JPH11198369A - インクジェット式記録ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 記録密度を向上させた状態でクロストークや
インク滴吐出不良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。 【解決手段】 一方面にノズル開口に連通すると共に複
数の隔壁で区画された圧力発生室１２の列を備え、他方
面に前記圧力発生室１２の一部を構成する振動板および
前記圧力発生室１２に対向する領域に形成された圧電体
能動部からなる圧電振動子を備えた流路形成基板１０
と、この流路形成基板１０の前記一方面側に接合されて
前記圧力発生室１２を封止する封止プレート１８とを具
備するインクジェット式記録ヘッドにおいて、前記流路
形成基板１０の前記封止プレート１８とは反対側に、複
数の材質からなる裏打ち材（１１０，１２０）を接合す
る。これにより流路形成基板のたわみが抑制され、クロ
ストークが防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インク滴を吐出す
るノズル開口と連通する圧力発生室の一部を振動板で構
成し、この振動板の表面の圧電体層を形成して、圧電体
層の変位によりインク滴を吐出させるインクジェット式
記録ヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】インク滴を吐出するノズル開口と連通す
る圧力発生室の一部を振動板で構成し、この振動板を圧
電振動子により変形させて圧力発生室のインクを加圧し
てノズル開口からインク滴を吐出させるインクジェット
式記録ヘッドには、圧電振動子が軸方向に伸長、収縮す
る縦振動モードの圧電振動子を使用したものと、たわみ
振動モードの圧電振動子を使用したものの２種類が実用
化されている。

【０００３】前者は圧電振動子の端面を振動板に当接さ
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。

【０００４】これに対して後者は、圧電材料のグリーン
シートを圧力発生室の形状に合わせて貼付し、これを焼
成するという比較的簡単な工程で振動板に圧電振動子を
作り付けることができるものの、たわみ振動を利用する
関係上、ある程度の面積が必要となり、高密度配列が困
難であるという問題がある。

【０００５】一方、後者の記録ヘッドの不都合を解消す
べく、特開平５−２８６１３１号公報に見られるよう
に、振動板の表面全体に亙って成膜技術により均一な圧
電材料層を形成し、この圧電材料層をリソグラフィ法に
より圧力発生室に対応する形状に切り分けて各圧力発生
室毎に独立するように圧電振動子を形成したものが提案
されている。

【０００６】これによれば圧電振動子を振動板に貼付け
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。

【０００７】また、この場合、基板として、例えばシリ
コン単結晶基板を用い、圧力発生室やリザーバ等の流路
を異方性エッチングにより形成し、圧力発生室の開口面
積を可及的に小さくして記録密度の向上を図ることが可
能である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、記録密
度を上げようとすると、圧力発生室を区画する隔壁の肉
厚を薄くせざるを得ず、これにより圧力発生室を区画す
る隔壁の剛性が低下し、クロストークやインク滴の吐出
不良が生じる等の問題がある。

【０００９】本発明はこのような事情に鑑み、記録密度
を向上させた状態でクロストークやインク滴吐出不良を
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。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決する本発
明の第１の態様は、一方面にノズル開口に連通すると共
に複数の隔壁で区画された圧力発生室の列を備え、他方
面に前記圧力発生室の一部を構成する振動板および前記
圧力発生室に対向する領域に形成された圧電体能動部か
らなる圧電振動子を備えた流路形成基板と、この流路形
成基板の前記一方面側に接合されて前記圧力発生室を封
止する封止プレートとを具備するインクジェット式記録
ヘッドにおいて、前記流路形成基板の前記封止プレート
とは反対側に、複数の材質からなる裏打ち材が接合され
ていることを特徴とするインクジェット式記録ヘッドに
ある。

【００１１】かかる第１の態様では、複数材質の裏打ち
材で接合時の反りを防止することができ、さらには、ク
ロストークを防止することができる。

【００１２】本発明の第２の態様は、第１の態様におい
て、前記裏打ち材が、前記流路形成基板の線膨張係数と
近い線膨張係数を有する材質からなり当該流路形成基板
に直接接合される第１の裏打ち材と、前記封止プレート
の線膨張係数と近似する線膨張係数を有する材質からな
り前記第１の裏打ち材の前記流路形成基板とは反対側に
接合される第２の裏打ち材とからなることを特徴とする
インクジェット式記録ヘッドにある。

【００１３】かかる第２の態様では、第１の裏打ち材と
第２の裏打ち材とで、流路形成基板と封止プレートとの
バランスを図ることができ、反り、さらにはクロストー
クが防止される。

【００１４】本発明の第３の態様は、第２の態様におい
て、前記第１の裏打ち材が、前記各圧電振動子の駆動を
阻害しない程度の空間からなる凹部と、前記流路形成基
板の前記隔壁に対向する領域に接合されて前記凹部を区
画する区画壁とを有し、前記第２の裏打ち材が、前記封
止プレートに近似するプレート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。

【００１５】かかる第３の態様では、第１の裏打ち材の
区画壁で流路形成基板を密に保持することができ、反
り、さらにはクロストークがさらに防止される。

【００１６】本発明の第４の態様は、第３の態様におい
て、前記第１の裏打ち材の前記区画壁の幅が、前記流路
形成基板の前記隔壁の幅より小さ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。

【００１７】かかる第４の態様では、区画壁が圧力発生
室を封止する振動板の剛性を高めることがない。

【００１８】本発明の第５の態様は、第２〜４の何れか
の態様において、前記第１の裏打ち材が、前記圧電振動
子の駆動を阻害しない程度の空間を画成する枠部材から
なり、前記第２の裏打ち材が、前記封止プレートに近似
するプレート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。

【００１９】かかる第５の態様では、枠部材が画成する
空間内に圧電振動子全体が保持されることになる。

【００２０】本発明の第６の態様は、第２〜５の何れか
の態様において、前記流路形成基板と前記第１の裏打ち
材とが同一の材質で、前記封止プレートと前記第２の裏
打ち材とが同一の材質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。

【００２１】かかる第６の態様では、接合した際の全体
のバランスがとれ、反りが防止される。

【００２２】本発明の第７の態様は、第６の態様におい
て、前記流路形成基板及び前記第１の裏打ち材の材質が
シリコンであり、前記封止プレート及び前記第２の裏打
ち材の材質が、シリコンの線膨張係数に近い線膨張係数
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。

【００２３】かかる第７の態様では、全体のバランスが
とれると同時に、接合される部材同士の線膨張率が近似
するので、反りが防止される。

【００２４】本発明の第８の態様は、第１〜７の何れか
の態様において、前記封止プレートが、前記各圧力発生
室にそれぞれ連通するノズル開口を有するノズルプレー
トであることを特徴とするインクジェット式記録ヘッド
にある。

【００２５】かかる第８の態様では、封止プレートのノ
ズル開口からインクが吐出される。

【００２６】本発明の第９の態様は、第１〜８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。

【００２７】かかる第９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。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下に本発明を実施形態に基づい
て詳細に説明する。

【００２９】（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、その１つの圧力発生室の長手方向及び
幅方向における断面構造を示す図である。

【００３０】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。

【００３１】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。

【００３２】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、
複数の隔壁１１により区画された圧力発生室１２の列１
３が２列と、２列の圧力発生室１２の列１３の三方を囲
むように略コ字状に配置されたリザーバ１４と、各圧力
発生室１２とリザーバ１４とを一定の流体抵抗で連通す
るインク供給口１５がそれぞれ形成されている。なお、
リザーバ１４の略中央部には、外部から当該リザーバ１
４にインクを供給するためのインク導入孔１６が形成さ
れている。

【００３３】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。

【００３４】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。ここで、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。また各圧力発生室１２の一
端に連通する各インク供給口１５は、圧力発生室１２よ
り浅く形成されている。すなわち、インク供給口１５
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。

【００３５】また、流路形成基板１０の開口面側には、
各圧力発生室１２のインク供給口１５とは反対側で連通
するノズル開口１７が穿設されたノズルプレート１８が
接着剤や熱溶着フィルム等を介して固着されている。な
お、ノズルプレート１８は、厚さが例えば、０．１〜１
ｍｍ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、又
は不錆鋼などからなる。ノズルプレート１８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。

【００３６】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１７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１７は数十μｍの溝幅で精度よく形成する必要
がある。

【００３７】一方、流路形成基板１０の開口面とは反対
側の弾性膜５０の上には、厚さが例えば、約０．５μｍ
の下電極膜６０と、厚さが例えば、約１μｍの圧電体膜
７０と、厚さが例えば、約０．１μｍの上電極膜８０と
が、後述するプロセスで積層形成されて、圧電振動子
（圧電素子）を構成している。このように、弾性膜５０
の各圧力発生室１２に対向する領域には、各圧力発生室
１２毎に独立して圧電振動子が設けられているが、本実
施形態では、下電極膜６０は圧電振動子の共通電極と
し、上電極膜８０を圧電振動子の個別電極としている
が、駆動回路や配線の都合でこれを逆にしても支障はな
い。何れの場合においても、各圧力発生室１２毎に圧電
体能動部が形成されていることになる。

【００３８】また、圧電体能動部側の弾性膜５０上に
は、第１裏打ち材１１０が、さらに、その上面には第２
裏打ち材１２０が固着されている。

【００３９】この第１裏打ち材１１０は、流路形成基板
１０の線膨張係数に近い線膨張係数を有する材質からな
り、各圧力発生室１２に対向する領域に、圧電体振動子
の駆動を阻害しない程度の空間を有する溝部１１１が設
けられ、この溝部１１１は、第１裏打ち材１１０を貫通
して形成され、それぞれ区画壁１１２によって区画され
ている。この区画壁１１２は、流路形成基板１０の隔壁
１１に対向する領域に形成され、本実施形態では、区画
壁１１２の幅が、隔壁１１よりも狭く形成されている。
この第１裏打ち材１１０は、流路形成基板１０の端部及
び隔壁１１に対向する領域に接着剤等を介して固着され
る。この際、第１裏打ち材１１０は、本実施形態のよう
に、下電極膜６０まで除去し、弾性膜５０上に直接接着
するようにすることが好ましい。なお、圧電体層７０を
除去して、下電極膜６０に接着されるようにしてもよ
い。何れにしても、流路形成基板１０と第１裏打ち板１
１０との接合が良好に行われる。

【００４０】このような第１裏打ち材１１０の材質は、
流路形成基板１０になるべく近い線膨張係数を有するも
のであることが好ましく、本実施形態では、流路形成基
板１０と同一の材質であるシリコン単結晶基板を用い
た。また、第１裏打ち材１１０に画成された溝部１１１
の大きさは、圧電振動子の駆動を阻害しない程度の大き
さを有していれば、特に限定されないが、本実施形態で
は、区画壁１１２の幅を隔壁１１よりも狭い幅で形成し
ているため、区画壁１１２が圧力発生室１２に対向する
領域の振動板を押圧して、その剛性が高められることが
ない。

【００４１】一方、第２裏打ち材１２０は、ノズルプレ
ート１８の線膨張係数に近い線膨張係数を有する材質か
らなり、第１裏打ち材１１０の上面に固着され、第１裏
打ち材１１０の溝部１１１を完全に密封する。

【００４２】この第２裏打ち材１２０の材質は、ノズル
プレート１８になるべく近い線膨張係数を有するもので
あればよいが、本実施形態では、ノズルプレート１８と
同一材質、例えば、ガラスセラミック等を用いた。ま
た、第１裏打ち材１１０の材質にシリコンを用いた場合
には、第２裏打ち材１２０に、シリコンの線膨張係数に
近い線膨張係数を有する材質を用いるのが好ましい。な
お、第２裏打ち材１２０の形状は、特に限定されない
が、ノズルプレート１８に近似した形状であることが好
ましい。

【００４３】なお、第１裏打ち材１１０、第２裏打ち材
１２０の接合の順序は、特に限定されないが、全体的に
バランスがとれる順番で接合するのがよい。すなわち、
流路形成基板１０とノズルプレート１８とを予め接合し
た場合には、第１裏打ち材１１０と第２裏打ち材１２０
とを接合した後、全体を接合するようにするのが好まし
い。

【００４４】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及び図４を参照しながら説明する。

【００４５】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。

【００４６】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６０の材料は、このような
高温、酸化雰囲気下で導電性を保持できなければなら
ず、殊に、圧電体膜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。

【００４７】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。

【００４８】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。

【００４９】次に、図３（ｅ）に示すように、各圧力発
生室１２それぞれに対して圧電振動子を配設するよう
に、上電極膜８０および圧電体膜７０のパターニングを
行う。図３（ｅ）では圧電体膜７０を上電極膜８０と同
一のパターンでパターニングを行った場合を示している
が、上述したように、圧電体膜７０は必ずしもパターニ
ングを行う必要はない。これは、上電極膜８０のパター
ンを個別電極として電圧を印加した場合、電界はそれぞ
れの上電極膜８０と、共通電極である下電極膜６０との
間にかかるのみで、その他の部位には何ら影響を与えな
いためである。しかしながら、この場合には、同一の排
除体積を得るためには大きな電圧印加が必要となるた
め、圧電体膜７０もパターニングするのが好ましい。ま
た、この後、下電極膜６０をパターニングして不要な部
分、例えば、圧力発生室１２の幅方向両側の縁部内側近
傍を除去してもよい。なお、下電極膜６０の除去は必ず
しも行う必要はなく、また、除去する場合には、全てを
除去せず、厚さを薄くするようにしてもよい。

【００５０】ここで、パターニングは、レジストパター
ンを形成した後、エッチング等を行うことにより実施す
る。

【００５１】レジストパターンは、ネガレジストをスピ
ンコートなどにより塗布し、所定形状のマスクを用いて
露光・現像・ベークを行うことにより形成する。なお、
勿論、ネガレジストの代わりにポジレジストを用いても
よい。

【００５２】また、エッチングは、ドライエッチング装
置、例えば、イオンミリング装置を用いて行う。なお、
エッチング後には、レジストパターンをアッシング装置
等を用いて除去する。

【００５３】また、ドライエッチング法としては、イオ
ンミリング法以外に、反応性エッチング法等を用いても
よい。また、ドライエッチングの代わりにウェットエッ
チングを用いることも可能であるが、ドライエッチング
法と比較してパターニング精度が多少劣り、上電極膜８
０の材料も制限されるので、ドライエッチングを用いる
のが好ましい。

【００５４】次いで、図４（ａ）に示すように、上電極
膜８０の周縁部および圧電体膜７０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。

【００５５】次に、図４（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、各連通部１４に対
向する部分にコンタクトホール９０ａを形成する。この
コンタクトホール９０ａは、後述するリード電極１００
と上電極膜８０との接続をするためのものである。

【００５６】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。

【００５７】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４（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。

【００５８】なお、以上説明した一連の膜形成および異
方性エッチングは、一枚のウェハ上に多数のチップを同
時に形成し、プロセス終了後、図１に示すような一つの
チップサイズの流路形成基板１０毎に分割する。また、
分割した流路形成基板１０を、ノズルプレート１８、第
１裏打ち材１１０及び第２裏打ち材１２０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。

【００５９】この際、本実施形態では、弾性膜５０に第
１裏打ち材１１０及び第２裏打ち材１２０が固着される
ことにより、接着時の反りを防止することができる。ま
た、弾性膜５０をはさんで、全体が略対称となり、流路
形成基板１０とノズルプレート１８とのバランスを図る
ことができる。さらに、弾性板５０のたわみ変形は、隔
壁１１と第１裏打ち材１１０の区画壁１１２に受け止め
られつつ、圧力発生室１２に対向する領域に限定され
る。したがって、インク滴吐出時に、圧力発生室１２に
作用する応力が他の圧力発生室１２を区画している流路
形成基板１０の隔壁１１に伝搬するのが防止され、クロ
ストークの発生が阻止される。

【００６０】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１６からインクを取り込み、リザーバ１４からノズ
ル開口１７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と圧電体膜７０とをたわみ変
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１７からインク滴が吐出する。

【００６１】（実施形態２）図５は、実施形態２に係る
インクジェット式記録ヘッドの分解斜視図である。

【００６２】本実施形態は、図５に示すように、第１裏
打ち材１１０の代わりに、圧電振動子の駆動を阻害しな
い程度の空間である貫通部１３１を画成した枠部材１３
０を用いた以外は実施形態１と同様である。

【００６３】これにより、枠部材１３０の貫通部１３１
内に圧電振動子全体が保持されるため、流路形成基板１
０の反りが防止され、また、振動板の振動が抑制される
ことにより、クロストークの発生を抑えることができ
る。

【００６４】（他の実施形態）以上、本発明の実施形態
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。

【００６５】上述の実施形態のインクジェット式記録ヘ
ッドを、さらに、図６に示すように、流路形成基板１０
等を保持する凹部を有する固定部材１４０に固定するよ
うにしてもよい。これにより、さらに確実に、振動板の
振動を抑制することができ、クロストーク等の発生を防
止することができる。

【００６６】また、例えば、図７のインクジェット式記
録ヘッドの要部断面に示すように、第１裏打ち材１１０
の溝部１１１の深さを大きく形成すると共に、上電極膜
８０と接触しないように第２裏打ち材１２０の内面側
に、水分の含有量が少ないシリコンオイル等を含浸した
多孔質材１５０を装填したり、また乾燥した不活性ガス
を封入したりしてもよい。これにより、環境中の空気の
侵入を阻止して、圧電体膜７０を湿気から隔離できて吸
湿による劣化や、絶縁耐力の低下を防止することができ
る。

【００６７】さらに、上述した実施形態では、流路形成
基板１０に圧力発生室１２と共にリザーバ１４を形成し
ているが、共通インク室を形成する部材を流路形成基板
１０に重ねて設けてもよい。

【００６８】このように構成したインクジェット式記録
ヘッドの部分断面を図８に示す。この実施形態では、ノ
ズル開口１７Ａが穿設されたノズル基板１８Ａと流路形
成基板１０Ａとの間に、封止板１６０、共通インク室形
成板１７０、薄肉板１８０及びインク室側板１７０が挟
持され、これらを貫通するように、圧力発生室１２Ａと
ノズル開口１７Ａとを連通するノズル連通口３１が配さ
れている。すなわち、封止板１６０、共通インク室形成
板１９０および薄肉板１８０とで共通インク室３２が画
成され、各圧力発生室１２Ａと共通インク室３２とは、
封止板１６０に穿設されたインク連通孔３３を介して連
通されている。

【００６９】また、封止板１６０には供給インク室３２
に外部からインクを導入するためのインク導入孔３４も
穿設されている。

【００７０】また、薄肉板１８０とノズル基板１８Ａと
の間に位置するインク室側板１９０には各供給インク室
３２に対向する位置に貫通部３５が形成されており、イ
ンク滴吐出の際に発生するノズル開口１７Ａと反対側へ
向かう圧力を、薄肉壁１８０が吸収するのを許容するよ
うになっており、これにより、他の圧力発生室に、共通
インク室３２を経由して不要な正又は負の圧力が加わる
のを防止することができる。なお、薄肉板１８０とイン
ク室側板１９０とは一体に形成されてもよい。

【００７１】このような実施形態においても、流路形成
基板１０Ａの開口面とは反対側の、流路形成基板１０の
隔壁１１に対向する領域に、上述したような第１裏打ち
材１１０及び第２裏打ち材１２０を固着することによ
り、振動膜５０の振動を抑制し、クロストークを良好に
防止することができるが、さらに、共通インク室形成板
１７０、薄肉板１８０、インク室側板１９０に対応する
ような裏打ち材をさらに設けるようにしてもよい。これ
により、接合した際の全体のバランスをとり、反りの発
生を防止する。

【００７２】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。

【００７３】さらに、上述した各実施形態では、上電極
膜とリード電極との接続部は、何れの場所に設けてもよ
く、圧力発生室の何れの端部でも又は中央部であっても
よい。

【００７４】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。

【００７５】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。

【００７６】

【発明の効果】以上説明したように本発明においては、
流路形成基板の圧力発生室形成面とは反対側に、複数の
素材からなる裏打ち材を固着するようにしたので、接合
時の反りを防止することができ、また、振動板の振動を
抑制し、クロストークを防止することができるという効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るインクジェット式記
録ヘッドの分解斜視図である。

【図２】本発明の実施形態１に係るインクジェット式記
録ヘッドの断面図である。

【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。

【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。

【図５】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。

【図６】本発明の他の実施形態に係るインクジェット式
記録ヘッドの分解斜視図である。

【図７】本発明の他の実施形態に係るインクジェット式
記録ヘッドの部分断面図である。

【図８】本発明の他の実施形態に係るインクジェット式
記録ヘッドの部分断面図である。

【符号の説明】

１０ 流路形成基板 １２ 圧力発生室 １４ リザーバ １５ インク供給口 １６ インク導入口 １７ ノズル開口 １８ ノズルプレート ５０ 弾性膜 ６０ 下電極膜 ７０ 圧電体膜 ８０ 上電極膜 ９０ 絶縁体層 ９０ａ コンタクトホール １００ リード電極 １１０ 第１裏打ち材 １２０ 第２裏打ち材 １３０ 枠部材 １４０ 固定部材

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一方面にノズル開口に連通すると共に複
   数の隔壁で区画された圧力発生室の列を備え、他方面に
   前記圧力発生室の一部を構成する振動板および前記圧力
   発生室に対向する領域に形成された圧電体能動部からな
   る圧電振動子を備えた流路形成基板と、この流路形成基
   板の前記一方面側に接合されて前記圧力発生室を封止す
   る封止プレートとを具備するインクジェット式記録ヘッ
   ドにおいて、 前記流路形成基板の前記封止プレートとは反対側に、複
   数の材質からなる裏打ち材が接合されていることを特徴
   とするインクジェット式記録ヘッド。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記裏打ち材が、前
   記流路形成基板の線膨張係数と近い線膨張係数を有する
   材質からなり当該流路形成基板に直接接合される第１の
   裏打ち材と、前記封止プレートの線膨張係数と近似する
   線膨張係数を有する材質からなり前記第１の裏打ち材の
   前記流路形成基板とは反対側に接合される第２の裏打ち
   材とからなることを特徴とするインクジェット式記録ヘ
   ッド。
3. 【請求項３】 請求項２において、前記第１の裏打ち材
   が、前記各圧電振動子の駆動を阻害しない程度の空間か
   らなる凹部と、前記流路形成基板の前記隔壁に対向する
   領域に接合されて前記凹部を区画する区画壁とを有し、
   前記第２の裏打ち材が、前記封止プレートに近似するプ
   レートであることを特徴とするインクジェット式記録ヘ
   ッド。
4. 【請求項４】 請求項３において、前記第１の裏打ち材
   の前記区画壁の幅が、前記流路形成基板の前記隔壁の幅
   より小さいことを特徴とするインクジェット式記録ヘッ
   ド。
5. 【請求項５】 請求項２〜４に何れかにおいて、前記第
   １の裏打ち材が、前記圧電振動子の駆動を阻害しない程
   度の空間を画成する枠部材からなり、前記第２の裏打ち
   材が、前記封止プレートに近似するプレートであること
   を特徴とするインクジェット式記録ヘッド。
6. 【請求項６】 請求項２〜５の何れかにおいて、前記流
   路形成基板と前記第１の裏打ち材とが同一の材質で、前
   記封止プレートと前記第２の裏打ち材とが同一の材質で
   あることを特徴とするインクジェット式記録ヘッド。
7. 【請求項７】 請求項６において、前記流路形成基板及
   び前記第１の裏打ち材の材質がシリコンであり、前記封
   止プレート及び前記第２の裏打ち材の材質が、シリコン
   の線膨張係数に近い線膨張係数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。
8. 【請求項８】 請求項１〜７の何れかにおいて、前記封
   止プレートが、前記各圧力発生室にそれぞれ連通するノ
   ズル開口を有するノズルプレートであることを特徴とす
   るインクジェット式記録ヘッド。
9. 【請求項９】 請求項１〜８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。