JPH11105281A - アクチュエータ及びインクジェット式記録ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧電体能動部の端部での剥離あるいはクラッ
ク発生を防止することができるアクチュエータおよびイ
ンクジェット式記録ヘッドを提供する。 【解決手段】 少なくとも上面に下電極を有する振動板
５０，６０と、該振動板５０，６０の表面に形成された
圧電体膜７０及び該圧電体膜７０の表面に形成された上
電極８０からなる圧電体能動部３２０とからなる圧電振
動子を備えたアクチュエータにおいて、前記圧電体能動
部３２０の外縁部の外側に、少なくとも前記圧電体膜７
０を有するが実質的に駆動されない圧電体非能動部３３
０を有し、当該圧電体非能動部３３０の端部から前記圧
電体能動部３２０の端部までの距離が前記圧電体膜７０
の厚さの略３倍以上とし、圧電体能動部３２０への電圧
印加の際に圧電体非能動部の端部での変位が完全になく
なるので、端部での剥がれ、クラックの発生等が防止さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、振動板の上に圧電
体能動部を有するアクチュエータに関し、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の一部を
振動板で構成し、この振動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、圧電振動子が軸方向に伸長、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振動板に圧電振動子を
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、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。

【０００７】また、この場合、圧電材料層は弾性板の表
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が、単位駆動電圧当た
りの変位量および圧力発生室に対向する部分とその外部
とを跨ぐ部分で圧電体層へかかる応力の問題から、圧電
体層および上電極からなる圧電体能動部を、少なくとも
一端部以外は圧力発生室外に出ないように形成するのが
望ましい。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たように帯状に形成した圧電体能動部では、端部が剥離
し易く、場合によってはクラックが発生するという問題
がある。

【０００９】このような問題はインクジェット式記録ヘ
ッドだけではなく、基板の一方側に能動板及び能動板駆
動部を有するアクチュエータにおいても同様に存在す
る。

【００１０】本発明はこのような事情に鑑み、圧電体能
動部の端部での剥離あるいはクラック発生を防止するこ
とができるアクチュエータおよびインクジェット式記録
ヘッド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】前記課題を解決する本発
明の第１の態様は、少なくとも上面に下電極を有する振
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る圧電体能動部
とからなる圧電振動子を備えたアクチュエータにおい
て、前記圧電体能動部の外縁部の外側に、少なくとも前
記圧電体層を有するが実質的に駆動されない圧電体非能
動部を有し、当該圧電体非能動部の端部から前記圧電体
能動部の端部までの距離が前記圧電体層の厚さの略３倍
以上であることを特徴とするアクチュエータにある。

【００１２】かかる第１の態様では、圧電体能動部への
電圧印加の際に端部近傍の圧電体非能動部での変位が完
全になくなるので、パターン端部での剥がれ、クラック
の発生等が防止される。

【００１３】本発明の第２の態様は、第１の態様におい
て、前記圧電体能動部が帯状に形成され、当該圧電体能
動部の長手方向の少なくとも一方の端部外側に前記圧電
体非能動部が形成されていることを特徴とするアクチュ
エータにある。

【００１４】かかる第２の態様では、帯状に形成された
圧電体能動部の端部での剥離又はクラック等の発生が防
止される。

【００１５】本発明の第３の態様は、第１又は２の態様
において、前記圧電体非能動部は、前記上電極を有さな
いものであることを特徴とするアクチュエータにある。

【００１６】かかる第３の態様では、圧電体層上に上電
極がない部分が実質的に駆動されなくなり、剥離又はク
ラックの発生等が防止される。

【００１７】本発明の第４の態様は、第２又は３の何れ
かの態様において、前記振動板が、ノズル開口に連通す
る圧力発生室の一部を構成し、前記圧電体能動部が前記
圧力発生室に対向した領域に形成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４の態様では、圧力発生室に対向
する部分に形成された圧電体能動部の端部外側の圧電体
非能動部での剥離又はクラック等の発生が防止される。

【００１９】本発明の第５の態様は、第４の態様におい
て、前記圧電体能動部に連続する前記圧電体層のパター
ンが、前記圧力発生室の周壁上まで延設されており、当
該圧力発生室に対向する領域と前記周壁との境界近傍に
対応する領域近傍は前記圧電体非能動部となっているこ
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５の態様では、圧力発生室に対向
する領域から周壁上の境界部を跨ぐように形成された圧
電体層の境界部に対応する部分が圧電体非能動部になっ
ているので、剥離又はクラックの発生等が防止される。

【００２１】本発明の第６の態様は、第４又は５の態様
において、前記上電極の上面には絶縁体層が形成され、
該絶縁体層は前記リード電極と前記上電極との前記コン
タクト部を形成するための窓であるコンタクトホール部
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。

【００２２】かかる第６の態様では、各圧電体能動部と
リード電極とはコンタクトホール部を介して接続され
る。

【００２３】本発明の第７の態様は、第４〜６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にあ
る。

【００２４】かかる第７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】

【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。

【００２６】（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、平面図及びその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。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】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（１１
１）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１／１８
０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。

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】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。

【００３４】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。

【００３５】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２
１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２
０は、他面で共通インク室３１の一壁面を構成する。

【００３６】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。

【００３７】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。

【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。下電極膜６０と上電極膜８０とに電圧を印加するこ
とにより圧電歪みが生じる圧電体能動部が、各圧力発生
室１２毎に形成されていることになる。

【００３９】そして、かかる各上電極膜８０の上面の少
なくとも周縁、及び圧電体膜７０の側面を覆うように電
気絶縁性を備えた絶縁体層９０が形成されている。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。

【００４０】絶縁体層９０の各上電極膜８０の一端部に
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。

【００４１】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。

【００４２】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。

【００４３】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、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６００〜１００
０℃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７０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。

【００４４】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。

【００４５】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。

【００４６】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。

【００４７】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電体能動部３２
０のパターニングを行う。

【００４８】以上説明したように、まず、下電極膜６０
の全体のパターンを形成し、次いで、圧電体能動部３２
０をパターニングすることによりパターニングが完了す
る。

【００４９】このように形成された圧電体能動部３２０
と圧力発生室１２との平面位置関係及びその断面を図６
に示す。

【００５０】図６（ａ）に示すように、圧電体膜７０お
よび上電極膜８０からなる圧電体能動部３２０は、圧力
発生室１２に対向する領域内に設けられ、その長手方向
端部の外側には圧電体非能動部３３０が形成されてい
る。圧電体能動部３２０は、図６（ｂ）のＢ−Ｂ’断面
図に示すように、圧電体膜７０及び上電極膜８０からな
るが、圧電体非能動部３３０は、図６（ｃ）のＣ−Ｃ’
断面図に示すように、圧電体能動部３２０の上電極膜８
０が除去されて圧電体膜７０のみとなっている。

【００５１】ここで、圧電体非能動部３３０の長手方向
の長さＬは圧電体膜７０の厚さＤの３倍以上ある必要が
ある。これは上電極膜８０に電圧を印加した際に発生す
る電界の影響により、上電極膜８０の端部に近い圧電体
非能動部３３０は多少駆動することになるが、上述した
条件とすることにより、圧電体非能動部３３０の端部で
の電界の影響が完全に排除できるからである。

【００５２】このような構造とすることにより、圧電体
非能動部３３０は圧電体能動部３２０への電圧印加によ
っても、駆動されることがなく、したがって、剥がれ、
クラックの発生等の虞もない。なお、圧電体非能動部３
３０は、圧電体能動部３２０の両端部外側に設けてもよ
いが、例えば、後述するリード電極とのコンタクト部に
近い端部のみに設けてもよい。

【００５３】なお、本実施形態では、圧電体非能動部３
３０は上電極膜８０を部分的に除去することにより形成
したが、圧電体膜７０と上電極膜８０との間に低誘電絶
縁体層を設けることにより形成してもよく、さらには、
圧電体膜７０に部分的にドーピング等行って不活性とす
ることにより形成してもよい。

【００５４】すなわち、圧電体非能動部３３０は、少な
くとも圧電体膜７０を有するが、上電極又は下電極の何
れか一方が除去もしくは非導通状態となっており、又は
圧電体層自体が不活性となっており、電圧印加により実
質的に圧電歪みが生じないようにしたものであればよ
い。

【００５５】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、圧電体膜７０の側面および下電極膜６
０の上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）。

【００５６】そして、絶縁体層９０の各圧電体能動部３
２０の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。なお、本実施形態では、上述した圧電体非能動部３
３０の近傍にコンタクトホール９０ａを形成するように
している。

【００５７】このような絶縁体層の形成プロセスを図７
に示す。

【００５８】まず、図７（ａ）に示すように、上電極膜
８０の周縁部、圧電体膜７０の側面および下電極膜６０
の上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。

【００５９】次に、図７（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。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。なお、コンタクトホール９０
ａ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。

【００６０】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。

【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、図７（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。

【００６２】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、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、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１
２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。

【００６３】（実施形態２）図８には、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圧電体能動部
および圧力発生室の形状を示す。

【００６４】本実施形態は、圧電体能動部３２０Ａは圧
力発生室１２に対向する領域に設けられているが、当該
圧電体能動部３２０Ａを構成する圧電体膜７０のパター
ンが圧力発生室１２の端部を越えて周壁上まで延設され
て圧電体非能動部３３０Ａを構成している。すなわち、
圧電体非能動部３３０Ａが圧力発生室１２に対向する領
域から周壁に対向する領域まで両者の境界を跨ぐように
形成されている。

【００６５】従って、このような構造とすることによ
り、実施形態１と同様に、圧電体能動部３２０の端部外
側において、電圧印加による振動が規制され、剥がれ及
びクラック発生等の虞がない。さらに、圧力発生室１２
とその周壁との境界部分近傍では、一般的には繰り返し
変位により圧電体膜７０等に割れ等が発生しやすいが、
本実施形態ではこの部分の圧電体膜７０が圧電体非能動
部３３０Ａであるので、この部分での割れ等の発生が防
止される。

【００６６】さらに、圧電体膜７０の端部がシリコン周
壁上にあるため、シリコンのエッチングプロセスにおけ
る化学的なダメージや機械的なダメージを受けることが
なく、圧電体層７０が端部から剥がれる虞がなくなる。

【００６７】なお、本実施形態でも、圧電体非能動部３
３０Ａは、上述した実施形態と同様に、上電極膜８０を
除去することにより形成したが、上述したように種々の
方法で形成してもよい。また、上電極膜８０の端部から
の影響で、圧力発生室１２とその周壁との境界部の変位
を極力抑えるためには、上電極膜８０の端部と境界部ま
での距離が、上述した理由と同様に、圧電体膜７０の厚
さの３倍以上あるのが好ましい。

【００６８】このような構造とすることにより、圧電体
非能動部３３０Ａは圧電体能動部３２０Ａへの電圧印加
によっても、駆動されることがなく、したがって、剥が
れ、クラックの発生等の虞もない。なお、本実施形態で
は圧電体能動部３２０Ａに連続する圧電体膜の一端部の
みが周壁上まで延設され、その部分が圧電体非能動部３
３０Ａとなっているが、他の端部に他の圧電体非能動部
を設けてもよい。また、本実施形態では、リード電極と
のコンタクト部は、圧電体非能動部３３０Ａに近い端部
に設けられる。

【００６９】（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。

【００７０】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。

【００７１】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。

【００７２】このように構成した実施形態の分解斜視図
を図９、その流路の断面を図１０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側
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。

【００７３】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。

【００７４】ここで、この実施形態においても、実施形
態１及び２と同様に、圧電体非能動部を設けて、圧電体
膜の端部での振動を部分的に規制して圧電体膜の端部の
剥がれおよび割れを防止することができる。

【００７５】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。

【００７６】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。

【００７７】さらに、上述した各実施形態では、振動板
として下電極膜とは別に弾性膜を設けたが、下電極膜が
弾性膜を兼ねるようにしてもよい。

【００７８】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。

【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】

【発明の効果】以上説明したように本発明においては、
帯状の圧電体能動部の端部外側に圧電体非能動部を設け
ることにより、端部での剥がれ又はクラックの発生等が
防止されるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一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】本発明の薄膜製造工程を示す図である。

【図５】本発明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の要部を示す平面図及び断
面図である。

【図７】本発明の薄膜製造工程を示す図である。

【図８】本発明の実施形態２を説明する要部平面図及び
断面図である。

【図９】本発明の他の実施形態に係るインクジェット式
記録ヘッドの分解斜視図である。

【図１０】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。

【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 １００ リード電極 ３２０，３２０Ａ 圧電体能動部 ３３０，３３０Ａ 圧電体非能動部

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも上面に下電極を有する振動板
   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る圧電体能動部とか
   らなる圧電振動子を備えたアクチュエータにおいて、 前記圧電体能動部の外縁部の外側に、少なくとも前記圧
   電体層を有するが実質的に駆動されない圧電体非能動部
   を有し、当該圧電体非能動部の端部から前記圧電体能動
   部の端部までの距離が前記圧電体層の厚さの略３倍以上
   であることを特徴とするアクチュエータ。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記圧電体能動部が
   帯状に形成され、当該圧電体能動部の長手方向の少なく
   とも一方の端部外側に前記圧電体非能動部が形成されて
   いることを特徴とするアクチュエータ。
3. 【請求項３】 請求項１又は２において、前記圧電体非
   能動部は、前記上電極を有さないものであることを特徴
   とするアクチュエータ。
4. 【請求項４】 請求項２又は３の何れかにおいて、前記
   振動板が、ノズル開口に連通する圧力発生室の一部を構
   成し、前記圧電体能動部が前記圧力発生室に対向した領
   域に形成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。
5. 【請求項５】 請求項４において、前記圧電体能動部に
   連続する前記圧電体層のパターンが、前記圧力発生室の
   周壁上まで延設されており、当該圧力発生室に対向する
   領域と前記周壁との境界近傍に対応する領域近傍は前記
   圧電体非能動部と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。
6. 【請求項６】 請求項４又は５において、前記上電極の
   上面には絶縁体層が形成され、該絶縁体層はリード電極
   と前記上電極との前記コンタクト部を形成するための窓
   であるコンタクトホール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。
7. 【請求項７】 請求項４〜６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。