JP3562289B2

JP3562289B2 - インクジェット式記録ヘッド

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Publication number: JP3562289B2
Application number: JP4005498A
Authority: JP
Inventors: 浩二角
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1998-02-23
Filing date: 1998-02-23
Publication date: 2004-09-08
Anticipated expiration: 2018-02-23
Also published as: JPH11235823A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ノズル開口に連通する圧力発生室の一部をたわみ振動するアクチュエータにより膨張、収縮させて、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関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット式記録ヘッドには、圧力発生室を機械的に変形させてインクを加圧する圧電振動型と、圧力発生室の中に発熱素子を設け、発熱素子の熱で発生した気泡の圧力によりインクを加圧するバブルジェット型との２種類のものが存在する。そして圧電振動型の記録ヘッドは、さらに軸方向に変位する圧電振動子を使用した第１の記録ヘッドと、たわみ変位する圧電振動子を使用した第２の記録ヘッドとの２種類に分類される。第１の記録ヘッドは、高速駆動が可能でかつ高い密度での記録が可能である反面、圧電振動子の加工に切削作業が伴ったり、また圧電振動子を圧力発生室に固定する際に３次元的組立作業を必要として、製造の工程数が多くなるという問題がある。
【０００３】
これに対して、第２の記録ヘッドは、圧力発生室を備えこのインクを圧電振動子により加圧するアクチュエータユニット等をセラミックスの焼成技術により構成できるため、製造工程の簡素化を図ることができるものの、アクチュエータユニットにより加圧されたインクをインク滴として吐出させるノズルプレートが金属板で構成され、両者を接着剤層を介して一体に固定して記録ヘッドに構成されているため、セラミックスと金属との熱膨張率の相違により記録ヘッド全体に反りが生じ、インク滴の吐出不良や、印字品質の低下を招く等の問題がある。
【０００４】
このような問題を解消するため、特開平６−１２２１９７号公報に見られるようにアクチュエータユニットの圧電振動子固定面に、圧電振動子の振動を阻害しない断面「コ」の字状の熱膨張特性調整部材を固定し、熱膨張差に起因する記録ヘッド全体の歪みを防止することが提案されている。
【０００５】
ところで、このようなたわみ振動の圧電振動子を用いた記録ヘッドは、たわみ領域を確保する関係上、縦振動モードの圧電振動子を使用した記録ヘッドに比較して圧力発生室の開口面積が大きくなり、第１の記録ヘッドに比較して記録密度が低下するという問題がある。
【０００６】
このような問題を解消するため、シリコン単結晶基板を基材に使用して、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、また圧電振動子を圧電材料のスパッタリング等の膜形成技術で形成する手法が採られている。これによれば、弾性膜を極めて薄く、また圧力発生室や圧電振動子を高い精度で形成できるため、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となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ノズル開口の加工精度を維持するためにノズルプレートには依然として金属板が使用されているため、圧電振動子を焼成により作り付ける前述の第２の記録ヘッドと同様に熱膨張差に起因して記録ヘッド全体に歪みが生じるという問題がある。このような問題は特開平６−１２２１９７号公報に見られるような熱膨張特性調整部材を用いることにより解消できるものの、圧電振動子を圧電材料のスパッタリングにより構成した場合には、グリーンシートを焼成して構成されたものに比較して同一電圧で駆動する場合、圧電振動子が薄い分だけ高い電界が印加され、大気中の湿気を吸収した場合には駆動電極間のリーク電流が増加しやすく、ついには絶縁破壊に至るという問題を抱えている。
【０００８】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは膜形成技術により形成された圧電振動子の外部環境の変化に起因する動作不良を密封雰囲気を形成することにより解消し、且つ当該密封雰囲気内の環境変化による不具合を解消するインクジェット式記録ヘッドを提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するための本発明のインクジェット式記録ヘッドの第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して少なくとも上面が下電極として作用する振動板と、該振動板の表面に形成された圧電体層及び該圧電体層の表面に形成された上電極からなり且つ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と、からなる圧電振動子を備える流路形成基板を具備するインクジェット式記録ヘッドにおいて、前記流路形成基板の前記圧電体層側に接合されて、前記圧電振動子を内包する空間を密封するキャップ部材と、前記空間に所定以上の圧力変化を検出する環境検出手段と、を有することを特徴とする。
【００１０】
かかる第１の態様では、キャップ部材内の空間の環境変化、特に、キャップ部材内の空間への水や空気の侵入により圧力変化を検出し、圧電体能動部への動作不良を未然に防止できる。
【００１１】
本発明の第２の態様は、第１の態様において、前記キャップ部材は、前記空間の圧力変化によって変形する可撓部を有し、前記センサは、該可撓部の変形を検出して前記キャップ部材内の空間の所定以上の圧力変化を検出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
【００１２】
かかる第２の態様では、センサにより可撓部の変形を検出することにより、キャップ部材内の空間の圧力変化による圧電体能動部の動作不良を未然に防止できる。
【００２９】
【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。
【００３０】
（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、その１つの圧力発生室の長手方向及び幅方向における断面構造を示す図である。
【００３１】
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、１５０〜３００μｍ程度の厚さのものが用いられ、望ましくは１８０〜２８０μｍ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。
【００３２】
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。
【００３３】
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、複数の隔壁１１により区画された圧力発生室１２の列１３が２列と、２列の圧力発生室１２の列１３の三方を囲むように略コ字状に配置されたリザーバ１４と、各圧力発生室１２とリザーバ１４とを一定の流体抵抗で連通するインク供給口１５がそれぞれ形成されている。なお、リザーバ１４の略中央部には、外部から当該リザーバ１４にインクを供給するためのインク導入孔１６が形成されている。
【００３４】
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（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。
【００３５】
本実施形態では、各圧力発生室１２の長辺を第１の（１１１）面で、短辺を第２の（１１１）面で形成している。この圧力発生室１２は、流路形成基板１０をほぼ貫通して弾性膜５０に達するまでエッチングすることにより形成されている。ここで、弾性膜５０は、シリコン単結晶基板をエッチングするアルカリ溶液に侵される量がきわめて小さい。また各圧力発生室１２の一端に連通する各インク供給口１５は、圧力発生室１２より浅く形成されている。すなわち、インク供給口１５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。
【００３６】
また、流路形成基板１０の開口面側には、各圧力発生室１２のインク供給口１５とは反対側で連通するノズル開口１７が穿設されたノズルプレート１８が接着剤や熱溶着フィルム等を介して固着されている。なお、ノズルプレート１８は、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、又は不錆鋼などからなる。ノズルプレート１８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。
【００３７】
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１７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１７は数十μｍの直径で精度よく形成する必要がある。
【００３８】
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。何れの場合においても、各圧力発生室１２毎に圧電体能動部が形成されていることになる。
【００３９】
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３及び図４を参照しながら説明する。
【００４０】
図３（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１１００℃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。
【００４１】
次に、図３（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６００〜１０００℃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。
【００４２】
次に、図３（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。
【００４３】
次に、図３（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、導可電性酸化物等を使用できる。本実施形態では、Ｐｔをスパッタリングにより成膜している。
【００４４】
次に、図３（ｅ）に示すように、各圧力発生室１２それぞれに対して圧電振動子を配設するように、上電極膜８０および圧電体膜７０のパターニングを行う。図３（ｅ）では圧電体膜７０を上電極膜８０と同一のパターンでパターニングを行った場合を示しているが、上述したように、圧電体膜７０は必ずしもパターニングを行う必要はない。これは、上電極膜８０のパターンを個別電極として電圧を印加した場合、電界はそれぞれの上電極膜８０と、共通電極である下電極膜６０との間にかかるのみで、その他の部位には何ら影響を与えないためである。しかしながら、この場合には、同一の排除体積を得るためには大きな電圧印加が必要となるため、圧電体膜７０もパターニングするのが好ましい。また、この後、下電極膜６０をパターニングして不要な部分、例えば、圧力発生室１２の幅方向両側の縁部内側近傍を除去してもよい。なお、下電極膜６０の除去は必ずしも行う必要はなく、また、除去する場合には、全てを除去せず、厚さを薄くするようにしてもよい。
【００４５】
ここで、パターニングは、レジストパターンを形成した後、エッチング等を行うことにより実施する。
【００４６】
レジストパターンは、ネガレジストをスピンコートなどにより塗布し、所定形状のマスクを用いて露光・現像・ベークを行うことにより形成する。なお、勿論、ネガレジストの代わりにポジレジストを用いてもよい。
【００４７】
また、エッチングは、ドライエッチング装置、例えば、イオンミリング装置を用いて行う。なお、エッチング後には、レジストパターンをアッシング装置等を用いて除去する。
【００４８】
また、ドライエッチング法としては、イオンミリング法以外に、反応性エッチング法等を用いてもよい。また、ドライエッチングの代わりにウェットエッチングを用いることも可能であるが、ドライエッチング法と比較してパターニング精度が多少劣り、上電極膜８０の材料も制限されるので、ドライエッチングを用いるのが好ましい。
【００４９】
次いで、図４（ａ）に示すように、上電極膜８０の周縁部および圧電体膜７０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９０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４（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、各連通部１４に対向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。
【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４（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、本実施形態では、圧電体能動部側の弾性膜５０上には、圧電体能動部の駆動を妨げない程度の空間を有し、圧電体能動部を密封するキャップ部材１１０が設けられている。
【００５４】
このキャップ部材１１０は、弾性膜５０との接合側の圧力発生室１２の各列１３の間に対向する領域に、圧電体能動部に接触しない空間からなる凹部１１２を区画する区画壁１１１を有する。
【００５５】
このキャップ部材１１０は、接着剤などにより弾性膜５０の表面に固定され、各凹部１１２内に圧電体能動部を密封している。本実施形態では、キャップ部材１１０を弾性膜５０上に接着するようにしたが、これに限定されず、例えば、圧電体膜７０まで除去して、下電極膜６０に接着するようにしてもよい。いずれにしても、キャップ部材１１０を確実に接着することができる。
【００５６】
また、本発明では、以下に説明するように、このキャップ部材１１０の凹部１１２内の環境変化、例えば、本実施形態では、圧力変化を検出するためのセンサが設けられている。
【００５７】
すなわち、キャップ部材１１０の各凹部１１２の長手方向端部近傍には、各凹部１１２と外部とを繋ぐ貫通孔１１３が形成され、この貫通孔の１１３の内側の開口は、凹部１１２内の圧力変化によって変形する可撓部１１４により塞がれている。この可撓部１１４は、弾性変形可能な材質、例えば、樹脂、ゴム、金属等の薄膜で形成されている。また、この貫通孔１１３の内側の開口近傍には、図５の模式図に示すように、凹部１１２内の圧力変化に伴う可撓部１１４の変形を検出、すなわち、凹部１１２内の所定以上の圧力変化を検出する感圧センサ１１５が可撓部１１４と所定の間隔で設けられている。
【００５８】
なお、貫通孔１１３及び可撓部１１４の大きさは、特に限定されず、各可撓部１１４は、凹部１１２内の圧力変化によって変形可能であればよく、貫通孔１１３は、感圧センサ１１５を配置可能な大きさであればよい。また、形成する位置も、圧電体能動部の駆動を妨げない位置であれば、特に限定されない。
【００５９】
ここで、可撓部及び感圧センサの動作例を説明する。
【００６０】
図５（ａ）に示すように、可撓部１１４及び感圧センサ１１５は、通常、所定の距離をおいて保持されている。例えば、本実施形態では、凹部１１２内を減圧状態にして、可撓部１１４を内側に撓ませることにより、両者を所定の距離で保持している。そして、圧電体能動部の駆動等により、凹部１１２内の圧力が上昇すると可撓部１１４が外部方向に変形し、所定以上の圧力変化、例えば、本実施形態では、外部と同等の圧力になると、図５（ｂ）に示すように、可撓部１１４が感圧センサ１１５と接触し、可撓部１１４の変形が検出される。すなわち、感圧センサ１１５が凹部１１２内の所定以上の圧力変化を検出する。
【００６１】
このような構成により、圧電体能動部は、キャップ部材１１０により密封され、外部環境に起因する動作不良が防止される。また、圧電体能動部を密封している凹部１１２内の圧力変化を監視することができ、所定以上の圧力変化があった場合には、例えば、操作者に警告したり、プリンタの動作を停止させたりすること等により、圧力変化に起因する圧電体能動部の動作不良を未然に防止することができる。
【００６２】
なお、以上説明した一連の膜形成およ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、ノズルプレート１８、キャップ部材１１０と順次接着してインクジェット式記録ヘッドとする。その後、ホルダー１０５に固定し、キャリッジに搭載され、インクジェット式記録装置に組み込まれる。
【００６３】
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１６からインクを取り込み、リザーバ１４からノズル開口１７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と圧電体膜７０と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１７からインク滴が吐出する。
【００６４】
なお、本実施形態では、接触型のセンサを用いて、可撓部の変形を検出するようにしたが、特に限定されず、可撓部の変形を検出可能なセンサであれば、例えば、非接触型等、何れのタイプのセンサであってもよい。
【００６５】
（実施形態２）
図６は、実施形態２にかかるインクジェット式記録ヘッドの断面図である。
【００６６】
本実施形態は、キャップ部材の凹部内の環境変化として、圧力の代わりに湿度を検出する一例である。
【００６７】
本実施形態では、図６に示すように、圧力発生室１２の列１３の一方の端部に位置する圧力発生室１２をダミーの圧力発生室１２Ａとし、このダミーの圧力発生室１２Ａに対向する領域にも、他の圧力発生室１２に対向する領域と同様に、圧電体能動部が設けられている。また、この圧電体能動部の圧電体膜７０Ａには、図示しないが、外部と連通され、圧電体膜７０Ａの抵抗値を検出する配線が設けられている。
【００６８】
このような構成では、圧電体膜の湿度が上昇すると抵抗値が低下するという特性を利用し、圧電体膜７０Ａの抵抗値を検出することにより、キャップ部材１１０の凹部１１２内の湿度変化を検出することができる。
【００６９】
これにより、凹部１１２内の湿度を監視することができ、凹部１１２内の湿度が所定以上に上昇した場合には、実施形態１と同様に、操作者に警告する等により、湿度に起因する圧電体能動部の動作不良等を未然に防止することができる。
【００７０】
なお、本実施形態では、圧電体膜の抵抗値を検出することにより、湿度変化を検出するようにしたが、これに限定されず、電流値を検出することにより、湿度を検出するようにしてもよい。また、本実施形態では、ダミーの圧力発生室を設けるようにしたが、圧力発生室を設けずに流路形成基板上に湿度を検出するための圧電体能動部を設けるようにしてもよい。
【００７１】
（実施形態３）
図７は、実施形態３にかかるインクジェット式記録ヘッドの要部断面図である。
【００７２】
本実施形態は、図７に示すように、キャップ部材１１０の凹部１１２内に、複数の配線１２１を並べて設け、各配線１２１の長手方向の少なくとも一部にＩＴＯ（酸化インジウムスズ）層１２２を設け、湿度センサ１２０として用いる例である。
【００７３】
すなわち、キャップ部材１１０の凹部１１２には、複数の、例えば、本実施形態では、２本の配線１２１が、圧力発生室１２の列方向の端部近傍の流路形成基１０上に、所定の間隔、例えば、１ｍｍ以内の間隔で形成されている。また、この配線１２１の少なくとも一部を覆うＩＴＯ層１２２が、例えば、ゾルゲル法、あるいは蒸着法により形成され、このＩＴＯ層１２２を形成した部分が湿度センサ１２０として利用される。
【００７４】
この配線１２１の材質は特に限定されず、例えば、Ｃｕ、Ａｕ等が挙げられる。
【００７５】
このような湿度センサ１２０は、以下に述べるＩＴＯ（酸化インジウムスズ）の特性を利用したものである。すなわち、このＩＴＯ電極材は、電極間距離（隣接する配線間の距）が１ｍｍ以内であり、電極間の電位差が少なくとも５Ｖあり、湿度が８０％（相対湿度）を越えるかあるいは結露すると電解腐食が発生し、時間経過で断線に至るという特性を有する。
【００７６】
したがって、この特性を利用することにより、抵抗値を検出することで、凹部１１２の湿度を検出することができ、湿度が所定以上に変化した場合には、上述の実施形態と同様に、例えば、操作者に警告する等により、湿度変化に起因する圧電体能動部の動作不良を未然に防止することができる。
【００７７】
なお、湿度センサ１２０を設ける位置は、特に限定されず、圧電体能動部の駆動を阻害しなければ、凹部１１２内の何れの場所であってもよい。
【００７８】
（他の実施形態）
以上、本発明の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。
【００７９】
例えば、上述した実施形態では、流路形成基板１０に圧力発生室１２と共にリザーバ１４を形成しているが、共通インク室を形成する部材を流路形成基板１０に重ねて設けてもよい。
【００８０】
このように構成したインクジェット式記録ヘッドの部分断面を図８に示す。この実施形態では、ノズル開口１７Ａが穿設されたノズル基板１８Ａと流路形成基板１０Ａとの間に、封止板１６０、共通インク室形成板１７０、薄肉板１８０及びインク室側板１７０が挟持され、これらを貫通するように、圧力発生室１２Ａとノズル開口１７Ａとを連通するノズル連通口３１が配されている。すなわち、封止板１６０、共通インク室形成板１９０および薄肉板１８０とで共通インク室３２が画成され、各圧力発生室３Ａと共通インク室３２とは、封止板１６０に穿設されたインク連通孔３３を介して連通されている。
【００８１】
また、封止板１６０には供給インク室３２に外部からインクを導入するためのインク導入孔３４も穿設されている。
【００８２】
また、薄肉板１８０とノズル基板１８Ａとの間に位置するインク室側板１９０には各供給インク室３２に対向する位置に貫通部３５が形成されており、インク滴吐出の際に発生するノズル開口１７Ａと反対側へ向かう圧力を、薄肉壁１８０が吸収するのを許容するようになっており、これにより、他の圧力発生室に、共通インク室３２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ことができる。なお、薄肉板１８０とインク室側板１９０とは一体に形成されてもよい。
【００８３】
このような実施形態においても、流路形成基板１０Ａの開口面とは反対側の面に、上述のようなキャップ部材を固着することにより、外部環境の変化に起因する圧電体能動部の動作不良を防止することができる。また、キャップ部材に内部の環境変化を検出するセンサを設けることにより、内部環境を監視することができ、この内部環境の変化に起因する圧電体能動部の動作不良を防止することができる。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかか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】本発明の一実施形態にかかるインクジェット式記録ヘッドの、圧力発生室の長手方向、及び圧力発生室の配列方向での断面構造として示す図である。
【図３】本発明の実施形態１の薄膜製造工程を示す図である。
【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】可撓部及びセンサを模式的に示した図である。
【図６】本発明の実施形態２にかかるインクジェット式記録ヘッドの、圧力発生室の配列方向での断面構造として示す図である。
【図７】本発明の実施形態３にかかるインクジェット式記録ヘッドの、圧力発生室の配列方向での断面構造として示す図である。
【図８】本発明の他の実施形態にかかるインクジェット式記録ヘッドの、圧力発生室の長手方向での断面構造として示す図である。
【符号の説明】
１０流路形成基板
１２圧力発生室
１４リザーバ
１８ノズルプレート
５０弾性膜
６０下電極膜
７０圧電体膜
８０上電極
９０絶縁体層
９０ａコンタクトホール
１０５ホルダー
１００リード電極
１１０キャップ部材
１１２凹部
１１３貫通溝
１１４可撓部
１１５センサ

Claims

ノズル開口に連通する圧力発生室の一部を構成して少なくとも上面が下電極として作用する振動板と、該振動板の表面に形成された圧電体層及び該圧電体層の表面に形成された上電極からなり且つ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と、からなる圧電振動子を備える流路形成基板を具備するインクジェット式記録ヘッドにおいて、
前記流路形成基板の前記圧電体層側に接合されて、前記圧電振動子を内包する空間を密封するキャップ部材と、前記空間に所定以上の圧力変化を検出する環境検出手段と、を有することを特徴とするインクジェット式記録ヘッド。
請求項１において、前記キャップ部材は、前記空間の圧力変化によって変形する可撓部を有し、前記センサは、該可撓部の変形を検出して前記キャップ部材内の空間の所定以上の圧力変化を検出することを特徴とするインクジェット式記録ヘッド。