JPH1178010A

JPH1178010A - インクジェット式記録ヘッド

Info

Publication number: JPH1178010A
Application number: JP24710997A
Authority: JP
Inventors: Hajime Mizutani; 肇水谷
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1997-09-11
Filing date: 1997-09-11
Publication date: 1999-03-23
Anticipated expiration: 2017-09-11
Also published as: JP3541638B2

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１１で区画された圧力発生室１２の列１３を少
なくとも２列備え、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の前記他方面上
には、当該流路形成基板とは別部材である補強部材が固
着されており、当該補強部材の固着位置の前記圧電体能
動部を構成する層と前記振動板の少なくとも一部を構成
する層とを除去する。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、また、補強部材
の固着位置の層が除去されているので、接着部の応力集
中による層剥離が防止される。

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
させている。

【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、
および共通電極部への電流集中による破損を防止するこ
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
前記他方面上には、当該流路形成基板とは別部材である
補強部材が固着されており、当該補強部材の固着位置の
前記圧電体能動部を構成する層と前記振動板の少なくと
も一部を構成する層とが除去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、圧電振動子の駆動
による変位を補強部材が受けとめるので、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、また、
補強部材の固着位置の層が除去されているので、接着部
の応力集中による層剥離が防止される。

【００１２】本発明の第２の態様は、第１の態様におい
て、前記補強部材が、少なくとも前記圧力発生室の列と
列との間に対応する位置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。

【００１３】かかる第２の態様では、圧力発生室の列と
列との間に設けられた補強部材により流路形成基板のた
わみが抑制される。

【００１４】本発明の第３の態様は、第１又は２の態様
において、前記流路形成基板の外縁部の前記圧電体能動
部を構成する層と前記振動板の少なくとも一部を構成す
る層とが除去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。

【００１５】かかる第３の態様では、外縁部を介して流
路形成基板を他の部材に固定する際に、層剥離による接
着不良が防止される。

【００１６】本発明の第４の態様は、第１〜３の何れか
の態様において、前記補強部材が、前記流路形成基板の
全体の固定も兼ねる部材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。

【００１７】かかる第４の態様では、補強部材の接着の
際に、流路形成基板の固定も兼ねることができる。

【００１８】本発明の第５の態様は、第１〜４の何れか
の態様において、前記振動板が弾性板と下電極とからな
り、前記補強部材の固着位置では前記下電極の少なくと
も一部が除去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５の態様では、比較的剥離し易い
下電極を除去して弾性板に直接補強部材を固着すること
により、層剥離による接着不良が防止される。

【００２０】本発明の第６の態様は、第５の態様におい
て、前記補強部材の少なくとも表面が導電性を有し、当
該補強部材が前記下電極と導通した状態で設けられてい
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。

【００２１】かかる第６の態様では、補強部材と下電極
との導通により、電流密度の集中を防止することができ
る。

【００２２】本発明の第７の態様は、第６の態様におい
て、前記補強部材が導電性を有する材質からなることを
特徴とするインクジェット式記録ヘッドにある。

【００２３】かかる第７の態様では、補強部材全体が導
電性を有するので、電流密度の集中を効果的に防止する
ことができる。

【００２４】本発明の第８の態様は、第６の態様におい
て、前記補強部材が表面に導電性を有するめっきを施し
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。

【００２５】かかる第８の態様では、補強部材の表面が
導電性を有しているので、下電極との導通を図ることが
でき、電流密度の集中を防止することができる。

【００２６】本発明の第９の態様は、第６〜８の何れか
の態様において、前記補強部材は、前記下電極の除去部
上で、当該除去部に隣接する前記下電極間を跨ぐように
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。

【００２７】かかる第９の態様では、下電極除去部で補
強部材を接着すると共に、下電極を跨ぐように補強部材
を設け、接着不良を防止しつつ下電極との導通を図るこ
とができる。

【００２８】本発明の第１０の態様は、第６〜８の何れ
かの態様において、前記補強部材は、前記下電極の除去
部に固着され、且つ当該除去部に隣接する前記下電極と
導電性部材を介して導通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１０の態様では、下電極除去部で
補強部材を接着すると共に、下電極と導電部材を介して
導通することにより、接着不良を防止しつつ下電極との
導通を図ることができる。

【００３０】本発明の第１１の態様は、第１〜１０の何
れかの態様において、前記流路形成基板の前記少なくと
も２列の圧力発生室の前記ノズル開口に対応する位置と
は反対側となる外側端部に隣接する位置には、外部から
のインク供給を受けるリザーバが設けられ、当該リザー
バと前記圧力発生室の前記外側端部のそれぞれとはイン
ク供給口を介して連通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１１の態様では、流路形成基板内
に圧力発生室と共にリザーバが形成されているので、流
路形成基板の強度が低下するが、補強部材によりたわみ
が抑制されてクロストークが防止される。

【００３２】本発明の第１２の態様は、第１〜１１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。

【００３３】かかる第１２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。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下に本発明を一実施形態に基づ
いて詳細に説明する。

【００３５】（実施形態１）図１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２は、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。

【００３６】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。

【００３７】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。

【００３８】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１
２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１４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。

【００３９】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。

【００４０】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。

【００４１】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。

【００４２】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の径で精度よく形成する必要が
ある。

【００４３】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。本実施形態で
は、詳細を後述するように、圧力発生室１２毎に圧電体
膜７０及び上電極膜８０を形成している。

【００４４】本実施形態では、流路形成基板１０の開口
面とは反対側の面には、圧力発生室１２の列１３の間に
対向する位置に、列１３の並び方向に沿って延びる補強
部材２０が固着されている。ここで、補強部材２０は、
流路形成基板１０の圧力発生室１２の列１３の並び方向
に沿った強度を補強するためのもので、接着剤や熱溶着
フィルム等を介して固着すればよい。なお、補強部材２
０の材質は特に限定されず、金属などの剛性の高いもの
を用いてもよく、温度変化による応力の発生を防止する
ために、線膨張係数が流路形成基板１０と同程度のもの
を用いてもよい。

【００４５】さらに、本実施形態では、下電極膜６０を
除去した除去部６１に補強部材２０を固着してある。こ
のように比較的膜剥離し易い下電極膜６０上ではなく、
弾性膜５０に直接固着することにより、接着部の応力集
中による膜剥離を防止することができ、クロストークを
効果的に防止することができる。

【００４６】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。

【００４７】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。

【００４８】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。

【００４９】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。

【００５０】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。

【００５１】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
分を除去する。

【００５２】ここで、パターニングには、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。

【００５３】レジストパターンは、例えば、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。

【００５４】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二酸化シリコ
ン膜が露出するまで行う。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。

【００５５】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。

【００５６】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。

【００５７】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
向する部分に窓９０ａを形成する。この窓９０ａは、後
述する導電体パターン１００と上電極膜８０との接続を
するためのものである。

【００５８】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、導電
体パターン１００を形成する。

【００５９】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。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および補強部材２０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。

【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後、図示し
ない外部の駆動回路からの記録信号に従い、導電パター
ン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６０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】この際、本実施形態では、補強部材２０
が、弾性膜５０および下電極膜６０からなる振動板と、
圧電体膜７０とのたわみ変位を受け止め、流路形成基板
１０のたわみを抑制し、クロストークを防止する。

【００６２】なお、補強部材２０は、圧力発生室２０の
列１３と列１３との間だけではなく、列１３の外側にも
設けてもよい。

【００６３】（実施形態２）実施形態２に係るインクジ
ェット式記録ヘッドの要部断面を図５に示す。

【００６４】本実施形態では、補強部材２０Ａを導電性
を有する金属材料で形成し、補強部材２０Ａと除去部６
１に隣接する下電極膜６０との導通を図るために、導電
性材料からなる導電部材２１を設けた以外は、実施形態
１と同一である。

【００６５】本実施形態では、金属製の補強部材２０Ａ
を使用したことにより、補強された流路形成基板１０の
剛性が向上する。また、補強部材２０Ａと下電極膜６０
との導通により、電流集中の緩和を図ることができる。

【００６６】なお、補強部材２０Ａは、少なくとも表面
が導電性を有していればよく、従って、導電性を有さな
い材料の表面に導電性を有する金属めっき等を施したも
のでもよい。

【００６７】（実施形態３）実施形態３に係るインクジ
ェット式記録ヘッドの要部断面を図６に示す。

【００６８】本実施形態では、導電性を有する金属材料
からなる補強部材２０Ａを、除去部６１に隣接する下電
極膜６０を跨ぐように固着して下電極膜６０との導通を
図った以外は、実施形態２と同一である。

【００６９】本実施形態でも、金属製の補強部材２０Ａ
を使用したことにより、補強された流路形成基板１０の
剛性が向上し、また、補強部材２０Ａと下電極膜６０と
の導通により、電流集中の緩和を図ることができる。

【００７０】また、本実施例では、補強部材２０Ａは、
接着剤などの接着手段２２を介して弾性膜５０と直接固
着されているので、接着部応力集中による膜剥離が防止
される。

【００７１】なお、補強部材２０Ａと下電極膜６０との
導通を図るために、接着手段２２としては導電性を有す
るものを用いることは言うまでもない。

【００７２】また、補強部材２０Ａは、少なくとも表面
が導電性を有していればよく、従って、導電性を有さな
い材料の表面に導電性を有する金属めっき等を施したも
のでもよいことは実施形態２と同様である。

【００７３】（実施形態４）実施形態４に係るインクジ
ェット式記録ヘッドの組立斜視を図７に示す。

【００７４】本実施形態では、棒状の補強部材２０の代
わりに、圧力発生室１２の列１３と列１３との間と列１
３の両側に対応する位置に延設される略Ｈ字形状の補強
部材２０Ｂを設けた以外は実施形態１と同様である。な
お、補強部材２０Ｂの固着位置に対応する位置の下電極
膜６０は除去してあることは言うまでもない。

【００７５】本実施例では、略Ｈ字型の補強部材２０Ｂ
を用いることにより、さらに良好に補強効果を得ること
ができる。また、下電極膜６０を除去した除去部に補強
部材２０Ｂを固着することにより、接着部の応力集中に
よる膜剥離を防止することができ、クロストークを効果
的に防止することができる。

【００７６】また、本実施形態の補強部材２０Ｂの少な
くとも表面を導電性を有するものとし、実施形態２又は
３の構成を適用することにより、電流集中の緩和を図る
ようにしてもよい。

【００７７】（実施形態５）実施形態５に係るインクジ
ェット式記録ヘッドの組立斜視を図８に示す。

【００７８】本実施形態では、棒状の補強部材２０の代
わりに、流路形成基板１０の全体を固定する部材を兼ね
る補強部材２５を用いた以外は実施形態１と同一であ
る。

【００７９】補強部材２５は、圧力発生室１２の列１３
と列１３との間と列１３の両側に対応する位置に延設さ
れる略Ｈ字形状の密着部２５ａを有すると共に、流路形
成基板１０が嵌合する凹部２５ｂを有する。なお、補強
部材２５の密着部２５ａの固着位置に対応する位置の下
電極膜６０は除去してあることは言うまでもない。

【００８０】本実施形態では、流路形成基板１０に接着
される密着部２５ａと、流路形成基板１０が嵌合する凹
部２５ｂとを有することにより、さらに良好に補強効果
を得ることができる。また、下電極膜６０を除去した除
去部に補強部材２５を固着することにより、接着部の応
力集中による膜剥離を防止することができ、クロストー
クを効果的に防止することができる。

【００８１】また、本実施形態の補強部材２５の少なく
とも表面を導電性を有するものとし、実施形態２又は３
の構成を適用することにより、電流集中の緩和を図るよ
うにしてもよい。

【００８２】（実施形態６）実施形態６に係るインクジ
ェット式記録ヘッドの組立斜視を図９に示す。

【００８３】本実施形態では、補強部材２５が複数個、
図示は３個連結した形状の補強部材２５Ａを用いたもの
であり、補強部材２５Ａには複数の流路形成基板１０が
固着される。なお、本実施形態の作用効果は基本的には
実施形態５と同一である。

【００８４】（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。

【００８５】また、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に
重ねて設けてもよい。

【００８６】このように構成した実施形態の分解斜視図
を図１０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１１０、共通インク室形成板１２０、薄
肉板１３０及びインク室側板１４０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１７
Ａ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１１０、共通インク室形成板１２０および
薄肉板１３０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１１０に
穿設されたインク連通孔３３を介して連通されている。
また、封止板１１０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。また、薄肉板１３０とノズル基板１８Ａとの間に位
置するインク室側板１４０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１１Ａと反対側へ向かう圧
力を、薄肉壁１３０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１２Ａ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１３０とインク
室側板１４０とは一体に形成されてもよい。

【００８７】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、圧力発生室１２Ａの
列１３と列１３との間に対向する位置に、下電極膜６０
の除去部６１を形成し、この除去部６１上に補強部材２
０を固着することにより、膜剥離を防止し、クロストー
クを良好に防止することができる。

【００８８】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。

【００８９】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。

【００９０】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。

【００９１】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。

【００９２】

【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の少なくと
も圧力発生室の列と列との間に対向する位置に補強部材
を固着する際に、少なくとも一部の膜部材を除去するこ
とにより、接着部の応力集中による膜剥離を防止し、流
路形成基板のたわみを効率よく抑制し、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
録ヘッドの要部断面図である。

【図６】本発明の実施形態３に係るインクジェット式記
録ヘッドの要部断面図である。

【図７】本発明の実施形態４に係るインクジェット式記
録ヘッドの組立斜視図である。

【図８】本発明の実施形態５に係るインクジェット式記
録ヘッドの組立斜視図である。

【図９】本発明の実施形態６に係るインクジェット式記
録ヘッドの組立斜視図である。

【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。

【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２０，２０Ａ，２０Ｂ，２５，２５Ａ補強部材５０弾性膜６０下電極膜６１，６２除去部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導電体パターン

Claims

【特許請求の範囲】

【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他方面上には、当該流路形成基
板とは別部材である補強部材が固着されており、当該補
強部材の固着位置の前記圧電体能動部を構成する層と前
記振動板の少なくとも一部を構成する層とが除去されて
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、前記補強部材が、少
なくとも前記圧力発生室の列と列との間に対応する位置
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３】請求項１又は２において、前記流路形成
基板の外縁部の前記圧電体能動部を構成する層と前記振
動板の少なくとも一部を構成する層とが除去されている
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１〜３の何れかにおいて、前記補
強部材が、前記流路形成基板の全体の固定も兼ねる部材
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５】請求項１〜４の何れかにおいて、前記振
動板が弾性板と下電極とからなり、前記補強部材の固着
位置では前記下電極の少なくとも一部が除去されている
ことを特徴とするインクジェット式記録ヘッド。
【請求項６】請求項５において、前記補強部材の少な
くとも表面が導電性を有し、当該補強部材が前記下電極
と導通した状態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。
【請求項７】請求項６において、前記補強部材が導電
性を有する材質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。
【請求項８】請求項６において、前記補強部材が表面
に導電性を有するめっきを施し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。
【請求項９】請求項６〜８の何れかにおいて、前記補
強部材は、前記下電極の除去部上で、当該除去部に隣接
する前記下電極間を跨ぐよう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１０】請求項６〜８の何れかにおいて、前記
補強部材は、前記下電極の除去部に固着され、且つ当該
除去部に隣接する前記下電極と導電性部材を介して導通
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１１】請求項１〜１０の何れかにおいて、前
記流路形成基板の前記少なくとも２列の圧力発生室の前
記ノズル開口に対応する位置とは反対側となる外側端部
に隣接する位置には、外部からのインク供給を受けるリ
ザーバが設けられ、当該リザーバと前記圧力発生室の前
記外側端部のそれぞれとはインク供給口を介して連通さ
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１２】請求項１〜１１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。