JP3611016B2 - インクジェット式記録ヘッド - Google Patents

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【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のような構造では、一般的に圧電素子が圧力発生室の周壁上まで延設されているため、圧力発生室の端部と周壁との境界部分で圧電素子への応力が大きくなり、圧電体層が破壊してしまうという問題がある。
【0008】
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。
【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と、この圧力発生室に対応する領域に設けられた下電極、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り、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を有す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、前記圧電体能動部を構成する前記圧電体層及び前記上電極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と共に、少なくとも前記圧力発生室の端部とその周壁との境界を横切る部分の前記圧電体層及び前記上電極の幅が他の部分よりも広い幅広部を有し、且つ該上電極は、前記圧力発生室の端部と周壁との境界部分に対応する領域に、膜厚が他の部分よりも厚い厚膜部を有すると共に、該前記厚膜部が、前記圧電体能動部の幅方向中央部に、前記境界部分から前記圧力発生室の内方に向かって前記幅広部を越えて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。
【0010】
かかる第1の態様では、圧電体能動部の駆動の際、厚膜部によって圧力発生室の長手方向端部での変位が抑えられ、応力集中による圧電体層の破壊が抑えられる。また、圧力発生室の長手方向端部近傍の変位量を段階的に変化させることができ、応力集中による圧電体層の破壊がより確実に抑えられる。さらに、広い幅の圧電素子の端部での変位量がさらに抑えられる。
【0011】
本発明の第2の態様は、第1の態様において、前記厚膜部は、当該厚膜部以外の上電極を形成する層と、この上に形成される異なる材料の厚膜部形成層と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。
【0012】
かかる第2の態様では、上電極上に所定の材料の厚膜部形成層を形成することによって厚膜部となる。
【0013】
本発明の第3の態様は、第2の態様において、前記厚膜部形成層がAu、Ag、Cu及びAlからなる群から選択される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。
【0014】
かかる第3の態様では、厚膜部形成層を熱伝導率の高い特定の材料で形成することにより、この厚膜部形成層を介して圧電体能動部の駆動による熱が容易に放熱される。
【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、前記厚膜部の表面は、パターニングされて表面積が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。
【0016】
かかる第4の態様では、圧電体能動部の駆動による熱がより確実に放熱される。
【0017】
本発明の第5の態様は、第2〜4の何れかの態様において、前記厚膜部形成層が凹凸形状を形成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。
【0018】
かかる第5の態様では、厚膜部形成層の表面積を容易に広くすることができる。
【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、前記厚膜部の膜厚が、該厚膜部以外の膜厚より5%〜20%だけ厚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。
【0020】
かかる第6の態様では、圧電体能動部の駆動を妨げることなく、圧力発生室の長手方向端部での応力集中による圧電体層の破壊が抑えられる。
【0023】
本発明の第の態様は、第1〜6の何れかの態様において、前記境界部分から前記圧力発生室の内方に向かって前記圧電体能動部の幅方向中央部に延設された前記厚膜部の幅が、前記圧力発生室の端部から内方に向かって徐々に細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。
【0024】
かかる第の態様では、圧力発生室の長手方向端部近傍の変位量を徐々に変化させることができ、応力集中による圧電体層の破壊がより確実に抑えられる。
【0031】
【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。
【0032】
(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。
【0033】
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。
【0034】
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。
【0035】
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。
【0036】
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(111)面と、この第1の(111)面と約70度の角度をなし且つ上記(110)面と約35度の角度をなす第2の(111)面とが出現し、(110)面のエッチングレートと比較して(111)面のエッチングレートが約1/180であるという性質を利用して行われるものである。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。
【0037】
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。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。
【0038】
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。
【0039】
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。
【0040】
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12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。
【0041】
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12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20は、他面で共通インク室31の一壁面を構成する。
【0042】
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。
【0043】
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。
【0044】
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300を構成している。ここで、圧電素子300は、下電極膜60、圧電体膜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。
【0045】
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。
【0046】
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。
【0047】
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600〜1000℃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。
【0048】
次に、図4(c)に示すように、圧電体膜70を成膜する。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−ゲル法を用いて形成した。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。
【0049】
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。
【0050】
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、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。
【0051】
次に、図5(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。
【0052】
次いで、本実施形態では、図5(b)に示すように、各上電極膜80上に厚膜層81を成膜及びパターニングして上電極膜80の所定の位置を厚膜部85とする。この厚膜層81の材料は、例えば、上電極膜80と同一材料、あるいは、Au、Ag、Cu又はA1等の熱伝導率の高い材料を用いることが好ましい。本実施形態では、上電極膜80と同一材料である白金を用いている。
【0053】
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5(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。
【0054】
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6に示す。
【0055】
本実施形態では、図6に示すように、下電極膜60が複数の圧力発生室12に対応する領域に連続して設けられている。また、圧電体膜70及び上電極膜80が基本的には各圧力発生室12に対向する領域内に設けられて圧電体能動部320が形成されている。この圧電体能動部320の圧電体膜70及び上電極膜80は、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延設されており、その端部近傍で外部端子と接続されている。また、圧電体膜70及び上電極膜80が周壁上に引き出される部分は、他の部分よりも幅が広い幅広部330となっている。さらに、圧力発生室12の長手方向端部に対向する領域の上電極膜80上には、厚膜層81が設けられて他の部分よりも膜厚の厚い厚膜部85となっている。この厚膜層81は、本実施形態では、上電極膜80と同一材料である白金で形成されている。この厚膜部81の厚さは、全体の膜厚の5%〜20%程度であることが好ましく、本実施形態では、約200〜500nmの範囲としている。
【0056】
このように、本実施形態では、圧力発生室12の長手方向端部と周壁との境界部分の圧電体膜70及び上電極膜80を他の部分よりも幅広の幅広部330とすると共に上電極膜80上に厚膜層81を設けて膜厚の厚い厚膜部85とした。これにより、圧電体膜70及び上電極膜80の周壁上への引き出し部分の剛性が向上するため変位量が減少し、応力集中による破壊が防止できる。
【0057】
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。
【0058】
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、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。
【0059】
(実施形態2)
図7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平面図である。
【0060】
本実施形態では、図7に示すように、厚膜部85が圧力発生室12の端部と周壁との境界部分から圧力発生室12の内方に向かって圧電体能動部320の幅方向中央部に延設されている。すなわち、厚膜層81の圧力発生室12側には、幅広部330を越えて張り出し部81aが延設されている。また、この厚膜層81が上電極膜80と共に周壁に対向する領域に延設されている以外、実施形態1と同様な構成である。
【0061】
また、このような厚膜層81は、本実施形態では、例えば、Au、Ag、Cu又はAl等の熱伝導率の高い材料で形成するようにし、この厚膜層81を圧電体能動部320の駆動による発熱に対するヒートシンクとしても機能させている。
【0062】
このような構成では、厚膜層81が圧力発生室12の内方に向かって延設されて厚膜部85となっているので、圧力発生室12対向する領域の幅広部330の端部近傍の剛性が向上し、この部分での応力集中による破壊が防止される。また、勿論、圧電体層70及び上電極膜80の周壁上への引き出し部分の剛性もさらに向上し、確実に変位量が低下し応力集中による破壊が防止できる。
【0063】
さらに、本実施形態では、厚膜層81を熱伝導率の高い材料で形成しているため、圧電体能動部320を駆動する際の発熱に対するヒートシンクとしての働きをさせることがする。また、厚膜層81を周壁に対向する領域まで延設されているため、表面積が増加されてヒートシンクとしての性能も向上される。
【0064】
(実施形態3)
図8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である。
【0065】
本実施形態は、図8に示すように、厚膜層81の張り出し部81aは、その幅が圧力発生室12の内方ほど幅狭となっている以外は、実施形態2と同様である。
【0066】
このような構成により、圧電体膜70及び上電極膜80の周壁上への引き出し部分の剛性がより向上される。また、張り出し部81aの幅が圧力発生室12の内方ほど幅狭となっているので、圧力発生室12の長手方向端部側ほど、剛性が高くなっている。したがって、変位量が徐々に減少されて応力集中による破壊を確実に防止することができる。また、この厚膜層81は、勿論、実施形態2と同様に、ヒートシンクとしての機能も果している。
【0067】
(実施形態4)
図9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断面である。
【0068】
本実施形態は、膜厚層81のヒートシンクとしての性能を向上させた例であり、図9に示すように、厚膜層81の表面に厚さ方向の一部を除去した複数の凹部82を設けて厚膜層81の表面積を増加させた以外は実施形態2と同様である。
【0069】
このような構成においても、上述の実施形態と同様に、圧電体膜70及び上電極膜80の周壁上への引き出し部分の剛性が向上され、変位量が低下して応力集中による破壊を防止できる。また、本実施形態では、厚膜層81の表面に複数の凹部82を設けて表面積を増加させたので、大気との接触面積が増加して放熱されやすくなり、ヒートシンクとしての性能がさらに向上する。
【0070】
なお、本実施形態では、厚膜層81に厚さ方向の一部除去した凹部82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、厚膜層81に厚さ方向に完全に除去した凹部82Aを設けるようにしてもよい。
【0071】
(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。
【0072】
例えば、上述の実施形態では、圧電体能動部320の圧力発生室12の長手方向端部から周壁上に引き出される部分を、他の部分よりも幅の広い幅広部330としたが、これに限定されず、勿論、幅広部330は設けなくてもよい。
【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、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。
【0075】
このように構成した実施形態の分解斜視図を図11、その流路の断面を図12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。
【0076】
なお、本実施形態は、その他、薄肉板41A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。
【0077】
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。
【0078】
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。
【0079】
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。
【0080】
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13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。
【0081】
図13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。
【0082】
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。
【0083】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、圧電体膜及び上電極膜の圧力発生室の端部を横切る部分に、上電極膜が他の部分の膜厚よりも厚い厚膜部を設けるようにした。これにより、圧力発生室の端部近傍での剛性が増加して変位量が減少するため、応力集中による破壊を防止することができる。また、この厚膜部を熱伝導率の高い材料で形成することにより、圧電体能動部の駆動による発熱に対するヒートシンクとして機能させることができる。また、この厚膜部は複雑な形成プロセスを必要とせず、容易に形成することができる。
【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断面図である。
【図5】本発明の実施形態1の薄膜製造工程を示す断面図である。
【図6】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。
【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要部を示す平面図である。
【図8】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である。
【図9】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断面図である。
【図10】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断面図である。
【図11】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12】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13】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
81 厚膜層
85 厚膜部
300 圧電素子
320 圧電体能動部
330 幅広部

Claims (7)

  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り、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を有す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、
    前記圧電体能動部を構成する前記圧電体層及び前記上電極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と共に、少なくとも前記圧力発生室の端部とその周壁との境界を横切る部分の前記圧電体層及び前記上電極の幅が他の部分よりも広い幅広部を有し、且つ該上電極は、前記圧力発生室の端部と周壁との境界部分に対応する領域に、膜厚が他の部分よりも厚い厚膜部を有すると共に、該前記厚膜部が、前記圧電体能動部の幅方向中央部に、前記境界部分から前記圧力発生室の内方に向かって前記幅広部を越えて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。
  2. 請求項1において、前記厚膜部は、当該厚膜部以外の上電極を形成する層と、この上に形成される異なる材料の厚膜部形成層と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。
  3. 請求項2において、前記厚膜部形成層がAu、Ag、Cu及びAlからなる群から選択される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。
  4. 請求項1〜3の何れかにおいて、前記厚膜部の表面は、パターニングされて表面積が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。
  5. 請求項2〜4の何れかにおいて、前記厚膜部形成層が凹凸形状を形成す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1〜5の何れかにおいて、前記厚膜部の膜厚が、該厚膜部以外の膜厚より5%〜20%だけ厚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. 請求項1〜6の何れかにおいて、前記境界部分から前記圧力発生室の内方に向かって前記圧電体能動部の幅方向中央部に延設された前記厚膜部の幅が、前記圧力発生室の端部から内方に向かって徐々に細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。
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