JP3901548B2 - 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 Download PDF

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Description

【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、この振動板の表面に圧電素子を形成して、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高密度に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、圧電素子を高密度に配列したインクジェット式記録ヘッドでは、多数の圧電素子を同時に駆動して多数のインク滴を一度に吐出させると、電圧降下が発生して圧電素子の変位量が不安定となり、インク吐出特性が低下するという問題がある。
【0008】
このような問題は、共通電極の厚さを厚くして共通電極の抵抗値を低くすることによって解消することができるが、圧電素子の駆動による振動板の変位が妨げられ、インク滴の吐出量が低下するという問題がある。
【0009】
また、共通電極の面積を広げて共通電極の抵抗値を低くすることによっても解消することができるが、共通電極の面積を広げるにはヘッド自体の面積を広げる必要があり、ヘッドが大型化してしまうという問題がある。
【0010】
本発明はこのような事情に鑑み、インク吐出特性を常に良好に保持でき且つ小型化を図ることのでき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】
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が形成される流路形成基板と、該流路形成基板の一方面側に振動板を介して設けられる下電極と、該下電極上に設けられる圧電体層と、該圧電体層上に設けられる上電極とからなる圧電素子とを具備するインクジェット式記録ヘッドにおいて、前記下電極及び前記上電極が各圧力発生室に対応する領域にそれぞれ独立して設けられると共に各上電極にそれぞれ接続される配線電極が前記圧力発生室の長手方向一端部側の周壁に対向する領域の振動板上に設けられて、前記上電極が各圧電素子の共通電極となっており、前記圧力発生室の長手方向一端部に対向する領域の少なくとも前記振動板が前記配線電極によって覆われていると共に前記圧力発生室の長手方向他端部に対向する領域の少なくとも前記振動板が前記配線電極と同一の導電層からなる保護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。
【0012】
かかる第1の態様では、ヘッドを大型化することなく圧電素子の共通電極の抵抗値を容易に低下させることができ、多数の圧電素子を同時に駆動することによる電圧降下の発生が防止される。また、圧電素子の駆動による応力が、圧力発生室の長手方向端部に対向する領域の振動板に集中するのを防止できる。
【0017】
本発明の第2の態様は、前記下電極が前記圧力発生室の長手方向他端部側から周壁に対向する領域まで延設されると共に前記圧力発生室の長手方向他端部に対向する領域に当該下電極を除去した下電極除去部が設けられ、前記保護層が前記下電極除去部内に形成されていることを特徴とする第1の態様のインクジェット式記録ヘッドにある。
【0018】
かかる第2の態様では、下電極と上電極とを短絡させることなく、圧力発生室の長手方向端部に対向する領域の振動板の剛性を増加させることができる。
【0019】
本発明の第3の態様は、前記配線電極が、前記下電極よりも固有抵抗の小さい金属で形成されていることを特徴とする第1又は2の態様のインクジェット式記録ヘッドにある。
【0020】
かかる第3の態様では、共通電極の抵抗を確実に低下し、電圧降下の発生がより確実に防止される。
【0021】
本発明の第4の態様は、前記配線電極の厚さが、1μm以上であることを特徴とする第1〜3の何れかの態様のインクジェット式記録ヘッドにある。
【0022】
かかる第4の態様では、共通電極の抵抗を確実に低下し、電圧降下の発生がより確実に防止される。
【0023】
本発明の第5の態様は、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、前記圧電素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第1〜4の何れかの態様のインクジェット式記録ヘッドにある。
【0024】
かかる第5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。
【0025】
本発明の第6の態様は、第1〜5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。
【0026】
かかる第6の態様では、インク吐出特性を安定させ、信頼性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。
【0027】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
【0028】
(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の概略を示す分解斜視図であり、図2は、図1の断面図である。
【0029】
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り、その表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及び保護膜51が形成されている。
【0030】
この流路形成基板10には、その一方の表面に設けられた保護膜51の開口部51aを介して異方性エッチングすることにより、複数の隔壁11によって区画された圧力発生室12が幅方向に並設されている。また、その長手方向外側には、後述するリザーバ形成基板30のリザーバ部31と連通してリザーバ100を構成する連通部13が形成されている。また、この連通部13は、各圧力発生室12の長手方向一端部でそれぞれインク供給路14を介して連通されている。
【0031】
ここで、異方性エッチングは、シリコン単結晶基板のエッチングレートの違いを利用して行われる。例えば、本実施形態では、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(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。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。
【0032】
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路14は、圧力発生室12より浅く形成されており、圧力発生室12に流入するインクの流路抵抗を一定に保持している。すなわち、インク供給路14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。
【0033】
なお、このような圧力発生室12等が形成される流路形成基板10の厚さは、圧力発生室12を配設する密度に合わせて最適な厚さを選択することが好ましい。例えば、1インチ当たり180個(180dpi)程度に圧力発生室12を配置する場合には、流路形成基板10の厚さは、180〜280μm程度、より望ましくは、220μm程度とするのが好適である。また、例えば、360dpi程度と比較的高密度に圧力発生室12を配置する場合には、流路形成基板10の厚さは、100μm以下とするのが好ましい。これは、隣接する圧力発生室12間の隔壁11の剛性を保ちつつ、配列密度を高くできるからである。
【0034】
この流路形成基板10の開口面側には、各圧力発生室12とインク供給路14とは反対側で連通するノズル開口21が穿設されたノズルプレート20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20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、ノズルプレート20は、流路形成基板10と熱膨張係数が略同一の材料で形成するようにしてもよい。この場合には、流路形成基板10とノズルプレート20との熱による変形が略同一となるため、熱硬化性の接着剤等を用いて容易に接合することができる。
【0035】
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21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21は数十μmの直径で精度よく形成する必要がある。
【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、本実施形態では、酸化ジルコニウム(ZrO2)からなり厚さが例えば、1〜2μmの絶縁層52が設けられており、これら弾性膜50及び絶縁層52が振動板となる。
【0037】
また、この絶縁層52上には、厚さが例えば、約0.2μmの下電極膜60と、厚さが例えば、約1μmの圧電体層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、圧電体層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は、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層70を圧力発生室12毎にパターニングして構成するが、本実施形態では、以下に説明するように、下電極膜60、圧電体層70及び上電極膜80のそれぞれを圧力発生室12毎にパターニングして構成している。
【0038】
すなわち、図3に示すように、本実施形態では、圧電素子300を構成する下電極膜60は、各圧力発生室12に対応する領域に圧力発生室12よりも若干広い幅且つそれぞれ独立するようにパターニングされ、各圧電素子300の個別電極となっている。また、圧力発生室12の連通部13側の下電極膜60の端部は、圧力発生室12の長手方向端部から周壁上まで延設されており、図示しないが、その端部近傍は圧電素子300を駆動するための駆動回路等に接続される。なお、圧力発生室12の連通部13とは反対側の下電極膜60の端部は、圧力発生室12に対向する領域内に位置している。
【0039】
一方、上電極膜80は、圧電体層70と共に各圧力発生室12に対向する領域内にパターニングされ、各上電極膜80から引き出される接続配線によって配線電極90と接続されて各圧電素子300の共通電極を構成している。すなわち、各圧力発生室12の連通部13側の周壁に対向する領域の絶縁層52上には、導電材料からなる配線電極90が圧力発生室12の並設方向に沿って延設されている。そして、この配線電極90と各上電極膜80とが、接続配線、本実施形態では、各配線電極90から引き出された引き出し部91によって電気的に接続され、上電極膜80は各圧電素子300の共通電極となっている。
【0040】
このような配線電極90の材質は、例えば、金(Au)、銅(Cu)、アルミニウム(Al)等の下電極膜60よりも固有抵抗の小さい金属を用いることが好ましく、例えば、本実施形態では、金(Au)/チタン(Ti)多層膜を用いている。また、配線電極90の厚さは、特に限定されないが、1μm以上であることが好ましい。
【0041】
なお、本実施形態では、上電極膜80と配線電極90とは、配線電極90から引き出された引き出し部91によって電気的に接続されているが、勿論、配線電極90とは別途形成した接続配線により電気的に接続するようにしてもよい。
【0042】
このような構成では、配線電極90が各圧電素子300の共通電極の一部を構成するため、圧電素子300の共通電極の抵抗値を実質的に低下させることができ、多数の圧電素子を同時に駆動しても電圧降下が生じることがない。したがって、常に所定の大きさのインク滴を吐出させることができ、印刷品質を常に良好に保持することができる。
【0043】
また、配線電極90は、比較的固有抵抗の小さい金属で形成されているため、比較的狭い面積で圧電素子300の共通電極の抵抗値を低下させることができるため、ヘッドの小型化を図ることができる。
【0044】
なお、流路形成基板10の圧電素子300側には、各圧力発生室12の共通のインク室となるリザーバ100の少なくとも一部を構成するリザーバ部31を有するリザーバ形成基板30が接合されている。このリザーバ部31は、本実施形態では、リザーバ形成基板30を厚さ方向に貫通して圧力発生室12の幅方向に亘って形成されており、弾性膜50及び絶縁層52を貫通して設けられた貫通孔53を介して流路形成基板10の連通部13と連通されて各圧力発生室12の共通のインク室となるリザーバ100を構成している。
【0045】
このリザーバ形成基板30としては、流路形成基板10の熱膨張率と略同一の材料、例えば、ガラス、セラミック材料等を用いることが好ましく、本実施形態では、流路形成基板10と同一材料のシリコン単結晶基板を用いて形成した。
【0046】
また、リザーバ形成基板30の圧電素子300に対向する領域には、圧電素子300の運動を阻害しない程度の空間を確保した状態で、その空間を密封可能な圧電素子保持部32が設けられ、圧電素子300はこの圧電素子保持部32内に密封されている。
【0047】
なお、リザーバ形成基板30のリザーバ部31と圧電素子保持部32との間、すなわちインク供給路14に対応する領域には、このリザーバ形成基板30を厚さ方向に貫通する貫通孔33が設けられている。そして、各圧電素子300の下電極膜60の一端部がこの貫通孔33まで延設されており、ワイヤボンディング等により図示しない外部配線と接続される。
【0048】
また、このようなリザーバ形成基板30上には、封止膜41及び固定板42とからなるコンプライアンス基板40が接合されている。ここで、封止膜41は、剛性が低く可撓性を有する材料(例えば、厚さが6μmのポリフェニレンサルファイド(PPS)フィルム)からなり、この封止膜41によってリザーバ部31の一方面が封止されている。また、固定板42は、金属等の硬質の材料(例えば、厚さが30μmのステンレス鋼(SUS)等)で形成される。この固定板42のリザーバ100に対向する領域は、厚さ方向に完全に除去された開口部43となっているため、リザーバ100の一方面は可撓性を有する封止膜41のみで封止されている。
【0049】
なお、図示しないが、リザーバ形成基板30及びコンプライアンス基板40には、リザーバ100と外部とを連通するインク導入口が形成されており、このインク導入口からリザーバ100内にインクが供給される。
【0050】
そして、このような本実施形態の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からインク導入口を介してインクを取り込み、リザーバ100からノズル開口21に至るまで内部をインクで満たした後、図示しない駆動回路からの記録信号に従い、外部配線を介して圧力発生室12に対応するそれぞれの下電極膜60と上電極膜80との間に電圧を印加し、弾性膜50、絶縁層52、下電極膜60及び圧電体層70をたわみ変形させることにより、各圧力発生室12内の圧力が高まりノズル開口21からインク滴が吐出する。
【0051】
以下、このような本実施形態のインクジェット式記録ヘッドの製造方法の一例について、図4及び図5を参照して説明する。なお、図4及び図5は、圧力発生室12の長手方向の断面図である。
【0052】
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及び保護膜51を形成する。
【0053】
次に、図4(b)に示すように、弾性膜50上に絶縁層52を形成する。具体的には、弾性膜50の表面にジルコニウム層を形成後、例えば、500〜1200℃の拡散炉でこのジルコニウム層を熱酸化することにより酸化ジルコニウムからなる絶縁層52とする。
【0054】
次に、図4(c)に示すように、スパッタリングで下電極膜60を絶縁層52の全面に形成後、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。この下電極膜60の材料としては、白金(Pt)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層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、圧電体層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。
【0055】
次に、図4(d)に示すように、圧電体層70を成膜する。この圧電体層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層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層70とした。圧電体層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、この圧電体層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。
【0056】
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。
【0057】
何れにしても、このように成膜された圧電体層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、圧電体層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層の厚さは、一般的に0.2〜5μmである。
【0058】
次に、図5(a)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。
【0059】
次に、図5(b)に示すように、圧電体層70及び上電極膜80のみをエッチングによりパターニングして各圧力発生室12に対向する領域に圧電素子300を形成する。
【0060】
次いで、図5(c)に示すように、配線電極90を形成する。すなわち、流路形成基板10の全面に亘って、配線電極90を形成後、エッチングによりパターニングして、引き出し部91によって各上電極膜80と電気的に接続される配線電極90を形成する。なお、この配線電極90は、上述したように下電極膜60よりも固有抵抗の小さい金属で形成することが好ましいため、本実施形態では、金(Au)/チタン(Ti)多層膜をスパッタリングによって形成した。
【0061】
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、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う。すなわち、図5(d)に示すように、保護膜51をパターニングして圧力発生室12、連通部13及びインク供給路14等に対向する領域に所定形状の開口部51aを形成し、この開口部51aを介して流路形成基板10を異方性エッチングすることによりこれら圧力発生室12等を形成する。その後、弾性膜50及び絶縁層52を貫通させて貫通孔53を形成する。
【0062】
なお、実際には、上述した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。そして、分割した流路形成基板10に、リザーバ形成基板30及びコンプライアンス基板40を順次接着して一体化することによってインクジェット式記録ヘッドとする。
【0063】
(実施形態2)
図6は、実施形態2に係るインクジェット式記録ヘッドの配線パターンを示す平面図である。
【0064】
本実施形態は、配線電極90のパターン形状の他の例であり、図6に示すように、圧力発生室12の長手方向端部近傍に対向する領域の振動板と、圧電素子300の長手方向端部を覆うように配線電極90(引き出し部91)を形成した以外は、実施形態1と同様である。
【0065】
このように、圧力発生室12の長手方向端部に対向する領域の振動板を配線電極90によって覆うことにより、振動板の剛性が向上し圧電素子300の駆動による繰り返し変形によって圧力発生室12の長手方向端部近傍に応力が集中するのを防止することができる。したがって、圧電素子300の繰り返し駆動によって、振動板に割れ等が発生することがなく、耐久性及び信頼性を向上することができる。
【0066】
また、本実施形態では、圧電素子300の端部近傍が配線電極90(引き出し部91)によって覆われているため、圧電素子300の長手方向端部近傍の剛性が高められ、圧電素子300の駆動時に圧電素子300の長手方向端部近傍にかかる応力が抑えられる。したがって、圧電素子300を駆動した際に、圧電素子300の長手方向端部での変位量が減少するため、繰返し変位による圧電体層70の破壊を防止することができる。
【0067】
(実施形態3)
図7は、実施形態3に係るインクジェット式記録ヘッドの配線パターンを示す平面図である。
【0068】
実施形態2では、圧力発生室12の長手方向一端部に対向する領域の振動板及び圧電素子300の長手方向端部近傍を配線電極90で覆うようにしたが、本実施形態では、図7に示すように、さらに圧電素子300の長手方向他端部近傍、及び圧力発生室12の長手方向他端部に対向する領域の振動板を、配線電極90と同一の導電層からなる保護層110で覆うようにした。
【0069】
すなわち、本実施形態では、下電極膜60の圧力発生室12の長手方向他端部近傍に対向する領域には、下電極膜60を除去した下電極膜除去部61が形成されて絶縁層52が露出されている。そして、保護層110が、この下電極膜除去部61内に下電極膜60とは接触しないようにパターニングされている。
【0070】
このような構成では、実施形態2と同様に、圧力発生室12の長手方向両端部の振動板及び圧電素子の両端部近傍の剛性が高められ、圧電素子300の駆動による繰り返し変形による振動板及び圧電体層70の破壊をより確実に防止することができる。
【0071】
(他の実施形態)
以上、本発明の一実施形態を説明したが、本発明の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、成膜及びリソグラフィプロセスを応用して製造され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、グリーンシートを貼付する等の方法により形成される厚膜型のインクジェット式記録ヘッドにも本発明を採用することができる。
【0073】
また、本発明は、配線電極の厚さ、幅等を変化させることにより、長尺ヘッドにも適用することができる。
【0074】
なお、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8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。
【0075】
図8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。
【0076】
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上に搬送されるようになっている。
【0077】
【発明の効果】
以上説明したように本発明では、下電極及び上電極を各圧力発生室に対応する領域にそれぞれ独立して設けると共に、周壁上に設けた配線電極を各上電極に接続することによって上電極を各圧電素子の共通電極とするようにしたので、ヘッドを大型化することなく共通電極の抵抗値を比較的容易に低下させることができる。したがって、多数の圧電素子を同時に駆動しても電圧降下が発生することがなく、常に安定したインク吐出特性を得ることができる。
【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概略を示す斜視図である。
【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に係るインクジェット式記録ヘッドの配線パターンを示す平面図である。
【図4】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製造工程を示す断面図である。
【図5】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製造工程を示す断面図である。
【図6】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配線パターンを示す平面図である。
【図7】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配線パターンを示す平面図である。
【図8】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
12 圧力発生室
20 ノズルプレート
21 ノズル開口
30 リザーバ形成基板
40 コンプライアンス基板
50 弾性膜
52 絶縁層
60 下電極膜
61 下電極膜除去部
70 圧電体層
80 上電極膜
90 配線電極
91 引き出し部
110 保護層
300 圧電素子

Claims (6)

  1. ノズル開口に連通する圧力発生室が形成される流路形成基板と、該流路形成基板の一方面側に振動板を介して設けられる下電極と、該下電極上に設けられる圧電体層と、該圧電体層上に設けられる上電極とからなる圧電素子とを具備するインクジェット式記録ヘッドにおいて、
    前記下電極及び前記上電極が各圧力発生室に対応する領域にそれぞれ独立して設けられると共に各上電極にそれぞれ接続される配線電極が前記圧力発生室の長手方向一端部側の周壁に対向する領域の振動板上に設けられて、前記上電極が各圧電素子の共通電極となっており、前記圧力発生室の長手方向一端部に対向する領域の少なくとも前記振動板が前記配線電極によって覆われていると共に前記圧力発生室の長手方向他端部に対向する領域の少なくとも前記振動板が前記配線電極と同一の導電層からなる保護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。
  2. 前記下電極が前記圧力発生室の長手方向他端部側から周壁に対向する領域まで延設されると共に前記圧力発生室の長手方向他端部に対向する領域に当該下電極を除去した下電極除去部が設けられ、前記保護層が前記下電極除去部内に形成されていることを特徴とする請求項1に記載のインクジェット式記録ヘッド。
  3. 前記配線電極が、前記下電極よりも固有抵抗の小さい金属で形成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載のインクジェット式記録ヘッド。
  4. 前記配線電極の厚さが、1μm以上であることを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載のインクジェット式記録ヘッド。
  5. 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、前記圧電素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請求項1〜4の何れかに記載のインクジェット式記録ヘッド。
  6. 請求項1〜5の何れかに記載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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