JP3409662B2

JP3409662B2 - インクジェット式記録ヘッド

Info

Publication number: JP3409662B2
Application number: JP28067997A
Authority: JP
Inventors: 俊華張
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1997-10-14
Filing date: 1997-10-14
Publication date: 2003-05-26
Anticipated expiration: 2017-10-14
Also published as: JPH11115186A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インク滴を吐出す
るノズル開口と連通する圧力発生室の一部を振動板で構
成し、この振動板の表面の圧電体層を形成して、圧電体
層の変位によりインク滴を吐出させるインクジェット式
記録ヘッドに関する。

【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
電振動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、圧電振動子が軸方向に伸長、収縮す
る縦振動モードの圧電振動子を使用したものと、たわみ
振動モードの圧電振動子を使用したものの２種類が実用
化されている。

【０００３】前者は圧電振動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、圧電振動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
た圧電振動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。

【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振動子を
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。

【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振動子を形成したものが提案
されている。

【０００６】これによれば圧電振動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振動子を作り付けることができる
ばかりでなく、圧電振動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。

【０００７】また、この場合、基板として、例えばシリ
コン単結晶基板を用い、圧力発生室やリザーバ等の流路
を異方性エッチングにより形成し、圧力発生室の開口面
積を可及的に小さくして記録密度の向上を図ることが可
能である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなシリコン単結晶基板に薄膜形成及びパターニングに
より、各圧力発生室に対向する圧電体能動部を形成した
場合には、膜形成時の応力が残留して初期応力となり、
圧電振動子の特性が低下するという問題がある。また、
かかる流路形成基板と接合される連通板又は封止板など
の部材が、通常、ステンレス鋼又はガラス等であるの
で、線膨張率が異なる。したがって、接着時に熱がかか
るので、接着後に反りが発生し、これにより、圧電振動
子に残留する応力が大きくなり、圧電特性がさらに低下
したり、チップ内で特性のバラツキが大きくなったりす
るという虞もある。

【０００９】また、記録密度を上げようとすると、圧力
発生室を区画する隔壁の肉厚を薄くせざるを得ず、これ
により圧力発生室を区画する隔壁の剛性が低下し、上述
した問題を助長する。

【００１０】本発明はこのような事情に鑑み、流路形成
基板の初期不良を緩和し、圧電特性の低下及びチップ内
での圧電特性のバラツキを防止することができるインク
ジェット式記録ヘッドを提供することを課題とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の態様は、
一方面にノズル開口に連通すると共に複数の隔壁で区画
された圧力発生室の列を備え、他方面に前記圧力発生室
の一部を構成する振動板および前記圧力発生室に対向す
る領域に形成された圧電体能動部からなる圧電振動子を
備えた流路形成基板と、この流路形成基板の前記他方面
に接合される接合部材とを具備するインクジェット式記
録ヘッドにおいて、前記流路形成基板は、前記圧力発生
室の列方向に沿って該圧力発生室の形成面を凸側に屈曲
された状態で前記接合部材に接合されていることを特徴
とする。

【００１２】かかる第１の態様では、流路形成基板が接
合部材に屈曲された状態で接合されることにより、流路
形成基板の初期応力が緩和される。

【００１３】本発明の第２の態様は、第１の態様におい
て、前記接合部材の前記流路形成基板との接合面が該流
路形成基板の屈曲された状態に合わせた凸面であり、前
記圧電体能動部に対向する領域には当該圧電体能動部の
駆動を許容する凹部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。

【００１４】かかる第２の態様では、流路形成基板が凸
面に沿って接合されることにより、屈曲された状態で保
持され、初期応力が緩和され、一方、圧電体能動部は凹
部内に収容される。

【００１５】本発明の第３の態様は、第２の態様におい
て、前記凹部は、前記圧電体能動部のそれぞれに対応す
る形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。

【００１６】かかる第３の態様では、各圧電体能動部が
それぞれに対応する凹部内に位置してその駆動が許容さ
れる。

【００１７】本発明の第４の態様は、第１〜３の何れか
の態様において、前記流路形成基板は、接合前の前記圧
電体能動部の応力が緩和された状態で前記接合部材に接
合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。

【００１８】かかる第４の態様では、流路形成基板の初
期応力が緩和され、圧電特性が向上する。

【００１９】本発明の第５の態様は、第１〜４の何れか
の態様において、前記流路形成基板は、接合前の反りを
さらに大きくした状態で前記接合部材に接合されている
ことを特徴とするインクジェット式記録ヘッドにある。

【００２０】かかる第５の態様では、流路形成基板の屈
曲をさらに大きくすることにより初期応力を低減する。

【００２１】本発明の第６の態様は、第１〜５の何れか
の態様において、前記圧力発生室がシリコン単結晶基板
に異方性エッチングにより形成され、前記圧電振動子の
各層が成膜及びリソグラフィ法により形成されたもので
あることを特徴とするインクジェット式記録ヘッドにあ
る。

【００２２】かかる第６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。

【００２３】

【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。

【００２４】（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組立斜視図
であり、図２は、平面図およびその１つの圧力発生室の
長手方向における断面構造を示す図である。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】ここで、異方性エッチングは、シリコン単
結晶基板をＫＯＨ等のアルカリ溶液に浸漬すると、徐々
に侵食されて（１１０）面に垂直な第１の（１１１）面
と、この第１の（１１１）面と約７０度の角度をなし且
つ上記（１１０）と約３５度の角度をなす第２の（１１
１）面とが出現し、（１１０）面のエッチングレートと
比較して（１１１）面のエッチングレートが約１／１８
０であるという性質を利用して行われるものである。か
かる異方性エッチングにより、二つの第１の（１１１）
面と斜めの二つの第２の（１１１）面とで形成される平
行四辺形状の深さ加工を基本として精密加工を行うこと
ができ、圧力発生室１２を高密度に配列することができ
る。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】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２０
は、他面で共通インク室３１の一壁面を構成する。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】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、圧電振動子
（圧電素子）を構成している。このように、弾性膜５０
の各圧力発生室１２に対向する領域には、各圧力発生室
１２毎に独立して圧電振動子が設けられているが、本実
施形態では、下電極膜６０は圧電振動子の共通電極と
し、上電極膜８０を圧電振動子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。また、本実施形態では、圧電体膜７０を各圧力発生
室１２に対応して個別に設けたが、圧電体膜を全体に設
け、上電極膜８０を各圧力発生室１２に対応するように
個別に設けてもよい。何れの場合においても、各圧力発
生室１２毎に圧力能動部が形成されていることになる。

【００３７】そして、かかる各上電極膜８０の上面の少
なくとも周縁、及び圧電体膜７０の側面を覆うように電
気絶縁性を備えた絶縁体層９０が形成されている。絶縁
体層９０は、成膜法による形成やまたエッチングによる
整形が可能な材料、例えば酸化シリコン、窒化シリコ
ン、有機材料、好ましくは剛性が低く、且つ電気絶縁性
に優れた感光性ポリイミドで形成するのが好ましい。

【００３８】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を参照しながら説明する。

【００３９】図４（ａ）に示すように、まず、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。

【００４０】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、Ｐｔ等が好適である。これは、スパッタリン
グやゾル−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６００〜１００
０℃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７０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ＰＺＴを用いた場合に
は、ＰｂＯ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Ｐｔが好適である。

【００４１】次に、図４（ｃ）に示すように、圧電体膜
７０を成膜する。この圧電体膜７０の成膜にはスパッタ
リングを用いることもできるが、本実施形態では、金属
有機物を溶媒に溶解・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
用いている。圧電体膜７０の材料としては、チタン酸ジ
ルコン酸鉛（ＰＺＴ）系の材料がインクジェット式記録
ヘッドに使用する場合には好適である。

【００４２】次に、図４（ｄ）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、Ａｌ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｐｔ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、Ｐ
ｔをスパッタリングにより成膜している。

【００４３】次に、図５に示すように、下電極膜６０、
圧電体膜７０及び上電極膜８０をパターニングする。

【００４４】まず、図５（ａ）に示すように、下電極膜
６０、圧電体膜７０及び上電極膜８０を一緒にエッチン
グして下電極膜６０の全体パターンをパターニングす
る。次いで、図５（ｂ）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３２
０のパターニングを行う。次に、図５（ｃ）に示すよう
に、各圧力発生室１２（図５では圧力発生室１２は形成
前であるが、破線で示す）の幅方向両側に対向した領域
である圧電体能動部３２０の両側の振動板の腕に相当す
る部分の下電極膜６０を除去することにより、下電極膜
除去部３５０を形成する。このように下電極膜除去部３
５０を設けることにより、圧電体能動部３２０への電圧
印加による変位量の向上を図るものである。

【００４５】なお、下電極除去部３５０は、下電極膜６
０を完全に除去せずに、厚さを薄くしたものでもよい。
また、圧電体能動部３２０の腕部に相当する部分に下電
極除去部３５０を形成しているが、これに限定されず、
例えば、圧電体能動部３２０の両端部よりも長手方向外
側まで形成するようにしてもよいし、圧力発生室１２の
周縁部ほぼ全体に亘って形成してもよい。勿論、この下
電極除去部３５０は、必ずしも設ける必要はない。

【００４６】以上のように、下電極膜６０等をパターニ
ングした後には、好ましくは、各上電極膜８０の上面の
少なくとも周縁、及び圧電体膜７０および下電極膜６０
の側面を覆うように電気絶縁性を備えた絶縁体層９０を
形成する（図１参照）。

【００４７】そして、絶縁体層９０の各圧電体能動部３
２０の一端部に対応する部分の上面を覆う部分の一部に
は後述するリード電極１００と接続するために上電極膜
８０の一部を露出させるコンタクトホール９０ａが形成
されている。そして、このコンタクトホール９０ａを介
して各上電極膜８０に一端が接続し、また他端が接続端
子部に延びるリード電極１００が形成されている。

【００４８】このような絶縁体層及びリード電極の形成
プロセスを図６に示す。

【００４９】まず、図６（ａ）に示すように、上電極膜
８０の周縁部、圧電体膜７０および下電極膜６０の側面
を覆うように絶縁体層９０を形成する。この絶縁体層９
０の好適な材料は上述した通りであるが、本実施形態で
はネガ型の感光性ポリイミドを用いている。

【００５０】次に、図６（ｂ）に示すように、絶縁体層
９０をパターニングすることにより、各圧力発生室１２
のインク供給側の端部近傍に対応する部分にコンタクト
ホール９０ａを形成する。このコンタクトホール９０ａ
は、後述するリード電極１００と上電極膜８０との接続
をするためのものである。なお、コンタクトホール９０
ａは、圧力発生室１２の圧電体能動部３２０に対応する
部分に設ければよく、例えば、中央部やノズル側端部に
設けてもよい。

【００５１】次に、例えば、Ｃｒ−Ａｕなどの導電体を
全面に成膜した後、パターニングすることにより、リー
ド電極１００を形成する。

【００５２】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（ｃ）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。

【００５３】また、このようなインクジェット式記録ヘ
ッドでは、上述の一連の膜形成及び異方性エッチング
で、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
各流路形成基板１０に分割する。

【００５４】かかる流路形成基板１０は、形成した膜の
収縮等により初期応力が残留しており、僅かではある
が、圧力発生室１２の形成面を凸側にして反っている。
本実施形態では、かかる流路形成基板１０の膜形成面を
保持部材１１０に接合する。

【００５５】本実施形態の保持部材１１０は、最終的に
インクジェット式記録ヘッド全体を保持するケースを兼
ねており、流路形成基板１０との接合面が、凸面１１１
となり、また、上述した成膜により形成した圧電体能動
部を逃がすための凹部１１２を有する。

【００５６】ここで、凸面１１１は、当該凸面１１１に
流路形成基板１０を密着接合することにより、流路形成
基板１０の上述した反りがさらに助長されるような曲が
りを有する。

【００５７】また、保持部材１１０は、このように密着
接合された流路形成基板１０の反力を受けても変形しな
い程度の剛性を有している必要がある。しかしながら、
必要な曲がりよりも曲がりが大きな凸面を有して接合後
に流路形成基板１０の反力により変形して結果的に適正
な曲がりとなるものであってもよい。

【００５８】また、凹部１１２は、圧電体能動部の駆動
を許容できるものであればよく、所定の深さを有する溝
であっても、貫通孔であってもよいが、本実施形態で
は、配線等の関係から貫通孔としている。

【００５９】このように流路形成基板１０を接合部材１
１０の凸面１１１に接合すると、流路形成基板１０の成
膜部は、さらに圧縮方向の応力を受けることになり、初
期応力をなくす又は緩和することができる。

【００６０】ここで、凸面１１１の曲がりの程度である
が、このように初期応力を緩和できるものであれば特に
限定されないが、例えば、圧力発生室１２の列方向の寸
法が１０ｍｍ程度として、最大突出部の突出量が数μｍ
〜数十μｍ程度である。

【００６１】なお、接合部材１１０の材質は特に限定さ
れない。例えば、樹脂を射出成形などで一体成形しても
よく、また、金属製として凸面をレーザ加工又は研磨加
工等により形成したものであってもよい。

【００６２】また、接合手段も特に限定されず、簡便に
は接着剤を用いて行うことができる。

【００６３】このように接合部材１１０に接合した流路
形成基板１０は、さらに、封止板２０、共通インク室形
成基板３０、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。なお、流路
形成基板１０と各部材との接合の順番は特に限定され
ず、例えば、接合部材１１０との接合を最後に行っても
よい。

【００６４】かかるインクジェット式記録ヘッドは、図
示しない外部インク供給手段と接続したインク導入口４
２からインクを取り込み、共通インク室３１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、リード電極
１００を介して下電極膜６０と上電極膜８０との間に電
圧を印加し、弾性膜５０、下電極膜６０及び圧電体膜７
０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。

【００６５】（実施形態２）図７には、実施形態２に係
るインクジェット式記録ヘッドの分解斜視を、図８には
その流路の断面を示す。

【００６６】本実施形態の接合部材１１０Ａは、基本的
には、上述した接合部材１１０と同一で、凸面１１１Ａ
を有するが、凹部１１２Ａが、各圧電体能動部に対応し
た形状となっている。すなわち、凹部１１２Ａは、端部
側略半分が貫通部１１２ａとなっているが、残りの半分
が各圧電体能動部毎の溝部１１２ｂとなっている。した
がって、溝部１１２ｂの間には支持部１１３を有し、支
持部１１３は、各圧電体能動部の間の非能動部に接触す
るようになっている。

【００６７】このような形状にしたことにより、初期応
力を緩和するという効果は同一であるが、さらに、流路
形成基板１０が接合部材１１０Ａで確実に保持され、圧
電特性のバラツキ等が抑制される。

【００６８】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、本実施形
態では、面に垂直な方向に突出するノズル開口を形成し
ている。すなわち、本実施形態では、ノズル開口１１が
圧電振動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。

【００６９】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。

【００７０】また、接合部材１１０Ａは、例えば、樹脂
の一体成型物、あるいは金属製のブロックに加工を施し
たものでもよいが、複数部材を組み合わせて形成しても
よい。すなわち、図９に示すように、貫通部１１２ａに
対応する貫通孔２１２を有する第１の接合部材２１０ａ
と、貫通孔２１２に連通する貫通部２２２ａと溝部１１
２ｂに対応する溝を形成するための溝形成貫通部２２２
ｂとを有する第２の接合部材２１０ｂとから、上述した
接合部材１１０Ａと同一形状の接合部材を形成してもよ
い。

【００７１】ここで、本実施形態では、第１の接合部材
２１０ａは所定の曲がりを有する凸面２１１ａを有し、
一方、第２の接合部材２１０ｂは平らな板状であるが、
第２の接合部材２１０ｂは、第１の接合部材２１０ａの
凸面２１１ｂに接合されることにより、所定の曲がりを
有する凸面２１１ｂを有する。

【００７２】（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。

【００７３】例えば、上述した封止板２０の他、共通イ
ンク室形成板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。

【００７４】また、勿論、共通インク室を流路形成基板
に形成したタイプのインクジェット式記録ヘッドにも同
様に応用できる。

【００７５】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。

【００７６】さらに、上述した各実施形態では、振動板
として下電極膜とは別に弾性膜を設けたが、下電極膜が
弾性膜を兼ねるようにしてもよい。

【００７７】また、圧電振動子とリード電極との間に絶
縁体層を設けた例を説明したが、これに限定されず、例
えば、絶縁体層を設けないで、各上電極に異方性導電膜
を熱溶着し、この異方性導電膜をリード電極と接続した
り、その他、ワイヤボンディング等の各種ボンディング
技術を用いて接続したりする構成としてもよい。

【００７８】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。

【００７９】

【発明の効果】以上説明したように本発明においては、
流路形成基板を曲げた状態で接合部材に接合することに
より、初期応力が緩和され、圧電特性の低下又はバラツ
キの発生が防止されるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【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。

【図２】本発明の実施形態１に係るインクジェット式記
録ヘッドの断面図である。

【図３】本発明の実施形態１の変形例を示す斜視図であ
る。

【図４】本発明の実施形態１の薄膜製造工程を示す図で
ある。

【図５】本発明の実施形態１の薄膜製造工程を示す図で
ある。

【図６】本発明の実施形態１の薄膜製造工程を示す図で
ある。

【図７】本発明の実施形態２に係るインクジェット式記
録ヘッドの分解斜視図である。

【図８】本発明の実施形態２に係るインクジェット式記
録ヘッドの断面図である。

【図９】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。

【符号の説明】

１０流路形成基板１２圧力発生室１４リザーバ１５インク供給口１６インク導入口１７ノズル開口１８ノズルプレート２１，２１Ａ，２１Ｂスリット５０弾性膜６０下電極膜７０圧電体膜８０上電極膜９０絶縁体層９０ａコンタクトホール１００リード電極１１０，１１０Ａ接合部材１１１，１１１Ａ凸面１１２，１１２Ａ凹部

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】一方面にノズル開口に連通すると共に複
数の隔壁で区画された圧力発生室の列を備え、他方面に
前記圧力発生室の一部を構成する振動板および前記圧力
発生室に対向する領域に形成された圧電体能動部からな
る圧電振動子を備えた流路形成基板と、この流路形成基
板の前記他方面に接合される接合部材とを具備するイン
クジェット式記録ヘッドにおいて、前記流路形成基板は、前記圧力発生室の列方向に沿って
該圧力発生室の形成面を凸側に屈曲された状態で前記接
合部材に接合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。
【請求項２】請求項１において、前記接合部材の前記
流路形成基板との接合面が該流路形成基板の屈曲された
状態に合わせた凸面であり、前記圧電体能動部に対向す
る領域には当該圧電体能動部の駆動を許容する凹部が形
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。
【請求項３】請求項２において、前記凹部は、前記圧
電体能動部のそれぞれに対応する形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。
【請求項４】請求項１〜３の何れかにおいて、前記流
路形成基板は、接合前の前記圧電体能動部の応力が緩和
された状態で前記接合部材に接合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。
【請求項５】請求項１〜４の何れかにおいて、前記流
路形成基板は、接合前の反りをさらに大きくした状態で
前記接合部材に接合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。
【請求項６】請求項１〜５の何れかにおいて、前記圧
力発生室がシリコン単結晶基板に異方性エッチングによ
り形成され、前記圧電振動子の各層が成膜及びリソグラ
フィ法により形成されたものであることを特徴とするイ
ンクジェット式記録ヘッド。