JPH11115186A - Ink-jet recording head - Google Patents

Ink-jet recording head

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JPH11115186A
JPH11115186A JP28067997A JP28067997A JPH11115186A JP H11115186 A JPH11115186 A JP H11115186A JP 28067997 A JP28067997 A JP 28067997A JP 28067997 A JP28067997 A JP 28067997A JP H11115186 A JPH11115186 A JP H11115186A
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pressure generating
recording head
piezoelectric
forming substrate
jet recording
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Shiyunka Chiyou
俊華 張
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ink-jet recording head which alleviates the initial defect of a channel forming substrate and can prevent the deterioration of piezoelectric properties and the dispersion of the piezoelectric properties in a chip. SOLUTION: In an ink-jet recording head equipped with a channel forming substrate 10 which is equipped with, on one side, a line of pressure generation chambers 12 which communicate with a nozzle opening and are divided by partition walls and, on the other side, a piezoelectric vibrator consisting of a piezoelectric material active part formed in an area opposed to the chamber 12 and a vibration plate constituting a part of the chamber 12 and a joining member 110 to be joined with the other side of the substrate 10. The substrate 10 is joined with the member 110 with one side bent in the direction to be a projected surface in the direction of the line of the chambers 12, the initial stress of the substrate 10 is alleviated.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[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、この振動板の表面の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。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pressure generating chamber communicating with a nozzle opening for discharging ink droplets, wherein the pressure generating chamber is partially constituted by a vibrating plate, and a piezoelectric layer on the surface of the vibrating plate is formed. The present invention relates to an ink jet recording head that ejects ink droplets by displacement of a layer.

【0002】[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。
2. Description of the Related Art A part of a pressure generating chamber which communicates with a nozzle opening for discharging ink droplets is constituted by a vibrating plate. There are two types of ink-jet recording heads that eject ink droplets from a piezoelectric vibrator, which uses a longitudinal vibration mode piezoelectric vibrator, in which a piezoelectric vibrator expands and contracts in the axial direction, and a flexural vibration mode piezoelectric vibrator. Has been put to practical use.

【0003】前者は圧電振動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。
In the former method, the volume of the pressure generating chamber can be changed by bringing the end face of the piezoelectric vibrator into contact with the vibrating plate, so that a head suitable for high-density printing can be manufactured. A complicated process of cutting the piezoelectric vibrators into a comb-tooth shape in accordance with the arrangement pitch of the nozzle openings, and a work of positioning and fixing the separated piezoelectric vibrators in the pressure generating chambers, which complicates the manufacturing process. There is.

【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。
On the other hand, in the latter, a piezoelectric vibrator can be formed on a diaphragm by a relatively simple process of sticking a green sheet of a piezoelectric material according to the shape of a pressure generating chamber and firing the green sheet. However, due to the use of flexural vibration, a certain area is required, and there is a problem that high-density arrangement is difficult.

【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。
On the other hand, in order to solve the latter disadvantage of the recording head, a uniform piezoelectric material layer is formed by a film forming technique over the entire surface of the diaphragm as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-286131. A proposal has been made in which this piezoelectric material layer is cut into a shape corresponding to the pressure generating chambers by lithography, and a piezoelectric vibrator is formed so as to be independent for each pressure generating chamber.

【0006】これによれば圧電振動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。
[0006] According to this, the work of attaching the piezoelectric vibrator to the diaphragm is not required, and the precision of the lithography method is used.
In addition to the fact that the piezoelectric vibrator can be manufactured by a simple and simple method, there is an advantage that the thickness of the piezoelectric vibrator can be reduced and high-speed driving is possible.

【0007】また、この場合、基板として、例えばシリ
コン単結晶基板を用い、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、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
能である。
Further, in this case, for example, a silicon single crystal substrate is used as a substrate, and flow paths such as a pressure generation chamber and a reservoir are formed by anisotropic etching to reduce the opening area of the pressure generation chamber as much as possible. Thus, the recording density can be improved.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなシリコン単結晶基板に薄膜形成及びパターニングに
より、各圧力発生室に対向する圧電体能動部を形成した
場合には、膜形成時の応力が残留して初期応力となり、
圧電振動子の特性が低下するという問題がある。また、
かかる流路形成基板と接合される連通板又は封止板など
の部材が、通常、ステンレス鋼又はガラス等であるの
で、線膨張率が異なる。したがって、接着時に熱がかか
るので、接着後に反りが発生し、これにより、圧電振動
子に残留する応力が大きくなり、圧電特性がさらに低下
したり、チップ内で特性のバラツキが大きくなったりす
るという虞もある。
However, when a piezoelectric active portion facing each pressure generating chamber is formed on such a silicon single crystal substrate by forming a thin film and patterning, a stress during film formation remains. To the initial stress,
There is a problem that the characteristics of the piezoelectric vibrator are deteriorated. Also,
A member such as a communication plate or a sealing plate to be joined to such a flow path forming substrate is usually made of stainless steel or glass, and thus has a different coefficient of linear expansion. Therefore, since heat is applied at the time of bonding, warpage occurs after bonding, which increases the stress remaining on the piezoelectric vibrator, further reducing the piezoelectric characteristics and increasing the variation in characteristics within the chip. There is a fear.

【0009】また、記録密度を上げようとすると、圧力
発生室を区画する隔壁の肉厚を薄くせざるを得ず、これ
により圧力発生室を区画する隔壁の剛性が低下し、上述
した問題を助長する。
In order to increase the recording density, it is necessary to reduce the wall thickness of the partition wall for partitioning the pressure generating chamber, thereby reducing the rigidity of the partition wall for partitioning the pressure generating chamber. Encourage.

【0010】本発明はこのような事情に鑑み、流路形成
基板の初期不良を緩和し、圧電特性の低下及びチップ内
での圧電特性のバラツキを防止することができるインク
ジェット式記録ヘッドを提供することを課題とする。
In view of such circumstances, the present invention provides an ink jet recording head capable of alleviating initial failure of a flow path forming substrate and preventing a decrease in piezoelectric characteristics and a variation in piezoelectric characteristics in a chip. That is the task.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明の第1の態様は、
一方面にノズル開口に連通すると共に複数の隔壁で区画
された圧力発生室の列を備え、他方面に前記圧力発生室
の一部を構成する振動板および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からなる圧電振動子を
備えた流路形成基板と、この流路形成基板の前記他方面
に接合される接合部材とを具備するインクジェット式記
録ヘッドにおいて、前記流路形成基板は、前記一方面が
前記圧力発生室の列方向に沿って凸面となる方向に屈曲
された状態で前記接合部材に接合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。
According to a first aspect of the present invention, there is provided:
On one surface, a row of pressure generating chambers which are communicated with the nozzle openings and are partitioned by a plurality of partitions are provided, and on the other surface, a diaphragm constituting a part of the pressure generating chamber and a region opposed to the pressure generating chamber are formed. A flow path forming substrate provided with a piezoelectric vibrator made of a separated piezoelectric active portion; and a joining member joined to the other surface of the flow path forming substrate. Is joined to the joining member in a state where the one surface is bent in a direction in which the one surface becomes a convex surface along the row direction of the pressure generating chambers.

【0012】かかる第1の態様では、流路形成基板が接
合部材に屈曲された状態で接合されることにより、流路
形成基板の初期応力が緩和される。
In the first aspect, the initial stress of the flow path forming substrate is reduced by bonding the flow path forming substrate to the bonding member in a bent state.

【0013】本発明の第2の態様は、第1の態様におい
て、前記接合部材の前記流路形成基板との接合面が前記
圧力発生室の列方向に沿った凸面であり、前記圧電体能
動部に対向する領域には当該圧電体能動部の駆動を許容
する凹部が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。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, a joining surface of the joining member with the flow path forming substrate is a convex surface along a row direction of the pressure generating chambers. An ink jet recording head is characterized in that a concave portion is formed in a region opposed to the portion so as to allow the driving of the piezoelectric active portion.

【0014】かかる第2の態様では、流路形成基板が凸
面に沿って接合されることにより、屈曲された状態で保
持され、初期応力が緩和され、一方、圧電体能動部は凹
部内に収容される。
[0014] In the second aspect, the flow path forming substrate is joined along the convex surface, so that the substrate is held in a bent state and the initial stress is relaxed, while the piezoelectric active portion is accommodated in the concave portion. Is done.

【0015】本発明の第3の態様は、第2の態様におい
て、前記凹部は、前記圧電体能動部のそれぞれに対応す
る形状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。
A third aspect of the present invention is the ink jet recording head according to the second aspect, wherein the recess is formed in a shape corresponding to each of the piezoelectric active portions.

【0016】かかる第3の態様では、各圧電体能動部が
それぞれに対応する凹部内に位置してその駆動が許容さ
れる。
In the third aspect, each of the piezoelectric active portions is located in the corresponding concave portion, and its driving is allowed.

【0017】本発明の第4の態様は、第1〜3の何れか
の態様において、前記流路形成基板は、接合前の前記圧
電体能動部の応力が緩和された状態で前記接合部材に接
合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。
According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the flow path forming substrate is attached to the joining member in a state where the stress of the piezoelectric active portion before the joining is reduced. An ink jet type recording head is characterized by being joined.

【0018】かかる第4の態様では、流路形成基板の初
期応力が緩和され、圧電特性が向上する。
In the fourth aspect, the initial stress of the flow path forming substrate is reduced, and the piezoelectric characteristics are improved.

【0019】本発明の第5の態様は、第1〜4の何れか
の態様において、前記流路形成基板は、接合前の反りを
さらに大きくした状態で前記接合部材に接合されている
ことを特徴とするインクジェット式記録ヘッドにある。
According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, the flow path forming substrate is joined to the joining member in a state in which warpage before joining is further increased. The feature is the ink jet recording head.

【0020】かかる第5の態様では、流路形成基板の屈
曲をさらに大きくすることにより初期応力を低減する。
In the fifth aspect, the initial stress is reduced by further increasing the bending of the flow path forming substrate.

【0021】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。
According to a sixth aspect of the present invention, in any one of the first to fifth aspects, the pressure generating chamber is formed by anisotropic etching on a silicon single crystal substrate, and each layer of the piezoelectric vibrator is formed by film formation. And an ink jet recording head formed by a lithography method.

【0022】かかる第6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。
In the sixth aspect, an ink jet recording head having high-density nozzle openings can be manufactured in a large amount and relatively easily.

【0023】[0023]

【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。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail based on embodiments.

【0024】(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、平面図およびその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。
(Embodiment 1) FIG. 1 is an assembled perspective view showing an ink jet recording head according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 is a plan view and a cross section of one of the pressure generating chambers in the longitudinal direction. It is a figure showing a structure.

【0025】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。
As shown in the figure, the flow path forming substrate 10 is formed of a silicon single crystal substrate having a plane orientation (110) in this embodiment. As the flow path forming substrate 10, usually 150 to 3
A thickness of about 00 μm is used.
Those having a thickness of about 0 to 280 μm, more preferably about 220 μm are suitable. This is because the arrangement density can be increased while maintaining the rigidity of the partition wall between the adjacent pressure generating chambers.

【0026】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。
One surface of the flow path forming substrate 10 is an opening surface, and the other surface is formed with an elastic film 50 having a thickness of 1 to 2 μm and made of silicon dioxide previously formed by thermal oxidation.

【0027】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。
On the other hand, the silicon single crystal substrate is anisotropically etched on the opening surface of the flow path forming substrate
A nozzle opening 11 and a pressure generating chamber 12 are formed.

【0028】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。
Here, in the anisotropic etching, when the silicon single crystal substrate is immersed in an alkaline solution such as KOH, the substrate is gradually eroded and the first (111) plane perpendicular to the (110) plane and the first (111) plane The second (11) which forms an angle of about 70 degrees with the (111) plane and forms an angle of about 35 degrees with the above (110).
1) plane appears, and the etching rate of the (111) plane is about 1/18 as compared with the etching rate of the (110) plane.
This is performed using the property of being 0. By such anisotropic etching, two first (111)
Precision processing can be performed based on the depth processing of a parallelogram formed by two surfaces and two oblique second (111) surfaces, and the pressure generating chambers 12 can be arranged at high density.

【0029】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。
In this embodiment, the long side of each pressure generating chamber 12 is formed by the first (111) plane, and the short side is formed by the second (111) plane. The pressure generating chamber 12 is provided on the flow path forming substrate 1.
It is formed by etching until it reaches the elastic film 50 almost through 0. The amount of the elastic film 50 that is attacked by the alkaline solution for etching the silicon single crystal substrate is extremely small.

【0030】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。
On the other hand, each nozzle opening 11 communicating with one end of each pressure generating chamber 12 is formed narrower and shallower than the pressure generating chamber 12. That is, the nozzle opening 11 is formed by partially etching (half-etching) the silicon single crystal substrate in the thickness direction. In addition,
Half etching is performed by adjusting the etching time.

【0031】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。
Here, the size of the pressure generating chamber 12 for applying the ink droplet ejection pressure to the ink and the size of the nozzle opening 11 for ejecting the ink droplet depend on the amount of the ejected ink droplet, the ejection speed, and the ejection frequency. Optimized. For example,
When recording 360 ink droplets per inch, the nozzle openings 11 need to be formed with a groove width of several tens of μm with high accuracy.

【0032】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。
Further, each pressure generating chamber 12 and a common ink chamber 31 described later are connected to each pressure generating chamber 1 of the sealing plate 20 described later.
The ink is supplied from a common ink chamber 31 through the ink supply communication port 21 formed at a position corresponding to one end of the pressure generation chamber 12. Distributed to

【0033】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1
2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20
は、他面で共通インク室31の一壁面を構成する。
The sealing plate 20 is provided with an ink supply communication port 21 corresponding to each of the pressure generating chambers 12 described above, and has a thickness of, for example, 0.1 to 1 mm and a linear expansion coefficient of 300 ° C. or less. , For example, 2.5-4.5 [× 10 −6 / ° C.]. In addition, the ink supply communication port 21
Each of the pressure generating chambers 1 is, as shown in FIGS.
It may be one slit hole 21A crossing the vicinity of the second ink supply side end or a plurality of slit holes 21B. The sealing plate 20 entirely covers one surface of the flow path forming substrate 10 on one surface, and also serves as a reinforcing plate for protecting the silicon single crystal substrate from impact and external force. In addition, the sealing plate 20
The other surface constitutes one wall surface of the common ink chamber 31.

【0034】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。
The common ink chamber forming substrate 30 forms the peripheral wall of the common ink chamber 31, and is formed by punching a stainless steel plate having an appropriate thickness according to the number of nozzles and the ink droplet ejection frequency. . In the present embodiment, the thickness of the common ink chamber forming substrate 30 is 0.2 mm.

【0035】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。
The ink chamber side plate 40 is made of a stainless steel substrate, and one surface thereof constitutes one wall surface of the common ink chamber 31. In the ink chamber side plate 40, a thin wall 41 is formed by forming a concave portion 40a by half etching on a part of the other surface, and an ink introduction port 42 for receiving ink supply from the outside is punched and formed. ing. The thin wall 41 is for absorbing pressure generated at the time of ink droplet ejection toward the side opposite to the nozzle opening 11, and is unnecessary for the other pressure generating chambers 12 via the common ink chamber 31. Prevents positive or negative pressure from being applied.
In the present embodiment, the ink chamber side plate 40 is made 0.2 mm in consideration of rigidity required at the time of connection between the ink introduction port 42 and an external ink supply means, and a part of the thickness is 0.02 mm.
The thickness of the ink chamber side plate 40 may be 0.02 mm from the beginning in order to omit the formation of the thin wall 41 by half etching.

【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、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。また、本実施形態では、圧電体膜70を各圧力発生
室12に対応して個別に設けたが、圧電体膜を全体に設
け、上電極膜80を各圧力発生室12に対応するように
個別に設けてもよい。何れの場合においても、各圧力発
生室12毎に圧力能動部が形成されていることになる。
On the other hand, on the elastic film 50 on the side opposite to the opening surface of the flow path forming substrate 10, a thickness of, for example, about 0.5 μm
A lower electrode film 60, a piezoelectric film 70 having a thickness of, for example, about 1 μm, and an upper electrode film 80 having a thickness of, for example, about 0.1 μm are formed by lamination in a process to be described later. (Piezoelectric element). Thus, the elastic film 50
In the area facing each pressure generating chamber 12, a piezoelectric vibrator is provided independently for each pressure generating chamber 12, but in the present embodiment, the lower electrode film 60 is a common electrode of the piezoelectric vibrator. Although the upper electrode film 80 is used as an individual electrode of the piezoelectric vibrator, there is no problem even if the upper electrode film 80 is reversed for convenience of a drive circuit and wiring. In the present embodiment, the piezoelectric films 70 are individually provided corresponding to the respective pressure generating chambers 12. However, the piezoelectric films are provided entirely, and the upper electrode film 80 is provided corresponding to each of the pressure generating chambers 12. They may be provided individually. In any case, a pressure active portion is formed for each pressure generating chamber 12.

【0037】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。
An insulator layer 90 having electrical insulation is formed so as to cover at least the periphery of the upper surface of each of the upper electrode films 80 and the side surfaces of the piezoelectric film 70. The insulator layer 90 is formed of a material that can be formed by a film formation method or shaped by etching, for example, silicon oxide, silicon nitride, or an organic material, preferably photosensitive polyimide having low rigidity and excellent electrical insulation. Is preferred.

【0038】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。
Here, a process for forming the piezoelectric film 70 and the like on the flow path forming substrate 10 made of a silicon single crystal substrate will be described with reference to FIG.

【0039】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。
As shown in FIG. 4A, first, a silicon single crystal substrate wafer serving as the flow path forming substrate 10 is
Thermal oxidation is performed in a diffusion furnace at 0 ° C. to form an elastic film 50 made of silicon dioxide.

【0040】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。
Next, as shown in FIG. 4B, a lower electrode film 60 is formed by sputtering. Pt or the like is preferable as the material of the lower electrode film 60. This is because a piezoelectric film 70 to be described later, which is formed by sputtering or a sol-gel method, has a thickness of 600 to 100
This is because it is necessary to perform crystallization by firing at a temperature of about 0 ° C. That is, the material of the lower electrode film 70 must be able to maintain conductivity at such a high temperature and in an oxidizing atmosphere. In particular, when PZT is used as the piezoelectric film 70, the conductivity of the material by diffusion of PbO is increased. It is desirable that there is little change in sex, and Pt is preferred for these reasons.

【0041】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。
Next, as shown in FIG. 4C, a piezoelectric film 70 is formed. The piezoelectric film 70 can be formed by sputtering, but in this embodiment, a so-called sol in which a metal organic substance is dissolved and dispersed in a solvent is applied, dried and gelled, and further baked at a high temperature. A so-called sol-gel method for obtaining a piezoelectric film 70 made of an oxide is used. As a material for the piezoelectric film 70, a lead zirconate titanate (PZT) -based material is suitable when used in an ink jet recording head.

【0042】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。
Next, as shown in FIG. 4D, an upper electrode film 80 is formed. The upper electrode film 80 only needs to be a material having high conductivity, and many metals such as Al, Au, Ni, and Pt, and a conductive oxide can be used. In the present embodiment, P
t is formed by sputtering.

【0043】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。
Next, as shown in FIG. 5, the lower electrode film 60,
The piezoelectric film 70 and the upper electrode film 80 are patterned.

【0044】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。次に、図5(c)に示すよう
に、各圧力発生室12(図5では圧力発生室12は形成
前であるが、破線で示す)の幅方向両側に対向した領域
である圧電体能動部320の両側の振動板の腕に相当す
る部分の下電極膜60を除去することにより、下電極膜
除去部350を形成する。このように下電極膜除去部3
50を設けることにより、圧電体能動部320への電圧
印加による変位量の向上を図るものである。
First, as shown in FIG. 5A, the lower electrode film 60, the piezoelectric film 70, and the upper electrode film 80 are etched together to pattern the entire pattern of the lower electrode film 60. Next, as shown in FIG. 5B, only the piezoelectric film 70 and the upper electrode film 80 are etched to form the piezoelectric active portion 32.
0 patterning is performed. Next, as shown in FIG. 5 (c), the piezoelectric active region is a region opposed to both sides in the width direction of each pressure generating chamber 12 (in FIG. 5, the pressure generating chamber 12 has not been formed yet but is indicated by a broken line). By removing portions of the lower electrode film 60 corresponding to the arms of the diaphragm on both sides of the portion 320, a lower electrode film removing portion 350 is formed. Thus, the lower electrode film removing section 3
By providing 50, the amount of displacement due to application of a voltage to the piezoelectric body active section 320 is improved.

【0045】なお、下電極除去部350は、下電極膜6
0を完全に除去せずに、厚さを薄くしたものでもよい。
また、圧電体能動部320の腕部に相当する部分に下電
極除去部350を形成しているが、これに限定されず、
例えば、圧電体能動部320の両端部よりも長手方向外
側まで形成するようにしてもよいし、圧力発生室12の
周縁部ほぼ全体に亘って形成してもよい。勿論、この下
電極除去部350は、必ずしも設ける必要はない。
It should be noted that the lower electrode removing section 350 is provided with the lower electrode film 6.
The thickness may be reduced without completely removing 0.
Further, the lower electrode removing portion 350 is formed in a portion corresponding to the arm portion of the piezoelectric active portion 320, but is not limited thereto.
For example, it may be formed to the outer side in the longitudinal direction from both ends of the piezoelectric body active portion 320, or may be formed over substantially the entire peripheral portion of the pressure generating chamber 12. Needless to say, the lower electrode removing section 350 is not necessarily provided.

【0046】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、及び圧電体膜70および下電極膜60
の側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)。
As described above, after patterning the lower electrode film 60 and the like, preferably, at least the periphery of the upper surface of each upper electrode film 80, and the piezoelectric film 70 and the lower electrode film 60 are preferably formed.
Is formed so as to cover the side surfaces of the substrate (see FIG. 1).

【0047】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。
Then, each piezoelectric active portion 3 of the insulator layer 90
A contact hole 90a that exposes a part of the upper electrode film 80 for connecting to a lead electrode 100 described later is formed in a part of the part that covers the upper surface of the part corresponding to one end of 20. One end is connected to each upper electrode film 80 via the contact hole 90a, and the other end is formed with a lead electrode 100 extending to the connection terminal portion.

【0048】このような絶縁体層及びリード電極の形成
プロセスを図6に示す。
FIG. 6 shows a process for forming such an insulator layer and a lead electrode.

【0049】まず、図6(a)に示すように、上電極膜
80の周縁部、圧電体膜70および下電極膜60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9
0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。
First, as shown in FIG. 6A, an insulator layer 90 is formed so as to cover the periphery of the upper electrode film 80 and the side surfaces of the piezoelectric film 70 and the lower electrode film 60. This insulator layer 9
The preferred material of 0 is as described above, but in this embodiment, a negative photosensitive polyimide is used.

【0050】次に、図6(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。
Next, as shown in FIG. 6B, by patterning the insulator layer 90, each of the pressure generating chambers 12 is formed.
A contact hole 90a is formed in a portion corresponding to the vicinity of the end on the ink supply side. This contact hole 90a
Is for connecting a lead electrode 100 and an upper electrode film 80 described later. The contact hole 90
a may be provided at a portion of the pressure generating chamber 12 corresponding to the piezoelectric active portion 320, and may be provided at, for example, a central portion or a nozzle-side end portion.

【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。
Next, for example, a lead electrode 100 is formed by depositing a conductor such as Cr-Au on the entire surface and then patterning it.

【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6(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。
The above is the film forming process. After forming the film in this manner, as shown in FIG. 6C, the silicon single crystal substrate is subjected to anisotropic etching with the above-described alkali solution to form the pressure generating chamber 12 and the like.

【0053】また、このようなインクジェット式記録ヘ
ッドでは、上述の一連の膜形成及び異方性エッチング
で、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
各流路形成基板10に分割する。
In such an ink jet recording head, a number of chips are simultaneously formed on one wafer by the above-described series of film formation and anisotropic etching, and after the process, as shown in FIG. It is divided into each flow path forming substrate 10 having a single chip size.

【0054】かかる流路形成基板10は、形成した膜の
収縮等により初期応力が残留しており、僅かではある
が、圧力発生室12の形成面を凸側にして反っている。
本実施形態では、かかる流路形成基板10の膜形成面を
保持部材110に接合する。
The flow path forming substrate 10 has an initial stress remaining due to shrinkage of the formed film and the like, and warps, though slightly, the surface on which the pressure generating chamber 12 is formed on the convex side.
In the present embodiment, the film forming surface of the flow path forming substrate 10 is joined to the holding member 110.

【0055】本実施形態の保持部材110は、最終的に
インクジェット式記録ヘッド全体を保持するケースを兼
ねており、流路形成基板10との接合面が、凸面111
となり、また、上述した成膜により形成した圧電体能動
部を逃がすための凹部112を有する。
The holding member 110 of the present embodiment also serves as a case for finally holding the entire ink jet recording head, and the bonding surface with the flow path forming substrate 10 has a convex surface 111.
And a concave portion 112 for allowing the piezoelectric active portion formed by the above-described film formation to escape.

【0056】ここで、凸面111は、当該凸面111に
流路形成基板10を密着接合することにより、流路形成
基板10の上述した反りがさらに助長されるような曲が
りを有する。
Here, the convex surface 111 is bent so that the above-described warpage of the flow path forming substrate 10 is further promoted by tightly joining the flow path forming substrate 10 to the convex surface 111.

【0057】また、保持部材110は、このように密着
接合された流路形成基板10の反力を受けても変形しな
い程度の剛性を有している必要がある。しかしながら、
必要な曲がりよりも曲がりが大きな凸面を有して接合後
に流路形成基板10の反力により変形して結果的に適正
な曲がりとなるものであってもよい。
The holding member 110 needs to have such a rigidity that the holding member 110 is not deformed even if it receives the reaction force of the flow path forming substrate 10 which is tightly joined. However,
It may have a convex surface having a larger bend than a required bend, and may be deformed by the reaction force of the flow path forming substrate 10 after joining, resulting in an appropriate bend.

【0058】また、凹部112は、圧電体能動部の駆動
を許容できるものであればよく、所定の深さを有する溝
であっても、貫通孔であってもよいが、本実施形態で
は、配線等の関係から貫通孔としている。
The recess 112 may be a groove having a predetermined depth or a through-hole as long as it can allow the driving of the piezoelectric active portion. The through holes are used because of wiring and the like.

【0059】このように流路形成基板10を接合部材1
10の凸面111に接合すると、流路形成基板10の成
膜部は、さらに圧縮方向の応力を受けることになり、初
期応力をなくす又は緩和することができる。
As described above, the flow path forming substrate 10 is connected to the joining member 1.
When joined to the convex surface 111 of 10, the film-forming portion of the flow path forming substrate 10 is further subjected to stress in the compression direction, and the initial stress can be eliminated or reduced.

【0060】ここで、凸面111の曲がりの程度である
が、このように初期応力を緩和できるものであれば特に
限定されないが、例えば、圧力発生室12の列方向の寸
法が10mm程度として、最大突出部の突出量が数μm
〜数十μm程度である。
Here, the degree of bending of the convex surface 111 is not particularly limited as long as the initial stress can be relieved as described above. For example, when the dimension of the pressure generating chamber 12 in the row direction is about 10 mm, the maximum The protrusion amount of the protrusion is several μm
To about several tens μm.

【0061】なお、接合部材110の材質は特に限定さ
れない。例えば、樹脂を射出成形などで一体成形しても
よく、また、金属製として凸面をレーザ加工又は研磨加
工等により形成したものであってもよい。
The material of the joining member 110 is not particularly limited. For example, the resin may be integrally molded by injection molding or the like, or may be made of metal and the convex surface is formed by laser processing or polishing.

【0062】また、接合手段も特に限定されず、簡便に
は接着剤を用いて行うことができる。
The joining means is not particularly limited, and the joining can be conveniently performed using an adhesive.

【0063】このように接合部材110に接合した流路
形成基板10は、さらに、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。なお、流路
形成基板10と各部材との接合の順番は特に限定され
ず、例えば、接合部材110との接合を最後に行っても
よい。
The flow path forming substrate 10 thus bonded to the bonding member 110 is further bonded and integrated with the sealing plate 20, the common ink chamber forming substrate 30, and the ink chamber side plate 40 in this order to form an ink jet recording head. And The order of joining the flow path forming substrate 10 and each member is not particularly limited. For example, the joining with the joining member 110 may be performed last.

【0064】かかる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と接続したインク導入口4
2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7
0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。
The ink jet recording head has an ink inlet 4 connected to an external ink supply means (not shown).
2 is filled with ink from the common ink chamber 31 to the nozzle opening 11, and the lower electrode film 60 and the upper electrode 60 are connected via the lead electrode 100 in accordance with a recording signal from an external driving circuit (not shown). A voltage is applied between the elastic film 50, the lower electrode film 60, and the piezoelectric film 7.
By deforming 0, the pressure in the pressure generating chamber 12 increases, and ink droplets are ejected from the nozzle opening 11.

【0065】(実施形態2)図7には、実施形態2に係
るインクジェット式記録ヘッドの分解斜視を、図8には
その流路の断面を示す。
(Embodiment 2) FIG. 7 is an exploded perspective view of an ink jet recording head according to Embodiment 2, and FIG.

【0066】本実施形態の接合部材110Aは、基本的
には、上述した接合部材110と同一で、凸面111A
を有するが、凹部112Aが、各圧電体能動部に対応し
た形状となっている。すなわち、凹部112Aは、端部
側略半分が貫通部112aとなっているが、残りの半分
が各圧電体能動部毎の溝部112bとなっている。した
がって、溝部112bの間には支持部113を有し、支
持部113は、各圧電体能動部の間の非能動部に接触す
るようになっている。
The bonding member 110A of this embodiment is basically the same as the bonding member 110 described above, and has a convex surface 111A.
However, the concave portion 112A has a shape corresponding to each piezoelectric active portion. That is, in the concave portion 112A, substantially half of the end side is the penetrating portion 112a, but the other half is the groove portion 112b for each piezoelectric active portion. Therefore, the support portion 113 is provided between the groove portions 112b, and the support portion 113 comes into contact with a non-active portion between the piezoelectric active portions.

【0067】このような形状にしたことにより、初期応
力を緩和するという効果は同一であるが、さらに、流路
形成基板10が接合部材110Aで確実に保持され、圧
電特性のバラツキ等が抑制される。
By adopting such a shape, the effect of alleviating the initial stress is the same, but the flow path forming substrate 10 is securely held by the joining member 110A, and the variation of the piezoelectric characteristics is suppressed. You.

【0068】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、本実施形
態では、面に垂直な方向に突出するノズル開口を形成し
ている。すなわち、本実施形態では、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。
In the above-described embodiment, the nozzle openings are formed on the end surface of the flow path forming substrate 10, but in the present embodiment, the nozzle openings are formed to project in a direction perpendicular to the surface. That is, in the present embodiment, the nozzle openings 11 are formed in the nozzle substrate 120 opposite to the piezoelectric vibrator, and the nozzle communication ports 22 that communicate the nozzle openings 11 and the pressure generating chambers 12 are formed by the sealing plates 20 and Common ink chamber forming plate 30
And, it is arranged so as to penetrate the thin plate 41A and the ink chamber side plate 40A.

【0069】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
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。
In this embodiment, the thin plate 41
A is basically the same as the above-described embodiment except that the ink chamber side plate 40A and the ink chamber side plate 40A are separate members, and the opening is formed in the ink chamber side plate 40A. Is omitted.

【0070】また、接合部材110Aは、例えば、樹脂
の一体成型物、あるいは金属製のブロックに加工を施し
たものでもよいが、複数部材を組み合わせて形成しても
よい。すなわち、図9に示すように、貫通部112aに
対応する貫通孔212を有する第1の接合部材210a
と、貫通孔212に連通する貫通部222aと溝部11
2bに対応する溝を形成するための溝形成貫通部222
bとを有する第2の接合部材210bとから、上述した
接合部材110Aと同一形状の接合部材を形成してもよ
い。
The joining member 110A may be, for example, an integrally molded resin or a metal block processed, or may be formed by combining a plurality of members. That is, as shown in FIG. 9, the first joining member 210a having a through hole 212 corresponding to the through portion 112a.
And the through-hole 222a and the groove 11 communicating with the through-hole 212
2b for forming a groove corresponding to 2b
and a second joining member 210b having the same shape as the joining member 110A described above.

【0071】ここで、本実施形態では、第1の接合部材
210aは所定の曲がりを有する凸面211aを有し、
一方、第2の接合部材210bは平らな板状であるが、
第2の接合部材210bは、第1の接合部材210aの
凸面211bに接合されることにより、所定の曲がりを
有する凸面211bを有する。
Here, in this embodiment, the first joining member 210a has a convex surface 211a having a predetermined bend,
On the other hand, the second joining member 210b has a flat plate shape,
The second bonding member 210b has a convex surface 211b having a predetermined curvature by being bonded to the convex surface 211b of the first bonding member 210a.

【0072】(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。
(Other Embodiments) The embodiments of the present invention have been described above, but the basic configuration of the ink jet recording head is not limited to the above.

【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。
For example, in addition to the sealing plate 20 described above, the common ink chamber forming plate 30 may be made of glass ceramic, and the thin film 41 may be made of glass ceramic as a separate member. Changes are free.

【0074】また、勿論、共通インク室を流路形成基板
に形成したタイプのインクジェット式記録ヘッドにも同
様に応用できる。
Further, needless to say, the present invention can be similarly applied to an ink jet recording head of a type in which a common ink chamber is formed on a flow path forming substrate.

【0075】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。
In each of the embodiments described above, a thin-film type ink jet recording head which can be manufactured by applying a film forming and lithography process is described as an example. However, the present invention is not limited to this. Ink jet recording heads of various structures, such as one that forms a pressure generating chamber by laminating, one that forms a piezoelectric film by pasting a green sheet or screen printing, or one that forms a piezoelectric film by crystal growth The present invention can be adopted for the present invention.

【0076】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。
Further, in each of the above-described embodiments, an elastic film is provided as a diaphragm in addition to the lower electrode film, but the lower electrode film may also serve as the elastic film.

【0077】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。
Further, the example in which the insulator layer is provided between the piezoelectric vibrator and the lead electrode has been described. However, the present invention is not limited to this. The conductive film may be thermally welded, and the anisotropic conductive film may be connected to the lead electrode, or may be connected using various bonding techniques such as wire bonding.

【0078】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。
As described above, the present invention can be applied to ink jet recording heads having various structures, as long as the gist of the present invention is not contradicted.

【0079】[0079]

【発明の効果】以上説明したように本発明においては、
流路形成基板を曲げた状態で接合部材に接合することに
より、初期応力が緩和され、圧電特性の低下又はバラツ
キの発生が防止されるという効果を奏する。
As described above, in the present invention,
By joining the flow path forming substrate to the joining member in a bent state, the initial stress is alleviated, and the effect of preventing the deterioration or variation in the piezoelectric characteristics is prevented.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【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。
FIG. 1 is an exploded perspective view of an ink jet recording head according to a first embodiment of the present invention.

【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。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the ink jet recording head according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施形態1の変形例を示す斜視図であ
る。
FIG. 3 is a perspective view showing a modification of the first embodiment of the present invention.

【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。
FIG. 4 is a diagram showing a thin film manufacturing process according to the first embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施形態1の薄膜製造工程を示す図で
ある。
FIG. 5 is a diagram illustrating a thin film manufacturing process according to the first embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施形態1の薄膜製造工程を示す図で
ある。
FIG. 6 is a view showing a thin film manufacturing process according to the first embodiment of the present invention.

【図7】本発明の実施形態2に係るインクジェット式記
録ヘッドの分解斜視図である。
FIG. 7 is an exploded perspective view of an ink jet recording head according to Embodiment 2 of the present invention.

【図8】本発明の実施形態2に係るインクジェット式記
録ヘッドの断面図である。
FIG. 8 is a sectional view of an ink jet recording head according to a second embodiment of the present invention.

【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。
FIG. 9 is an exploded perspective view of an ink jet recording head according to another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 流路形成基板 12 圧力発生室 14 リザーバ 15 インク供給口 16 インク導入口 17 ノズル開口 18 ノズルプレート 21,21A,21B スリット 50 弾性膜 60 下電極膜 70 圧電体膜 80 上電極膜 90 絶縁体層 90a コンタクトホール 100 リード電極 110,110A 接合部材 111,111A 凸面 112,112A 凹部 Reference Signs List 10 flow path forming substrate 12 pressure generating chamber 14 reservoir 15 ink supply port 16 ink introduction port 17 nozzle opening 18 nozzle plate 21, 21A, 21B slit 50 elastic film 60 lower electrode film 70 piezoelectric film 80 upper electrode film 90 insulator layer 90a Contact hole 100 Lead electrode 110, 110A Joint member 111, 111A Convex surface 112, 112A Concave portion

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一方面にノズル開口に連通すると共に複
数の隔壁で区画された圧力発生室の列を備え、他方面に
前記圧力発生室の一部を構成する振動板および前記圧力
発生室に対向する領域に形成された圧電体能動部からな
る圧電振動子を備えた流路形成基板と、この流路形成基
板の前記他方面に接合される接合部材とを具備するイン
クジェット式記録ヘッドにおいて、 前記流路形成基板は、前記一方面が前記圧力発生室の列
方向に沿って凸面となる方向に屈曲された状態で前記接
合部材に接合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。
A pressure generating chamber is provided on one side with a row of pressure generating chambers communicating with a nozzle opening and divided by a plurality of partitions, and on the other side, a diaphragm and a part of the pressure generating chamber are provided. A flow path forming substrate including a piezoelectric vibrator formed of a piezoelectric active portion formed in an opposed region, and an ink jet recording head including a bonding member bonded to the other surface of the flow path forming substrate, The ink jet recording head according to claim 1, wherein the flow path forming substrate is joined to the joining member in a state where the one surface is bent in a direction in which the one surface becomes a convex surface along the row direction of the pressure generating chambers.
【請求項2】 請求項1において、前記接合部材の前記
流路形成基板との接合面が前記圧力発生室の列方向に沿
った凸面であり、前記圧電体能動部に対向する領域には
当該圧電体能動部の駆動を許容する凹部が形成されてい
ることを特徴とするインクジェット式記録ヘッド。
2. The pressure generating chamber according to claim 1, wherein a bonding surface of the bonding member with the flow path forming substrate is a convex surface along a row direction of the pressure generating chamber, and a region facing the piezoelectric active portion is provided. An ink jet recording head, wherein a concave portion allowing driving of the piezoelectric body active portion is formed.
【請求項3】 請求項2において、前記凹部は、前記圧
電体能動部のそれぞれに対応する形状に形成されている
ことを特徴とするインクジェット式記録ヘッド。
3. The ink jet recording head according to claim 2, wherein the recess is formed in a shape corresponding to each of the piezoelectric active portions.
【請求項4】 請求項1〜3の何れかにおいて、前記流
路形成基板は、接合前の前記圧電体能動部の応力が緩和
された状態で前記接合部材に接合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。
4. The flow channel forming substrate according to claim 1, wherein the flow path forming substrate is bonded to the bonding member in a state where stress of the piezoelectric active portion before bonding is reduced. Inkjet recording head.
【請求項5】 請求項1〜4の何れかにおいて、前記流
路形成基板は、接合前の反りをさらに大きくした状態で
前記接合部材に接合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. The ink jet recording head according to claim 1, wherein the flow path forming substrate is bonded to the bonding member in a state where warpage before bonding is further increased.
【請求項6】 請求項1〜5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。
6. The pressure generating chamber according to claim 1, wherein the pressure generating chamber is formed on a silicon single crystal substrate by anisotropic etching, and each layer of the piezoelectric vibrator is formed by film formation and lithography. An ink jet recording head, characterized in that:
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