JPH11151812A - インクジェット式記録ヘッド - Google Patents
インクジェット式記録ヘッドInfo
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- JPH11151812A JPH11151812A JP9332779A JP33277997A JPH11151812A JP H11151812 A JPH11151812 A JP H11151812A JP 9332779 A JP9332779 A JP 9332779A JP 33277997 A JP33277997 A JP 33277997A JP H11151812 A JPH11151812 A JP H11151812A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 圧電体能動部の圧力発生室の周壁近傍での割
れ等を防止し、耐久性を確保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。 【解決手段】 ノズル開口１１１に連通する圧力発生室
１２の一部を構成し、少なくとも上面が下電極６０とし
て作用する振動板と、該振動板の表面に形成された圧電
体層７０及び該圧電体層７０の表面に形成された上電極
８０からなり且つ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３２０とからなる圧電振動子を備え
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３２０が基本的に前記圧力発生室１２に対向する領
域内に配置され且つ前記圧電体層７０を前記圧電体能動
部３２０の主要部の幅より幅広として側壁まで延設した
幅広部３２１を前記圧力発生室の長手方向一端側に設け
ることにより振動板規制部を形成する。
れ等を防止し、耐久性を確保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。 【解決手段】 ノズル開口１１１に連通する圧力発生室
１２の一部を構成し、少なくとも上面が下電極６０とし
て作用する振動板と、該振動板の表面に形成された圧電
体層７０及び該圧電体層７０の表面に形成された上電極
８０からなり且つ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３２０とからなる圧電振動子を備え
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３２０が基本的に前記圧力発生室１２に対向する領
域内に配置され且つ前記圧電体層７０を前記圧電体能動
部３２０の主要部の幅より幅広として側壁まで延設した
幅広部３２１を前記圧力発生室の長手方向一端側に設け
ることにより振動板規制部を形成する。
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。
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、圧電振動子の軸方向に伸長、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。
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、圧電振動子の軸方向に伸長、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。
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、例えば、特開平６−
４００３０号公報に見られるように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。
４００３０号公報に見られるように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。
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。
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、圧電材料層は振動板の表
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圧力発生室外
に出ないように形成するのが望ましい。そして、このよ
うなたわみモードの圧電振動子を使用した記録ヘッドで
は、一般には、各圧力発生室に対応する圧電振動子は絶
縁体層で覆われ、この絶縁体層には各圧電振動子を駆動
するための電圧を供給するリード電極との接続部を形成
するために窓（以下、コンタクトホールという）が各圧
力発生室に対応して設けられており、各圧電振動子とリ
ード電極の接続部がコンタクトホール内に形成される。
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圧力発生室外
に出ないように形成するのが望ましい。そして、このよ
うなたわみモードの圧電振動子を使用した記録ヘッドで
は、一般には、各圧力発生室に対応する圧電振動子は絶
縁体層で覆われ、この絶縁体層には各圧電振動子を駆動
するための電圧を供給するリード電極との接続部を形成
するために窓（以下、コンタクトホールという）が各圧
力発生室に対応して設けられており、各圧電振動子とリ
ード電極の接続部がコンタクトホール内に形成される。
【０００８】しかしながら、上述したたわみモードの圧
電振動子を使用した記録ヘッドでは、圧電体能動部が圧
力発生室とその周壁との境界を横切る部分で、圧電体層
にクラックが発生し易いという問題がある。また、コン
タクトホールを形成した場合には、その周辺にクラック
等による破壊が発生し易く、変位低下が生じ易いという
問題がある。
電振動子を使用した記録ヘッドでは、圧電体能動部が圧
力発生室とその周壁との境界を横切る部分で、圧電体層
にクラックが発生し易いという問題がある。また、コン
タクトホールを形成した場合には、その周辺にクラック
等による破壊が発生し易く、変位低下が生じ易いという
問題がある。
【０００９】一方、前記圧電振動子を圧力発生室の一端
部から周壁上まで延設した構造が提案されている。
部から周壁上まで延設した構造が提案されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た構造では、圧電振動子が圧力発生室と周壁との境界を
跨ぐ部分でクラック等が発生し易い。
た構造では、圧電振動子が圧力発生室と周壁との境界を
跨ぐ部分でクラック等が発生し易い。
【００１１】また、このようなインクジェット式記録ヘ
ッドにおいては、圧電振動子の駆動による振動板の変位
効率を向上するために、圧電振動子の両側に対応する部
分の振動板を薄くする構造が提案されている。しかしな
がら、このように変位を大きくとるようにすると、特
に、上述したような圧力発生室の周壁近傍にクラック等
の破壊が生じ易い傾向が助長される。
ッドにおいては、圧電振動子の駆動による振動板の変位
効率を向上するために、圧電振動子の両側に対応する部
分の振動板を薄くする構造が提案されている。しかしな
がら、このように変位を大きくとるようにすると、特
に、上述したような圧力発生室の周壁近傍にクラック等
の破壊が生じ易い傾向が助長される。
【００１２】また、これらの問題は、特に、圧電材料層
を成膜技術で形成した場合に生じ易い。なぜなら、成膜
技術で形成した圧電材料層は非常に薄く、材料層に大き
な残留応力が存在するため、圧電振動子を貼付したもの
に比較して剛性と強度が低いためである。
を成膜技術で形成した場合に生じ易い。なぜなら、成膜
技術で形成した圧電材料層は非常に薄く、材料層に大き
な残留応力が存在するため、圧電振動子を貼付したもの
に比較して剛性と強度が低いためである。
【００１３】本発明はこのような事情に鑑み、圧電体能
動部の圧力発生室の周壁近傍での割れ等を防止し、耐久
性を確保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。
動部の圧力発生室の周壁近傍での割れ等を防止し、耐久
性を確保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。
【００１４】
【課題を解決するための手段】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の一部を構成し、少な
くとも上面が下電極として作用する振動板と、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り且つ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とからなる圧電振動子を
備えるインクジェット式記録ヘッドにおいて、前記圧電
体能動部が基本的に前記圧力発生室に対向する領域内に
配置され且つ少なくとも一ヶ所で前記圧力発生室に対向
する領域と周壁に対向する領域との境界を横切る連結部
を有し、前記連結部近傍に、前記振動板の振動板として
の動きを規制する振動規制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。
ノズル開口に連通する圧力発生室の一部を構成し、少な
くとも上面が下電極として作用する振動板と、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り且つ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とからなる圧電振動子を
備えるインクジェット式記録ヘッドにおいて、前記圧電
体能動部が基本的に前記圧力発生室に対向する領域内に
配置され且つ少なくとも一ヶ所で前記圧力発生室に対向
する領域と周壁に対向する領域との境界を横切る連結部
を有し、前記連結部近傍に、前記振動板の振動板として
の動きを規制する振動規制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。
【００１５】かかる第１の態様では、振動規制部により
連結部近傍の振動が規制され、変位が緩やかに生じるの
で、連結部での割れ等による破壊が防止される。
連結部近傍の振動が規制され、変位が緩やかに生じるの
で、連結部での割れ等による破壊が防止される。
【００１６】本発明の第２の態様は、第１の態様におい
て、前記振動板が、少なくとも前記圧電体能動部の幅方
向両側に当該圧電体能動部に対応する部分の厚さより薄
い薄肉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。
て、前記振動板が、少なくとも前記圧電体能動部の幅方
向両側に当該圧電体能動部に対応する部分の厚さより薄
い薄肉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。
【００１７】かかる第２の態様では、少なくとも腕部の
振動板が薄膜部となっているので、圧電体能動部の駆動
による変位量が向上する。
振動板が薄膜部となっているので、圧電体能動部の駆動
による変位量が向上する。
【００１８】本発明の第３の態様は、第１又は２の態様
において、前記振動規制部は、前記圧電体層を前記圧電
体能動部の主要部の幅より幅広として側壁まで延設した
幅広部を前記圧力発生室の長手方向一端側に設けること
により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。
において、前記振動規制部は、前記圧電体層を前記圧電
体能動部の主要部の幅より幅広として側壁まで延設した
幅広部を前記圧力発生室の長手方向一端側に設けること
により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。
【００１９】かかる第３の態様では、少なくとも圧電体
層を幅広とした幅広部を設けることにより、連結部近傍
の振動が規制されて変位が緩やかになり、破壊等が防止
される。
層を幅広とした幅広部を設けることにより、連結部近傍
の振動が規制されて変位が緩やかになり、破壊等が防止
される。
【００２０】本発明の第４の態様は、第３の態様におい
て、前記振動規制部の前記圧電体層上には基本的に前記
上電極が設けら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。
て、前記振動規制部の前記圧電体層上には基本的に前記
上電極が設けら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。
【００２１】かかる第４の態様では、幅広部が基本的に
は圧電体能動部となるが、側壁まで延設されることによ
り振動が規制される。
は圧電体能動部となるが、側壁まで延設されることによ
り振動が規制される。
【００２２】本発明の第５の態様は、第３又は４の態様
において、前記振動規制部の前記圧電体層上の少なくと
も一部には前記上電極が設けられていないことを特徴と
するインクジェット式記録ヘッドにある。
において、前記振動規制部の前記圧電体層上の少なくと
も一部には前記上電極が設けられていないことを特徴と
するインクジェット式記録ヘッドにある。
【００２３】かかる第５の態様では、例えば、端部など
の割れやすい領域の上電極を除去して、その領域での割
れを防止すると共に、割れが生じても絶縁破壊に至るの
を防止することができる。
の割れやすい領域の上電極を除去して、その領域での割
れを防止すると共に、割れが生じても絶縁破壊に至るの
を防止することができる。
【００２４】本発明の第６の態様は、第３〜５の何れか
の態様において、前記圧電体層は、前記圧電体能動部の
主要部から前記幅広部まで幅が徐々に変化していること
を特徴とするインクジェット式記録ヘッドにある。
の態様において、前記圧電体層は、前記圧電体能動部の
主要部から前記幅広部まで幅が徐々に変化していること
を特徴とするインクジェット式記録ヘッドにある。
【００２５】かかる第６の態様では、パターンの角部等
の破壊が生じやすい形状をなくし、耐久性を向上するこ
とができる。
の破壊が生じやすい形状をなくし、耐久性を向上するこ
とができる。
【００２６】本発明の第７の態様は、第１又は２の態様
において、前記振動規制部は、前記圧力発生室の幅と前
記圧電体能動部の幅との相対関係を主要部の相対関係か
ら変更することにより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。
において、前記振動規制部は、前記圧力発生室の幅と前
記圧電体能動部の幅との相対関係を主要部の相対関係か
ら変更することにより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。
【００２７】かかる第７の態様では、圧力発生室の幅と
圧電体能動部の幅と相対関係を変更することにより、振
動を規制し、連結部近傍の変位を緩やかにすることがで
きる。
圧電体能動部の幅と相対関係を変更することにより、振
動を規制し、連結部近傍の変位を緩やかにすることがで
きる。
【００２８】本発明の第８の態様は、第７の態様におい
て、前記振動規制部は、前記圧電体能動部の前記連結部
近傍の前記圧電体層及び前記上電極の両者を幅狭とした
幅狭部を設けることにより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。
て、前記振動規制部は、前記圧電体能動部の前記連結部
近傍の前記圧電体層及び前記上電極の両者を幅狭とした
幅狭部を設けることにより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。
【００２９】かかる第８の態様では、圧力発生室の端部
の境界を横切る圧電体能動部の連結部近傍が他の部分の
幅より狭いので、周壁境界から圧力発生室に向かってた
わみが緩やかに生じるため、境界を横切る部分の応力が
小さくなり、クラック等の破壊が防止され、耐久性が向
上する。
の境界を横切る圧電体能動部の連結部近傍が他の部分の
幅より狭いので、周壁境界から圧力発生室に向かってた
わみが緩やかに生じるため、境界を横切る部分の応力が
小さくなり、クラック等の破壊が防止され、耐久性が向
上する。
【００３０】本発明の第９の態様は、第７の態様におい
て、前記振動規制部は、前記圧電体能動部の前記連結部
近傍の前記上電極のみを幅狭とした幅狭部を設けること
により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。
て、前記振動規制部は、前記圧電体能動部の前記連結部
近傍の前記上電極のみを幅狭とした幅狭部を設けること
により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。
【００３１】かかる第９の態様では、上電極が幅狭に形
成されることにより、圧電体能動部の幅狭部が形成され
るが、非能動部が付随しているので、たわみがさらに小
さくなる。
成されることにより、圧電体能動部の幅狭部が形成され
るが、非能動部が付随しているので、たわみがさらに小
さくなる。
【００３２】本発明の第１０の態様は、第７〜９の何れ
かの態様において、前記圧電体能動部は、主要部から前
記幅狭部まで幅が徐々に変化し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。
かの態様において、前記圧電体能動部は、主要部から前
記幅狭部まで幅が徐々に変化し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。
【００３３】かかる第１０の態様では、圧電体能動部に
クラック等が発生しやすい角部がないので、耐久性が向
上する。
クラック等が発生しやすい角部がないので、耐久性が向
上する。
【００３４】本発明の第１１の態様は、第８〜１０の何
れかの態様において、前記幅狭部の幅方向両側には、前
記圧力発生室とその周壁との境界の内縁部の少なくとも
一部に、その全体膜厚が前記圧電体能動部の周囲の全体
膜厚より厚い厚膜部が設けら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。
れかの態様において、前記幅狭部の幅方向両側には、前
記圧力発生室とその周壁との境界の内縁部の少なくとも
一部に、その全体膜厚が前記圧電体能動部の周囲の全体
膜厚より厚い厚膜部が設けら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。
【００３５】かかる第１１の態様では、厚膜部により周
壁近傍での振動が規制され、また、厚膜部により振動板
が保護されるので、耐久性が向上する。
壁近傍での振動が規制され、また、厚膜部により振動板
が保護されるので、耐久性が向上する。
【００３６】本発明の第１２の態様は、第８〜１１の何
れかの態様において、前記幅狭部の前記圧力発生室内側
の端部から当該幅狭部が当該圧力発生室の長手方向の一
方の端部の前記境界を横切るまでの距離が、前記圧力発
生室の幅の１／２以上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。
れかの態様において、前記幅狭部の前記圧力発生室内側
の端部から当該幅狭部が当該圧力発生室の長手方向の一
方の端部の前記境界を横切るまでの距離が、前記圧力発
生室の幅の１／２以上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。
【００３７】かかる第１２の態様では、周壁境界から圧
力発生室に向かってたわみが緩やかに生じるという効果
が確実に得られる。
力発生室に向かってたわみが緩やかに生じるという効果
が確実に得られる。
【００３８】本発明の第１３の態様は、第８〜１２の何
れかの態様において、前記連結部が、前記圧力発生室の
何れかの側壁近傍に設けら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。
れかの態様において、前記連結部が、前記圧力発生室の
何れかの側壁近傍に設けら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。
【００３９】かかる第１３の態様では、連結部が側壁近
傍に存在するので、さらにたわみ難くなる。
傍に存在するので、さらにたわみ難くなる。
【００４０】本発明の第１４の態様は、第８〜１２の何
れかの態様において、前記連結部が、前記圧力発生室の
長手方向の一方の端部に複数設けら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。
れかの態様において、前記連結部が、前記圧力発生室の
長手方向の一方の端部に複数設けら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。
【００４１】かかる第１４の態様では、たわみが制限さ
れた連結部近傍の幅狭部が複数に形成されており、たわ
みを抑えたまま、圧力発生室に対向する圧電体能動部へ
の電圧の印加を容易にすることができる。
れた連結部近傍の幅狭部が複数に形成されており、たわ
みを抑えたまま、圧力発生室に対向する圧電体能動部へ
の電圧の印加を容易にすることができる。
【００４２】本発明の第１５の態様は、第８〜１４の何
れかの態様において、前記連結部が、前記圧力発生室の
隅部境界を横切るよう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。
れかの態様において、前記連結部が、前記圧力発生室の
隅部境界を横切るよう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。
【００４３】かかる第１５の態様では、連結部近傍の幅
狭部が隅部を横切っているので、さらにたわみ難くな
る。
狭部が隅部を横切っているので、さらにたわみ難くな
る。
【００４４】本発明の第１６の態様は、第１５の態様に
おいて、前記隅部は、前記圧力発生室に向かって開く角
が鋭角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。
おいて、前記隅部は、前記圧力発生室に向かって開く角
が鋭角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。
【００４５】かかる第１６の態様では、最も変位が小さ
い鋭角な隅部を横切るように連結部が形成されているの
で、さらにたわみ難くなる。
い鋭角な隅部を横切るように連結部が形成されているの
で、さらにたわみ難くなる。
【００４６】本発明の第１７の態様は、第７〜１６の何
れかの態様において、前記振動規制部は、前記圧力発生
室の幅を他の部分より狭くすることにより形成されてい
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。
れかの態様において、前記振動規制部は、前記圧力発生
室の幅を他の部分より狭くすることにより形成されてい
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。
【００４７】かかる第１７の態様では、圧力発生室の幅
を部分的に狭くすることにより、連結部近傍の振動が規
制される。
を部分的に狭くすることにより、連結部近傍の振動が規
制される。
【００４８】本発明の第１８の態様は、第１７の態様に
おいて、前記圧力発生室の幅方向一方側の周壁との境界
が、前記振動規制部から他の部分まで直線状に形成され
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。
おいて、前記圧力発生室の幅方向一方側の周壁との境界
が、前記振動規制部から他の部分まで直線状に形成され
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。
【００４９】かかる第１８の態様では、圧力発生室の幅
方向の少なくとも一方の周壁を直線的に形成できるの
で、耐久性が向上する。
方向の少なくとも一方の周壁を直線的に形成できるの
で、耐久性が向上する。
【００５０】本発明の第１９の態様は、第１８の態様に
おいて、前記圧電体能動部の幅方向一方側の縁部が、主
要部から前記振動規制部まで前記圧力発生室の長手方向
に亘って直線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。
おいて、前記圧電体能動部の幅方向一方側の縁部が、主
要部から前記振動規制部まで前記圧力発生室の長手方向
に亘って直線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。
【００５１】かかる第１９の態様では、圧電体能動部の
幅を狭くする部分において、一方側が直線的に形成でき
るので、当該圧電体能動部の角部が少なくなり、耐久性
が向上する。
幅を狭くする部分において、一方側が直線的に形成でき
るので、当該圧電体能動部の角部が少なくなり、耐久性
が向上する。
【００５２】本発明の第２０の態様は、第１〜１９の何
れかの態様において、前記圧電体能動部の上面には絶縁
体層が形成され、前記圧電体能動部へ電圧を印加するた
めのリード電極と前記上電極との接続を行うコンタクト
部が、前記絶縁体層に形成されたコンタクトホール内に
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。
れかの態様において、前記圧電体能動部の上面には絶縁
体層が形成され、前記圧電体能動部へ電圧を印加するた
めのリード電極と前記上電極との接続を行うコンタクト
部が、前記絶縁体層に形成されたコンタクトホール内に
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。
【００５３】かかる第２０の態様では、圧電体能動部へ
の電圧の印加は絶縁体層を介して形成されたコンタクト
部を介して行われる。
の電圧の印加は絶縁体層を介して形成されたコンタクト
部を介して行われる。
【００５４】本発明の第２１の態様は、第１〜２０の何
れかの態様において、前記圧電体能動部へ電圧を印加す
るためのリード電極と前記上電極との接続を行うコンタ
クト部が、前記圧力発生室の周壁に対向する部分に設け
ら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。
れかの態様において、前記圧電体能動部へ電圧を印加す
るためのリード電極と前記上電極との接続を行うコンタ
クト部が、前記圧力発生室の周壁に対向する部分に設け
ら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。
【００５５】かかる第２１の態様では、周壁上に形成さ
れたコンタクトホールを介して圧電体能動部への電圧印
加が行われる。
れたコンタクトホールを介して圧電体能動部への電圧印
加が行われる。
【００５６】本発明の第２２の態様は、第１〜２１の何
れかの態様において、前記幅広部の前記圧力発生室の前
記一端側の境界を越えた領域から前記上電極を縮幅して
信号伝送路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。
れかの態様において、前記幅広部の前記圧力発生室の前
記一端側の境界を越えた領域から前記上電極を縮幅して
信号伝送路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。
【００５７】かかる第２２の態様では、下電極と上電極
との間の沿面距離を確保して沿面放電を防止すると共
に、信号供給路の静電容量及び圧電体損を極めて小さく
することができる。
との間の沿面距離を確保して沿面放電を防止すると共
に、信号供給路の静電容量及び圧電体損を極めて小さく
することができる。
【００５８】本発明の第２３の態様は、第１〜２２の何
れかの態様において、前記上電極の少なくとも前記圧電
体層との接触面が、導電性酸化物膜で形成されているこ
とを特徴とするインクジェット式記録ヘッドにある。
れかの態様において、前記上電極の少なくとも前記圧電
体層との接触面が、導電性酸化物膜で形成されているこ
とを特徴とするインクジェット式記録ヘッドにある。
【００５９】かかる第２３の態様では、圧電体層の酸素
欠損に基づく圧電特性の低下を防止することができる。
欠損に基づく圧電特性の低下を防止することができる。
【００６０】本発明の第２４の態様は、第１〜２３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。
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。
【００６１】かかる第２４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。
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。
【００６２】
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施形態に基づい
て説明する。
て説明する。
【００６３】（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、図２（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ１つの圧力発生室
の長手方向の異なる位置、つまり中央線及び圧電振動子
３１０の側端部での断面構造を示す図、図３は、その平
面位置関係を示す図である。
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、図２（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ１つの圧力発生室
の長手方向の異なる位置、つまり中央線及び圧電振動子
３１０の側端部での断面構造を示す図、図３は、その平
面位置関係を示す図である。
【００６４】図示するように、流路形成基板１０はシリ
コン単結晶基板からなり、一方の面が開口面となり、ま
た他方の面には酸化シリコンからなる弾性膜５０が形成
されている。流路形成基板１０の開口面には、異方性エ
ッチングして隔壁１１により区画された圧力発生室１
２、リザーバ１３が形成され、さらにこれら圧力発生室
１２とリザーバ１３とを一定の流体抵抗で連通させる凹
部からなるインク供給口１４が形成されている。
コン単結晶基板からなり、一方の面が開口面となり、ま
た他方の面には酸化シリコンからなる弾性膜５０が形成
されている。流路形成基板１０の開口面には、異方性エ
ッチングして隔壁１１により区画された圧力発生室１
２、リザーバ１３が形成され、さらにこれら圧力発生室
１２とリザーバ１３とを一定の流体抵抗で連通させる凹
部からなるインク供給口１４が形成されている。
【００６５】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毎に独立させて膜形成方法
で作り付けられた後述する圧電振動子３１０が設けられ
ている。
領域には、各圧力発生室１２毎に独立させて膜形成方法
で作り付けられた後述する圧電振動子３１０が設けられ
ている。
【００６６】また、ノズルプレート１１０は、圧力発生
室１２の一端側で連通するようにノズル開口１１１を穿
設して構成され、流路形成基板１０の開口部を封止する
ように固定されている。
室１２の一端側で連通するようにノズル開口１１１を穿
設して構成され、流路形成基板１０の開口部を封止する
ように固定されている。
【００６７】なお、流路形成基板１０には圧電振動子３
１０に駆動信号を供給するフレキシブルケーブル１２０
が連結され、また、流路形成基板１０は、ヘッドケース
１３０に固定保持されている。
１０に駆動信号を供給するフレキシブルケーブル１２０
が連結され、また、流路形成基板１０は、ヘッドケース
１３０に固定保持されている。
【００６８】前述の圧電振動子３１０は、弾性膜５０の
表面に圧力発生室１２、インク供給口１４、及びリザー
バ１３の領域をほぼ覆うように形成された下電極膜６０
と、この下電極膜６０上に整形された圧電体層７０及び
上電極膜８０からなる圧電体能動部３２０とをそれぞれ
積層して構成されている。圧電体能動部３２０は、図３
に示すように、圧力発生室１２のノズル開口側からリザ
ーバ１３の端部を越えて延び、かつ各圧力発生室１２に
対向する領域では、基本的には、圧力発生室１２の幅Ｗ
１よりも若干狭い幅Ｗ２を持ち、その側縁３２０ａ、３
２０ａが圧力発生室１２と隔壁１１との境界１２ａ、１
２ａよりも内側に位置する。また、圧電体能動部３２０
は、圧力発生室１２のインク供給口１４側の端部の領域
では、圧力発生室１２の端部の境界１２ｂよりも内側の
位置Ｐから、圧力発生室１２の幅Ｗ１よりも大きな幅Ｗ
３となるように拡幅した幅広部３２１となり、フレキシ
ブルケーブル１２０と接続する端子部まで延びるように
整形されている。
表面に圧力発生室１２、インク供給口１４、及びリザー
バ１３の領域をほぼ覆うように形成された下電極膜６０
と、この下電極膜６０上に整形された圧電体層７０及び
上電極膜８０からなる圧電体能動部３２０とをそれぞれ
積層して構成されている。圧電体能動部３２０は、図３
に示すように、圧力発生室１２のノズル開口側からリザ
ーバ１３の端部を越えて延び、かつ各圧力発生室１２に
対向する領域では、基本的には、圧力発生室１２の幅Ｗ
１よりも若干狭い幅Ｗ２を持ち、その側縁３２０ａ、３
２０ａが圧力発生室１２と隔壁１１との境界１２ａ、１
２ａよりも内側に位置する。また、圧電体能動部３２０
は、圧力発生室１２のインク供給口１４側の端部の領域
では、圧力発生室１２の端部の境界１２ｂよりも内側の
位置Ｐから、圧力発生室１２の幅Ｗ１よりも大きな幅Ｗ
３となるように拡幅した幅広部３２１となり、フレキシ
ブルケーブル１２０と接続する端子部まで延びるように
整形されている。
【００６９】この実施形態において、外部駆動回路から
フレキシブルケーブル１２０を介して圧電振動子３１０
に信号を印加すると、圧電振動子３１０が撓んで圧力発
生室１２を収縮させる。圧力発生室１２の収縮により加
圧された圧力発生室１２のインクは、一部がノズル開口
１１１からインク滴として吐出する。インク滴の吐出が
終了して圧電振動子３１０が元の状態に戻ると、圧力発
生室１２が膨張してインク供給口１４を介してリザーバ
１３のインクが圧力発生室１２に流れ込む。
フレキシブルケーブル１２０を介して圧電振動子３１０
に信号を印加すると、圧電振動子３１０が撓んで圧力発
生室１２を収縮させる。圧力発生室１２の収縮により加
圧された圧力発生室１２のインクは、一部がノズル開口
１１１からインク滴として吐出する。インク滴の吐出が
終了して圧電振動子３１０が元の状態に戻ると、圧力発
生室１２が膨張してインク供給口１４を介してリザーバ
１３のインクが圧力発生室１２に流れ込む。
【００７０】ところで、各圧電振動子３１０を構成する
圧電体能動部３２０は、圧力発生室１２に対向してたわ
み変位する領域では、その側縁３２０ａ，３２０ａが圧
力発生室１２の側方の境界１２ａ、１２ａよりも内側に
位置しているから、流路形成基板１０の拘束が可及的に
小さくなって大きくたわみ、低い駆動電圧でインク滴吐
出に必要な圧力を発生する。
圧電体能動部３２０は、圧力発生室１２に対向してたわ
み変位する領域では、その側縁３２０ａ，３２０ａが圧
力発生室１２の側方の境界１２ａ、１２ａよりも内側に
位置しているから、流路形成基板１０の拘束が可及的に
小さくなって大きくたわみ、低い駆動電圧でインク滴吐
出に必要な圧力を発生する。
【００７１】一方、インク供給口側の端部境界１２ｂ近
傍では、圧電体能動部３２０は圧力発生室１２の幅Ｗ１
よりも大きな幅Ｗ３を有するから、駆動された際のたわ
み変位が規制され、応力の集中が緩和される。
傍では、圧電体能動部３２０は圧力発生室１２の幅Ｗ１
よりも大きな幅Ｗ３を有するから、駆動された際のたわ
み変位が規制され、応力の集中が緩和される。
【００７２】図４は、本実施形態の変形例を示すもので
あって、この実施形態においては、上述した実施形態の
幅広部３２１の一部に上電極膜８０が形成されていない
で圧電体層７０が露出して不活性となった非能動部３２
５、３２５が設けられている。不活性な非能動部３２５
は、圧電体層７０が幅広になった領域の圧力発生室１２
の内方端部で圧電体能動部３２０の主要部の幅Ｗ２より
外側の部分であり、その他の部分が圧電体能動部３２０
の幅広部３２１Ａとなっている。
あって、この実施形態においては、上述した実施形態の
幅広部３２１の一部に上電極膜８０が形成されていない
で圧電体層７０が露出して不活性となった非能動部３２
５、３２５が設けられている。不活性な非能動部３２５
は、圧電体層７０が幅広になった領域の圧力発生室１２
の内方端部で圧電体能動部３２０の主要部の幅Ｗ２より
外側の部分であり、その他の部分が圧電体能動部３２０
の幅広部３２１Ａとなっている。
【００７３】この実施形態によれば、さらに圧電体層７
０の最も応力が集中し易い拡幅の開始位置Ｐ’の近傍が
不活性領域３２５となっているのでクラックが入り難
く、また、非能動部３２５にたとえクラックが生じて
も、ここには上電極膜８０が存在しないため絶縁破壊に
至ることが防止される。
０の最も応力が集中し易い拡幅の開始位置Ｐ’の近傍が
不活性領域３２５となっているのでクラックが入り難
く、また、非能動部３２５にたとえクラックが生じて
も、ここには上電極膜８０が存在しないため絶縁破壊に
至ることが防止される。
【００７４】なお、上述の実施形態においては幅広部３
２１の幅Ｗ３でもってリード部を形成するようにしてい
るが、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、駆動信号を
減衰させることなく供給できる程度に、上電極膜８０に
可及的に狭い幅Ｗ４のリード部８５を形成することによ
り、下電極膜６０と上電極膜８０との間の沿面距離を確
保して沿面放電を防止するとともに、信号供給路の静電
容量、及び圧電体損が極めて小さくなり、応答速度の低
下や発熱を抑えることができる。
２１の幅Ｗ３でもってリード部を形成するようにしてい
るが、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、駆動信号を
減衰させることなく供給できる程度に、上電極膜８０に
可及的に狭い幅Ｗ４のリード部８５を形成することによ
り、下電極膜６０と上電極膜８０との間の沿面距離を確
保して沿面放電を防止するとともに、信号供給路の静電
容量、及び圧電体損が極めて小さくなり、応答速度の低
下や発熱を抑えることができる。
【００７５】また、上述の実施形態において、圧電体能
動部３２０の主要部の少なくとも幅方向両側の振動板、
すなわち、いわゆる腕部の振動板を他の部分より薄く形
成して駆動時に変位しやすいようにしてもよい。例え
ば、図６に示すように、圧電体能動部３２０の幅方向両
側に下電極膜除去部３５０を設ける。下電極膜除去部３
５０は、下電極膜６０を完全に除去したものであるが、
下電極膜６０の厚さ方向の一部を除去して薄膜としたも
の、または、弾性膜５０の厚さ方向の一部まで除去した
ものとしてもよい。また、下電極膜除去部３５０は、幅
方向両側だけでなく、端部外側にも設けてもよい。
動部３２０の主要部の少なくとも幅方向両側の振動板、
すなわち、いわゆる腕部の振動板を他の部分より薄く形
成して駆動時に変位しやすいようにしてもよい。例え
ば、図６に示すように、圧電体能動部３２０の幅方向両
側に下電極膜除去部３５０を設ける。下電極膜除去部３
５０は、下電極膜６０を完全に除去したものであるが、
下電極膜６０の厚さ方向の一部を除去して薄膜としたも
の、または、弾性膜５０の厚さ方向の一部まで除去した
ものとしてもよい。また、下電極膜除去部３５０は、幅
方向両側だけでなく、端部外側にも設けてもよい。
【００７６】さらに、上述の実施形態において、圧電体
能動部３２０の主要部が拡幅して幅広部に移行する領域
の幅が徐々に変化するようにしてもよい。すなわち、図
７に示すように、幅広部３２１Ｂの圧力発生室１２の内
側端部を幅が徐々に変化する幅変化部３２２とすること
により、特に、主要部と幅広部との境界の内縁をＲ部と
し、これにより、幅広部の内側端部での割れ等がさらに
防止される。
能動部３２０の主要部が拡幅して幅広部に移行する領域
の幅が徐々に変化するようにしてもよい。すなわち、図
７に示すように、幅広部３２１Ｂの圧力発生室１２の内
側端部を幅が徐々に変化する幅変化部３２２とすること
により、特に、主要部と幅広部との境界の内縁をＲ部と
し、これにより、幅広部の内側端部での割れ等がさらに
防止される。
【００７７】（実施形態２）図８〜図１４には、実施形
態２に係るインクジェット式記録ヘッドを示す。かかる
インクジェット式記録ヘッドの基本構成は、流路形成基
板１０内に設けたリザーバ１３の代わりに共通インク室
を別部材で形成した以外は類似するので、類似の部材に
は同一の符号を付す。
態２に係るインクジェット式記録ヘッドを示す。かかる
インクジェット式記録ヘッドの基本構成は、流路形成基
板１０内に設けたリザーバ１３の代わりに共通インク室
を別部材で形成した以外は類似するので、類似の部材に
は同一の符号を付す。
【００７８】図８は、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を示す組立斜視図であり、図９
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。
ジェット式記録ヘッドを示す組立斜視図であり、図９
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。
【００７９】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。
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。
【００８０】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０．１〜２μｍの弾性膜５０が形成
されている。
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０．１〜２μｍの弾性膜５０が形成
されている。
【００８１】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１１１、圧力発生室１２が形成されている。
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１１１、圧力発生室１２が形成されている。
【００８２】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。
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。
【００８３】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。
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。
【００８４】一方、各圧力発生室１２の一端に連通する
各ノズル開口１１１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１１１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。
各ノズル開口１１１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１１１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。
【００８５】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１１１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１１１は数十μｍの溝幅で精度よく形成
する必要がある。
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１１１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１１１は数十μｍの溝幅で精度よく形成
する必要がある。
【００８６】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。
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。
【００８７】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１０（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。
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１０（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。
【００８８】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。
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。
【００８９】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１１１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０．０２
ｍｍ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４
０の厚さを初めから０．０２ｍｍとしてもよい。
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１１１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０．０２
ｍｍ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４
０の厚さを初めから０．０２ｍｍとしてもよい。
【００９０】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おり、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１
２毎に圧電体能動部が形成されていることになる。
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おり、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１
２毎に圧電体能動部が形成されていることになる。
【００９１】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１１を参照しながら説明する。
形成基板１０上に、圧電体膜７０等を形成するプロセス
を図１１を参照しながら説明する。
【００９２】図１１（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１１
００℃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。
成基板１０となるシリコン単結晶基板のウェハを約１１
００℃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。
【００９３】次に、図１１（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６００〜１０
００℃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。
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６００〜１０
００℃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。
【００９４】次に、図１１（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。
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。
【００９５】次に、図１１（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。
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。
【００９６】次に、図１２に示すように、下電極膜６
０、圧電体膜７０及び上電極膜８０をパターニングす
る。
０、圧電体膜７０及び上電極膜８０をパターニングす
る。
【００９７】まず、図１２（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１２（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３
２０のパターニングを行う。次に、図１２（ｃ）に示す
ように、各圧力発生室１２（図１２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３５０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。
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１２（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３
２０のパターニングを行う。次に、図１２（ｃ）に示す
ように、各圧力発生室１２（図１２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３５０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。
【００９８】なお、下電極膜除去部３５０は、下電極膜
６０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
極膜除去部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１
２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。
６０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
極膜除去部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１
２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。
【００９９】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８参照）。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。
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８参照）。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。
【０１００】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。
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。
【０１０１】このような絶縁体層の形成プロセスを図１
３に示す。
３に示す。
【０１０２】まず、図１３（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
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。
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
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。
【０１０３】次に、図１３（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１
２の外部で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。なお、図１３（ｂ）には、説明の都
合上、圧力発生室１２外の周壁に対向する領域のコンタ
クトホール９０ａ部分の断面を示す。また、本発明で
は、コンタクトホール９０ａでリード電極１００と上電
極膜８０との接続を図っているが、上電極膜８０を基板
の端部まで延設して、直接フレキシブルケーブル等と接
続するようにしてもよい。また、コンタクトホール９０
ａは、圧力発生室１２に対向する領域内に設けてもよ
い。
層９０をパターニングすることにより、各圧力発生室１
２の外部で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。なお、図１３（ｂ）には、説明の都
合上、圧力発生室１２外の周壁に対向する領域のコンタ
クトホール９０ａ部分の断面を示す。また、本発明で
は、コンタクトホール９０ａでリード電極１００と上電
極膜８０との接続を図っているが、上電極膜８０を基板
の端部まで延設して、直接フレキシブルケーブル等と接
続するようにしてもよい。また、コンタクトホール９０
ａは、圧力発生室１２に対向する領域内に設けてもよ
い。
【０１０４】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。
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。
【０１０５】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１３（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８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３
０、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。
して膜形成を行った後、図１３（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８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３
０、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。
【０１０６】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１１１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１２内の圧力が高まりノズル開口１１１からインク滴
が吐出する。
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１１１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１２内の圧力が高まりノズル開口１１１からインク滴
が吐出する。
【０１０７】このように形成されたインクジェット式記
録ヘッドの圧力発生室１２と圧電体能動部３２０等との
平面位置関係を図１４に示す。
録ヘッドの圧力発生室１２と圧電体能動部３２０等との
平面位置関係を図１４に示す。
【０１０８】図１４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、基本的に
は圧力発生室１２に対向する領域内に設けられており、
圧力発生室１２の幅より若干狭い幅で形成されている。
しかしながら、圧力発生室１２の一端部においては、圧
力発生室１２に対向する領域から周壁に対向する領域へ
横切る連結部近傍の幅狭部３２３を介して連続的に延設
されており、圧力発生室１２と周壁との境界近傍に位置
する幅狭部３２３は他の部分より幅が狭くなっている。
なお、本実施形態の幅狭部３２３は、圧電体膜７０及び
上電極膜８０の両者を幅狭に形成したものである。
上電極膜８０からなる圧電体能動部３２０は、基本的に
は圧力発生室１２に対向する領域内に設けられており、
圧力発生室１２の幅より若干狭い幅で形成されている。
しかしながら、圧力発生室１２の一端部においては、圧
力発生室１２に対向する領域から周壁に対向する領域へ
横切る連結部近傍の幅狭部３２３を介して連続的に延設
されており、圧力発生室１２と周壁との境界近傍に位置
する幅狭部３２３は他の部分より幅が狭くなっている。
なお、本実施形態の幅狭部３２３は、圧電体膜７０及び
上電極膜８０の両者を幅狭に形成したものである。
【０１０９】本実施形態では、圧力発生室１２の幅が５
０μｍ、圧電体能動部３２０の幅が３５〜４０μｍ、幅
狭部３２３の圧電体層７０の幅が１０〜１５μｍであ
る。
０μｍ、圧電体能動部３２０の幅が３５〜４０μｍ、幅
狭部３２３の圧電体層７０の幅が１０〜１５μｍであ
る。
【０１１０】このような構成では、圧電振動子を駆動し
た際の圧力発生室１２内とその周壁境界から圧力発生室
１２に向かってたわみが緩やかに生じるため、幅狭部３
２３の応力が小さくなり、クラック等の破壊が防止さ
れ、耐久性が向上する。
た際の圧力発生室１２内とその周壁境界から圧力発生室
１２に向かってたわみが緩やかに生じるため、幅狭部３
２３の応力が小さくなり、クラック等の破壊が防止さ
れ、耐久性が向上する。
【０１１１】なお、このような効果を奏するためには、
幅狭部３２３の圧力発生室１２側の端部、すなわち、圧
電体能動部３２０の幅が小さくなり始めた地点から幅狭
部３２３が周壁との境界を横切るまでの距離（Ｌとして
図示する）が圧力発生室１２の幅の１／２以上であるの
が好ましい。
幅狭部３２３の圧力発生室１２側の端部、すなわち、圧
電体能動部３２０の幅が小さくなり始めた地点から幅狭
部３２３が周壁との境界を横切るまでの距離（Ｌとして
図示する）が圧力発生室１２の幅の１／２以上であるの
が好ましい。
【０１１２】また、圧電体能動部３２０の主要部と幅狭
部３２３との境界近傍の外縁の隅部をＲ部とし、さら
に、幅が徐々に変化するようにパターニングするのが好
ましい。
部３２３との境界近傍の外縁の隅部をＲ部とし、さら
に、幅が徐々に変化するようにパターニングするのが好
ましい。
【０１１３】図１５には、実施形態２の変形例に係るイ
ンクジェット式記録ヘッドの圧力発生室近傍の圧電体能
動部等のパターン形状を示す。
ンクジェット式記録ヘッドの圧力発生室近傍の圧電体能
動部等のパターン形状を示す。
【０１１４】本実施形態は、圧電体能動部３２０の幅狭
部３２３Ａを上電極膜８０を幅狭とすることにより形成
し、幅狭部３２３Ａの両側に、上電極膜８０を有さない
圧電体膜７０からなる非能動部（不活性部）３２５Ａを
有するようにした以外は実施形態１と同様である。
部３２３Ａを上電極膜８０を幅狭とすることにより形成
し、幅狭部３２３Ａの両側に、上電極膜８０を有さない
圧電体膜７０からなる非能動部（不活性部）３２５Ａを
有するようにした以外は実施形態１と同様である。
【０１１５】このような構成によると、幅狭部３２３Ａ
の部分でのたわみが抑制されてクラック等による破壊が
防止され、耐久性が向上する。
の部分でのたわみが抑制されてクラック等による破壊が
防止され、耐久性が向上する。
【０１１６】図１６には、実施形態２の他の変形例に係
るインクジェット式記録ヘッドの圧力発生室近傍の圧電
体能動部等のパターン形状を示す。
るインクジェット式記録ヘッドの圧力発生室近傍の圧電
体能動部等のパターン形状を示す。
【０１１７】本実施形態は、圧力発生室１２の一方の側
壁側に片寄らせて圧電体能動部３２０を細くした幅狭部
３２３Ｂを形成している。このようにすることで、能動
部となる幅狭部３２３Ｂが電圧を印加された際の圧力発
生室１２の端部でのたわみが、連結部が中央にある場合
より小さくなる。なお、幅狭部３２３Ｂは、上電極膜８
０のみを幅狭にすることにより形成され、幅狭部３２３
Ｂの一方側には、非能動部３２５Ｂが存在する。勿論、
非能動部３２５Ｂの圧電体膜７０を除去してもよい。
壁側に片寄らせて圧電体能動部３２０を細くした幅狭部
３２３Ｂを形成している。このようにすることで、能動
部となる幅狭部３２３Ｂが電圧を印加された際の圧力発
生室１２の端部でのたわみが、連結部が中央にある場合
より小さくなる。なお、幅狭部３２３Ｂは、上電極膜８
０のみを幅狭にすることにより形成され、幅狭部３２３
Ｂの一方側には、非能動部３２５Ｂが存在する。勿論、
非能動部３２５Ｂの圧電体膜７０を除去してもよい。
【０１１８】図１７には、実施形態２のさらに他の変形
例に係るインクジェット式記録ヘッドの圧力発生室近傍
の圧電体能動部等のパターン形状を示す。
例に係るインクジェット式記録ヘッドの圧力発生室近傍
の圧電体能動部等のパターン形状を示す。
【０１１９】本実施形態は、圧力発生室１２の一方の側
壁側に片寄らせて圧電体能動部３２０を細くした幅狭部
３２３Ｃ形成している。このようにすることで、能動部
となる幅狭部３２３Ｃが電圧を印加された際の圧力発生
室１２の端部でのたわみが、連結部が中央にある場合よ
り小さくなる。なお、幅狭部３２３Ｃは、上電極膜８０
及び圧電体膜７０を幅狭にすることにより形成されてい
る。
壁側に片寄らせて圧電体能動部３２０を細くした幅狭部
３２３Ｃ形成している。このようにすることで、能動部
となる幅狭部３２３Ｃが電圧を印加された際の圧力発生
室１２の端部でのたわみが、連結部が中央にある場合よ
り小さくなる。なお、幅狭部３２３Ｃは、上電極膜８０
及び圧電体膜７０を幅狭にすることにより形成されてい
る。
【０１２０】このように幅狭部３２３Ｃを隅部、特に、
内方に向かう角が鋭角な隅部上に設けると、さらにたわ
みにくくなり、クラック等による破壊がさらに良好に防
止される。
内方に向かう角が鋭角な隅部上に設けると、さらにたわ
みにくくなり、クラック等による破壊がさらに良好に防
止される。
【０１２１】図１８には、実施形態２のさらに他の変形
例に係るインクジェット式記録ヘッドの圧力発生室近傍
の圧電体能動部等のパターン形状を示す。
例に係るインクジェット式記録ヘッドの圧力発生室近傍
の圧電体能動部等のパターン形状を示す。
【０１２２】本実施形態は、幅狭部３２３Ｄを圧力発生
室１２の二つの隅部に対向する領域に設けた以外は図１
７の実施形態と同様であり、したがって、二つの幅狭部
３２３Ｄの間は圧電体膜７０及び上電極膜８０が除去さ
れている。なお、本実施形態の効果も図１７の実施形態
とほぼ同様である。
室１２の二つの隅部に対向する領域に設けた以外は図１
７の実施形態と同様であり、したがって、二つの幅狭部
３２３Ｄの間は圧電体膜７０及び上電極膜８０が除去さ
れている。なお、本実施形態の効果も図１７の実施形態
とほぼ同様である。
【０１２３】図１９には、実施形態２のさらに他の変形
例に係るインクジェット式記録ヘッドの圧力発生室近傍
の圧電体能動部等のパターン形状を示す。
例に係るインクジェット式記録ヘッドの圧力発生室近傍
の圧電体能動部等のパターン形状を示す。
【０１２４】本実施形態は、幅狭部３２３Ｅを圧力発生
室１２の二つの隅部近傍に対向する領域に設けた以外は
図１７の実施形態と同様であり、したがって、幅狭部３
２３Ｅの間は圧電体膜７０及び上電極膜８０が除去され
ている。本実施形態の効果は基本的には図１７の実施形
態とほぼ同様である。なお、このようにコンタクトホー
ル９０ａを圧力発生室１２に対向する領域ではなく、そ
の外側に設けていることにより、コンタクトホール９０
ａ近傍でのクラック等の発生が防止される。
室１２の二つの隅部近傍に対向する領域に設けた以外は
図１７の実施形態と同様であり、したがって、幅狭部３
２３Ｅの間は圧電体膜７０及び上電極膜８０が除去され
ている。本実施形態の効果は基本的には図１７の実施形
態とほぼ同様である。なお、このようにコンタクトホー
ル９０ａを圧力発生室１２に対向する領域ではなく、そ
の外側に設けていることにより、コンタクトホール９０
ａ近傍でのクラック等の発生が防止される。
【０１２５】なお、上述した各実施形態においても、コ
ンタクトホール９０ａは、圧力発生室１２に対向する領
域外に設けられるが、この場合の電圧印加を考えると、
図１８又は図１９の実施形態のように二つ以上の幅狭の
連結部を有しているのが好ましい。
ンタクトホール９０ａは、圧力発生室１２に対向する領
域外に設けられるが、この場合の電圧印加を考えると、
図１８又は図１９の実施形態のように二つ以上の幅狭の
連結部を有しているのが好ましい。
【０１２６】（実施形態３）図２０には、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を示す。
本実施形態のインクジェット式記録ヘッドの基本構成は
実施形態２と同様であるので、類似の部分には同一符号
を付す。
係るインクジェット式記録ヘッドの要部平面図を示す。
本実施形態のインクジェット式記録ヘッドの基本構成は
実施形態２と同様であるので、類似の部分には同一符号
を付す。
【０１２７】本実施形態では、圧電体能動部３２０は、
基本的には圧力発生室１２に対向する領域内にあり、そ
の周囲には、下電極除去部３５０が形成されている。ま
た、圧電体能動部３２０は、圧力発生室１２の長手方向
端部で幅狭部３２３Ｆを介して周壁に対向する領域まで
延設されている。以上は、上述した実施形態２と同様で
あるが、本実施形態では、幅狭部３２３Ｆの幅方向両側
に厚膜部３６０が設けられている。厚膜部３６０は、幅
狭部３２３Ｆの幅方向両側で圧力発生室１２と周壁との
境界の内側に対向する領域であり、下電極膜除去部３５
０より厚い膜で構成されていればよい。すなわち、本実
施形態では、厚膜部３６０は、下電極膜６０を除去しな
いで残すことにより形成されているが、さらに、圧電体
膜７０、上電極膜８０を残してもよいし、絶縁体層等の
他の膜を積層するようにしてもよい。
基本的には圧力発生室１２に対向する領域内にあり、そ
の周囲には、下電極除去部３５０が形成されている。ま
た、圧電体能動部３２０は、圧力発生室１２の長手方向
端部で幅狭部３２３Ｆを介して周壁に対向する領域まで
延設されている。以上は、上述した実施形態２と同様で
あるが、本実施形態では、幅狭部３２３Ｆの幅方向両側
に厚膜部３６０が設けられている。厚膜部３６０は、幅
狭部３２３Ｆの幅方向両側で圧力発生室１２と周壁との
境界の内側に対向する領域であり、下電極膜除去部３５
０より厚い膜で構成されていればよい。すなわち、本実
施形態では、厚膜部３６０は、下電極膜６０を除去しな
いで残すことにより形成されているが、さらに、圧電体
膜７０、上電極膜８０を残してもよいし、絶縁体層等の
他の膜を積層するようにしてもよい。
【０１２８】このような構成にすることにより、駆動さ
れた際の幅狭部３２３Ｆのたわみ変位がさらに規制され
ることになる。また、圧力発生室１２と周壁との境界内
側に対向する部分の振動板が厚膜部３６０で保護される
ので、振動板の耐久性が向上するという効果も奏する。
れた際の幅狭部３２３Ｆのたわみ変位がさらに規制され
ることになる。また、圧力発生室１２と周壁との境界内
側に対向する部分の振動板が厚膜部３６０で保護される
ので、振動板の耐久性が向上するという効果も奏する。
【０１２９】図２１は、実施形態３の変形例を示す。本
実施形態では、幅狭部３２３Ｇが圧力発生室１２の隅部
に対向する領域を横切るように形成され、他方の隅部の
境界内側に厚膜部３６０Ａが設けられており、同様の効
果を奏する。
実施形態では、幅狭部３２３Ｇが圧力発生室１２の隅部
に対向する領域を横切るように形成され、他方の隅部の
境界内側に厚膜部３６０Ａが設けられており、同様の効
果を奏する。
【０１３０】（実施形態４）図２２には、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圧力発生室
近傍の圧電体能動部等のパターン形状を示す。本実施形
態も基本的構成は実施形態２と同様であり、類似の部分
には同一の符号を付す。
形態４に係るインクジェット式記録ヘッドの圧力発生室
近傍の圧電体能動部等のパターン形状を示す。本実施形
態も基本的構成は実施形態２と同様であり、類似の部分
には同一の符号を付す。
【０１３１】本実施形態は、圧電体能動部３２０の幅狭
部３２３Ｈに対応する圧力発生室１２の一端部に幅狭部
３８０を形成して振動規制部３７０Ａとし、当該振動規
制部３７０Ａに対応する端部から圧電体能動部３２０が
周壁まで延設されるている。
部３２３Ｈに対応する圧力発生室１２の一端部に幅狭部
３８０を形成して振動規制部３７０Ａとし、当該振動規
制部３７０Ａに対応する端部から圧電体能動部３２０が
周壁まで延設されるている。
【０１３２】このような構成にすると、圧電体能動部３
２０に電圧を印加した際に、圧力発生室１２の幅狭部３
８０である振動規制部３７０Ａでは、上述したように、
圧電体能動部３２０を幅狭部３２３Ｈとすることによ
り、駆動時の変位を規制すると共に、圧力発生室１２の
幅を狭くすることにより、さらに変位を規制するもので
あり、他の部分と比較して変位が小さくなり、その周壁
境界から圧力発生室１２に向かってたわみが緩やかに生
じるため、振動規制部３７０Ａに位置する圧電体能動部
３２０の応力が小さくなり、クラック等の破壊が防止さ
れ、耐久性が向上する。
２０に電圧を印加した際に、圧力発生室１２の幅狭部３
８０である振動規制部３７０Ａでは、上述したように、
圧電体能動部３２０を幅狭部３２３Ｈとすることによ
り、駆動時の変位を規制すると共に、圧力発生室１２の
幅を狭くすることにより、さらに変位を規制するもので
あり、他の部分と比較して変位が小さくなり、その周壁
境界から圧力発生室１２に向かってたわみが緩やかに生
じるため、振動規制部３７０Ａに位置する圧電体能動部
３２０の応力が小さくなり、クラック等の破壊が防止さ
れ、耐久性が向上する。
【０１３３】なお、本実施形態では、幅狭部３８０内の
圧電体能動部３２０の幅を狭くしているが、必ずしも狭
くする必要はない。また、このように圧力発生室１２の
幅を狭くする際に、一方の側部を直線上にすることによ
り、特にクラック等が発生しやすい圧電体膜７０の角部
を少なく抑えることができるので、耐久性がさらに向上
するという効果を奏する。
圧電体能動部３２０の幅を狭くしているが、必ずしも狭
くする必要はない。また、このように圧力発生室１２の
幅を狭くする際に、一方の側部を直線上にすることによ
り、特にクラック等が発生しやすい圧電体膜７０の角部
を少なく抑えることができるので、耐久性がさらに向上
するという効果を奏する。
【０１３４】また、このように圧力発生室１２に幅狭部
を形成して振動規制部とした実施形態において、下電極
除去部を設けてもよく、この場合、振動規制部も含めて
全体に設けてもよいし、振動規制部以外に設けてもよ
い。
を形成して振動規制部とした実施形態において、下電極
除去部を設けてもよく、この場合、振動規制部も含めて
全体に設けてもよいし、振動規制部以外に設けてもよ
い。
【０１３５】なお、本実施形態では、コンタクトホール
は圧力発生室１２に対向する位置に設けられている。
は圧力発生室１２に対向する位置に設けられている。
【０１３６】図２３には、実施形態４の変形例に係るイ
ンクジェット式記録ヘッドの圧力発生室近傍の圧電体能
動部等のパターン形状を示す。
ンクジェット式記録ヘッドの圧力発生室近傍の圧電体能
動部等のパターン形状を示す。
【０１３７】本実施形態は、コンタクトホール９０ａを
圧力発生室１２の周壁に対向する部分に設けた以外は上
述した実施形態と同様である。なお、この場合には、コ
ンタクトホール９０ａ近傍での変位が実質的にないの
で、この部分でのクラック等の破壊が生じ難くなる。
圧力発生室１２の周壁に対向する部分に設けた以外は上
述した実施形態と同様である。なお、この場合には、コ
ンタクトホール９０ａ近傍での変位が実質的にないの
で、この部分でのクラック等の破壊が生じ難くなる。
【０１３８】図２４には、本実施形態４の変形例に係る
インクジェット式記録ヘッドの圧力発生室近傍の圧電体
能動部等のパターン形状を示す。
インクジェット式記録ヘッドの圧力発生室近傍の圧電体
能動部等のパターン形状を示す。
【０１３９】本実施形態は、圧力発生室１２の一端部に
幅狭部３８０Ａを設ける共に、幅狭部３８０Ａに対応す
る圧電体能動部３２０を幅広部３２１Ｃとして、振動規
制部３７０Ｂとしたものであり、他の部分と比較して変
位が小さくなり、その周壁境界から圧力発生室１２に向
かってたわみが緩やかに生じるため、振動規制部３７０
Ｂに位置する圧電体能動部３２０の応力が小さくなり、
クラック等の破壊が防止され、耐久性が向上する。
幅狭部３８０Ａを設ける共に、幅狭部３８０Ａに対応す
る圧電体能動部３２０を幅広部３２１Ｃとして、振動規
制部３７０Ｂとしたものであり、他の部分と比較して変
位が小さくなり、その周壁境界から圧力発生室１２に向
かってたわみが緩やかに生じるため、振動規制部３７０
Ｂに位置する圧電体能動部３２０の応力が小さくなり、
クラック等の破壊が防止され、耐久性が向上する。
【０１４０】なお、圧力発生室１２の幅狭部３８０Ａ
は、幅方向両側から幅を徐々に狭めて縁部を曲線で形成
し、また、圧電体能動部３２０の幅広部３２３Ｉは、幅
方向両側の幅を徐々に広げて縁部を曲線で形成するよう
にしている。これにより、クラック等が発生しやすい圧
電体膜７０の角部を少なく抑えることができるので、耐
久性がさらに向上するという効果を奏する。
は、幅方向両側から幅を徐々に狭めて縁部を曲線で形成
し、また、圧電体能動部３２０の幅広部３２３Ｉは、幅
方向両側の幅を徐々に広げて縁部を曲線で形成するよう
にしている。これにより、クラック等が発生しやすい圧
電体膜７０の角部を少なく抑えることができるので、耐
久性がさらに向上するという効果を奏する。
【０１４１】図２５には、本実施形態４の変形例に係る
インクジェット式記録ヘッドの圧力発生室近傍の圧電体
能動部等のパターン形状を示す。
インクジェット式記録ヘッドの圧力発生室近傍の圧電体
能動部等のパターン形状を示す。
【０１４２】本実施形態は、圧力発生室１２の長手方向
の端部以外に幅狭部３８０Ｂを設けて振動規制部３７０
Ｃとした以外は上述した実施形態と基本的に同様であ
る。
の端部以外に幅狭部３８０Ｂを設けて振動規制部３７０
Ｃとした以外は上述した実施形態と基本的に同様であ
る。
【０１４３】したがって、振動規制部３７０Ｃにおい
て、圧力発生室１２の側部周壁上に圧電体能動部３２０
の幅狭部３２３Ｉを形成し、幅狭部３２３Ｊ上にコンタ
クトホール９０ａを形成するようにしている。
て、圧力発生室１２の側部周壁上に圧電体能動部３２０
の幅狭部３２３Ｉを形成し、幅狭部３２３Ｊ上にコンタ
クトホール９０ａを形成するようにしている。
【０１４４】かかる構成でも、振動規制部３７０Ｂの部
分の振動が規制され、その部分で幅狭部３２３Ｉが周壁
上まで延設されているので、幅狭部２３２Ｉでのクラッ
ク等の破壊が生じ難い。
分の振動が規制され、その部分で幅狭部３２３Ｉが周壁
上まで延設されているので、幅狭部２３２Ｉでのクラッ
ク等の破壊が生じ難い。
【０１４５】なお、圧力発生室１２の幅方向に延びる圧
電体能動部３２０の連結部を設けるのは、振動規制部が
圧力発生室１２の端部以外に設けられた場合に限定され
ず、上述した各実施形態のように振動規制部を端部に設
けた場合にも側方に延びる連結部を設けてもよい。
電体能動部３２０の連結部を設けるのは、振動規制部が
圧力発生室１２の端部以外に設けられた場合に限定され
ず、上述した各実施形態のように振動規制部を端部に設
けた場合にも側方に延びる連結部を設けてもよい。
【０１４６】（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。
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。
【０１４７】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。
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。
【０１４８】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。
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。
【０１４９】このように構成した実施形態の分解斜視図
を図２６、その流路の断面を図２７にぞれぞれ示す。こ
の実施形態では、ノズル開口１１１が圧電振動子とは反
対のノズル基板１４０に穿設され、これらノズル開口１
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４
１Ａ及びインク室側板４０Ａを貫通するように配されて
いる。
を図２６、その流路の断面を図２７にぞれぞれ示す。こ
の実施形態では、ノズル開口１１１が圧電振動子とは反
対のノズル基板１４０に穿設され、これらノズル開口１
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４
１Ａ及びインク室側板４０Ａを貫通するように配されて
いる。
【０１５０】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。
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。
【０１５１】ここで、この実施形態においても、上述し
た各実施形態と同様に、振動規制部を設けて、圧電体能
動部の振動を規制して圧力発生室の周縁との境界近傍の
割れ等を防止することができる。
た各実施形態と同様に、振動規制部を設けて、圧電体能
動部の振動を規制して圧力発生室の周縁との境界近傍の
割れ等を防止することができる。
【０１５２】また、勿論、共通インク室を流路形成基板
内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。
内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。
【０１５３】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。
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。
【０１５４】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。
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。
【０１５５】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。
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。
【０１５６】さらに、上述した実施形態では、上電極膜
８０の材料としてＰｔ等を例示したが、特に圧電体層７
０としてＰＺＴを用いた場合に、Ｐｔの代わりに導電性
酸化物を用いるのが好ましい。これは、ＰｔがＰＺＴか
ら酸素を取り込むことに起因して、圧電特性の低下が生
じる虞があるからである。この場合、上電極膜８０を成
膜する際に導電性酸化物材料を用いてもよいし、圧電体
層７０上に成膜された後に界面に導電性酸化膜を形成す
る導電性材料を用いてもよい。
８０の材料としてＰｔ等を例示したが、特に圧電体層７
０としてＰＺＴを用いた場合に、Ｐｔの代わりに導電性
酸化物を用いるのが好ましい。これは、ＰｔがＰＺＴか
ら酸素を取り込むことに起因して、圧電特性の低下が生
じる虞があるからである。この場合、上電極膜８０を成
膜する際に導電性酸化物材料を用いてもよいし、圧電体
層７０上に成膜された後に界面に導電性酸化膜を形成す
る導電性材料を用いてもよい。
【０１５７】このような導電性酸化物材料、例えば、Ti
O,Ti2O3,Ti3O5,,Ti4O7,Ti5O9,Ti6O11,Ti7O13,Ti8O15,Ti
9O17,VO,VO2,V2O3,V3O5,V4O7,V5O9,V6O11,V7O13,V8O
15、次の組成式で０≦ｘ＜2であるSnO2-x,NbO,NbO2,La
O,SmO,NdO,Fe3O4,ReO3,ReO2,Rh２O3,RhO2,CrO2,MoO2,WO
2,RuO2,OsO2,IrO2,PtO2,LiTi2O4,LiV2O4,K2P8W32O112,R
b2P8W32O112,Tl2P8W32O112,LaTiO3,CeTiO3,CaVO3,CaV
O3,SrVO3,次の組成式で0.23＜ｘ＜１であるLa1-xSrxV
O3,La4BaCu5O13-y,La5SrCu6O15,La2SrCu2O6.2, 次の組
成式で0.4≦ｘ≦0.45であるGd1-xSrxVO3,CaCrO3,SrCr
O3, 次の組成式で0.2＜ｘ＜0.4であるLa1-xSrxMrO3,SrF
eO3,SrCoO3,LaCoO3, 次の組成式で0＜ｘ＜1であるLa
1-x,SrxCoO3,LaNiO3,LaCuO3,EuNbO3,Nb12O29,CaRuO3,Sr
RuO3, 次の組成式で0＜ｘ＜1であるCa1-xSrxRuO3,BaRuO
3, 次の組成式で0＜ｘ＜1であるBa1-xKxRuO3,La0.5Na
0.5RuO3,SrIrO3,BaPbO3, 次の組成式で0＜ｘ＜0.5であ
り且つ0＜ｙ＜1であるBa1-xSrxPbO3-y, 次の組成式で0
＜ｘ＜1であるBaPb1-xBixO3, 次の組成式で0＜ｘ＜1で
あるBa1-xKxBiO3,BaPb0.75Sb0.25O3,CaMoO3,SrMoO3,BaM
oO3, 次の組成式で0＜ｘ＜1である(Ba,Ca,Sr)TiO3-x,La
4Re6O19,La4Ru6O19,Bi3Ru3O11,La3Ni2O7,La4Ni3O10,Nd2
NiO4,La2CuO4,Sr2RuO4, 次の組成式で0＜ｙ＜1であるNd
2Mo2O7-y, 次の組成式で0＜ｙ＜1であるSm2Mo2O7-y, 次
の組成式で0＜ｙ＜1であるGd2Mo2O7-y, 次の組成式で0
＜ｙ＜1であるPb2Tc2O7-y, 次の組成式で0＜ｙ＜1であ
るTl2Ru2O7-y, 次の組成式で0＜ｙ＜1であるPb2Ru
2O7-y, 次の組成式で0＜ｙ＜1であるBi2Ru2O7-y, 次の
組成式で0＜ｙ＜1であるLu2Ru2O7-y, 次の組成式で0＜
ｙ＜1であるTl2Rh2O7-y, 次の組成式で0＜ｙ＜1であるB
i2Rh2O7-y, 次の組成式で0＜ｙ＜1であるPb2Re2O7-y,
次の組成式で0＜ｙ＜1であるCd2Re2O7-y, 次の組成式で
0＜ｙ＜1であるTl2Os2O7-y, 次の組成式で0＜ｙ＜1であ
るPb2Os2O7-y,次の組成式で0＜ｙ＜1であるLn2Os2O7-y,
次の組成式で0＜ｙ＜1であるTl2Ir2O7-y, 次の組成式
で0＜ｙ＜1であるPb2Ir2O7-y, 次の組成式で0＜ｙ＜1で
あるBi2Ir2O7-y, 次の組成式で0＜ｙ＜1であるLu2Ir2O
7-y,Li2RuO3,Cu6O8ScCl,Cu6O8InCl, 次の組成式で0.01
＜ｘ＜1であるPd1-xLixO, 次の組成式で0＜ｘ＜1である
CuxV2O5,Na2V2O5,K0.3MoO3,Rb0.3MoO3,Tl0.3MoO3,Mo17O
47, 次の組成式で0＜ｙ＜1であるTl2O3-y, 次の組成式
で0＜ｙ＜1であるTlO1-yFを挙げることができる。
O,Ti2O3,Ti3O5,,Ti4O7,Ti5O9,Ti6O11,Ti7O13,Ti8O15,Ti
9O17,VO,VO2,V2O3,V3O5,V4O7,V5O9,V6O11,V7O13,V8O
15、次の組成式で０≦ｘ＜2であるSnO2-x,NbO,NbO2,La
O,SmO,NdO,Fe3O4,ReO3,ReO2,Rh２O3,RhO2,CrO2,MoO2,WO
2,RuO2,OsO2,IrO2,PtO2,LiTi2O4,LiV2O4,K2P8W32O112,R
b2P8W32O112,Tl2P8W32O112,LaTiO3,CeTiO3,CaVO3,CaV
O3,SrVO3,次の組成式で0.23＜ｘ＜１であるLa1-xSrxV
O3,La4BaCu5O13-y,La5SrCu6O15,La2SrCu2O6.2, 次の組
成式で0.4≦ｘ≦0.45であるGd1-xSrxVO3,CaCrO3,SrCr
O3, 次の組成式で0.2＜ｘ＜0.4であるLa1-xSrxMrO3,SrF
eO3,SrCoO3,LaCoO3, 次の組成式で0＜ｘ＜1であるLa
1-x,SrxCoO3,LaNiO3,LaCuO3,EuNbO3,Nb12O29,CaRuO3,Sr
RuO3, 次の組成式で0＜ｘ＜1であるCa1-xSrxRuO3,BaRuO
3, 次の組成式で0＜ｘ＜1であるBa1-xKxRuO3,La0.5Na
0.5RuO3,SrIrO3,BaPbO3, 次の組成式で0＜ｘ＜0.5であ
り且つ0＜ｙ＜1であるBa1-xSrxPbO3-y, 次の組成式で0
＜ｘ＜1であるBaPb1-xBixO3, 次の組成式で0＜ｘ＜1で
あるBa1-xKxBiO3,BaPb0.75Sb0.25O3,CaMoO3,SrMoO3,BaM
oO3, 次の組成式で0＜ｘ＜1である(Ba,Ca,Sr)TiO3-x,La
4Re6O19,La4Ru6O19,Bi3Ru3O11,La3Ni2O7,La4Ni3O10,Nd2
NiO4,La2CuO4,Sr2RuO4, 次の組成式で0＜ｙ＜1であるNd
2Mo2O7-y, 次の組成式で0＜ｙ＜1であるSm2Mo2O7-y, 次
の組成式で0＜ｙ＜1であるGd2Mo2O7-y, 次の組成式で0
＜ｙ＜1であるPb2Tc2O7-y, 次の組成式で0＜ｙ＜1であ
るTl2Ru2O7-y, 次の組成式で0＜ｙ＜1であるPb2Ru
2O7-y, 次の組成式で0＜ｙ＜1であるBi2Ru2O7-y, 次の
組成式で0＜ｙ＜1であるLu2Ru2O7-y, 次の組成式で0＜
ｙ＜1であるTl2Rh2O7-y, 次の組成式で0＜ｙ＜1であるB
i2Rh2O7-y, 次の組成式で0＜ｙ＜1であるPb2Re2O7-y,
次の組成式で0＜ｙ＜1であるCd2Re2O7-y, 次の組成式で
0＜ｙ＜1であるTl2Os2O7-y, 次の組成式で0＜ｙ＜1であ
るPb2Os2O7-y,次の組成式で0＜ｙ＜1であるLn2Os2O7-y,
次の組成式で0＜ｙ＜1であるTl2Ir2O7-y, 次の組成式
で0＜ｙ＜1であるPb2Ir2O7-y, 次の組成式で0＜ｙ＜1で
あるBi2Ir2O7-y, 次の組成式で0＜ｙ＜1であるLu2Ir2O
7-y,Li2RuO3,Cu6O8ScCl,Cu6O8InCl, 次の組成式で0.01
＜ｘ＜1であるPd1-xLixO, 次の組成式で0＜ｘ＜1である
CuxV2O5,Na2V2O5,K0.3MoO3,Rb0.3MoO3,Tl0.3MoO3,Mo17O
47, 次の組成式で0＜ｙ＜1であるTl2O3-y, 次の組成式
で0＜ｙ＜1であるTlO1-yFを挙げることができる。
【０１５８】また、導電性材料としてはＩｒ，Ｐｄ，Ｒ
ｂ，Ｒｕ等を挙げることができ、これらを用いて上電極
膜８０を形成した場合には、圧電体層７０との界面に、
それぞれＩｒＯｘ，ＰｄＯｘ，ＲｂＯｘ，ＲｕＯｘの層
が形成され、同様の効果を奏する。勿論、これらの材料
で形成した層の上にさらにＰｔ等の導電性膜を積層して
上電極膜８０としてもよい。
ｂ，Ｒｕ等を挙げることができ、これらを用いて上電極
膜８０を形成した場合には、圧電体層７０との界面に、
それぞれＩｒＯｘ，ＰｄＯｘ，ＲｂＯｘ，ＲｕＯｘの層
が形成され、同様の効果を奏する。勿論、これらの材料
で形成した層の上にさらにＰｔ等の導電性膜を積層して
上電極膜８０としてもよい。
【０１５９】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。
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。
【０１６０】
【発明の効果】以上説明したように本発明においては、
電圧印加による振動を相対的に規制した振動規制部を設
け、この振動規制部で圧電体能動部が周壁上まで延設さ
れるようにしたので、この部分のたわみが他の部分より
小さくなり、クラック等の破壊が防止され、耐久性が向
上するという効果を奏する。
電圧印加による振動を相対的に規制した振動規制部を設
け、この振動規制部で圧電体能動部が周壁上まで延設さ
れるようにしたので、この部分のたわみが他の部分より
小さくなり、クラック等の破壊が防止され、耐久性が向
上するという効果を奏する。
【図１】本発明の実施形態１に係るインクジェット式記
録ヘッドを示す組立斜視図である。
録ヘッドを示す組立斜視図である。
【図２】図１のインクジェット式記録ヘッドの断面図で
ある。
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
録ヘッドの圧電体層、上電極及び下電極の構造を圧力発
生室との関連で示す平面図である。
録ヘッドの圧電体層、上電極及び下電極の構造を圧力発
生室との関連で示す平面図である。
【図４】本発明の実施形態１の変形例を、圧電振動子の
構造で示す図である。
構造で示す図である。
【図５】本発明の実施形態１の他の変形例を、圧電振動
子の構造で示す図である。
子の構造で示す図である。
【図６】本発明の実施形態１の他の変形例を、圧電振動
子の構造で示す図である。
子の構造で示す図である。
【図７】本発明の実施形態１の他の変形例を、圧電振動
子の構造で示す図である。
子の構造で示す図である。
【図８】本発明の実施形態２に係るインクジェット式記
録ヘッドの分解斜視図である。
録ヘッドの分解斜視図である。
【図９】本発明の実施形態２に係るインクジェット式記
録ヘッドを示す図であり、図２の平面図及び断面図であ
る。
録ヘッドを示す図であり、図２の平面図及び断面図であ
る。
【図１０】図８の封止板の変形例を示す図である。
【図１１】本発明の実施形態２の薄膜製造工程を示す図
である。
である。
【図１２】本発明の実施形態２の薄膜製造工程を示す図
である。
である。
【図１３】本発明の実施形態２の薄膜製造工程を示す図
である。
である。
【図１４】本発明の実施形態２の要部を示す平面図であ
る。
る。
【図１５】本発明の実施形態２の変形例を説明する要部
平面図である。
平面図である。
【図１６】本発明の実施形態２の変形例を説明する要部
平面図である。
平面図である。
【図１７】本発明の実施形態２の変形例を説明する要部
平面図である。
平面図である。
【図１８】本発明の実施形態２の変形例を説明する要部
平面図である。
平面図である。
【図１９】本発明の実施形態２の変形例を説明する要部
平面図である。
平面図である。
【図２０】本発明の実施形態３の要部を示す平面図であ
る。
る。
【図２１】本発明の実施形態３の変形例を説明する要部
平面図である。
平面図である。
【図２２】本発明の実施形態４を説明する要部平面図で
ある。
ある。
【図２３】本発明の実施形態４の変形例を説明する要部
平面図である。
平面図である。
【図２４】本発明の実施形態４の変形例を説明する要部
平面図である。
平面図である。
【図２５】本発明の実施形態４の変形例を説明する要部
平面図である。
平面図である。
【図２６】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。
式記録ヘッドの分解斜視図である。
【図２７】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。
式記録ヘッドを示す断面図である。
１０ 流路形成基板 １１ 隔壁 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 ９０ａ コンタクトホール １００ リード電極 １１１ ノズル開口 ３２０ 圧電体能動部 ３２１，３２１Ａ〜３２１Ｃ 幅広部 ３２３，３２３Ａ〜３２３Ｉ 幅狭部 ３２５ 非能動部 ３５０ 下電極膜除去部 ３７０，３７０Ａ，３７０Ｂ 振動規制部 ３８０，３８０Ａ，３８０Ｂ 幅狭部
Claims (24)
- 【請求項１】 ノズル開口に連通する圧力発生室の一部
を構成し、少なくとも上面が下電極として作用する振動
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り且つ前記圧力発
生室に対向する領域に形成された圧電体能動部とからな
る圧電振動子を備えるインクジェット式記録ヘッドにお
いて、 前記圧電体能動部が基本的に前記圧力発生室に対向する
領域内に配置され且つ少なくとも一ヶ所で前記圧力発生
室に対向する領域と周壁に対向する領域との境界を横切
る連結部を有し、前記連結部近傍に、前記振動板の振動
板としての動きを規制する振動規制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。 - 【請求項２】 請求項１において、前記振動板が、少な
くとも前記圧電体能動部の幅方向両側に当該圧電体能動
部に対応する部分の厚さより薄い薄肉部を有することを
特徴とするインクジェット式記録ヘッド。 - 【請求項３】 請求項１又は２において、前記振動規制
部は、前記圧電体層を前記圧電体能動部の主要部の幅よ
り幅広として側壁まで延設した幅広部を前記圧力発生室
の長手方向一端側に設けることにより形成されているこ
とを特徴とするインクジェット式記録ヘッド。 - 【請求項４】 請求項３において、前記振動規制部の前
記圧電体層上には基本的に前記上電極が設けられている
ことを特徴とするインクジェット式記録ヘッド。 - 【請求項５】 請求項３又は４において、前記振動規制
部の前記圧電体層上の少なくとも一部には前記上電極が
設けられていないことを特徴とするインクジェット式記
録ヘッド。 - 【請求項６】 請求項３〜５の何れかにおいて、前記圧
電体層は、前記圧電体能動部の主要部から前記幅広部ま
で幅が徐々に変化していることを特徴とするインクジェ
ット式記録ヘッド。 - 【請求項７】 請求項１又は２において、前記振動規制
部は、前記圧力発生室の幅と前記圧電体能動部の幅との
相対関係を主要部の相対関係から変更することにより形
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。 - 【請求項８】 請求項７において、前記振動規制部は、
前記圧電体能動部の前記連結部近傍の前記圧電体層及び
前記上電極の両者を幅狭とした幅狭部を設けることによ
り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。 - 【請求項９】 請求項７において、前記振動規制部は、
前記圧電体能動部の前記連結部近傍の前記上電極のみを
幅狭とした幅狭部を設けることにより形成されているこ
とを特徴とするインクジェット式記録ヘッド。 - 【請求項１０】 請求項７〜９の何れかにおいて、前記
圧電体能動部は、主要部から前記幅狭部まで幅が徐々に
変化していることを特徴とするインクジェット式記録ヘ
ッド。 - 【請求項１１】 請求項８〜１０の何れかにおいて、前
記幅狭部の幅方向両側には、前記圧力発生室とその周壁
との境界の内縁部の少なくとも一部に、その全体膜厚が
前記圧電体能動部の周囲の全体膜厚より厚い厚膜部が設
けら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。 - 【請求項１２】 請求項８〜１１の何れかにおいて、前
記幅狭部の前記圧力発生室内側の端部から当該幅狭部が
当該圧力発生室の長手方向の一方の端部の前記境界を横
切るまでの距離が、前記圧力発生室の幅の１／２以上で
あることを特徴とするインクジェット式記録ヘッド。 - 【請求項１３】 請求項８〜１２の何れかにおいて、前
記連結部が、前記圧力発生室の何れかの側壁近傍に設け
ら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。 - 【請求項１４】 請求項８〜１２の何れかにおいて、前
記連結部が、前記圧力発生室の長手方向の一方の端部に
複数設けら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。 - 【請求項１５】 請求項８〜１４の何れかにおいて、前
記連結部が、前記圧力発生室の隅部境界を横切るように
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。 - 【請求項１６】 請求項１５において、前記隅部は、前
記圧力発生室に向かって開く角が鋭角であることを特徴
とするインクジェット式記録ヘッド。 - 【請求項１７】 請求項７〜１６の何れかにおいて、前
記振動規制部は、前記圧力発生室の幅を他の部分より狭
くすることにより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。 - 【請求項１８】 請求項１７において、前記圧力発生室
の幅方向一方側の周壁との境界が、前記振動規制部から
他の部分まで直線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。 - 【請求項１９】 請求項１８において、前記圧電体能動
部の幅方向一方側の縁部が、主要部から前記振動規制部
まで前記圧力発生室の長手方向に亘って直線状に形成さ
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。 - 【請求項２０】 請求項１〜１９の何れかにおいて、前
記圧電体能動部の上面には絶縁体層が形成され、前記圧
電体能動部へ電圧を印加するためのリード電極と前記上
電極との接続を行うコンタクト部が、前記絶縁体層に形
成されたコンタクトホール内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。 - 【請求項２１】 請求項１〜２０の何れかにおいて、前
記圧電体能動部へ電圧を印加するためのリード電極と前
記上電極との接続を行うコンタクト部が、前記圧力発生
室の周壁に対向する部分に設けら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。 - 【請求項２２】 請求項１〜２１の何れかにおいて、前
記連結部の前記圧力発生室の前記一端側の境界を越えた
領域から前記上電極を縮幅して信号伝送路が形成されて
いることを特徴とするインクジェット式記録ヘッド。 - 【請求項２３】 請求項１〜２２の何れかにおいて、前
記上電極の少なくとも前記圧電体層との接触面が、導電
性酸化物膜で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。 - 【請求項２４】 請求項１〜２３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。
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