JPH11157061A - Ink jet type recording head - Google Patents

Ink jet type recording head

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Publication number
JPH11157061A
JPH11157061A JP32482097A JP32482097A JPH11157061A JP H11157061 A JPH11157061 A JP H11157061A JP 32482097 A JP32482097 A JP 32482097A JP 32482097 A JP32482097 A JP 32482097A JP H11157061 A JPH11157061 A JP H11157061A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
piezoelectric
recording head
pressure generating
contact
generating chamber
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP32482097A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mari Sakai
真理 酒井
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
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Publication of JPH11157061A publication Critical patent/JPH11157061A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the breakdown generated by the overcurrent in a contact hole or the dielectric breakdown generated by the migration caused by the overcurrent. SOLUTION: A recording head is provided with a piezoelectric vibrator with a piezoelectric body active section 320 constituted of a piezoelectric body layer 70 and an upper electrode 80 formed on the surface of a vibration plate, at least an upper face of which forms a part of a pressure generating chamber communicated with a nozzle hole, and a contact section 91 working as a connecting section of a lead electrode 100 for applying voltage to the piezoelectric body active section 320 with the piezoelectric body active section 320. In that case, the contact section 91 is extended along the direction crossing the current outflowing direction from the contact section 91 to the upper electrode 80, and the current concentration at the time of flowing current from the lead electrode 100 to the contact section 91 is dispersed along the extension direction of the contact section 91 to prevent the concentration of current into a part of the contact section 91.

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。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pressure generating chamber which is in communication with a nozzle opening for discharging ink droplets, and which is constituted by a vibrating plate. 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。
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, one that uses a longitudinal vibration mode piezoelectric vibrator that expands and contracts in the axial direction of the piezoelectric vibrator, and the other that uses 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、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側
とを跨ぐ部分で圧電体層にかかる応力の問題から、圧電
体層及び上電極からなる圧電体能動部を、圧力発生室に
対向する領域内に設けるか、少なくとも一端部以外は圧
力発生室に対向する領域外に出ないように形成するのが
望ましい。
In this case, the piezoelectric vibrator corresponding to each pressure generating chamber is driven by providing at least only the upper electrode for each pressure generating chamber while the piezoelectric material layer is provided on the entire surface of the vibration plate. However, due to the problem of the amount of displacement per unit drive voltage and the stress applied to the piezoelectric layer at the portion facing the pressure generating chamber and the portion straddling the outside thereof, the piezoelectric active portion composed of the piezoelectric layer and the upper electrode is required. It is desirable that the pressure sensor be provided in a region facing the pressure generating chamber or be formed so that at least one end portion does not come out of the region facing the pressure generating chamber.

【0008】さらに、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、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との接続部がコンタクトホー
ル内に形成される。
Further, in a recording head using such a flexural mode piezoelectric vibrator, the piezoelectric vibrators corresponding to the respective pressure generating chambers are covered with an insulator layer, and each of the piezoelectric vibrators is covered with the insulator layer. A window (hereinafter, referred to as a contact hole) is provided for each pressure generating chamber to form a connection portion with a lead electrode that supplies a voltage for driving,
A connection portion between each piezoelectric vibrator and the lead electrode is formed in the contact hole.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上電極
は振動板の変形を妨げない程度に薄く形成されているた
め抵抗が大きく、これに対し、リード電極は圧電体層に
確実に電力を供給するため抵抗を小さくする必要があ
り、両者の抵抗の差が大きいため、電流はコンタクトホ
ールの端部近傍に集中してしまい、過電流によって、コ
ンタクトホールが破壊したり、過電流によるマイグレー
ションで圧電体層が絶縁破壊を起こしたりするという問
題がある。
However, since the upper electrode is formed so thin that it does not hinder the deformation of the diaphragm, the resistance is large, whereas the lead electrode reliably supplies power to the piezoelectric layer. Therefore, it is necessary to reduce the resistance, and since the difference between the two resistances is large, the current is concentrated near the end of the contact hole, and the overcurrent destroys the contact hole or migrates due to the overcurrent. There is a problem that the layer causes dielectric breakdown.

【0010】本発明はこのような事情に鑑み、コンタク
トホールでの過電流による破壊、また、過電流によるマ
イグレーションに起因する絶縁破壊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, an object of the present invention is to provide an ink jet recording head capable of preventing breakdown due to overcurrent in a contact hole and insulation breakdown due to migration due to overcurrent. I do.

【0011】[0011]

【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る圧電体能動部とからなる圧電振
動子を備え、前記圧電体能動部へ電圧を印加するための
リード電極と当該圧電体能動部との接続部となるコンタ
クト部が設けられているインクジェット式記録ヘッドに
おいて、前記コンタクト部は、当該コンタクト部から前
記上電極への電流の流出方向に対して交差する方向に沿
って延設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:
A vibrating plate constituting a part of a pressure generating chamber communicating with the nozzle opening, at least an upper surface of which acts as a lower electrode, a piezoelectric layer formed on the surface of the vibrating plate, and a piezoelectric layer formed on the surface of the piezoelectric layer A piezoelectric vibrator comprising a piezoelectric active part comprising an upper electrode; a lead electrode for applying a voltage to the piezoelectric active part; and a contact part serving as a connection part between the piezoelectric active part and the lead electrode. In the ink jet recording head, the contact portion extends along a direction intersecting a direction in which a current flows from the contact portion to the upper electrode.

【0012】かかる第1の態様では、リード電極からコ
ンタクト部へ電流が流入する際の電流密度がコンタクト
部の延設方向に沿って分散され、電流のコンタクト部の
一部への集中が防止される。
In the first aspect, the current density when the current flows from the lead electrode to the contact portion is dispersed along the extending direction of the contact portion, and the current is prevented from being concentrated on a part of the contact portion. You.

【0013】本発明の第2の態様は、第1の態様におい
て、前記圧電体能動部の上面には絶縁体層が形成され、
前記コンタクト部は当該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。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, an insulator layer is formed on an upper surface of the piezoelectric active portion,
The contact portion is formed in a contact hole formed in the insulator layer.

【0014】かかる第2の態様では、コンタクトホール
内で圧電体能動部に電圧を印加する際の電流の集中が低
減され、コンタクトホール周辺での圧電体層の破壊が防
止される。
In the second aspect, the concentration of current when applying a voltage to the piezoelectric active portion in the contact hole is reduced, and the breakage of the piezoelectric layer around the contact hole is prevented.

【0015】本発明の第3の態様は、第2の態様におい
て、前記コンタクトホールは、当該コンタクトホールか
らの電流の流出方向に対して交差する方向に細長の長尺
ホール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 third aspect of the present invention, in the second aspect, the contact hole is a long hole which is elongated in a direction intersecting a current flowing direction from the contact hole. Ink-jet recording head.

【0016】かかる第3の態様では、コンタクトホール
内で圧電体能動部に電圧を印加する際の電流が長尺方向
に沿って分散するので、コンタクトホール周辺での圧電
体層の破壊が防止される。
In the third aspect, the current when applying a voltage to the piezoelectric active portion in the contact hole is dispersed along the longitudinal direction, so that the piezoelectric layer is prevented from being broken around the contact hole. You.

【0017】本発明の第4の態様は、第2の態様におい
て、前記コンタクトホールは、複数個の孔からなり、当
該コンタクトホールからの電流の流出方向に対して交差
する方向に並んで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。
According to a fourth aspect of the present invention, in the second aspect, the contact hole comprises a plurality of holes, and is provided in a direction intersecting a direction in which current flows from the contact hole. The ink jet recording head is characterized in that:

【0018】かかる第4の態様では、コンタクトホール
内で圧電体能動部に電圧を印加する際の電流が各コンタ
クトホールに分散するので、コンタクトホール周辺での
圧電体層の破壊が防止される。
In the fourth aspect, the current when applying a voltage to the piezoelectric active portion in the contact hole is dispersed in each contact hole, so that the breakage of the piezoelectric layer around the contact hole is prevented.

【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、前記上電極の前記コンタクト部近傍に
は、幅が他の部分より狭くなった幅狭部が設けられてい
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。
According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, a narrow portion having a width smaller than other portions is provided near the contact portion of the upper electrode. Ink-jet recording head.

【0020】かかる第5の態様では、コンタクト部から
上電極の幅狭部に向かって、電流が流出する。
In the fifth aspect, current flows from the contact portion toward the narrow portion of the upper electrode.

【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1に基づ
いて詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail based on a first embodiment.

【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、各圧力発生室12のインク供給側端部の近傍を横断
する一つのスリット孔でも、あるいは複数のスリット孔
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
May be a single slit or a plurality of slits crossing the vicinity of the ink supply side end of each pressure generating chamber 12. 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. The other surface of the sealing plate 20 forms 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。
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 region facing each pressure generating chamber 12, a piezoelectric vibrator is provided independently for each pressure generating chamber 12, and 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 film 70 is connected to each pressure generating chamber 12.
However, the piezoelectric film may be provided as a whole, and the upper electrode film 80 may be separately provided so as to correspond to each pressure generating chamber 12. In any case, each pressure generating chamber 1
That is, a piezoelectric active portion is formed every two.

【0037】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3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.

【0038】図3(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. 3A, 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.

【0039】次に、図3(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. 3B, 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.

【0040】次に、図3(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. 3C, 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.

【0041】次に、図3(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. 3D, 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.

【0042】次に、図4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.
The piezoelectric film 70 and the upper electrode film 80 are patterned.

【0043】まず、図4(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4(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4(c)に示すよう
に、各圧力発生室12(図4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. 4A, 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. 4B, only the piezoelectric film 70 and the upper electrode film 80 are etched to
0 patterning is performed. Next, as shown in FIG. 4C, the piezoelectric active region is a region opposed to both sides in the width direction of each pressure generating chamber 12 (in FIG. 4, the pressure generating chamber 12 is before being formed, 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.

【0044】なお、本実施形態では、下電極除去部35
0は、下電極膜60を完全に除去することにより形成し
たが、ハーフエッチング等により、下電極膜60の一部
を除去して薄膜としてもよい。また、この場合には、弾
性膜50がなくて、下電極膜60が弾性体および下電極
の役割を果たすものでもよい。
In the present embodiment, the lower electrode removing section 35
Although 0 is formed by completely removing the lower electrode film 60, a part of the lower electrode film 60 may be removed by half etching or the like to form a thin film. In this case, the lower electrode film 60 may serve as an elastic body and a lower electrode without the elastic film 50.

【0045】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).

【0046】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91が形成さ
れている。そして、このコンタクトホール91を介して
各上電極膜80に一端が接続し、また他端が接続端子部
に延びるリード電極100が形成されている。リード電
極100は、駆動信号を上電極膜80に確実に供給でき
る程度に可及的に狭い幅となるように形成されている。
なお、本実施形態では、コンタクトホール91は、圧力
発生室12の周壁に対向する位置に設けられているが、
圧力発生室12に対向する位置に設けてもよい。
The respective piezoelectric active portions 3 of the insulator layer 90
A contact hole 91 that exposes a part of the upper electrode film 80 is formed in a part of the part that covers the upper surface of the part corresponding to one end of 20 to connect to a lead electrode 100 described later. One end is connected to each upper electrode film 80 via the contact hole 91, and the other end is formed with a lead electrode 100 extending to the connection terminal portion. The lead electrode 100 is formed so as to be as narrow as possible so as to reliably supply a drive signal to the upper electrode film 80.
In the present embodiment, the contact hole 91 is provided at a position facing the peripheral wall of the pressure generating chamber 12,
It may be provided at a position facing the pressure generating chamber 12.

【0047】このような絶縁体層の形成プロセスを図5
に示す。
FIG. 5 shows a process for forming such an insulator layer.
Shown in

【0048】まず、図5(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。本実施形態で
は、絶縁体層90として、ネガ型の感光性ポリイミドを
用いた。
First, as shown in FIG. 5A, an insulator layer 90 is formed so as to cover the periphery of the upper electrode film 80, the side surfaces of the piezoelectric film 70 and the lower electrode film 60. In the present embodiment, a negative photosensitive polyimide is used as the insulator layer 90.

【0049】次に、図5(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、各圧電能動部32
0の端部近傍に対応する部分にコンタクトホール91を
形成する。続いて、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、コン
タクトホール91を介して上電極膜80と接続されるリ
ード電極100を形成する。なお、図5(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91部分の断面を示す。
Next, as shown in FIG. 5B, by patterning the insulator layer 90, each piezoelectric active portion 32 is patterned.
A contact hole 91 is formed in a portion corresponding to the vicinity of the end of 0. Subsequently, a lead electrode 100 connected to the upper electrode film 80 via the contact hole 91 is formed by patterning after forming a conductor such as Cr-Au over the entire surface. FIG. 5B shows a cross section of the contact hole 91 in a region facing the peripheral wall outside the pressure generating chamber 12 for convenience of explanation.

【0050】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5(c)に示すように、前述
したアルカリ溶液によるシリコン単結晶基板の異方性エ
ッチングを行い、圧力発生室12等を形成する。なお、
以上説明した一連の膜形成及び異方性エッチングは、一
枚のウェハ上に多数のチップを同時に形成し、プロセス
終了後、図1に示すような一つのチップサイズの各流路
形成基板10に分割する。また、分割した流路形成基板
10を、封止板20、共通インク室形成基板30、及び
インク室側板40と順次接着して一体化し、インクジェ
ット式記録ヘッドとする。
The above is the film forming process. After forming the film in this manner, as shown in FIG. 5C, the silicon single crystal substrate is anisotropically etched with the above-described alkali solution to form the pressure generating chamber 12 and the like. In addition,
In the series of film formation and anisotropic etching described above, a number of chips are simultaneously formed on one wafer, and after the process is completed, the flow path forming substrate 10 having one chip size as shown in FIG. To divide. Further, the divided flow path forming substrate 10 is sequentially adhered and integrated with the sealing plate 20, the common ink chamber forming substrate 30, and the ink chamber side plate 40 to form an ink jet recording head.

【0051】このように構成したインクジェットヘッド
は、図示しない外部インク供給手段と接続したインク導
入口42からインクを取り込み、共通インク室31から
ノズル開口11に至るまで内部をインクで満たした後、
図示しない外部の駆動回路からの記録信号に従い、リー
ド電極100を介して下電極膜60と上電極膜80との
間に電圧を印加し、弾性膜50、下電極膜60及び圧電
体膜70をたわみ変形させることにより、圧力発生室1
2内の圧力が高まりノズル開口11からインク滴が吐出
する。
The ink jet head thus configured takes in ink from an ink inlet 42 connected to external ink supply means (not shown), fills the interior from the common ink chamber 31 to the nozzle opening 11 with ink,
In accordance with a recording signal from an external drive circuit (not shown), a voltage is applied between the lower electrode film 60 and the upper electrode film 80 via the lead electrode 100, and the elastic film 50, the lower electrode film 60, and the piezoelectric film 70 The pressure generating chamber 1 is deformed by bending.
The pressure in 2 increases, and ink droplets are ejected from nozzle opening 11.

【0052】このように形成された圧電体能動部320
と圧力発生室12との平面位置関係を図6に示す。
The piezoelectric active portion 320 thus formed
FIG. 6 shows a planar positional relationship between the pressure generating chamber 12 and the pressure generating chamber 12.

【0053】図6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まで亘るように延設
されている。そして、周壁に対向する領域に延設された
部分の端部には幅が広くなった幅広部320aが形成さ
れている。また、幅広部320aを覆う絶縁体層90に
は、その幅方向に沿って長尺のコンタクトホール91が
形成され、このコンタクトホール91を介して上電極膜
80とリード電極100とが接続されている。
As shown in FIG. 6, the piezoelectric active portion 320 composed of the piezoelectric film 70 and the upper electrode film 80 is basically provided in a region facing the pressure generating chamber 12. At one end of the tube 12, it extends from a region facing the pressure generating chamber 12 to a region facing the peripheral wall. A wide portion 320a having a large width is formed at an end of a portion extending to a region facing the peripheral wall. A long contact hole 91 is formed in the insulator layer 90 covering the wide portion 320a along the width direction, and the upper electrode film 80 and the lead electrode 100 are connected via the contact hole 91. I have.

【0054】このような構成では、リード電極100か
らコンタクトホール91を経て、上電極膜80へ電流が
流出する場合、圧電体能動部320の長手方向に沿っ
て、すなわち、コンタクトホール91の長手方向と直交
する方向から流出する。したがって、その際の電流密度
eがコンタクトホール91の長手方向に亘って分散し、
過電流によるコンタクトホール91近傍の破壊が防止さ
れる。
In such a configuration, when a current flows from the lead electrode 100 to the upper electrode film 80 through the contact hole 91, the current flows along the longitudinal direction of the piezoelectric active portion 320, that is, in the longitudinal direction of the contact hole 91. Outflow from a direction perpendicular to Therefore, the current density e at that time is dispersed in the longitudinal direction of the contact hole 91,
Destruction near the contact hole 91 due to an overcurrent is prevented.

【0055】なお、リード電極100は、上電極膜80
と比較すると、抵抗が著しく小さいので、コンタクトホ
ール91から上電極膜80のどの方向に流れて行くか
で、電流密度の分布が決定する。図7(a)に示すよう
に、上電極膜80に幅狭部80aが形成されている場合
には、コンタクトホール91Aから幅狭部80aに向か
って、すなわち、図中の矢印Bに沿って電流が流れ込む
ので、コンタクトホール91Aは、その方向に直交する
方向に沿って細長く形成されている。したがって、この
場合にも、電流密度eは、コンタクトホール91Aの長
手方向に沿って分布するので、過電流による破壊が防止
される。
The lead electrode 100 is formed on the upper electrode film 80.
Since the resistance is remarkably small in comparison with the above, the distribution of the current density is determined by the direction of the flow from the contact hole 91 to the upper electrode film 80. As shown in FIG. 7A, when the narrow portion 80a is formed in the upper electrode film 80, from the contact hole 91A toward the narrow portion 80a, that is, along the arrow B in the figure. Since a current flows, the contact hole 91A is formed to be elongated along a direction orthogonal to the direction. Therefore, also in this case, since the current density e is distributed along the longitudinal direction of the contact hole 91A, breakage due to overcurrent is prevented.

【0056】また、電流の流入方向とコンタクトホール
の延設される方向とは必ずしも直交する必要はなく、例
えば、図7(b)に示すように、幅狭部80aに向かう
矢印Bに対して交差する方向に細長いコンタクトホール
91Bとしてもよい。
The direction in which the current flows and the direction in which the contact holes extend need not necessarily be orthogonal to each other. For example, as shown in FIG. The contact hole 91B may be elongated in the direction intersecting.

【0057】さらに、図7(c)に示すように、圧力発
生室12の中央部にコンタクトホール91Cを設けても
よい。この場合には、電流は、コンタクトホール91C
から周り全体に電流が流れ込むことになり、電流密度が
分散され、過電流による破壊が防止される。
Further, as shown in FIG. 7C, a contact hole 91C may be provided in the center of the pressure generating chamber 12. In this case, the current flows through the contact hole 91C.
Current flows into the entire surroundings from above, the current density is dispersed, and destruction due to overcurrent is prevented.

【0058】(実施形態2)図8には、本発明の実施形
態2に係るインクジェット式記録ヘッドの圧力発生室近
傍の圧電体能動部等のパターン形状を示す。
(Embodiment 2) FIG. 8 shows a pattern shape of a piezoelectric active portion and the like near a pressure generating chamber of an ink jet recording head according to Embodiment 2 of the present invention.

【0059】本実施形態では、圧力発生室12の周壁に
対向する領域まで延設された圧電体能動部320の端部
に扇状の幅広部320bが形成され、幅広部320bの
端部に沿って複数の、本実施形態では4個のコンタクト
ホール92が形成されている。
In this embodiment, a fan-shaped wide portion 320b is formed at the end of the piezoelectric active portion 320 extending to the region facing the peripheral wall of the pressure generating chamber 12, and extends along the end of the wide portion 320b. In the present embodiment, a plurality of contact holes 92 are formed.

【0060】このような構造では、複数のコンタクトホ
ール92は、リード電極100からの電流の流入方向に
略直交する方向に並んでいるので、電流の流入、流出は
各コンタクトホール92に略均等に分散され、過電流等
による破壊が防止される。
In such a structure, since the plurality of contact holes 92 are arranged in a direction substantially perpendicular to the direction in which the current flows from the lead electrode 100, the flow of the current into and out of the contact holes 92 is substantially uniform. It is dispersed and destruction by overcurrent or the like is prevented.

【0061】(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.

【0062】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 above-described sealing plate 20, 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.

【0063】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。
In the above-described embodiment, the nozzle openings are formed on the end surface of the flow path forming substrate 10. However, the nozzle openings may be formed to project in a direction perpendicular to the surface.

【0064】このように構成した実施形態の分解斜視図
を図9、その流路の断面を図10にぞれぞれ示す。この
実施形態では、ノズル開口11が圧電振動子とは反対の
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。
FIG. 9 is an exploded perspective view of the embodiment configured as described above, and FIG. 10 is a cross-sectional view of the flow path. In this embodiment, the nozzle opening 11 is formed in the nozzle substrate 120 opposite to the piezoelectric vibrator, and the nozzle communication port 22 that connects the nozzle opening 11 and the pressure generating chamber 12 is formed with the sealing plate 20 and the common ink. It is arranged so as to penetrate the chamber forming plate 30, the thin plate 41A and the ink chamber side plate 40A.

【0065】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。
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 40. Is omitted.

【0066】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、コンタクトホールをコンタクト
部からの電流の流出方向に交差する方向に延設すること
により、電流密度の分散を図ることができ、過電流によ
る破壊を防止することができる。
In this embodiment, as in the above-described embodiments, the current density is dispersed by extending the contact holes in a direction intersecting the direction in which the current flows from the contact portion. And destruction due to overcurrent can be prevented.

【0067】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。
Of course, the present invention can be similarly applied to an ink jet recording head of a type in which a common ink chamber is formed in a flow path forming substrate.

【0068】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。
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.
Of course, the present invention is not limited to this. For example, a piezoelectric film is formed by laminating substrates to form a pressure generating chamber, or a piezoelectric film is formed by attaching a green sheet or by screen printing, or a piezoelectric film formed by crystal growth. The present invention can be applied to ink jet recording heads having various structures, such as those that form a recording medium.

【0069】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 embodiments, the elastic film is provided separately from the lower electrode film as the vibration plate, but the lower electrode film may also serve as the elastic film.

【0070】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.

【0071】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.

【0072】[0072]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、コンタ
クトホールをコンタクトホールから上電極への電流の流
出方向に交差する方向に延設することにより、コンタク
トホールの端部近傍に電流が集中するのを防止できるた
め、過電流によりコンタクトホールが破壊されたり、過
電流によるマイグレーションに起因して絶縁破壊するの
を防止することができる。
As described above, according to the present invention, by extending the contact hole in the direction intersecting the direction of the current flowing from the contact hole to the upper electrode, the current flows near the end of the contact hole. Since the concentration can be prevented, it is possible to prevent the contact hole from being broken due to the overcurrent or the dielectric breakdown due to the migration due to the overcurrent.

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

【図1】本発明の一実施形態に係るインクジェット式記
録ヘッドの分解斜視図である。
FIG. 1 is an exploded perspective view of an ink jet recording head according to an 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
録ヘッドを示す図であり、図1の平面図及び断面図であ
る。
FIG. 2 is a plan view and a cross-sectional view of the inkjet recording head according to the first embodiment of the present invention, showing the same.

【図3】本発明の実施形態1の薄膜製造工程を示す図で
ある。
FIG. 3 is a view showing a thin film manufacturing process according to 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に係るインクジェット式記
録ヘッドの要部を示す平面図である。
FIG. 6 is a plan view illustrating a main part of the ink jet recording head according to the first embodiment of the present invention.

【図7】本発明の実施形態1の変形例に係るインクジェ
ット式記録ヘッドの要部を示す平面図である。
FIG. 7 is a plan view illustrating a main part of an ink jet recording head according to a modification of the first embodiment 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
録ヘッドの要部を示す平面図である。
FIG. 8 is a plan view showing a main part of an ink jet recording head according to Embodiment 2 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.

【図10】本発明の他の実施形態に係るインクジェット
式記録ヘッドを示す断面図である。
FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating 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 11 ノズル開口 12 圧力発生室 50 弾性膜 60 下電極膜 70 圧電体膜 80 上電極膜 90 絶縁体層 91,91A,91B,91C,92 コンタクトホー
ル 100 リード電極 320 圧電体能動部 320a,320b 幅広部
Reference Signs List 10 flow path forming substrate 11 nozzle opening 12 pressure generating chamber 50 elastic film 60 lower electrode film 70 piezoelectric film 80 upper electrode film 90 insulator layer 91, 91A, 91B, 91C, 92 contact hole 100 lead electrode 320 piezoelectric active part 320a, 320b Wide section

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【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る圧電体能動部と
からなる圧電振動子を備え、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当該圧電体能動部との接続
部となるコンタクト部が設けられているインクジェット
式記録ヘッドにおいて、 前記コンタクト部は、当該コンタクト部から前記上電極
への電流の流出方向に対して交差する方向に沿って延設
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。
1. A vibrating plate constituting a part of a pressure generating chamber communicating with a nozzle opening, at least an upper surface of which functions as a lower electrode, a piezoelectric layer formed on a surface of the vibrating plate, and a piezoelectric layer formed on the surface of the vibrating plate. A contact portion serving as a connecting portion between the lead electrode for applying a voltage to the piezoelectric active portion and a connecting portion between the piezoelectric active portion and a piezoelectric vibrator comprising a piezoelectric active portion comprising an upper electrode formed on the surface; Wherein the contact portion extends along a direction intersecting the direction of current flow from the contact portion to the upper electrode. Recording head.
【請求項2】 請求項1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、前記コンタクト部は当該
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。
2. The piezoelectric element according to claim 1, wherein an insulating layer is formed on an upper surface of the piezoelectric active portion, and the contact portion is formed in a contact hole formed in the insulating layer. Inkjet recording head.
【請求項3】 請求項2において、前記コンタクトホー
ルは、当該コンタクトホールからの電流の流出方向に対
して交差する方向に細長の長尺ホールであることを特徴
とするインクジェット式記録ヘッド。
3. An ink jet recording head according to claim 2, wherein said contact hole is a long and narrow hole in a direction intersecting a direction in which current flows from said contact hole.
【請求項4】 請求項2において、前記コンタクトホー
ルは、複数個の孔からなり、当該コンタクトホールから
の電流の流出方向に対して交差する方向に並んで設けら
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。
4. The ink-jet apparatus according to claim 2, wherein the contact holes include a plurality of holes, and are provided side by side in a direction intersecting a current flowing direction from the contact holes. Type recording head.
【請求項5】 請求項1〜4の何れかにおいて、前記上
電極の前記コンタクト部近傍には、幅が他の部分より狭
くなった幅狭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。
5. The ink jet type according to claim 1, wherein a narrow portion having a width smaller than that of another portion is provided near the contact portion of the upper electrode. Recording head.
【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:
JP32482097A 1997-11-26 1997-11-26 Ink jet type recording head Withdrawn JPH11157061A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010162876A (en) * 2008-12-17 2010-07-29 Canon Inc Substrate for liquid discharge head and liquid discharge head

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