JP4420544B2 - インクジェット式記録ヘッド並びにインクジェット式記録装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧電材料層に電圧を印加することにより変位させる圧電素子を具備す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であって、特に、インク滴を吐出するノズル開口と連通する圧力発生室（キャビティ）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並びに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、このようなインクジェット式記録ヘッドでは、圧力発生室を形成する流路形成基板（キャビティ形成基板）として、例えば、直径が６〜１２インチ程度の比較的大きなものを用いようとする場合、ハンドリング等の問題により基板の厚さを厚くせざるを得ず、それに伴い圧力発生室の深さも深くなってしまう。そのため、各圧力発生室を区画する隔壁の厚さを厚くしないと、十分な剛性が得られず、クロストークが発生し、所望の吐出特性が得られない等という問題がある。また、隔壁の厚さを厚くすると、高い配列密度でノズルを並べられないため、高解像度の印字品質を達成できないという問題がある。
【０００８】
また、このように所望の特性が得られないという問題はインクジェット式記録ヘッドだけではなく、基板の一方側に振動板を介して圧電素子を有するアクチュエータ装置についても同様に存在する。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑み、インク吐出特性等の各種特性を向上することができると共に、圧力発生室を高密度に配設することのできるインクジェット式記録ヘッド並びに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。
【００１０】
【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、キャビティを画成したキャビティ形成基板と、該キャビティ形成基板の一方面側に振動板を介して設けられて前記キャビティに圧力を付与する圧電素子とを具備するアクチュエータ装置において、前記振動板が、膜厚２０μｍ以下の単結晶からなる単結晶部を少なくとも有すると共に酸化部を有し、前記キャビティ形成基板がシリコン単結晶基板からなり、前記キャビティ形成基板と前記振動板との接合界面に結晶格子不整合面を有し、前記キャビティ形成基板の他方面側に、前記キャビティに連通するノズル開口を有するノズルプレートが接合され、前記ノズルプレートが、シリコン単結晶基板からなり、前記キャビティ形成基板との接合界面に結晶格子不整合面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。
【００１１】
かかる第１の態様では、特性を向上できると共にキャビティを高密度に配設することのでき、インク吐出特性を向上し、ノズルプレートとキャビティ形成基板とを比較的容易且つ高精度に接合することができるインクジェット式記録ヘッドが実現される。また、振動板の圧電素子の駆動による変形に対する強度が向上される。また、酸化部の厚さにより振動板の応力を調整することができる。
【００１２】
本発明の第２の態様は、第１の態様に記載のインクジェット式記録ヘッドにおいて、前記振動板の単結晶部が絶縁性を有する単結晶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。
【００１３】
かかる第２の態様では、振動板によって圧力発生室側と圧電素子側とが確実に絶縁される。
【００１４】
本発明の第３の態様は、第２の態様に記載のインクジェット式記録ヘッドにおいて、前記キャビティ形成基板がシリコン単結晶基板からなり、且つ前記振動板の単結晶層がシリコン単結晶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。
【００１５】
かかる第３の態様では、キャビティ形成基板と振動板とを比較的容易且つ高精度に接合することができる。
【００２４】
本発明の第４の態様は、第１〜３の何れかの態様に記載のインクジェット式記録ヘッドにおいて、前記キャビティが異方性エッチングにより形成され、前記圧電素子を構成する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。
【００２５】
かかる第４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。
【００２６】
本発明の第５の態様は、第１〜４の何れかの態様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にある。
【００２７】
かかる第５の態様では、ヘッドのインク吐出特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。
【００２８】
また、他の態様は、キャビティを画成したキャビティ形成基板と、該キャビティ形成基板の一方面側に振動板を介して設けられて前記キャビティに圧力を付与する圧電素子とを具備するアクチュエータ装置の製造方法において、前記キャビティ形成基板に前記キャビティを形成する工程と、前記振動板となるシリコン単結晶基板に水素イオンを注入して水素イオン層を形成する工程と、前記キャビティ形成基板の前記キャビティを形成した面と前記シリコン単結晶基板の前記水素イオンを注入した側の面とを接触させる工程と、所定温度に加熱することにより前記シリコン単結晶基板を前記水素イオン層が形成された面で剥離して残りのシリコン単結晶基板を前記振動板とする工程と、前記所定温度よりもさらに高温に加熱して前記キャビティ形成基板と前記振動板とを熱接合する工程とを有することを特徴とするアクチュエータ装置の製造方法にある。
【００２９】
かかる態様では、振動板を所望の厚さに形成することができる。また、振動板とキャビティ形成基板とを比較的容易且つ高精度に接合できる。
【００３０】
また他の態様は、上記態様において、前記キャビティ形成基板と前記振動板とを熱接合する際に、前記振動板の表面に酸化膜を形成することを特徴とするアクチュエータ装置の製造方法にある。
【００３１】
かかる態様では、酸化膜の厚さによって、所望の応力を有する振動板を形成することができる。
【００３２】
更に、他の態様は、キャビティを画成したキャビティ形成基板と、該キャビティ形成基板の一方面に振動板を介して設けられて前記キャビティに圧力を付与する圧電素子と、前記キャビティの他方面側に設けられて前記キャビティに連通するノズル開口を有するノズルプレートとを有するインクジェット式記録ヘッドの製造方法において、前記キャビティ形成基板に前記キャビティを形成する工程と、前記ノズルプレートとなる前記ノズル開口が穿設されたシリコン単結晶基板に水素イオンを注入して水素イオン層を形成する工程と、前記キャビティ形成基板の前記キャビティを形成した面と前記シリコン単結晶基板の前記水素イオンを注入した側の面とを接触させる工程と、所定温度に加熱することにより前記シリコン単結晶基板を前記水素イオン層から剥離して残りのシリコン単結晶基板を前記ノズルプレートとする工程と、前記所定温度よりもさらに高温に加熱して前記キャビティ形成基板と前記ノズルプレートとを熱接合する工程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の製造方法にある。
【００３３】
かかる他の態様では、所望の厚さのノズルプレートを容易に形成することができる。また、ノズルプレートとキャビティ形成基板とを比較的容易且つ高精度に接合できる。
【００３４】
【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。
【００３５】
（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、インクジェット式記録ヘッドの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。
【００３６】
図示するように、圧力発生室１２が形成される流路形成基板１０は、例えば、１５０μｍ〜１ｍｍの厚さのシリコン単結晶基板からなり、その一方面側の表層部分には、異方性エッチングによりノズル開口１１、及び複数の隔壁によって区画されノズル開口１１に連通する圧力発生室１２が形成されている。
【００３７】
また、各圧力発生室１２の長手方向一端部には、後述するリザーバ１５と圧力発生室１２とを接続するための中継室であるインク連通部１３が圧力発生室１２よりも幅の狭い狭隘部１４を介して連通されている。また、これらインク連通部１３及び狭隘部１４は、圧力発生室１２等と共に異方性エッチングによって形成されている。なお、狭隘部１４は、圧力発生室１２のインクの流出入を制御するためのものである。
【００３８】
この異方性エッチングは、ウェットエッチング又はドライエッチングの何れの方法を用いてもよいが、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）することにより圧力発生室１２等は浅く形成されており、その深さは、ハーフエッチングのエッチング時間によって調整することができる。
【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】
なお、本実施形態では、インク連通部１３を各圧力発生室１２毎に設けるようにしたが、これに限定されず、例えば、インク連通部１３を各圧力発生室１２に共通するようにしてもよく、この場合、このインク連通部１３が後述するリザーバ１５の一部を構成するようにしてもよい。
【００４１】
一方、流路形成基板１０の他方面側には、各インク連通部１３に連通し、各圧力発生室１２にインクを供給するリザーバ１５が形成されている。このリザーバ１５は、流路形成基板１０の他方面側から、所定のマスクを用いて異方性エッチング等によって形成されている。
【００４２】
このような流路形成基板１０上には、厚さが約２０μｍ以下の単結晶部５１を少なくとも有する弾性膜５０が設けられている。本実施形態では、弾性膜５０は、厚さが約１〜２μｍの絶縁性を有する単結晶、例えば、シリコン単結晶からなる単結晶部５１と、シリコン単結晶からなる単結晶部５１の表面を酸化することにより形成された、厚さが、例えば、約１μｍの二酸化シリコンからなる酸化部５２とで構成されている。
【００４３】
ここで、流路形成基板１０と弾性膜５０の単結晶部５１との接合境界面には、流路形成基板１０の結晶格子の向きと、単結晶部５１の結晶格子の向きとが異なる結晶格子不整合面を有することが好ましい。例えば、弾性膜５０の単結晶部５１が面方位＜１００＞のシリコン単結晶からなる場合には、弾性膜５０の＜１００＞方向が圧力発生室の長手方向に対して約４５°となるように流路形成基板に接合されていることが好ましい。
【００４４】
これは、（１００）面は比較的割れやすい面、いわゆるへき開面であるため、＜１００＞方向を圧力発生室１２の長手方向と同一方向に合わせてしまうと、後述する圧電素子の駆動による振動によって弾性膜５０が破壊されやすくなるためである。
【００４５】
なお、勿論、結晶不整合面の方向は、特に限定されないが、何れの方向であっても流路形成基板１０と弾性膜５０との接合境界面に、結晶不整合面を有するようにするのが好ましい。
【００４６】
このような弾性膜５０の上には、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層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層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。
【００４７】
ここで、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工程について説明する。なお、図３〜図５は、圧力発生室１２の長手方向の断面図である。
【００４８】
まず、図３（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一方面側に所定のマスク等を用いて異方性エッチングによってノズル開口１１、圧力発生室１２、インク連通部１３及び狭隘部１４を形成する。
【００４９】
次いで、図３（ｂ）に示すように、厚さ８０μｍのシリコン単結晶基板からなる弾性膜形成基板５０Ａを流路形成基板１０の圧力発生室１２側の面に接触させる。
【００５０】
ここで、この弾性膜形成基板５０Ａとは、流路形成基板１０との接触面側から所定の深さ、具体的には、弾性膜５０の厚さと同じ深さに水素イオンが注入された水素イオン層５５を有するシリコン単結晶基板である。
【００５１】
このように、流路形成基板１０と弾性膜形成基板５０Ａとを接触させた状態で、約５００℃〜６００℃に加熱すると、図３（ｃ）に示すように、弾性膜形成基板５０Ａは水素イオン層５５が形成された面で剥離され、残った弾性膜形成基板５０Ａが弾性膜５０となる。
【００５２】
その後、さらに、約１１００℃〜１３００℃に加熱することにより、これら弾性膜５０と流路形成基板１０とが熱接合されると共に、図３（ｄ）に示すように、弾性膜形成基板５０Ａの表面が熱酸化されて二酸化シリコンからなる酸化部５２が形成される。すなわち、単結晶部５１及び酸化部５２からなる弾性膜５０が形成される。
【００５３】
ここで、本実施形態では、流路形成基板１０と弾性膜５０とを、それぞれの結晶格子が整合していない状態で熱接合する。すなわち、流路形成基板１０と弾性膜１０との接合境界面に、結晶格子不整合面を形成する。
【００５４】
しかしながら、実際には、このような方法で流路形成基板１０と弾性膜５０とを接合する場合、それぞれの結晶格子を整合させることは困難であり、接合境界面には必ず結晶格子不整合面が形成されることになる。
【００５５】
次に、図４（ａ）に示すように、この弾性膜５０上にスパッタリングで下電極膜６０を流路形成基板１０の圧力発生室１２側に全面に亘って形成すると共に所定形状にパターニングする。この下電極膜６０の材料としては、白金、イリジウム等が好適である。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、イリジウムが好適である。
【００５６】
次に、図４（ｂ）に示すように、圧電体層７０を成膜する。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した。圧電体層７０の材料としては、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。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、スパッタリング法又はＭＯＤ法（有機金属熱塗布分解法）等のスピンコート法により成膜してもよい。
【００５７】
さらに、ゾル−ゲル法又はスパッタリング法もしくはＭＯＤ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。
【００５８】
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。
【００５９】
次に、図４（ｃ）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。
【００６０】
次いで、図５（ａ）に示すように、圧電体層７０及び上電極膜８０のみをエッチングして圧電素子３００のパターニングを行う。
【００６１】
次に、図５（ｂ）に示すように、流路形成基板１０の圧力発生室１２とは反対側の面から所定のマスク等を用いて異方性エッチング、例えば、ウェットエッチングすることにより、リザーバ１５を形成する。
【００６２】
以上のような工程で、圧力発生室１２及び圧電素子３００等が形成される。
【００６３】
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毎に分割することにより、各インクジェット式記録ヘッドとする。
【００６４】
また、このように製造された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リザーバ１５にインクを取り込み、リザーバ１５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、駆動回路を介して出力された記録信号に従い、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、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１１からインク滴が吐出する。
【００６５】
このような本実施形態のインクジェット式記録ヘッドでは、圧力発生室１２等を流路形成基板１０の一方面側に流路形成基板１０を貫通することなく形成することができる。したがって、各圧力発生室１２を区画する隔壁の剛性を高めて隔壁のコンプライアンスを小さくすることができるため、インクの吐出特性が向上することができると共に、複数の圧力発生室１２を高密度に配列することができる。
【００６６】
また、流路形成基板１０の厚さが厚いため、大きなサイズのウェハとしても取り扱いが容易となる。したがって、ウェハ一枚当たりのチップの取り数を増加することができ、製造コストを低減することができる。また、チップサイズを大きくできるので、長尺のヘッドも製造することができる。
【００６７】
さらには、流路形成基板１０の反りの発生が抑えられ、他の部材と接合する際に位置合わせが容易となり、接合後も、圧電素子３００の特性変化が抑えられてインク吐出特性が安定する。
【００６８】
また、振動板を構成する弾性膜５０は、酸化部の厚さによってその応力を調整することができ、所望のインク吐出特性を比較的容易に実現することができる。
【００６９】
また、弾性膜５０を形成する弾性膜形成基板５０Ａは、複数回リサイクルが可能なためコストを増加させることがない。
【００７０】
（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要部を示す断面図である。
【００７１】
本実施形態のインクジェット式記録ヘッドは、ノズル開口を流路形成基板の端面方向に設ける替わりに、面に垂直な方向に設けた例である。
【００７２】
具体的には、図６に示すように、圧力発生室１２Ａが流路形成基板１０Ａを厚さ方向に貫通して設けられ、流路形成基板１０Ａの一方面側には弾性膜５０を介して圧電素子３００が形成されている。また、流路形成基板１０Ａの他方面側には、本実施形態では、各圧力発生室１２に連通する複数のノズル開口１１Ａが穿設されたノズルプレート２０が接合されている。
【００７３】
ここで、このノズルプレート２０は、シリコン単結晶基板からなり、実施形態１で詳しく説明した弾性膜５０と同様に、所定の深さに水素イオン層を形成したシリコン単結晶基板を用いて形成され、熱接合によって流路形成基板１０Ａと接合されている。
【００７４】
また、このノズルプレート２０と流路形成基板１０Ａとの接合境界面には、実施形態１で説明した弾性膜５０と流路形成基板１０との接合境界面と同様に、結晶格子不整合面が常に存在していることが好ましい。
【００７５】
なお、本実施形態では、流路形成基板１０Ａには、圧力発生室１２Ａの長手方向一端部側に圧力発生室１２Ａと同一面側からエッチングすることによりリザーバ１５Ａが形成されており、インク供給路を介して圧力発生室１２Ａと連通されている。
【００７６】
このような本実施形態の構成では、ノズルプレート２０を均一な厚さで比較的容易に形成することができる。また、流路形成基板１０Ａとノズルプレート２０とを比較的精度良く接合することができ、インク吐出特性を向上することができる。
【００７７】
（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。
【００７８】
例えば、上述の実施形態では、弾性膜５０は、単結晶部５１及び酸化部５２からなるようにしたが、これに限定されず、勿論、単結晶部のみからなるようにしてもよい。
【００７９】
また、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。
【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７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７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。
【００８３】
なお、上述の実施形態では、インクジェット式記録ヘッドを例示したが、本発明は、インクジェット式記録ヘッドに限定されず、勿論、他のアクチュエータ装置であってもよいことは言うまでもない。
【００８４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明では、各キャビティ（圧力発生室）を区画する隔壁の剛性を高めて隔壁のコンプライアンスを小さくすることができるため、インクの吐出特性が向上することができると共に、複数の圧力発生室を高密度に配列することができる。
【００８５】
また、キャビティ形成基板（流路形成基板）の厚さが厚いため、大きなサイズのウェハとしても取り扱いが容易となる。したがって、ウェハ一枚当たりのチップの取り数を増加することができ、製造コストを低減することができる。
【００８６】
また、振動板は、酸化部の厚さによってその応力を調整することができ、所望のインク吐出特性を比較的容易に実現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要部を示す断面図である。
【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製造工程を示す断面図である。
【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要部を示す断面図である。
【図７】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】
１０，１０Ａ 流路形成基板
１１，１１Ａ ノズル開口
１２，１２Ａ 圧力発生室
１３，１３Ａ インク連通部
１４ 狭隘部
１５，１５Ａ リザーバ
２０ ノズルプレート
５０ 弾性膜
５１ 単結晶部
５２ 酸化部
６０ 下電極膜
７０ 圧電体層
８０ 上電極膜
３００ 圧電素子

Claims (5)

1. キャビティを画成したキャビティ形成基板と、該キャビティ形成基板の一方面側に振動板を介して設けられて前記キャビティに圧力を付与す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、
   前記振動板が、膜厚２０μｍ以下の単結晶からなる単結晶部を少なくとも有すると共に酸化部を有し、前記キャビティ形成基板がシリコン単結晶基板からなり、前記キャビティ形成基板と前記振動板との接合界面に角度が約４５°の結晶格子不整合面を有し、
   前記キャビティ形成基板の他方面側に、前記キャビティに連通するノズル開口を有するノズルプレートが接合され、
   前記ノズルプレートが、シリコン単結晶基板からなり、前記キャビティ形成基板との接合界面に角度が約４５°の結晶格子不整合面を有する
   ことを特徴とするインクジェット式記録ヘッド。
2. 請求項１に記載のインクジェット式記録ヘッドにおいて、前記振動板の単結晶部が絶縁性を有する単結晶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に記載のインクジェット式記録ヘッドにおいて、前記キャビティ形成基板がシリコン単結晶基板からなり、且つ前記振動板の単結晶部がシリコン単結晶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の何れかに記載のインクジェット式記録ヘッドにおいて、前記キャビティが異方性エッチングにより形成され、前記圧電素子を構成する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。
5. 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。

Images