図17】本発明の実施形態5に係るインクジェット式
記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。
FIG. 17 is a cross-sectional view showing a step of manufacturing the ink jet recording head according to Embodiment 5 of the present invention.

【図18】本発明の実施形態6に係るインクジェット式
記録ヘッドの要部を示す平面図である。
FIG. 18 is a plan view illustrating a main part of an ink jet recording head according to a sixth embodiment of the invention.

【図19】本発明の実施形態7に係るインクジェット式
記録ヘッドの要部を示す平面図である。
FIG. 19 is a plan view showing a main part of an ink jet recording head according to Embodiment 7 of the present invention.

【図20】本発明の実施形態8に係るインクジェット式
記録ヘッドの要部を示す平面図及び断面図である。
FIG. 20 is a plan view and a cross-sectional view illustrating a main part of an inkjet recording head according to Embodiment 8 of the present invention.

【図21】本発明の実施形態9に係るインクジェット式
記録ヘッドの要部を示す平面図及び断面図である。
FIGS. 21A and 21B are a plan view and a sectional view showing a main part of an ink jet recording head according to Embodiment 9 of the present invention.

【図22】本発明の実施形態10に係るインクジェット
式記録ヘッドの要部を示す平面図である。
FIG. 22 is a plan view showing a main part of an ink jet recording head according to Embodiment 10 of the present invention.

【図23】本発明の実施形態11に係るインクジェット
式記録ヘッドの要部を示す平面図及び断面図である。
FIG. 23 is a plan view and a cross-sectional view illustrating a main part of an inkjet recording head according to Embodiment 11 of the present invention.

【図24】本発明の実施形態11に係るインクジェット
式記録ヘッドの変形例を示す平面図である。
FIG. 24 is a plan view showing a modification of the ink jet recording head according to Embodiment 11 of the present invention.

【図25】本発明の実施形態11に係るインクジェット
式記録ヘッドの変形例を示す平面図である。
FIG. 25 is a plan view showing a modification of the ink jet recording head according to Embodiment 11 of the present invention.

【図26】本発明の実施形態12に係るインクジェット
式記録ヘッドの要部を示す平面図である。
FIG. 26 is a plan view showing a main part of an ink jet recording head according to Embodiment 12 of the present invention.

【図27】本発明の実施形態13に係るインクジェット
式記録ヘッドの要部を示す平面図である。
FIG. 27 is a plan view showing a main part of an ink jet recording head according to Embodiment 13 of the present invention.

【図28】本発明の実施形態14に係るインクジェット
式記録ヘッドの要部を示す平面図及び断面図である。
FIG. 28 is a plan view and a cross-sectional view illustrating a main part of an inkjet recording head according to Embodiment 14 of the present invention.

【図29】本発明の実施形態15に係るインクジェット
式記録ヘッドの要部を示す平面図である。
FIG. 29 is a plan view showing a main part of an ink jet recording head according to Embodiment 15 of the present invention.

【図30】本発明の実施形態16に係るインクジェット
式記録ヘッドの要部を示す平面図及び断面図である。
30A and 30B are a plan view and a cross-sectional view illustrating a main part of an ink jet recording head according to Embodiment 16 of the invention.

【図31】本発明の実施形態16に係るインクジェット
式記録ヘッドの変形例を示す断面図である。
FIG. 31 is a sectional view showing a modification of the ink jet recording head according to Embodiment 16 of the present invention.

【図32】本発明の実施形態17に係るインクジェット
式記録ヘッドの要部を示す平面図及び断面図である。
FIGS. 32A and 32B are a plan view and a cross-sectional view illustrating a main part of an ink jet recording head according to Embodiment 17 of the invention.

【図33】本発明の実施形態18に係るインクジェット
式記録ヘッドの要部を示す平面図及び断面図である。
FIG. 33 is a plan view and a cross-sectional view showing a main part of an inkjet recording head according to Embodiment 18 of the present invention.

【図34】本発明の実施形態19に係るインクジェット
式記録ヘッドの要部を示す平面図及び断面図である。
34A and 34B are a plan view and a cross-sectional view illustrating a main part of an ink jet recording head according to Embodiment 19 of the invention.

【図35】本発明の他の実施形態に係るインクジェット
式記録ヘッドの分解斜視図である。
FIG. 35 is an exploded perspective view of an ink jet recording head according to another embodiment of the present invention.

【図36】本発明の他の実施形態に係るインクジェット
式記録ヘッドを示す断面図である。
FIG. 36 is a sectional view showing an ink jet recording head according to another embodiment of the present invention.

【図37】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. 37 is a schematic view 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 ノズル開口 12 圧力発生室 50 弾性膜 60 下電極膜 70 圧電体膜 80 上電極膜 300 圧電素子 320 圧電体能動部 330 圧電体非能動部 Reference Signs List 10 flow path forming substrate 11 nozzle opening 12 pressure generating chamber 50 elastic film 60 lower electrode film 70 piezoelectric film 80 upper electrode film 300 piezoelectric element 320 piezoelectric active portion 330 piezoelectric non-active portion

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 守谷 壮一 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 (56)参考文献 特開 平9−286103(JP,A) 特開 平8−127124(JP,A) 特開 平10−181016(JP,A) 特開 平9−239891(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B41J 2/045 B41J 2/055 B41J 2/16 B32B 7/02 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Soichi Moriya 3-5-5 Yamato, Suwa-shi, Nagano Seiko Epson Corporation (56) References JP-A-9-286103 (JP, A) 8-127124 (JP, A) JP-A-10-181016 (JP, A) JP-A-9-239891 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) B41J 2/045 B41J 2/055 B41J 2/16 B32B 7/02

Claims (56)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ノズル開口に連通する圧力発生室と、こ
の圧力発生室に対応する領域に絶縁層を介して設けられ
た下電極、該下電極上に設けられた圧電体層及び該圧電
体層の表面に設けられた上電極からなる圧電素子とを備
えるインクジェット式記録ヘッドにおいて、 前記圧電素子は、前記圧力発生室に対向する領域に、実
質的な駆動部となる圧電体能動部と該圧電体能動部から
連続する前記圧電体層を有するが実質的に駆動されない
圧電体非能動部とを有し、且つ前記圧電体層は、結晶が
優先配向していることを特徴とするインクジェット式記
録ヘッド。
1. A pressure generating chamber communicating with a nozzle opening, a lower electrode provided in a region corresponding to the pressure generating chamber via an insulating layer, a piezoelectric layer provided on the lower electrode, and the piezoelectric body An ink jet recording head comprising: a piezoelectric element comprising an upper electrode provided on the surface of a layer; wherein the piezoelectric element is provided in a region facing the pressure generating chamber.
From the piezoelectric active part to be a qualitative driving part and the piezoelectric active part
Having a continuous piezoelectric layer but not substantially driven
An ink jet recording head having a piezoelectric non-active portion, and wherein the piezoelectric layer has a crystal oriented preferentially.
【請求項2】 請求項1において、前記圧電体層は、結
晶が柱状となっていることを特徴とするインクジェット
式記録ヘッド。
2. The ink jet recording head according to claim 1, wherein the piezoelectric layer has a columnar crystal.
【請求項3】 請求項1又は2において、前記圧電体非
能動部が前記圧力発生室に対向する領域内から領域外ま
で延設されていることを特徴とするインクジェット式記
録ヘッド。
3. The ink jet recording head according to claim 1, wherein the piezoelectric inactive portion extends from an area facing the pressure generating chamber to an area outside the pressure generating chamber.
【請求項4】 請求項1〜3の何れかにおいて、前記圧
電体非能動部は前記下電極が除去されて形成され、当該
圧電体非能動部を介して前記上電極又は当該上電極に接
続したリード電極が前記圧力発生室の周壁上まで延設さ
れていることを特徴とするインクジェット式記録ヘッ
ド。
4. The piezoelectric inactive section according to claim 1, wherein the piezoelectric inactive portion is formed by removing the lower electrode, and is connected to the upper electrode or the upper electrode via the piezoelectric inactive portion. An ink-jet recording head, wherein the lead electrode extends to the peripheral wall of the pressure generating chamber.
【請求項5】 請求項1〜3の何れかにおいて、前記上
電極の端部は前記下電極の端部よりも内側に位置して前
記圧電体能動部の端部となっており、前記上電極の端部
より外側に突出した前記下電極上には前記圧電体層が設
けられて前記圧電体非能動部を構成すると共に前記下電
極の端部の外側にも前記圧電体層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。
5. The piezoelectric element according to claim 1, wherein an end of the upper electrode is located inside an end of the lower electrode and serves as an end of the piezoelectric active portion. The piezoelectric layer is provided on the lower electrode protruding outside from the end of the electrode to constitute the piezoelectric inactive portion, and the piezoelectric layer is provided outside the end of the lower electrode. An ink jet recording head characterized in that:
【請求項6】 請求項1〜5の何れかにおいて、前記圧
電体非能動部は、前記圧電体能動部の長手方向一端部に
連続的に設けられていることを特徴とするインクジェッ
ト式記録ヘッド。
6. An ink jet recording head according to claim 1, wherein said piezoelectric non-active portion is continuously provided at one longitudinal end of said piezoelectric active portion. .
【請求項7】 請求項6において、前記圧電体非能動部
の少なくとも前記圧力発生室の端部と周壁との境界を横
切る部分近傍の幅が、前記圧電体能動部の幅より狭くな
っていることを特徴とするインクジェット式記録ヘッ
ド。
7. The piezoelectric active portion according to claim 6, wherein a width of at least a portion of the non-active portion of the piezoelectric body crossing a boundary between an end of the pressure generating chamber and a peripheral wall is smaller than a width of the active portion of the piezoelectric body. An ink jet recording head, characterized in that:
【請求項8】 請求項6において、前記圧電体非能動部
の少なくとも前記圧力発生室の端部と周壁との境界を横
切る部分近傍の幅が、前記圧力発生室の幅より広くなっ
ていることを特徴とするインクジェット式記録ヘッド。
8. The pressure generating chamber according to claim 6, wherein a width of at least a portion of the piezoelectric inactive portion which crosses a boundary between an end of the pressure generating chamber and a peripheral wall is larger than a width of the pressure generating chamber. An ink jet recording head characterized by the following.
【請求項9】 請求項1〜8の何れかにおいて、前記圧
電体能動部と前記圧電体非能動部との境界に対向する領
域には、当該圧電体能動部の変位を抑制する変位抑制層
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。
9. The displacement suppressing layer according to claim 1, wherein a displacement suppressing layer for suppressing displacement of the piezoelectric active portion is provided in a region facing a boundary between the piezoelectric active portion and the piezoelectric non-active portion. An ink jet recording head, comprising:
【請求項10】 請求項1〜9の何れかにおいて、前記
下電極は、前記圧力発生室の幅方向両側の隔壁及び隣接
する前記圧力発生室に対向する領域まで連続して設けら
れていることを特徴とするインクジェット式記録ヘッ
ド。
10. The pressure sensor according to claim 1, wherein the lower electrode is provided continuously up to the partition wall on both sides in the width direction of the pressure generating chamber and a region facing the adjacent pressure generating chamber. An ink jet recording head characterized by the following.
【請求項11】 請求項1〜9の何れかにおいて、前記
下電極は、幅方向両端部が前記圧電体層の幅方向両端部
と共に前記圧力発生室内に位置するように設けられ、且
つ前記圧電体非能動部が設けられた長手方向一端部とは
反対側の他端部から前記圧力発生室の周壁上まで延設さ
れていることを特徴とするインクジェット式記録ヘッ
ド。
11. The piezoelectric device according to claim 1, wherein the lower electrode is provided such that both ends in the width direction are located in the pressure generating chamber together with both ends in the width direction of the piezoelectric layer. An ink jet recording head, which extends from the other end of the pressure generating chamber opposite to the one end in the longitudinal direction where the body non-active portion is provided to the peripheral wall of the pressure generating chamber.
【請求項12】 請求項1〜10の何れかにおいて、前
記圧電体非能動部以外の前記圧力発生室に対向する領域
は前記下電極によって覆われていることを特徴とするイ
ンクジェット式記録ヘッド。
12. An ink jet recording head according to claim 1, wherein a region other than said piezoelectric inactive portion facing said pressure generating chamber is covered by said lower electrode.
【請求項13】 請求項3〜12の何れかにおいて、前
記圧電体非能動部の下側の前記下電極の除去される幅
が、前記圧力発生室の幅よりも狭いことを特徴とするイ
ンクジェット式記録ヘッド。
13. The ink-jet apparatus according to claim 3, wherein a width of the lower electrode below the piezoelectric inactive portion is smaller than a width of the pressure generating chamber. Type recording head.
【請求項14】 請求項12において、前記圧電体非能
動部が、前記圧力発生室の長手方向略中央部から前記圧
力発生室の幅方向の少なくとも一方の周壁上に延設され
ていることを特徴とするインクジェット式記録ヘッド。
14. The method according to claim 12, wherein the piezoelectric inactive portion extends from a substantially central portion in a longitudinal direction of the pressure generating chamber on at least one peripheral wall in a width direction of the pressure generating chamber. Characteristic inkjet recording head.
【請求項15】 請求項12〜14の何れかにおいて、
前記圧電体非能動部の下側の前記下電極が除去された部
分が、略円形形状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。
15. The method according to claim 12, wherein
An ink jet recording head, wherein a portion below the piezoelectric non-active portion from which the lower electrode is removed has a substantially circular shape.
【請求項16】 請求項12〜15の何れかにおいて、
前記上電極の縁部が前記下電極上から前記下電極除去部
上へ交差する方向と、当該上電極が周壁上に延設される
方向とが一致しないことを特徴とするインクジェット式
記録ヘッド。
16. In any one of claims 12 to 15,
An ink jet recording head, wherein a direction in which an edge of the upper electrode crosses from above the lower electrode to above the lower electrode removing portion does not coincide with a direction in which the upper electrode extends on a peripheral wall.
【請求項17】 請求項1〜16の何れかにおいて、前
記圧電体能動部の前記圧電体非能動部側の端部近傍に対
向する部分の前記下電極の幅が、他の部分の幅より狭い
幅狭部となっていることを特徴とするインクジェット式
記録ヘッド。
17. The width of the lower electrode in a portion of the piezoelectric active portion facing the vicinity of an end of the piezoelectric active portion on the side of the piezoelectric non-active portion, the width of the lower electrode being larger than the width of the other portion. An ink jet recording head having a narrow width.
【請求項18】 請求項17において、前記下電極の前
記幅狭部の少なくとも先端部の幅が、前記圧電体非能動
部の圧電体層及び上電極より狭いことを特徴とするイン
クジェット式記録ヘッド。
18. The ink jet recording head according to claim 17, wherein the width of at least the front end of the narrow portion of the lower electrode is smaller than the width of the piezoelectric layer and the upper electrode of the piezoelectric non-active portion. .
【請求項19】 請求項17において、前記下電極の前
記幅狭部の全体の幅が前記圧電体非能動部の圧電体層及
び上電極より狭いことを特徴とするインクジェット式記
録ヘッド。
19. The ink jet recording head according to claim 17, wherein the entire width of the narrow portion of the lower electrode is smaller than the piezoelectric layer of the piezoelectric non-active portion and the upper electrode.
【請求項20】 請求項17において、前記下電極の前
記幅狭部の幅が前記圧電体非能動部の圧電体層及び上電
極の幅より幅広で、前記幅狭部の幅方向端面と前記上電
極の幅方向端面との距離が10μm以下であることを特
徴とするインクジェット式記録ヘッド。
20. The method according to claim 17, wherein the width of the narrow portion of the lower electrode is wider than the width of the piezoelectric layer and the upper electrode of the non-piezoelectric active portion, and the width direction end face of the narrow portion and the width of the lower electrode are different. An ink jet recording head, wherein the distance from the widthwise end surface of the upper electrode is 10 μm or less.
【請求項21】 請求項3〜20の何れかにおいて、前
記圧力発生室と周壁との境界部分に対向する領域の前記
圧電体層の下側には、前記下電極とは不連続の不連続下
電極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。
21. The piezoelectric element according to claim 3, wherein the lower electrode is discontinuous below the piezoelectric layer in a region opposed to a boundary between the pressure generating chamber and the peripheral wall. An ink jet recording head comprising a lower electrode.
【請求項22】 請求項21において、前記不連続下電
極は、少なくとも前記圧力発生室の縁部を覆って設けら
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。
22. The ink jet recording head according to claim 21, wherein the discontinuous lower electrode is provided so as to cover at least an edge of the pressure generating chamber.
【請求項23】 請求項21又は22において、前記不
連続下電極は、前記下電極の前記圧力発生室の長手方向
端部近傍に設けられ、前記圧力発生室の並設方向に延び
る下電極除去部によって、前記下電極と不連続となって
いることを特徴とするインクジェット式記録ヘッド。
23. The lower electrode according to claim 21, wherein the discontinuous lower electrode is provided near a longitudinal end of the pressure generating chamber of the lower electrode and extends in a direction in which the pressure generating chambers are juxtaposed. An ink jet recording head characterized in that some portions are discontinuous with the lower electrode.
【請求項24】 請求項21〜23の何れかにおいて、
前記不連続下電極は、何れにも電気的に接続されていな
いことを特徴とするインクジェット式記録ヘッド。
24. The method according to claim 21, wherein
The inkjet recording head according to claim 1, wherein the discontinuous lower electrode is not electrically connected to any of the electrodes.
【請求項25】 請求項21〜23の何れかにおいて、
前記不連続下電極は、充電される時定数が駆動パルスよ
りも大きくなるように抵抗に接続されていることを特徴
とするインクジェット式記録ヘッド。
25. In any one of claims 21 to 23,
The inkjet recording head according to claim 1, wherein the discontinuous lower electrode is connected to a resistor such that a charging time constant is larger than a driving pulse.
【請求項26】 請求項21〜25の何れかにおいて、
前記不連続下電極の前記下電極とは反対側の前記周壁上
には、前記不連続下電極と不連続であり且つ一端が外部
配線に接続される配線用下電極が前記各圧電素子毎に設
けられていることを特徴とするインクジェット式記録ヘ
ッド。
26. In any one of claims 21 to 25,
On the peripheral wall of the discontinuous lower electrode opposite to the lower electrode, a wiring lower electrode that is discontinuous with the discontinuous lower electrode and has one end connected to an external wiring is provided for each of the piezoelectric elements. An ink jet recording head, which is provided.
【請求項27】 請求項21〜23の何れかにおいて、
前記不連続下電極が、前記圧力発生室の幅方向に前記各
圧電体能動部毎に分離されており、それぞれ前記各圧電
体能動部の前記上電極又はその上に接続されるリード電
極と接続されていることを特徴とするインクジェット式
記録ヘッド。
27. The method according to claim 21, wherein
The discontinuous lower electrode is separated for each of the piezoelectric active portions in the width direction of the pressure generating chamber, and is connected to the upper electrode of each of the piezoelectric active portions or a lead electrode connected thereto. An ink jet recording head characterized in that:
【請求項28】 請求項27において、前記各不連続下
電極及び前記下電極が、それぞれ絶縁可能な程度の間隔
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。
28. The ink jet recording head according to claim 27, wherein each of the discontinuous lower electrodes and the lower electrodes have an interval capable of being insulated.
【請求項29】 請求項27又は28において、隣接す
る前記不連続下電極の間には、何れにも接続されない中
間電極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。
29. The ink jet recording head according to claim 27, wherein an intermediate electrode connected to none of the discontinuous lower electrodes is connected between the adjacent lower electrodes.
【請求項30】 請求項21〜29の何れかにおいて、
前記圧電素子に対応する領域以外の前記下電極膜除去部
の少なくとも一部に、前記圧電体層が残留されているこ
とを特徴とするインクジェット式記録ヘッド。
30. The method according to claim 21, wherein
An ink jet recording head, wherein the piezoelectric layer is left in at least a part of the lower electrode film removed part other than a region corresponding to the piezoelectric element.
【請求項31】 請求項1〜30の何れかにおいて、前
記圧力発生室の幅方向両側の隔壁上には前記下電極と同
一の層により構成される残留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。
31. The method according to claim 1, wherein a residual portion made of the same layer as the lower electrode is provided on the partition walls on both sides in the width direction of the pressure generating chamber. Inkjet recording head.
【請求項32】 請求項31において、前記圧電体能動
部の前記下電極の端部の外側には、当該下電極とは不連
続の不連続下電極が設けられ、前記残留部が当該不連続
下電極から連続的に延設されていることを特徴とするイ
ンクジェット式記録ヘッド。
32. The piezoelectric active section according to claim 31, further comprising a discontinuous lower electrode provided outside the end of the lower electrode of the piezoelectric active section, the discontinuous lower electrode being discontinuous from the lower electrode. An ink jet recording head continuously extending from a lower electrode.
【請求項33】 請求項31において、前記残留部が前
記圧電素子を構成する前記下電極と連続的に設けられて
いることを特徴とするインクジェット式記録ヘッド。
33. An ink jet recording head according to claim 31, wherein said remaining portion is provided continuously with said lower electrode constituting said piezoelectric element.
【請求項34】 請求項31〜33の何れかにおいて、
前記下電極の幅方向端面と前記残留部の幅方向端面との
間隔が、前記圧電体層の厚さよりも広く且つ前記下電極
の幅よりも狭いことを特徴とするインクジェット式記録
ヘッド。
34. In any one of claims 31 to 33,
An ink jet recording head, wherein a distance between a width direction end face of the lower electrode and a width direction end face of the remaining portion is wider than a thickness of the piezoelectric layer and smaller than a width of the lower electrode.
【請求項35】 請求項31〜34の何れかにおいて、
前記下電極が周壁上まで延設される前記圧力発生室の端
部近傍に前記圧電体層の長手方向端部が存在し、当該端
部から外側に延設された前記下電極が幅広となるまでの
距離が、前記圧電体層の厚さよりも広く且つ前記下電極
の幅よりも狭いことを特徴とするインクジェット式記録
ヘッド。
35. In any one of claims 31 to 34,
A longitudinal end of the piezoelectric layer exists near an end of the pressure generating chamber in which the lower electrode extends to the peripheral wall, and the lower electrode extending outward from the end becomes wider. An ink-jet recording head, wherein the distance to the lower electrode is larger than the thickness of the piezoelectric layer and smaller than the width of the lower electrode.
【請求項36】 請求項31〜35の何れかにおいて、
前記残留部の幅が、隣接する圧力発生室間の隔壁の幅の
50%以上であることを特徴とするインクジェット式記
録ヘッド。
36. In any one of claims 31 to 35,
The width of the remaining portion is 50% or more of the width of the partition wall between the adjacent pressure generating chambers.
【請求項37】 請求項31〜36の何れかにおいて、
前記下電極及び前記残留部が、並設された複数の前記圧
力発生室及びその幅方向両側の隔壁に対応する領域の5
0%以上の幅の領域に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。
37. In any one of claims 31 to 36,
The lower electrode and the residual portion are located in a region corresponding to the plurality of pressure generating chambers arranged in parallel and the partition walls on both sides in the width direction thereof.
An ink jet recording head formed in a region having a width of 0% or more.
【請求項38】 請求項31〜37の何れかにおいて、
前記下電極及び前記残留部が、前記圧力発生室が形成さ
れる流路形成基板の全面積の50%以上の領域に形成さ
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。
38. In any one of claims 31 to 37,
An ink jet recording head according to claim 1, wherein said lower electrode and said remaining portion are formed in a region of 50% or more of the entire area of the flow path forming substrate in which said pressure generating chamber is formed.
【請求項39】 請求項1〜38の何れかにおいて、前
記圧電体層の結晶組織が前記下電極上と前記絶縁層上と
略同一であることを特徴とするインクジェット式記録ヘ
ッド。
39. The ink jet recording head according to claim 1, wherein the crystal structure of the piezoelectric layer is substantially the same as the crystal structure on the lower electrode and on the insulating layer.
【請求項40】 請求項39において、前記絶縁層の表
面に前記圧電体層の結晶の核となる結晶種が形成されて
いることを特徴とするインクジェット式記録ヘッド。
40. The ink jet recording head according to claim 39, wherein a crystal seed serving as a nucleus of a crystal of the piezoelectric layer is formed on a surface of the insulating layer.
【請求項41】 請求項40において、前記結晶種が島
状に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。
41. The ink jet recording head according to claim 40, wherein the crystal seeds are formed in an island shape.
【請求項42】 請求項3〜41の何れかにおいて、前
記下電極の端部の外側には、第2の絶縁層が設けられて
いることを特徴とするインクジェット式記録ヘッド。
42. The ink jet recording head according to claim 3, wherein a second insulating layer is provided outside an end of the lower electrode.
【請求項43】 請求項42において、前記第2の絶縁
層が前記下電極と略同一の膜厚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。
43. An ink jet recording head according to claim 42, wherein said second insulating layer has substantially the same thickness as said lower electrode.
【請求項44】 請求項42又は43において、前記第
2の絶縁層が前記絶縁層とは異なる絶縁材料からなるこ
とを特徴とするインクジェット式記録ヘッド。
44. The ink jet recording head according to claim 42, wherein the second insulating layer is made of an insulating material different from the insulating layer.
【請求項45】 請求項3〜41の何れかにおいて、前
記下電極の端部の外側の前記絶縁層に厚膜部が設けられ
ていることを特徴とするインクジェット式記録ヘッド。
45. The ink jet recording head according to claim 3, wherein a thick film portion is provided on the insulating layer outside an end of the lower electrode.
【請求項46】 請求項45において、前記厚膜部が前
記下電極と略同一の膜厚であることを特徴とするインク
ジェット式記録ヘッド。
46. The ink jet recording head according to claim 45, wherein the thick film portion has substantially the same film thickness as the lower electrode.
【請求項47】 請求項3〜41の何れかにおいて、前
記下電極の端部には前記圧電体能動部の外側に向かって
前記下電極の膜厚が漸小する膜厚漸小部が設けられてい
ることを特徴とするインクジェット式記録ヘッド。
47. The thin film taper according to claim 3, wherein an end portion of the lower electrode is provided with a tapered portion in which the thickness of the lower electrode is gradually reduced toward the outside of the piezoelectric active portion. An ink jet recording head characterized by being used.
【請求項48】 請求項47において、前記膜厚漸小部
は、前記下電極の膜厚が連続的に漸小する傾斜面となっ
ていることを特徴とするインクジェット式記録ヘッド。
48. The ink jet recording head according to claim 47, wherein the tapered portion has an inclined surface in which the film thickness of the lower electrode is gradually reduced.
【請求項49】 請求項47において、前記膜厚漸小部
は、前記下電極の膜厚が階段状に漸小していることを特
徴とするインクジェット式記録ヘッド。
49. The ink jet recording head according to claim 47, wherein the thickness of the lower electrode is gradually reduced in a stepwise manner in the tapered portion.
【請求項50】 請求項47において、前記膜厚漸小部
は、前記下電極の膜厚が連続的に漸小する傾斜曲面とな
っていることを特徴とするインクジェット式記録ヘッ
ド。
50. The ink jet recording head according to claim 47, wherein the tapered portion has an inclined curved surface in which the thickness of the lower electrode is gradually reduced.
【請求項51】 請求項47〜50の何れかにおいて、
前記膜厚漸小部上に形成される前記圧電体層の膜厚が、
他の部分の膜厚よりも厚いことを特徴とするインクジェ
ット式記録ヘッド。
51. The method according to claim 47, wherein
The thickness of the piezoelectric layer formed on the tapered portion,
An ink jet recording head characterized in that it is thicker than other portions.
【請求項52】 請求項6〜51の何れかにおいて、前
記圧電体能動部の前記一端部近傍の構造を他端部側にも
有することを特徴とするインクジェット式記録ヘッド。
52. An ink jet recording head according to claim 6, wherein a structure near the one end of the piezoelectric active portion is also provided on the other end side.
【請求項53】 請求項6〜51の何れかにおいて、前
記圧電体能動部の他端部は、前記圧電体層及び前記上電
極の端部により形成され、この圧電体能動部の他端部
は、前記圧電体層とは不連続の不連続圧電体層によって
覆わ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。
53. The piezoelectric active part according to claim 6, wherein the other end of the piezoelectric active part is formed by an end of the piezoelectric layer and the upper electrode, and the other end of the piezoelectric active part is provided. Is covered by a discontinuous piezoelectric layer that is discontinuous from the piezoelectric layer.
【請求項54】 請求項6〜51の何れかにおいて、前
記圧電体能動部の他端部は、前記圧電体層及び前記上電
極の端部により形成され、この圧電体能動部の他端部
は、接着剤によって固定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。
54. The piezoelectric active part according to claim 6, wherein the other end of the piezoelectric active part is formed by an end of the piezoelectric layer and the upper electrode, and the other end of the piezoelectric active part is provided. Is an ink jet recording head fixed by an adhesive.
【請求項55】 請求項1〜54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、前記下電極、圧電体層、上電極の各層
が成膜及びリソグラフィ法により形成されたものである
ことを特徴とするインクジェット式記録ヘッド。
55. The pressure generating chamber according to claim 1, wherein the pressure generating chamber is formed on a silicon single crystal substrate by anisotropic etching, and each of the lower electrode, the piezoelectric layer, and the upper electrode is formed by film formation and lithography. An ink jet recording head formed by a method.
【請求項56】 請求項1〜55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。
56. An ink jet recording apparatus comprising the ink jet recording head according to any one of claims 1 to 55.
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