JPH1178014A - Ink jet recording head and ink jet recorder - Google Patents

Ink jet recording head and ink jet recorder

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JPH1178014A
JPH1178014A JP19332698A JP19332698A JPH1178014A JP H1178014 A JPH1178014 A JP H1178014A JP 19332698 A JP19332698 A JP 19332698A JP 19332698 A JP19332698 A JP 19332698A JP H1178014 A JPH1178014 A JP H1178014A
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JP
Japan
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piezoelectric
ink jet
recording head
jet recording
pressure generating
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JP19332698A
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Mari Sakai
真理 酒井
Toyohiko Mitsuzawa
豊彦 蜜澤
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Seiko Epson Corp
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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To protect a contact part against crack, breakage, or the like, due to concentration of stress without sacrifice of displacement efficiency. SOLUTION: The ink jet recording head includes a piezoelectric oscillator comprises a resilient board having a resilient film 50 constituting a pressure generation chamber 12 communicating with a nozzle opening 11 and a lower electrode 60, a piezoelectric layer 70, and an upper electrode 80 formed in a region facing the pressure generation chamber 12. An insulator layer 90 having a window, i.e., a contact hole part 90a, for connecting with a conductive pattern 100 applying a voltage to the upper electrode 80 is formed on the upper surface thereof. The part corresponding to the contact hole 90a of the piezoelectric oscillator facing the pressure generation chamber 12 is not deformed easily upon application of voltage as compared with other part.

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、圧力発生室の一壁
面を構成する弾性板の表面に圧電振動子を形成し、この
圧電振動子の変位により圧力発生室と連通するノズル開
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
ド及びこの記録ヘッドを備えたインクジェット式記録装
置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a piezoelectric vibrator formed on the surface of an elastic plate constituting one wall surface of a pressure generating chamber, and the displacement of the piezoelectric vibrator causes ink droplets to flow from a nozzle opening communicating with the pressure generating chamber. TECHNICAL FIELD The present invention relates to an ink jet recording head for discharging ink and an ink jet recording apparatus provided with the recording head.

【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弾性板で構成し、この弾性板を圧
電素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、圧電素子の軸方向に伸長、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 an elastic plate, and the elastic plate is deformed by a piezoelectric element to pressurize ink in the pressure generating chamber to cause a pressure from the nozzle opening. There are two types of ink jet recording heads that eject ink droplets, one that uses a longitudinal vibration mode piezoelectric vibrator that expands and contracts in the axial direction of the piezoelectric element, and the other that uses a flexural vibration mode piezoelectric vibrator. Has been

【0003】前者は圧電振動子の端面を弾性板に当接さ
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。
[0003] In the former case, the volume of the pressure generating chamber can be changed by bringing the end face of the piezoelectric vibrator into contact with an elastic plate, and 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弾性板に圧電素子を作
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 element can be formed on an elastic plate by a relatively simple process of sticking a green sheet of a piezoelectric material according to the shape of the pressure generating chamber and firing the green sheet. In addition, there is a problem that a certain area is required due to the use of flexural vibration, and 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、弾性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素子を形成したものが提案さ
せている。
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 elastic plate as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-286131. It has been proposed that the piezoelectric material layer is cut into a shape corresponding to the pressure generating chamber by a lithography method and a piezoelectric element is formed so as to be independent for each pressure generating chamber.

【0006】これによれば圧電素子を弾性板に貼付ける
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。なお、この場合、圧電材
料層は弾性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。
According to this, the operation of attaching the piezoelectric element to the elastic plate becomes unnecessary, and not only can the piezoelectric vibrator be manufactured by a precise and simple method such as lithography, but also the piezoelectric vibrator can be manufactured. There is an advantage that the thickness can be reduced and high-speed driving becomes possible. In this case, the piezoelectric vibrator corresponding to each pressure generating chamber can be 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 elastic plate.

【0007】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導電体パターンとの
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
電振動子と導電体パターンとの接続部がコンタクトホー
ル内に形成される。
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 insulating layer, and the insulating layers drive the respective piezoelectric vibrators. Windows (hereinafter referred to as contact holes) are provided corresponding to the respective pressure generating chambers so as to form a connection portion with a conductor pattern for supplying a voltage for the piezoelectric vibrator and the conductor pattern. A connection is formed in the contact hole.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たように、各圧力発生室に対応する圧電振動子と導電体
パターンとの接続部が形成されるコンタクト部は、圧電
振動子の駆動により大きな応力が発生し易く、クラッ
ク、破壊が発生する虞があるという問題がある。
However, as described above, the contact portion where the connecting portion between the piezoelectric vibrator and the conductor pattern corresponding to each pressure generating chamber is formed has a large stress due to the driving of the piezoelectric vibrator. Are liable to occur, and there is a problem that cracks and destruction may occur.

【0009】また、コンタクト部は、導電パターンとの
接続部が接続されているため、電圧印加による変位が他
の部分と比較して小さくなるが、それにもかかわらず、
コンプライアンスが他の部分と比較して小さくないの
で、吐出速度低下、駆動電圧上昇をもたらすという問題
がある。
Further, since the contact portion is connected to the connection portion with the conductive pattern, the displacement due to the application of the voltage is smaller than that of the other portions.
Since the compliance is not small as compared with other parts, there is a problem that a discharge speed is reduced and a driving voltage is increased.

【0010】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問題となる。すなわち、成膜技術
で形成した圧電材料層は非常に薄いため、圧電素子を貼
付したものに比較して剛性が低いためである。
[0010] These problems become a problem particularly when the piezoelectric material layer is formed by a film forming technique. That is, since the piezoelectric material layer formed by the film formation technique is very thin, the rigidity thereof is lower than that of the piezoelectric material layer attached.

【0011】本発明はこのような事情に鑑み、コンタク
ト部での応力集中によるクラック、破壊等を防止し、コ
ンタクト部の変位効率低下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 cracks, breakage, and the like due to stress concentration at a contact portion, and preventing a reduction in displacement efficiency of the contact portion. And

【0012】[0012]

【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、ノズル開口に連通する圧力発生室の
一部を構成する弾性板と、該弾性板上に形成された圧電
素子とを備えた圧電振動子を有し、該圧電振動子の圧電
体能動部を前記圧力発生室と対向するよう形成したイン
クジェット式記録ヘッドにおいて、前記圧電体能動部
は、前記圧力発生室の幅より狭く形成され、且つ前記圧
電素子の上電極の上面に、当該上電極に電圧を印加する
ためのリード電極との接続部であるコンタクト部を有
し、前記圧力発生室に対向する前記弾性板の前記コンタ
クト部に対応する部分が、他の部分と比較して電圧の印
加により変形し難くなっ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 an elastic plate constituting a part of a pressure generating chamber communicating with a nozzle opening, and a piezoelectric member formed on the elastic plate. An ink jet recording head having a piezoelectric vibrator having an element and a piezoelectric active portion of the piezoelectric vibrator facing the pressure generating chamber. A contact portion that is formed to be narrower than the width and that is connected to a lead electrode for applying a voltage to the upper electrode on the upper surface of the upper electrode of the piezoelectric element; An ink jet recording head is characterized in that a portion of the plate corresponding to the contact portion is less likely to be deformed by application of a voltage than other portions.

【0013】かかる第1の態様では、コンタクト部に対
応する部分の弾性板の変位が他の部分と比較して小さい
ので、コンタクト部に対応する圧電体層にかかる応力が
低減され、破壊する虞が低減される。
In the first aspect, since the displacement of the elastic plate in the portion corresponding to the contact portion is smaller than that in the other portions, the stress applied to the piezoelectric layer corresponding to the contact portion is reduced, and the piezoelectric layer may be broken. Is reduced.

【0014】本発明の第2の態様では、第1の態様にお
いて、前記上電極の上面には絶縁体層が形成され、該絶
縁体層には前記リード電極と前記上電極との前記コンタ
クト部を形成するための窓であるコンタクトホール部を
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。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, an insulator layer is formed on an upper surface of the upper electrode, and the contact layer between the lead electrode and the upper electrode is formed on the insulator layer. And a contact hole which is a window for forming the ink jet recording head.

【0015】かかる第2の態様では、絶縁体層のコンタ
クトホール部に対応する部分の圧電振動子の変位が他の
部分と比較して小さいので、コンタクト部に対応する圧
電体能動部にかかる応力が低減され、破壊する虞が低減
される。
In the second aspect, since the displacement of the piezoelectric vibrator in the portion corresponding to the contact hole portion of the insulator layer is smaller than in other portions, the stress applied to the piezoelectric active portion corresponding to the contact portion is small. Is reduced, and the possibility of destruction is reduced.

【0016】本発明の第3の態様は、第1又は2の態様
において、前記コンタクト部に対応する部分の前記圧電
体能動部の幅が、他の領域と比較して狭いことを特徴と
するインクジェット式記録ヘッドにある。
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, a width of the piezoelectric active portion in a portion corresponding to the contact portion is narrower than other regions. In the ink jet recording head.

【0017】かかる第3の態様では、コンタクト部に対
応する部分の圧電体能動部の幅が小さいので、コンタク
ト部の駆動による変位が他の部分と比較して小さく、結
果として応力の発生が小さくなり、破壊等の虞が低減さ
れる。
In the third aspect, since the width of the piezoelectric active portion in the portion corresponding to the contact portion is small, the displacement caused by driving the contact portion is small as compared with other portions, and as a result, the generation of stress is small. And the risk of destruction is reduced.

【0018】本発明の第4の態様は、第1〜3の何れか
の態様において、前記コンタクト部に対応する部分の前
記圧力発生室の幅が、他の部分と比較して狭いことを特
徴とするインクジェット式記録ヘッドにある。
According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, a width of the pressure generating chamber at a portion corresponding to the contact portion is narrower than other portions. And an ink jet recording head.

【0019】かかる第4の態様では、コンタクト部に対
応する部分の圧力発生室の幅が小さいので、コンタクト
部の駆動による変位が他の部分と比較して小さく、結果
として応力の発生が小さくなり、破壊等の虞が低減さ
れ、また、コンタクトホール部のコンプライアンスが小
さくなり、全体として吐出速度が向上する。
In the fourth aspect, since the width of the pressure generating chamber in the portion corresponding to the contact portion is small, the displacement due to the driving of the contact portion is small as compared with other portions, and as a result, the generation of stress is small. In addition, the risk of breakage and the like is reduced, the compliance of the contact hole portion is reduced, and the discharge speed is improved as a whole.

【0020】本発明の第5の態様は、第1〜4の何れか
の態様において、弾性膜及び/または下電極からなる前
記弾性板の、前記コンタクト部に対応する部分の厚さ
が、他の部分と比較して厚いことを特徴とするインクジ
ェット式記録ヘッド。
According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, the thickness of a portion corresponding to the contact portion of the elastic plate made of an elastic film and / or a lower electrode is different from that of the first embodiment. An ink jet recording head characterized in that it is thicker than the part.

【0021】かかる第5の態様では、コンタクト部に対
応する部分の弾性膜及び/または下電極からなる弾性板
の厚さが他の部分より厚いので、コンタクト部の駆動に
よる変位が他の部分と比較して小さく、結果として応力
の発生が小さくなり、破壊等の虞が低減される。
In the fifth aspect, since the thickness of the elastic film and / or the elastic plate formed of the lower electrode at the portion corresponding to the contact portion is thicker than other portions, the displacement caused by driving the contact portion is different from that of the other portion. As a result, the generation of stress is reduced, and the risk of breakage and the like is reduced.

【0022】本発明の第6の態様は、第1〜4の何れか
の態様において、弾性膜及び/または下電極からなる弾
性板の、前記コンタクト部に対応する部分の厚さが、前
記圧力発生室の外壁近傍部分の厚さよりも厚いことを特
徴とするインクジェット式記録ヘッドにある。
According to a sixth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, the thickness of a portion corresponding to the contact portion of the elastic plate comprising the elastic film and / or the lower electrode is the pressure An ink jet recording head is characterized in that it is thicker than a portion near the outer wall of the generation chamber.

【0023】かかる第6の態様では、コンタクト部に対
応する変位部である弾性膜及び/または下電極からなる
弾性板の厚さが他の部分より厚いので、コンタクト部の
駆動による変位が他の部分と比較して小さく、結果とし
て応力の発生が小さくなり、破壊等の虞が低減される。
In the sixth aspect, since the thickness of the elastic film and / or the elastic plate formed of the lower electrode, which is a displacement portion corresponding to the contact portion, is greater than other portions, the displacement caused by driving the contact portion is different from that of the other portion. The portion is smaller than the portion, and as a result, the generation of stress is reduced, and the risk of breakage and the like is reduced.

【0024】本発明の第7の態様は、第1〜6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 seventh aspect of the present invention, in any one of the first to sixth aspects, the pressure generation 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 an ink jet recording head formed by a lithography method.

【0025】かかる第7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 seventh aspect, an ink jet recording head having high-density nozzle openings can be manufactured in a large amount and relatively easily.

【0026】本発明の第8の形態では、第1の態様にお
いて、前記コンタクト部に対応する部分が、圧電体非能
動部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 an eighth aspect of the present invention, in the ink jet recording head according to the first aspect, a portion corresponding to the contact portion is a piezoelectric inactive portion.

【0027】かかる第8の態様では、コンタクト部に対
応する部分が圧電歪みを生じないので、コンタクト部の
駆動による変位が他の部分と比較して小さく、結果とし
て応力の発生が小さくなり、破壊等の虞が低減される。
In the eighth aspect, since the portion corresponding to the contact portion does not generate piezoelectric distortion, the displacement due to the driving of the contact portion is small as compared with other portions, and as a result, the generation of stress is small, and And the like are reduced.

【0028】本発明の第9の態様では、第8の態様にお
いて、前記圧電体非能動部が、前記コンタクト部に対応
する部分の前記圧電素子の下電極を除去して形成されて
いる特徴とするインクジェット式記録ヘッドにある。
According to a ninth aspect of the present invention, in the eighth aspect, the piezoelectric inactive portion is formed by removing a lower electrode of the piezoelectric element at a portion corresponding to the contact portion. Ink-jet recording head.

【0029】かかる第9の態様では、コンタクト部に対
応する部分の下電極が除去されているためコンタクト部
において圧電歪みを生じることがなく、コンタクト部の
駆動による変位が他の部分と比較して小さく、結果とし
て応力の発生が小さくなり、破壊等の虞が低減される。
In the ninth aspect, since the lower electrode corresponding to the contact portion is removed, no piezoelectric distortion occurs in the contact portion, and the displacement caused by driving the contact portion is smaller than that of the other portions. As a result, the generation of stress is reduced, and the risk of breakage and the like is reduced.

【0030】本発明の第10の態様では、第8の態様に
おいて、前記圧電体非能動部が、前記コンタクト部に対
応する部分の前記圧電素子の下電極と圧電体層の間、ま
たは前記圧電素子の圧電体層と上電極の間に低誘電体層
を介在して形成されている特徴とするインクジェット式
記録ヘッドにある。
According to a tenth aspect of the present invention, in the eighth aspect, the piezoelectric inactive portion is provided between the lower electrode of the piezoelectric element and the piezoelectric layer in a portion corresponding to the contact portion or the piezoelectric layer. An ink jet recording head is characterized in that a low dielectric layer is formed between a piezoelectric layer and an upper electrode of the element.

【0031】かかる第10の態様では、コンタクト部に
対応する部分の下電極と圧電体層の間、または圧電体層
と上電極の間に低誘電体層を形成したので、コンタクト
部において圧電歪みを生じることがなく、コンタクト部
の駆動による変位が他の部分と比較して小さく、結果と
して応力の発生が小さくなり、破壊等の虞が低減され
る。
In the tenth aspect, since the low dielectric layer is formed between the lower electrode and the piezoelectric layer or between the piezoelectric layer and the upper electrode at a portion corresponding to the contact portion, the piezoelectric strain is formed at the contact portion. Does not occur, the displacement due to the driving of the contact portion is small as compared with other portions, and as a result, the generation of stress is reduced, and the risk of breakage and the like is reduced.

【0032】本発明の第11の態様では、第1〜10の
態様の何れかに記載のインクジェット式記録ヘッドを具
備することを特徴とするインクジェット式記録装置にあ
る。
According to an eleventh aspect of the present invention, there is provided an ink jet recording apparatus comprising the ink jet recording head according to any one of the first to tenth aspects.

【0033】かかる第11の態様では、ヘッドの耐久性
の優れたインクジェット式記録装置を実現することがで
きる。
According to the eleventh aspect, it is possible to realize an ink jet recording apparatus having excellent head durability.

【0034】[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。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail based on one embodiment.

【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。
(Embodiment 1) FIG. 1 is an assembly perspective view showing an ink jet recording head according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows a cross-sectional structure of one of the pressure generating chambers in the longitudinal direction. FIG.

【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。
As shown in the figure, the flow path forming substrate 10 is made 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.

【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。
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 formed in advance by thermal oxidation.

【0038】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。
A nozzle opening 11 and a pressure generating chamber 12 are formed on the opening surface of the flow path forming substrate 10 by anisotropically etching a silicon single crystal substrate.

【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。
Here, in the anisotropic etching, when a silicon single crystal substrate is immersed in an alkaline solution such as KOH, it 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.

【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。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.

【0041】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.

【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.

【0043】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

【0044】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3(a),(b)に示すように、各圧力発生室1
2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
Each of the pressure generating chambers 1 is, as shown in FIGS.
It may be one slit hole 21A crossing the vicinity of the second ink supply side end or a plurality of slit holes 21B. 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. In addition, the sealing plate 20
The other surface constitutes one wall surface of the common ink chamber 31.

【0045】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.

【0046】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 of the ink chamber side plate 40 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.

【0047】一方、流路形成基板10の開口面とは反対
側の弾性膜50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7
0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、弾性膜50上
に圧電素子を構成している。ここで、圧電素子は、下電
極膜60、圧電体膜70、及び上電極膜80を含む部分
をいう。一般的には、圧電素子の何れか一方の電極を共
通電極とし、他方の電極及び圧電体膜70を各圧力発生
室12毎にパターニングして構成する。そして、ここで
は、パターニングされた何れか一方の電極及び圧電体膜
70から構成され、上電極及び下電極への電圧の印加に
より圧電歪みが生じる部分を圧電体能動部という。本実
施形態では、下電極膜60は圧電素子の共通電極とし、
上電極膜80を圧電素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。いず
れの場合においても、各圧力発生室毎に圧電体能動部が
形成されることになる。
On the other hand, the lower electrode film 60 having a thickness of, for example, about 0.5 μm and the piezoelectric film having a thickness of, for example, about 1 μm are formed on the elastic film 50 on the side opposite to the opening surface of the flow path forming substrate 10. Body membrane 7
0 and an upper electrode film 80 having a thickness of, for example, about 0.1 μm are laminated and formed by a process described later, thereby forming a piezoelectric element on the elastic film 50. Here, the piezoelectric element refers to a portion including the lower electrode film 60, the piezoelectric film 70, and the upper electrode film 80. Generally, one of the electrodes of the piezoelectric element is used as a common electrode, and the other electrode and the piezoelectric film 70 are patterned for each of the pressure generating chambers 12. Here, a portion which is constituted by one of the patterned electrodes and the piezoelectric film 70 and in which a piezoelectric strain is generated by applying a voltage to the upper electrode and the lower electrode is referred to as a piezoelectric active portion. In the present embodiment, the lower electrode film 60 is a common electrode of the piezoelectric element,
Although the upper electrode film 80 is used as an individual electrode of the piezoelectric element, there is no problem even if the upper electrode film 80 is reversed for convenience of a driving circuit and wiring. In any case, a piezoelectric active portion is formed for each pressure generating chamber.

【0048】なお、上述した例では、弾性膜50及び下
電極膜60が弾性板として作用するが、下電極膜60を
圧電体膜70と同様の形状パターニングし、弾性膜50
のみを弾性板として作用させることや、下電極膜が弾性
膜を兼ねて弾性板とすることも可能である。
In the above-described example, the elastic film 50 and the lower electrode film 60 function as an elastic plate.
Only the lower electrode film may serve as an elastic plate, or the lower electrode film may also serve as an elastic film.

【0049】この様な、前記圧電素子及び弾性板によっ
て構成される部分を、本願明細書において圧電振動子と
いう。
Such a portion constituted by the piezoelectric element and the elastic plate is referred to as a piezoelectric vibrator in the present specification.

【0050】ここで、本実施形態では、圧電体膜70及
び上電極膜80の後述する絶縁体層90のコンタクトホ
ール90aに対応する部分を他の部分より幅狭となる幅
狭部70a及び幅狭部80aとしている。
Here, in the present embodiment, the portions of the piezoelectric film 70 and the upper electrode film 80 corresponding to the contact holes 90a of the insulator layer 90, which will be described later, are narrower than the other portions. It is a narrow portion 80a.

【0051】そして、かかる各上電極膜80の上面の少
なくとも周縁、及び圧電体膜70の側面を覆うように電
気絶縁性を備えた絶縁体層90が形成されている。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。
An insulating layer 90 having electrical insulation is formed so as to cover at least the periphery of the upper surface of each of the upper electrode films 80 and the side surfaces of the piezoelectric film 70. The insulator layer 90 is formed of a material that can be formed by a film formation method or shaped by etching, for example, silicon oxide, silicon nitride, or an organic material, preferably photosensitive polyimide having low rigidity and excellent electrical insulation. Is preferred.

【0052】絶縁体層90の各上電極膜80の幅狭部8
0aに対応する部分の上面を覆う部分の一部には後述す
る導電パターン100と接続するために上電極膜80の
幅狭部80aの一部を露出させるコンタクトホール90
aが形成されている。そして、このコンタクトホール9
0a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導電パターン100が形成されて
いる。導電パターン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。
The narrow portion 8 of each upper electrode film 80 of the insulator layer 90
A contact hole 90 exposing a portion of the narrow portion 80a of the upper electrode film 80 to be connected to a conductive pattern 100 described later is formed in a part of the part covering the upper surface of the part corresponding to 0a
a is formed. And this contact hole 9
One end is connected to each upper electrode film 80 via Oa, and the other end is formed with a conductive pattern 100 extending to the connection terminal portion. The conductive pattern 100 transmits a drive signal to the upper electrode film 80.
It is formed so as to have a width as narrow as possible so that it can be reliably supplied.

【0053】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4及び図5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 FIGS.

【0054】図4(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. 4A, 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.

【0055】次に、図4(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. 4B, 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 in an air atmosphere or an oxygen atmosphere after the film formation.
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 due to the diffusion of PbO It is desirable that there is little change in sex, and Pt is preferred for these reasons.

【0056】次に、図4(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. 4C, 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.

【0057】次に、図4(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. 4D, 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.

【0058】次に、図4(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及び圧電体膜70のパターニングを行
う。図4(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。
Next, as shown in FIG. 4E, the upper electrode film 80 and the piezoelectric film 70 are patterned so that a piezoelectric vibrator is provided for each of the pressure generating chambers 12. FIG. 4E shows a case where the piezoelectric film 70 is patterned with the same pattern as the upper electrode film 80. However, as described above, the piezoelectric film 70 does not necessarily need to be patterned. This is because, when a voltage is applied using the pattern of the upper electrode film 80 as an individual electrode, an electric field is applied only between each upper electrode film 80 and the lower electrode film 60 which is a common electrode. This has no effect. However, in this case, it is necessary to apply a large voltage to obtain the same excluded volume. Therefore, it is preferable to pattern the piezoelectric film 70 as well. Thereafter, the lower electrode film 60 is patterned to remove unnecessary portions.

【0059】次いで、図5(a)に示すように、上電極
膜80の周縁部及び圧電体膜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。
Next, as shown in FIG. 5A, an insulator layer 90 is formed so as to cover the periphery of the upper electrode film 80 and the side surface of the piezoelectric film 70. Suitable materials for the insulator layer 90 are as described above, but in the present embodiment, a negative photosensitive polyimide is used.

【0060】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
のインク供給側の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。このコンタクトホール90a
は、後述するリード電極としての導電体パターン100
と上電極膜80との接続をする接続部を形成するための
ものである。なお、コンタクトホール90aは、圧力発
生室12の他の部分、例えば、中央部やノズル側端部に
設けてもよい。
Next, as shown in FIG. 5B, by patterning the insulator layer 90, each of the pressure generating chambers 12 is formed.
A contact hole 90a is formed in a portion corresponding to the vicinity of the end on the ink supply side. This contact hole 90a
Is a conductor pattern 100 as a lead electrode described later.
And a connection portion for connecting the electrode to the upper electrode film 80. The contact hole 90a may be provided in another part of the pressure generating chamber 12, for example, in a central part or an end on the nozzle side.

【0061】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。
Next, for example, a conductor such as Cr-Au is formed on the entire surface and then patterned to form a conductor pattern 100.

【0062】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 completion of the process, each of the flow path forming substrates 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.

【0063】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、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, and then fills the interior with ink. In accordance with a recording signal from an external drive circuit, a voltage is applied between the lower electrode film 60 and the upper electrode film 80 via the conductive pattern 100, and the elastic film 50, the lower electrode film 60, and the piezoelectric film 70 are flexibly deformed. By doing so, the pressure generating chamber 1
The pressure in 2 increases, and ink droplets are ejected from nozzle opening 11.

【0064】ここで、本実施形態における圧電振動子及
び圧力発生室12との形状を図6に示す。
Here, the shapes of the piezoelectric vibrator and the pressure generating chamber 12 in this embodiment are shown in FIG.

【0065】図6に示すように、本実施形態では、圧電
体膜70及び上電極膜80は、コンタクトホール90a
が形成される部分が、他の部分より幅狭の幅狭部70a
及び80aとなり、また他の部分が圧力発生室12の形
状にほぼ対応するようにパターニングされている。この
幅狭部80a上には絶縁体層90のコンタクトホール9
0aが形成され、このコンタクトホール90a内で導電
パターン100との接続部が形成されている。
As shown in FIG. 6, in the present embodiment, the piezoelectric film 70 and the upper electrode film 80 are
Is formed in a narrow portion 70a narrower than the other portions.
And 80a, and other portions are patterned so as to substantially correspond to the shape of the pressure generating chamber 12. The contact hole 9 of the insulator layer 90 is formed on the narrow portion 80a.
0a is formed, and a connection portion with the conductive pattern 100 is formed in the contact hole 90a.

【0066】このように本実施形態では、リード電極で
ある導電体パターン100との接続部を形成するコンタ
クトホール90aの部分の圧電体膜及び上電極膜が形成
された圧電体能動部の幅が他の部分より幅狭となってい
るので、当該コンタクトホール90aに対応する部分の
たわみ量が小さくなり、圧電体膜70a及び上電極膜8
0aにかかる応力が低減され、クラック、破壊等の発生
する虞が小さくなる。
As described above, in the present embodiment, the width of the piezoelectric body active portion where the piezoelectric film and the upper electrode film are formed in the contact hole 90a forming the connection portion with the conductor pattern 100 as the lead electrode is reduced. Since the width is narrower than the other portions, the amount of deflection of the portion corresponding to the contact hole 90a is small, and the piezoelectric film 70a and the upper electrode film 8
The stress applied to Oa is reduced, and the risk of occurrence of cracks, breakage, and the like is reduced.

【0067】(実施形態2)図7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電振動子及
び圧力発生室の形状を示す。
(Embodiment 2) FIG. 7 shows the shapes of a piezoelectric vibrator and a pressure generating chamber of an ink jet recording head according to Embodiment 2 of the present invention.

【0068】本実施形態は、実施形態1の圧電体膜70
の幅狭部70a及び上電極膜80の幅狭部80aを設け
る代わりに、圧力発生室12のコンタクトホール90a
に対応する部分に幅狭部12bを設けたこと以外は、実
施形態1と同様な構成である。
In this embodiment, the piezoelectric film 70 of the first embodiment is used.
Instead of providing a narrow portion 70a of the pressure generating chamber 12 and a narrow portion 80a of the upper electrode film 80.
The configuration is the same as that of the first embodiment, except that a narrow portion 12b is provided in a portion corresponding to.

【0069】すなわち、圧力発生室12の一部に幅狭部
12bを設ける一方、圧電体膜70及び上電極膜80
は、圧力発生室12の全体に亘って同一の幅で形成し、
幅狭部12bに対応する部分に絶縁体層90のコンタク
トホール90aを形成するようにした。
That is, while the narrow portion 12 b is provided in a part of the pressure generating chamber 12, the piezoelectric film 70 and the upper electrode film 80
Are formed with the same width over the entire pressure generating chamber 12,
The contact hole 90a of the insulator layer 90 is formed in a portion corresponding to the narrow portion 12b.

【0070】従って、コンタクトホール90aを介して
圧電振動子に電圧を印加した際に、圧力発生室12の幅
狭部12bに対応する部分、すなわち、コンタクトホー
ル90aを介しての導電体パターン100との接続部の
部分の変位が小さくなる。この結果、コンタクトホール
90aに対応する部分の圧電体膜70及び上電極膜80
の応力が低減され、クラック、破壊等の虞が小さくな
る。また、コンタクトホール90aに対応する部分のコ
ンプライアンスが小さくなり、吐出速度が向上する。
Therefore, when a voltage is applied to the piezoelectric vibrator through the contact hole 90a, the portion corresponding to the narrow portion 12b of the pressure generating chamber 12, that is, the conductor pattern 100 through the contact hole 90a, The displacement of the portion of the connection portion becomes small. As a result, portions of the piezoelectric film 70 and the upper electrode film 80 corresponding to the contact holes 90a are formed.
Is reduced, and the risk of cracking, breakage and the like is reduced. Further, the compliance at the portion corresponding to the contact hole 90a is reduced, and the discharge speed is improved.

【0071】(実施形態3)図8には、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圧電体振動子
及び圧力発生室の形状を示す。
(Embodiment 3) FIG. 8 shows the shapes of a piezoelectric vibrator and a pressure generating chamber of an ink jet recording head according to Embodiment 3 of the present invention.

【0072】本実施形態は、実施形態1及び実施形態2
を合わせたものであり、圧力発生室12のコンタクトホ
ール90aに対応する部分に幅狭部12bを設けると共
に、圧電体膜70及び上電極膜80には幅狭部70a及
び80aを設けたものであり、他は上述した実施形態1
及び2と同様な構成である。
This embodiment relates to Embodiments 1 and 2.
A narrow portion 12b is provided in a portion corresponding to the contact hole 90a of the pressure generating chamber 12, and narrow portions 70a and 80a are provided in the piezoelectric film 70 and the upper electrode film 80. Yes, the other is the first embodiment described above.
And 2 have the same configuration.

【0073】すなわち、圧力発生室12のインク供給側
端部近傍に幅狭部12bを設け、また、幅狭部12bに
対応する圧電体膜70及び上電極膜80を他の部分より
幅狭に形成して幅狭部70a及び80aとし、幅狭部1
2bに対応する部分に絶縁体層90のコンタクトホール
90aを形成するようにした。
That is, the narrow portion 12b is provided near the ink supply side end of the pressure generating chamber 12, and the piezoelectric film 70 and the upper electrode film 80 corresponding to the narrow portion 12b are made narrower than other portions. Formed into narrow portions 70a and 80a.
A contact hole 90a of the insulator layer 90 is formed in a portion corresponding to 2b.

【0074】従って、コンタクトホール90aを介して
圧電振動子に電圧を印加した際に、圧力発生室12の幅
狭部12bに対応する部分、すなわち、コンタクトホー
ル90aを介しての導電体パターン100との接続部の
部分の変位がさらに小さくなる。この結果、コンタクト
ホール90aに対応する部分の圧電体膜70及び上電極
膜80に応力が低減され、クラック、破壊等の虞がさら
に小さくなる。また、コンタクトホール90aに対応す
る部分のコンプライアンスが小さくなり、吐出速度が向
上する。
Therefore, when a voltage is applied to the piezoelectric vibrator through the contact hole 90a, the portion corresponding to the narrow portion 12b of the pressure generating chamber 12, ie, the conductor pattern 100 through the contact hole 90a, The displacement of the connecting portion is further reduced. As a result, stress is reduced in the portions of the piezoelectric film 70 and the upper electrode film 80 corresponding to the contact holes 90a, and the risk of cracking, breakage, and the like is further reduced. Further, the compliance at the portion corresponding to the contact hole 90a is reduced, and the discharge speed is improved.

【0075】(実施形態4)図9に、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電振動子及び
圧力発生室の形状を示す。
(Embodiment 4) FIG. 9 shows the shapes of a piezoelectric vibrator and a pressure generating chamber of an ink jet recording head according to Embodiment 4 of the present invention.

【0076】本実施形態は、圧電振動子の弾性板となる
弾性膜50及び下電極膜60の厚さを、コンタクトホー
ル90aに対応する部分と、その他の部分とで異なるよ
うにし、コンタクトホール90aに対応する部分を相対
的に変形し難くしたものである。
In the present embodiment, the thickness of the elastic film 50 and the lower electrode film 60 serving as the elastic plates of the piezoelectric vibrator is made different between the portion corresponding to the contact hole 90a and the other portions. Are relatively difficult to deform.

【0077】すなわち、圧力発生室12に対向する下電
極膜60のうち、コンタクトホール90aに対応する部
分以外(図9(a)で斜線で示す)の下電極膜60の厚
さを薄くし、薄肉部60aを形成し、この上に圧電体膜
70及び上電極膜80を形成した。なお、下電極膜60
の薄肉部60aは、イオンミリング等により容易に形成
することができる。
That is, in the lower electrode film 60 facing the pressure generating chamber 12, the thickness of the lower electrode film 60 other than the portion corresponding to the contact hole 90 a (shown by oblique lines in FIG. 9A) is reduced. A thin portion 60a was formed, on which a piezoelectric film 70 and an upper electrode film 80 were formed. The lower electrode film 60
Can be easily formed by ion milling or the like.

【0078】従って、圧電振動子への電圧印加により、
コンタクトホール90aに対応する部分以外の変形が容
易になり、逆に、コンタクトホール90aに対応する部
分の変形が相対的に小さくなるので、応力の発生が小さ
くなり、クラック、破壊等の虞が小さくなる。また、本
実施形態では、コンタクトホール90a以外の部分の絶
縁体層90を除去することにより、さらに変位量の増大
化を図っている。
Therefore, by applying a voltage to the piezoelectric vibrator,
Deformation of the portion other than the portion corresponding to the contact hole 90a is facilitated, and conversely, the deformation of the portion corresponding to the contact hole 90a is relatively small, so that the generation of stress is reduced and the risk of cracking, breakage, etc. is reduced. Become. In the present embodiment, the amount of displacement is further increased by removing the insulator layer 90 in a portion other than the contact hole 90a.

【0079】なお、本実施形態では、圧力発生室12に
ほぼ対向し且つコンタクトホール90aに対応する部分
以外の下電極膜60の厚さを薄くしたが、弾性板を薄く
して変形を容易にするという趣旨からは、図10に示す
ように、圧力発生室12の周縁部に対向する部分のみに
薄肉部60bを形成してもよい。なお、この場合にも、
コンタクトホール部90a以外の部分の絶縁体層90を
除去することにより、さらに変位量の増大化を図ってい
る。
In the present embodiment, the thickness of the lower electrode film 60 other than the portion substantially facing the pressure generating chamber 12 and corresponding to the contact hole 90a is reduced. However, the elastic plate is thinned to facilitate deformation. For this reason, as shown in FIG. 10, the thin portion 60b may be formed only in the portion facing the peripheral portion of the pressure generating chamber 12. Also in this case,
The displacement amount is further increased by removing the insulator layer 90 other than the contact hole 90a.

【0080】何れにしても、圧電振動子による変形に最
も関係する周縁部近傍を少なくとも薄くすればよい。従
って、圧力発生室12の周縁から若干外側まで薄くする
のが好ましく、隣接する圧力発生室12の薄肉部60b
と連続するようにしてもよい。
In any case, it is sufficient to make at least the vicinity of the peripheral portion most relevant to deformation by the piezoelectric vibrator thin. Therefore, it is preferable to reduce the thickness from the peripheral edge of the pressure generating chamber 12 to a slightly outer side.
May be continued.

【0081】また、下電極膜60ではなく、弾性膜50
に、または弾性膜50及び下電極60の両者に薄肉部を
形成してもよい。勿論、弾性板として、下電極のみを設
け、この下電極に薄肉部を形成してもよい。
Further, instead of the lower electrode film 60, the elastic film 50
Alternatively, a thin portion may be formed on both the elastic film 50 and the lower electrode 60. Of course, only the lower electrode may be provided as the elastic plate, and a thin portion may be formed on the lower electrode.

【0082】(実施の形態5)図11に、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形状を示
す。
(Embodiment 5) FIG. 11 shows the shape of an ink jet recording head according to Embodiment 5 of the present invention.

【0083】本実施形態は、コンタクトホール90aに
対応する部分を、圧電体非能動部とすることにより、コ
ンタクトホール90aに対応する部分を相対的に変形し
難くしたものである。
In the present embodiment, the portion corresponding to the contact hole 90a is a piezoelectric non-active portion, so that the portion corresponding to the contact hole 90a is relatively hard to deform.

【0084】すなわち、少なくともコンタクトホール9
0aに対応する部分の下電極膜60の一部を除去するこ
とにより下電極除去部60aを形成し、この部分を電圧
の印加によって圧電歪みが生じない圧電体非能動部とし
たものである。
That is, at least the contact hole 9
The lower electrode removal portion 60a is formed by removing a part of the lower electrode film 60 corresponding to the portion 0a, and this portion is used as a piezoelectric non-active portion in which piezoelectric distortion does not occur when a voltage is applied.

【0085】この実施形態によれば、電圧の印加により
コンタクトホール90aに対応する部分が圧電歪みを起
こすことが無いので、コンタクトホール90aに対応す
る部分を相対的に変形し難くすることができる。
According to this embodiment, since the portion corresponding to the contact hole 90a does not undergo piezoelectric distortion due to the application of the voltage, the portion corresponding to the contact hole 90a can be relatively hardly deformed.

【0086】また、本実施の形態の如く圧電体非能動部
を形成して、コンタクトホール90aに対応する部分を
相対的に変形し難くする方法としては、図12(a)、
(b)に示すようにコンタクトホール90aに対応する
部分に低誘電体層を形成することにより実現することが
できる。
As a method of forming a piezoelectric inactive portion as in the present embodiment to make it relatively difficult to deform a portion corresponding to the contact hole 90a, FIG.
This can be realized by forming a low dielectric layer in a portion corresponding to the contact hole 90a as shown in FIG.

【0087】すなわち、図12(a)の如くコンタクト
ホール90aに対応する下電極60と圧電体膜70の間
に低誘電体層95aを形成して、低誘電体層形成領域を
圧電体非能動部としたり、図12(b)の如くコンタク
トホール90aに対応する圧電体膜70と上電極90の
間に低誘電体層95bを形成して、低誘電体層形成領域
を圧電体非能動部とすることにより、コンタクトホール
90aに対応する部分を相対的に変形し難くすることが
できる。
That is, a low dielectric layer 95a is formed between the lower electrode 60 corresponding to the contact hole 90a and the piezoelectric film 70 as shown in FIG. 12B, a low dielectric layer 95b is formed between the piezoelectric film 70 corresponding to the contact hole 90a and the upper electrode 90 as shown in FIG. By doing so, the portion corresponding to the contact hole 90a can be relatively hardly deformed.

【0088】(他の実施形態)以上、本発明の一実施形
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) One embodiment of the present invention has been described above, but the basic configuration of the ink jet recording head is not limited to the above.

【0089】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 sealing plate 20 described above, 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.

【0090】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、基板面に
垂直な方向にインクが吐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 for discharging ink in a direction perpendicular to the substrate surface may be formed.

【0091】このように構成した実施形態の分解斜視図
を図13、その流路の断面を図14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. 13 is an exploded perspective view of the embodiment configured as described above, and FIG. 14 is a cross-sectional view of the flow path. In this embodiment, the nozzle openings 11 are drilled in the nozzle substrate 120 opposite to the piezoelectric vibrator, and these nozzle openings 11
A nozzle communication port 22 for communicating the pressure generating chamber 12 with the pressure generating chamber 12 is provided so as to penetrate the sealing plate 20, the common ink chamber forming plate 30, the thin plate 41A, and the ink chamber side plate 40A.

【0092】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。
The present embodiment is different from the first embodiment in that
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.

【0093】ここで、この実施形態においても、実施形
態1と同様に、絶縁体層90のコンタクトホール90a
に対応する部分の圧電体膜70及び上電極膜80に幅狭
部70a及び80aを設けてある。これにより、コンタ
クトホール90aに対応する部分が他の部分と比較して
変形し難くなり、上述した実施形態1と同様な効果を奏
する。勿論、実施形態2〜4の構成を適用してもよい。
Here, also in this embodiment, as in the first embodiment, the contact holes 90a of the insulator layer 90 are formed.
The narrow portions 70a and 80a are provided in the portions of the piezoelectric film 70 and the upper electrode film 80 corresponding to. Thereby, the portion corresponding to the contact hole 90a is less likely to be deformed as compared with the other portions, and the same effect as in the first embodiment described above can be obtained. Of course, the configurations of Embodiments 2 to 4 may be applied.

【0094】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.

【0095】さらに、上述した各実施形態では、弾性板
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-described embodiments, the elastic film is provided separately from the lower electrode film as the elastic plate, but the lower electrode film may also serve as the elastic film.

【0096】また、圧電振動子とリード電極との間に絶
縁体層を設け、コンタクトホール部を形成した例を説明
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 and the contact hole portion is formed has been described. However, the present invention is not limited to this. A configuration in which an anisotropic conductive film is thermally welded to the upper electrode, and the anisotropic conductive film is connected to the lead electrode, or may be connected using various bonding techniques such as wire bonding or the like.

【0097】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.

【0098】また、これらの各実施形態のインクジェッ
ト式記録ヘッドは、インクカートリッジ等のインク供給
手段からのインクが、インク供給路を介して供給される
ようにインクジェット式記録装置に搭載して用いられ
る。図15は、この様なインクジェット式記録装置の一
例を示す概略図である。
The ink jet recording head of each of the embodiments is used by being mounted on an ink jet recording apparatus so that ink from an ink supply means such as an ink cartridge is supplied through an ink supply path. . FIG. 15 is a schematic view showing an example of such an ink jet recording apparatus.

【0099】図15に示すように、インクジェット式記
録ヘッド及びインク供給路としてのインク供給針を備え
た記録ヘッドユニット1A及び1Bは、内部にインクが
充填されたインクカートリッジ2A及び2Bが着脱可能
に構成されている。この記録ヘッドユニット1A及び1
Bはキャリッジ3に搭載され、装置本体4に取り付けら
れたキャリッジ軸5の軸方向に移動自在に構成されてい
る。この記録ヘッドユニット1A及び1Bは、例えばそ
れぞれブラックインク、複数色のカラーインクを吐出す
るものとしている。
As shown in FIG. 15, the recording head units 1A and 1B provided with an ink jet recording head and ink supply needles as ink supply passages are provided with detachable ink cartridges 2A and 2B filled with ink. It is configured. The recording head units 1A and 1
B is mounted on the carriage 3 and is configured to be movable in the axial direction of the carriage shaft 5 attached to the apparatus main body 4. The recording head units 1A and 1B discharge, for example, black ink and a plurality of color inks, respectively.

【0100】そして、駆動モータ6の駆動力が図示しな
い複数の歯車及びタイミングベルト7を介してキャリッ
ジ3に伝達されることで、記録ヘッドユニット1A及び
1Bを搭載したキャリッジ3はキャリッジ軸5に沿って
移動する。一方装置本体4にはキャリッジ軸5に沿って
プラテン8が設けられており、図示しない給紙ローラに
より給紙された紙等の記録媒体である記録シートSがプ
ラテン8に巻き付けられて搬送されるようになってい
る。
The driving force of the driving motor 6 is transmitted to the carriage 3 via a plurality of gears and a timing belt 7 (not shown), so that the carriage 3 on which the recording head units 1A and 1B are mounted moves along the carriage shaft 5. Move. On the other hand, a platen 8 is provided on the apparatus main body 4 along the carriage shaft 5, and a recording sheet S, which is a recording medium such as paper fed by a paper feed roller (not shown), is wound around the platen 8 and conveyed. It has become.

【0101】この様なインクジェット記録装置は、コン
ピュータなどの出力装置のみならず、ファクシミリ、ワ
ープロ等の記録装置部を備えたシステムに広く応用可能
である。
Such an ink jet recording apparatus can be widely applied not only to an output apparatus such as a computer but also to a system having a recording apparatus such as a facsimile or a word processor.

【0102】[0102]

【発明の効果】以上説明したように本発明においては、
圧力発生室に対向する前記圧電振動子の前記コンタクト
ホール部に対応する部分が、他の部分と比較して、電圧
印加により変形し難くなっているので、駆動によるクラ
ック、破壊等の虞がないという効果を奏する。
As described above, in the present invention,
Since the portion corresponding to the contact hole portion of the piezoelectric vibrator facing the pressure generating chamber is less likely to be deformed by voltage application than other portions, there is no danger of cracking, breakage, etc. due to driving. This has the effect.

【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】図1の封止板の変形例を示す図である。FIG. 3 is a view showing a modification of the sealing plate of FIG. 1;

【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の要部を示す平面図であ
る。
FIG. 6 is a plan view showing a main part of the first embodiment of the present invention.

【図7】本発明の実施形態2を説明する要部平面図であ
る。
FIG. 7 is a plan view of a main part for describing Embodiment 2 of the present invention.

【図8】本発明の実施形態3を説明する要部平面図であ
る。
FIG. 8 is a main part plan view for explaining Embodiment 3 of the present invention.

【図9】本発明の実施形態4を説明する要部平面図であ
る。
FIG. 9 is a main part plan view for explaining Embodiment 4 of the present invention.

【図10】本発明の実施形態4を変形例を示す要部平面
図である。
FIG. 10 is a main part plan view showing a modification of the fourth embodiment of the present invention.

【図11】本発明の実施形態5を説明する圧力発生室長
手方向の断面図である。
FIG. 11 is a cross-sectional view in the longitudinal direction of a pressure generating chamber for explaining a fifth embodiment of the present invention.

【図12】本発明の実施形態4の変形例を示す圧力発生
室長手方向の断面図である。
FIG. 12 is a cross-sectional view in a longitudinal direction of a pressure generating chamber showing a modification of the fourth embodiment of the present invention.

【図13】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. 13 is an exploded perspective view of an ink jet recording head according to another embodiment of the present invention.

【図14】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. 14 is a sectional view showing an ink jet recording head according to another embodiment of the present invention.

【図15】本発明の一実施形態に係わるインクジェット
式記録装置の概略図である。
FIG. 15 is a schematic diagram of an ink jet recording apparatus according to an 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 12b 幅狭部 50 弾性膜 60 下電極膜 60a 薄肉部 70 圧電体膜 70a 幅狭部 80 上電極膜 80a 幅狭部 90 絶縁体層 90a コンタクトホール 100 導電体パターン Reference Signs List 10 flow path forming substrate 11 nozzle opening 12 pressure generating chamber 12b narrow part 50 elastic film 60 lower electrode film 60a thin part 70 piezoelectric film 70a narrow part 80 upper electrode film 80a narrow part 90 insulator layer 90a contact hole 100 Conductor pattern

Claims (11)

【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
を構成する弾性板と、該弾性板上に形成された圧電素子
とを備えた圧電振動子を有し、該圧電振動子の圧電体能
動部を前記圧力発生室と対向するよう形成したインクジ
ェット式記録ヘッドにおいて、 前記圧電体能動部は、前記圧力発生室の幅より狭く形成
され、且つ前記圧電素子の上電極の上面に、当該上電極
に電圧を印加するためのリード電極との接続部であるコ
ンタクト部を有し、 前記圧力発生室に対向する前記弾性板の前記コンタクト
部に対応する部分が、他の部分と比較して電圧の印加に
より変形し難くなっ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 piezoelectric vibrator comprising: an elastic plate constituting a part of a pressure generating chamber communicating with a nozzle opening; and a piezoelectric element formed on the elastic plate. In an ink jet recording head having a body active portion formed so as to face the pressure generation chamber, the piezoelectric body active portion is formed to be narrower than the width of the pressure generation chamber, and the piezoelectric active portion is formed on an upper surface of an upper electrode of the piezoelectric element. It has a contact portion which is a connection portion with a lead electrode for applying a voltage to the upper electrode, and a portion corresponding to the contact portion of the elastic plate facing the pressure generating chamber is compared with other portions. An ink jet recording head, which is hardly deformed by application of a voltage.
【請求項2】 請求項1において、前記上電極の上面に
絶縁体層が形成され、該絶縁体層に前記コンタクト部を
形成するための窓であるコンタクトホール部を有するこ
とを特徴とするインクジェット式記録ヘッド。
2. The ink-jet method according to claim 1, wherein an insulator layer is formed on an upper surface of the upper electrode, and the insulator layer has a contact hole portion serving as a window for forming the contact portion. Type recording head.
【請求項3】 請求項1又は2において、前記コンタク
ト部に対応する部分の前記圧電体能動部の幅が、他の領
域と比較して狭いことを特徴とするインクジェット式記
録ヘッド。
3. The ink jet recording head according to claim 1, wherein a width of the piezoelectric active portion at a portion corresponding to the contact portion is narrower than other regions.
【請求項4】 請求項1〜3の何れかにおいて、前記コ
ンタクト部に対応する部分の前記圧力発生室の幅が、他
の部分と比較して狭い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 recording head according to claim 1, wherein a width of the pressure generating chamber at a portion corresponding to the contact portion is narrower than other portions.
【請求項5】 請求項1〜4の何れかにおいて、弾性膜
及び/または下電極からなる前記弾性板の、前記コンタ
クト部に対応する部分の厚さが、他の部分と比較して厚
いことを特徴とするインクジェット式記録ヘッド。
5. The elastic plate comprising an elastic film and / or a lower electrode according to claim 1, wherein a portion of the elastic plate corresponding to the contact portion is thicker than other portions. An ink jet recording head characterized by the following.
【請求項6】 請求項1〜4の何れかにおいて、弾性膜
及び/または下電極からなる前記弾性板の、前記コンタ
クト部に対応する部分の厚さが、前記圧力発生室の外壁
近傍部分の厚さよりも厚い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 a thickness of a portion corresponding to the contact portion of the elastic plate made of an elastic film and / or a lower electrode is a thickness of a portion near an outer wall of the pressure generating chamber. An ink jet recording head characterized by being thicker than the thickness.
【請求項7】 請求項1〜6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。
7. 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:
【請求項8】 請求項1において、前記コンタクト部に
対応する部分が、圧電体非能動部であることを特徴とす
るインクジェット式記録ヘッド。
8. The ink jet recording head according to claim 1, wherein a portion corresponding to the contact portion is a piezoelectric non-active portion.
【請求項9】 請求項8において、前記圧電体非能動部
が、前記コンタクト部に対応する部分の前記圧電素子の
下電極を除去して形成されている特徴とするインクジェ
ット式記録ヘッド。
9. The ink jet recording head according to claim 8, wherein the piezoelectric non-active portion is formed by removing a lower electrode of the piezoelectric element at a portion corresponding to the contact portion.
【請求項10】 請求項8において、前記圧電体非能動
部が、前記コンタクト部に対応する部分の前記圧電素子
の下電極と圧電体層の間、または前記圧電素子の圧電体
層と上電極の間に低誘電体層を介在して形成されている
特徴とするインクジェット式記録ヘッド。
10. The piezoelectric element according to claim 8, wherein the piezoelectric inactive portion is a portion corresponding to the contact portion, between the lower electrode and the piezoelectric layer of the piezoelectric element, or between the piezoelectric layer and the upper electrode of the piezoelectric element. An ink jet recording head characterized by being formed with a low dielectric layer interposed therebetween.
【請求項11】 請求項1〜10の何れかに記載のイン
クジェット式記録ヘッドを具備することを特徴とするイ
ンクジェット式記録装置。
11. An ink jet recording apparatus comprising the ink jet recording head according to claim 1.
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JP2015193222A (en) * 2014-03-18 2015-11-05 ローム株式会社 Piezoelectric film utilization device

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