JPH11235818A

JPH11235818A - インクジェット式記録ヘッド

Info

Publication number: JPH11235818A
Application number: JP4005698A
Authority: JP
Inventors: Akira Matsuzawa; 明松沢
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1998-02-23
Filing date: 1998-02-23
Publication date: 1999-08-31
Anticipated expiration: 2018-02-23
Also published as: JP3551748B2

Abstract

(57)【要約】【課題】コンタクトホールからの大気の流入による圧
電体層の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。【解決手段】ノズル開口に連通する圧力発生室１２の
一部を構成して少なくとも上面が下電極６０として作用
する振動板と、振動板の表面に形成された圧電体層７０
及び圧電体層７０の表面に形成された上電極８０からな
り且つ圧力発生室１２に対向する領域に形成された圧電
体能動部３２０とからなる圧電振動子を備え、圧電体能
動部３２０上に設けられた絶縁体層９０に形成された開
口部９０ａを介して圧電体能動部３２０に接続されるリ
ード電極１００を有するインクジェット式記録ヘッドに
おいて、絶縁体層９０の少なくとも開口部９０ａに対向
する領域及び開口部９０ａを介して圧電体能動部３２０
に接続されるリード電極１００の周囲を覆う保護層１１
０を形成し、開口部９０ａへの大気の流入を防止する。

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。

【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、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。

【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の窓（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。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、接続部
をコンタクトホール内に形成した場合、接続部とコンタ
クトホールとの隙間から大気が流入して圧電体層と接触
し、圧電体層が大気中の水分を取り込んでしまう。した
がって、大気中の水分を取り込んだ圧電体層に電圧を印
加すると、その水分の影響により、圧電体層が絶縁破壊
を起こしてしまうという問題がある。

【００１０】本発明はこのような事情に鑑み、コンタク
トホールからの大気の流入による圧電体層の絶縁破壊を
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。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の第１の態様は、ノズル開口に連通する圧力発生室の
一部を構成して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、前記圧電体能動部上に設けら
れた絶縁体層に形成された開口部を介して当該圧電体能
動部に接続されるリード電極を有するインクジェット式
記録ヘッドにおいて、前記絶縁体層の少なくとも前記開
口部に対向する領域及び当該開口部を介して前記圧電体
能動部に接続される前記リード電極の周囲を覆う保護層
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。

【００１２】かかる第１の態様では、保護層により絶縁
体層とリード電極との隙間が封止され、コンタクトホー
ル内への大気の流入が防止される。

【００１３】本発明の第２の態様は、第１において、前
記保護層は、前記圧電体能動部に対向する領域のみに、
前記開口部毎に独立して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。

【００１４】かかる第２の態様では、保護層が圧電体能
動部に対向する領域のみに形成されているので、圧電体
能動部の駆動による振動板の変位量を低下させることが
ない。

【００１５】本発明の第３の態様は、第１の態様におい
て、前記保護層は、少なくとも前記開口部の長手方向の
長さよりも広い幅を有し、隣接する前記圧電体能動部に
設けられた前記保護層が連続して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。

【００１６】かかる第３の態様では、保護層を連続して
設けることにより、確実に絶縁体層とリード電極との隙
間が封止され、コンタクトホール内への大気の流入が防
止される。

【００１７】本発明の第４の態様は、第１の態様におい
て、前記保護層は、前記圧電体能動部に対向する全領域
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。

【００１８】かかる第４の態様では、保護層を圧電体能
動部に対向する全領域に設けることにより、保護層の細
かいパターニングが不要となり、コンタクトホール内へ
の大気の流入が防止される。

【００１９】本発明の第５の態様は、第１〜４の何れか
において、前記保護層の材質は、ポリイミド、酸化珪
素、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、及び窒化珪素からな
る群から選択されることを特徴とするインクジェット式
記録ヘッドにある。

【００２０】かかる第５の態様では、圧電体能動部を環
境から確実に保護することができる。

【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。

【００２２】かかる第５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。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下に本発明を実施形態に基づい
て詳細に説明する。

【００２４】図１は、本発明の実施形態１に係るインク
ジェット式記録ヘッドを示す組立斜視図であり、図２
は、平面図及びその１つの圧力発生室の長手方向におけ
る断面構造を示す図である。

【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。

【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０．１〜２μｍの弾性膜５０が形成
されている。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【００３６】一方、流路形成基板１０の開口面とは反対
側の弾性膜５０の上には、厚さが例えば、約０．５μｍ
の下電極膜６０と、厚さが例えば、約１μｍの圧電体膜
７０と、厚さが例えば、約０．１μｍの上電極膜８０と
が、後述するプロセスで積層形成されて、圧電振動子
（圧電素子）を構成している。このように、弾性膜５０
の各圧力発生室１２に対向する領域には、各圧力発生室
１２毎に独立して圧電振動子が設けられているが、本実
施形態では、下電極膜６０は圧電振動子の共通電極と
し、上電極膜８０を圧電振動子の個別電極としている
が、駆動回路や配線の都合でこれを逆にしても支障はな
い。また、本実施形態では、圧電体膜７０を各圧力発生
室１２に対応して個別に設けたが、圧電体膜を全体に設
け、上電極膜８０を各圧力発生室１２に対応するように
個別に設けてもよい。何れの場合においても、各圧力発
生室１２毎に圧電体能動部が形成されていることにな
る。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【００４３】まず、図４（ａ）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３２０のパターニングを行う。次に、図４（ｂ）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っている。

【００４４】なお、下電極除去部３５０は、下電極膜６
０を完全に除去せずに、厚さを薄くしたものでもよい。
また、圧電体能動部３２０の腕部に相当する部分に下電
極除去部３５０を形成しているが、これに限定されず、
例えば、圧電体能動部３２０の両端部よりも長手方向外
側まで形成するようにしてもよいし、圧力発生室１２の
周縁部ほぼ全体に亘って形成してもよい。勿論、この下
電極除去部３５０は、必ずしも設ける必要はない。

【００４５】次いで、図４（ｃ）に示すように、下電極
膜６０を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。

【００４６】以上のように、下電極膜６０等をパターニ
ングした後には、好ましくは、各上電極膜８０の上面の
少なくとも周縁、及び圧電体膜７０および下電極膜６０
の側面を覆うように電気絶縁性を備えた絶縁体層９０を
形成する（図２参照）。

【００４７】そして、絶縁体層９０の各圧電体能動部３
２０の略中央部に対応する部分の一部には、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ＡＦＣ（異方性導電膜）等の接続端子部
に延びるリード電極１００が形成されている。

【００４８】さらに、本実施形態では、コンタクトホー
ル９０ａに対向する領域のリード電極１００上には、少
なくともリード電極１００の周囲を覆う保護膜１１０が
形成されている。この保護膜１１０は、後述するよう
に、コンタクトホール９０ａへの大気の流入を防止し、
大気中の水分が圧電体膜７０と接触するのを防止するた
めのものである。また、この保護膜１１０は、例えば、
ポリイミド、酸化珪素、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、
窒化珪素等の材質で形成されることが好ましい。

【００４９】このような絶縁体層９０、リード電極１０
０及び保護膜１１０の形成プロセスを図５に示す。

【００５０】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。この絶縁体層９
０は、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。

【００５１】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、各圧力発生室１２
の長手方向端部に対応する部分にコンタクトホール９０
ａを形成する。

【００５２】次に、例えば、Ｔｉ−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。

【００５３】次いで、本実施形態では、図５（ｃ）に示
すように、各コンタクトホール９０ａに対向する領域
に、例えば、ポリイミド等を成膜して、パターニングす
ることにより保護膜１１０を形成する。

【００５４】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（ｄ）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。

【００５５】図６は、上述のように形成されたインクジ
ェット式記録ヘッドの平面図及び断面図である。

【００５６】図６（ａ）に示すように、圧電体膜７０お
よび上電極膜８０からなる圧電体能動部３２０は、圧力
発生室１２に対向する領域内に設けられ、上電極膜８０
上には、絶縁体層９０を介してリード電極１００が形成
されている。この上電極膜８０とリード電極１００と
は、図６（ｂ）に示すように、絶縁体層９０の圧電体能
動部３２０の長手方向端部近傍に形成されたコンタクト
ホール９０ａ内で接続されている。また、本実施形態で
は、コンタクトホール９０ａに対向する領域のリード電
極１００上には、それぞれ、リード電極１００の周囲を
覆うように保護膜１１０が形成されている。

【００５７】これにより、保護膜１１０が、絶縁体層９
０とリード電極１００との接合面を封止するので、この
接合面から大気が流入してコンタクトホール９０ａ内に
入り込み、圧電体膜７０と接触することを防止すること
ができる。したがって、圧電体膜７０の大気中の水分に
よる絶縁破壊を防止することができる。また、本実施形
態では、保護膜１１０を圧電体能動部３２０に対向する
領域のみコンタクトホール９０ａ毎に独立して設けるよ
うにしたので、圧電体能動部３２０の駆動による振動板
の変位量を低下させることがない。

【００５８】このようなインクジェット式記録ヘッドで
は、上述の一連の膜形成及び異方性エッチングで、一枚
のウェハ上に多数のチップを同時に形成し、プロセス終
了後、図１に示すような一つのチップサイズの各流路形
成基板１０に分割する。また、分割した流路形成基板１
０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。

【００５９】そして、このように構成したインクジェッ
ト式記録ヘッドは、図示しない外部インク供給手段と接
続したインク導入口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１２内の圧力が高まりノズル開口１１か
らインク滴が吐出する。

【００６０】上述のように、本実施形態では、保護膜１
１０を、各コンタクトホール９０ａに対向する領域毎に
独立して設けるようにしたが、これに限定されるわけで
はない。

【００６１】例えば、図７に示すように、保護膜１１０
を、コンタクトホール９０ａ及びリード電極１００の周
囲を覆うように、複数のコンタクトホール９０ａに対向
する領域のリード電極１００上に連続して設けるように
してもよい。これにより、より確実に、絶縁体層８０と
リード電極１００との接合面の隙間が封止され、大気の
コンタクトホール９０ａ内への流入が防止できる。

【００６２】また、例えば、図８に示すように、保護膜
１１０を圧電体能動部３２０全体を覆うように設けるよ
うにしてもよい。この場合にも、確実に大気のコンタク
トホール９０ａ内への流入を防止でき、また、保護膜１
１０を容易に形成することができる。

【００６３】なお、本実施形態では、コンタクトホール
９０ａを圧電体能動部３２０の長手方向端部近傍に設け
るようにしたが、これに限定されず、例えば、圧電体能
動部３２０の長手方向に亘って設けるようにしてもよ
く、この場合にも、例えば、図９（ａ）に示すように、
コンタクトホール９０ａに対向する領域を覆うように、
圧電体能動部３２０に対向する領域に、保護膜１１０を
形成するようにすればよい。

【００６４】また、例えば、一つの圧電体能動部３２０
に対向する位置に複数のコンタクトホール９０ａを設け
るようにしてもよく、この場合にも、図９（ｂ）に示す
ように、全てのコンタクトホール９０ａを覆うように保
護膜１１０を形成すればよい。

【００６５】このような構成においても、上述の場合と
同様に、コンタクトホール９０ａ内への大気の流入を防
止でき、大気中の水分による圧電体層の絶縁破壊を防止
することができる。

【００６６】なお、上述の何れの場合においても、保護
膜１１０をコンタクトホール９０ａ毎に独立して設けて
もよいことは言うまでもない。

【００６７】（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。

【００６８】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。

【００６９】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。

【００７０】このように構成した実施形態の分解斜視図
を図１０、その流路の断面を図１１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。

【００７１】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。

【００７２】ここで、この実施形態においても、上述の
実施形態と同様に、保護膜をコンタクトホールに対応す
る領域に形成することにより、コンタクトホールからの
大気の流入が防止でき、大気中の水分による圧電体膜の
絶縁破壊を防止することができる。

【００７３】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。

【００７４】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。

【００７５】また、圧電振動子とリード電極との間に絶
縁体膜を設けた例を説明したが、これに限定されず、例
えば、絶縁体膜を設けないで、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。

【００７６】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。

【００７７】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、コンタ
クトホールに対応する領域のリード電極上に、少なくと
もリード電極の周囲を覆う保護膜を形成することによ
り、絶縁体膜とリード電極との接合面の隙間が封止さ
れ、コンタクトホール内への大気の流入を防止すること
ができる。したがって、圧電体膜が大気と接触すること
がないので、大気中の水分による圧電体膜の絶縁破壊を
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
録ヘッドを示す図であり、図１の平面図及び断面図であ
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１の薄膜製造工程を示す図で
ある。

【図６】本発明の実施形態１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及び断面図である。

【図７】保護膜の変形例を示す平面図及び断面図であ
る。

【図８】保護膜の変形例を示す平面図である。

【図９】保護膜の変形例を示す平面図である。

【図１０】本発明の他の実施形態に係るインクジェット
式記録ヘッドの分解斜視図である。

【図１１】本発明の他の実施形態に係るインクジェット
式記録ヘッドを示す断面図である。

【符号の説明】

１０流路形成基板１１ノズル開口１２圧力発生室５０弾性膜６０下電極膜７０圧電体膜８０上電極膜９０絶縁体層１００リード電極１１０保護膜３２０圧電体能動部３５０下電極除去部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ノズル開口に連通する圧力発生室の一部
を構成して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、前記圧電体能動部上に設けられた
絶縁体層に形成された開口部を介して当該圧電体能動部
に接続されるリード電極を有するインクジェット式記録
ヘッドにおいて、前記絶縁体層の少なくとも前記開口部に対向する領域及
び当該開口部を介して前記圧電体能動部に接続される前
記リード電極の周囲を覆う保護層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２】請求項１において、前記保護層は、前記
圧電体能動部に対向する領域のみに、前記開口部毎に独
立して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３】請求項１において、前記保護層は、少な
くとも前記開口部の長手方向の長さよりも広い幅を有
し、隣接する前記圧電体能動部に設けられた前記保護層
が連続して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４】請求項１において、前記保護層は、前記
圧電体能動部に対向する全領域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５】請求項１〜４の何れかにおいて、前記保
護層の材質は、ポリイミド、酸化珪素、フッ素樹脂、シ
リコーン樹脂、及び窒化珪素からなる群から選択される
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。