JP3528904B2 - 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 - Google Patents

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

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JP3528904B2
JP3528904B2 JP12634898A JP12634898A JP3528904B2 JP 3528904 B2 JP3528904 B2 JP 3528904B2 JP 12634898 A JP12634898 A JP 12634898A JP 12634898 A JP12634898 A JP 12634898A JP 3528904 B2 JP3528904 B2 JP 3528904B2
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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弾性板で構
成し、この弾性板の表面に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
記録ヘッド及びインクジェット式記録装置に関する。
【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弾性膜で構成し、この弾性膜を圧
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、圧電振動子の軸方向に伸長、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弾性膜に当接さ
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弾性膜に圧電振動子を
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、弾性膜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弾性膜に貼付け
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。なお、この場合、圧電
材料層は弾性膜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振動子を駆動することができる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た薄膜技術およびリソグラフィ法による製造方法では、
薄膜のパターニング後に圧力発生室を形成するが、その
際、振動板の一部を構成する下電極は、例えば、白金
(Pt)等の金属で形成されているため柔らかく、振動
板の初期撓み量が大きくなってしまうという問題があ
る。また、圧電振動子を駆動してインクを吐出する場合
には、振動板の変形量が小さく、十分な排除体積が得ら
れないという問題がある。さらに、膜応力により下電極
に力学的疲労が増加するので、比較的寿命が短いという
問題もある。
【0008】本発明はこのような事情に鑑み、下電極の
硬度及び特性を向上し、振動板の変位効率の向上を図っ
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。
【0009】
【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の
一部を構成する弾性膜と、該弾性膜上に設けられた下電
極と、該下電極上に形成された圧電体層と、該圧電体層
の表面に形成された上電極とを備え、前記圧力発生室に
対向する領域に圧電体能動部を形成したインクジェット
式記録ヘッドにおいて、前記下電極が、Pt、Ir、N
i、Fe及びCoからなる群から選択された少なくとも
一種から形成され、且つN、C及びPからなる群から選
択される少なくとも一種をドープしてなることを特徴と
するインクジェット式記録ヘッドにある。
【0010】かかる第1の態様では、下電極の力学的特
性が向上され、弾性膜及び下電極からなる振動板の初期
撓み量が低減される。
【0011】本発明の第2の態様は、第1の態様におい
て、前記下電極が、Ptに、N、C及びPからなる群か
ら選択される少なくとも一種をドープしてなることを特
徴とするインクジェット式記録ヘッドにある。
【0012】かかる第2の態様では、より確実に下電極
の力学的特性が向上され、弾性膜及び下電極からなる振
動板の初期撓み量が低減される。
【0013】本発明の第3の態様は、第1又は2の態様
において、前記下電極へのN、C及びPからなる群から
選択される少なくとも一種のドープ量が、0.08〜
0.2重量%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。
【0014】かかる第3の態様では、ドープ量が0.0
8〜0.2重量%のときに、下電極の力学的特性が向上
される。
【0015】本発明の第4の態様は、第1〜3の何れか
の態様において、前記圧電体能動部の上面には当該圧電
体能動部に電圧を印加するためのリード電極と前記上電
極との接続を行うコンタクト部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。
【0016】かかる第4の態様では、コンタクト部を介
して圧電体能動部に電圧が印加される。
【0017】本発明の第5の態様は、第1〜3の何れか
の態様において、前記圧電体能動部を構成する前記圧電
体層及び前記上電極は、前記圧力発生室の長手方向の少
なくとも一端部からそ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。
【0018】かかる第5の態様では、周壁上の上電極を
介して圧電体能動部に電圧が印加される。
【0019】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。
【0020】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。
【0021】本発明の第7の態様は、第1〜6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。
【0022】かかる第7の態様では、ヘッドのインク吐
出性能を向上したインクジェット式記録装置を実現する
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分解斜視図
であり、図2は、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)面と約35度の角度をなす第2の(1
11)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1/1
80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(11
1)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)300を構成している。ここで、圧電振動
子300は、下電極膜60、圧電体膜70、上電極膜8
0を含む部分をいう。一般的には、圧電振動子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32
0という。本実施形態では、下電極膜60は圧電振動子
300の共通電極とし、上電極膜80を圧電振動子30
0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。なお、上述した例では、弾性膜50及び下電極膜6
0が振動板として作用するが、下電極膜が弾性膜を兼ね
るようにしてもよい。
【0037】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。
【0038】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。
【0039】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。詳しくは後述する
が、本実施形態では、下電極膜60に、非金属材料をド
ープして力学的特性の向上を図っている。このような下
電極膜60の材料としては、Ir,Ni,Fe,Co,
Pt等を用いることができるがPt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600〜1000℃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。
【0040】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。
【0041】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。
【0042】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。
【0043】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、圧力発生室12
に対向する領域のみに圧電体能動部320のパターニン
グを行う。
【0044】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)。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。
【0045】そして、絶縁体層90の各上電極膜80の
それぞれ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。
リード電極100は、駆動信号を上電極膜80に確実に
供給できる程度に可及的に狭い幅となるように形成され
ている。
【0046】このような絶縁体層の形成プロセスを図6
に示す。
【0047】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。
【0048】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、各上電極膜80の
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。
【0049】なお、コンタクトホール90a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。また、本実施形態では、圧電振動子を圧力発生室1
2に対向する領域に設けたが、これに限定されず、例え
ば、圧電体膜及び上電極膜を圧力発生室12の周壁に対
向する領域まで延設してもよい。
【0050】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等を形成する。
【0051】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。なお、
以上説明した一連の膜形成及び異方性エッチングは、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。
【0052】また、本実施形態では、上述のように、振
動板として作用する下電極膜60内に所定の非金属原子
をドープして硬くすることにより、下電極膜60の特
性、例えば、降伏強さ、延展性、及び耐疲労等の力学的
特性の向上を図ることができる。
【0053】この下電極膜60の材料としては、上述の
理由によりPtを用いるのが好ましいが、その他Ir、
Ni、Fe、Co等であっても同等の力学的特性を得る
ことができる。また、ドープする非金属元素としては、
金属との反応性が比較的低い元素であることが好まし
く、例えば、窒素(N)、炭素(C)又はリン(P)等
が好ましい。これらの非金属元素は、単独でドープして
も組み合わせてドープしてもよいが、総ドープ量が、
0.08〜0.2wt%の範囲であることが好ましい。
非金属元素の添加量が0.08wt%より少ないと顕著
な効果が得られず、一方、0.2wt%より多くなる
と、例えば、化合物生成等により力学的特性を変化させ
てしまう虞があるので、共に好ましくない。したがっ
て、本実施形態では、下電極膜60の材料として白金
(Pt)を用い、添加する非金属元素にリン(P)を用
いて0.15wt%でドープした。
【0054】非金属元素をドープした下電極膜の成膜方
法としては、図5(b)に示す下電極膜60の成膜工程
の際に、例えば、白金(Pt)にリン(P)を予め添加
したターゲットを用いて、スパッタリングすることによ
り下電極膜60を成膜すればよい。これにより、Pt内
にリン(P)がドープされた下電極膜60を形成するこ
とができる。また、この非金属元素をドープした下電極
膜の成膜方法としては、上述の方法に限定されず、例え
ば、電子ビーム蒸着等の真空蒸着によっても、同様に形
成することができる。また、例えば、窒素(N)等を用
いる場合には、窒素雰囲気中で白金(Pt)をスパッタ
リングにより成膜することにより形成することができ
る。
【0055】このように形成した本実施形態の下電極膜
60及び白金(Pt)のみで形成した下電極膜の降伏強
さ、延展性、及び耐疲労を測定したところ、下記表1に
示す結果が得られた。
【0056】
【表1】
【0057】表1からも明らかなように、下電極膜60
は、白金(Pt)にリン(P)を添加することにより、
降伏強さ、延展性、及び耐疲労の何れの特性も向上して
いる。したがって、このような下電極膜60を振動板の
一部に用いることにより、振動板としての特性も向上さ
れる。
【0058】図7は、このように非金属元素を添加した
下電極膜60を振動板に用いた場合の初期変形を説明す
る図であり、(a)は、非金属元素をドープした下電極
膜60の場合の図であり、(b)は、非金属元素をドー
プしない下電極膜60Aの場合の図である。
【0059】非金属元素をドープしない下電極膜60A
の場合には、図7(b)に示すように、下電極膜60A
は非常に柔らかいため、振動板としても初期撓み量が非
常に大きくなってしまっている。これに対して、非金属
元素をドープした下電極膜60の場合には、下電極膜6
0が硬くなるため、図7(a)に示すように振動板とし
ての初期撓み量も比較的小さく、例えば、非金属元素を
ドープしない下電極膜60Aの場合と比較して約半分程
度の初期撓み量に抑えられる。
【0060】このように、下電極膜に非金属元素をドー
プして、下電極膜を硬くすることにより、下電極膜の力
学的特性を向上することができる。したがって、圧力発
生室を形成する際、振動板の初期撓み量を低減すること
ができる。また、初期撓み量の低減に伴って、圧電振動
子の駆動による振動板の変形量が増加され、排除体積を
増加することができ、安定したインク吐出を実現するこ
とができる。
【0061】(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。
【0062】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。
【0063】さらに、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。
【0064】このように構成した実施形態の分解斜視図
を図8、その流路の断面を図9にぞれぞれ示す。この実
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。
【0065】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
40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。
【0066】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、下電極膜内に非金属元素を添加する
ことにより力学的特性を向上することができ、振動板と
しての変位効率も向上することができる。
【0067】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。
【0068】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。
【0069】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10
は、そのインクジェット式記録装置の一例を示す概略図
である。
【0070】図10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。
【0071】そして、駆動モータ6の駆動力が図示しな
い複数の歯車およびタイミングベルト7を介してキャリ
ッジ3に伝達されることで、記録ヘッドユニット1A及
び1Bを搭載したキャリッジ3はキャリッジ軸5に沿っ
て移動される。一方、装置本体4にはキャリッジ軸5に
沿ってプラテン8が設けられており、図示しない給紙ロ
ーラなどにより給紙された紙等の記録媒体である記録シ
ートSがプラテン8に巻き掛けられて搬送されるように
なっている。
【0072】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、下
電極膜に非金属元素をドープすることにより下電極膜は
硬くなり、下電極膜の力学的特性を向上することができ
る。したがって、圧力発生室形成の際の振動板の初期撓
み量を低減することができる。また、振動板の初期撓み
量の低減に伴い、圧電振動子の駆動による振動板の変形
量が向上され、排除体積を増加することができる。耐久
性を向上することができ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
録ヘッドを示す図であり、図1の平面図及び断面図であ
る。
【図3】図1の封止板の変形例を示す図である。
【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】振動板の初期撓み量を説明する断面図である。
【図8】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。
【図9】本発明の他の実施形態に係るインクジェット式
記録ヘッドを示す断面図である。
【図10】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。
【符号の説明】
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 90 絶縁体層 90a コンタクトホール 100 リード電極 300 圧電振動子 320 圧電体能動部
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B41J 2/045 B41J 2/055 B41J 2/16 H01L 41/09

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ノズル開口に連通する圧力発生室の一部
    を構成する弾性膜と、該弾性膜上に設けられた下電極
    と、該下電極上に形成された圧電体層と、該圧電体層の
    表面に形成された上電極とを備え、前記圧力発生室に対
    向する領域に圧電体能動部を形成したインクジェット式
    記録ヘッドにおいて、 前記下電極が、Pt、Ir、Ni、Fe及びCoからな
    る群から選択された少なくとも一種から形成され、且つ
    N、C及びPからなる群から選択される少なくとも一種
    をドープしてなることを特徴とするインクジェット式記
    録ヘッド。
  2. 【請求項2】 請求項1において、前記下電極が、Pt
    に、N、C及びPからなる群から選択される少なくとも
    一種をドープしてなることを特徴とするインクジェット
    式記録ヘッド。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2において、前記下電極へ
    のN、C及びPからなる群から選択される少なくとも一
    種のドープ量が、0.08〜0.2重量%であることを
    特徴とするインクジェット式記録ヘッド。
  4. 【請求項4】 請求項1〜3の何れかにおいて、前記圧
    電体能動部の上面には当該圧電体能動部に電圧を印加す
    るためのリード電極と前記上電極との接続を行うコンタ
    クト部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。
  5. 【請求項5】 請求項1〜3の何れかにおいて、前記圧
    電体能動部を構成する前記圧電体層及び前記上電極は、
    前記圧力発生室の長手方向の少なくとも一端部からその
    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。
  6. 【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。
  7. 【請求項7】 請求項1〜6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。
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