WO2001060621A1 - Tete d'impression a jet d'encre et procede de fabrication correspondant - Google Patents

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recording head
jet recording
ink jet
ink
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Tsuyoshi Mita
Kazuaki Kurihara
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Fujitsu Limited
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Definitions

  • the present invention relates to an ink jet recording head, and more particularly to an ink jet recording head manufactured by using a thin film forming technique employed in a semiconductor manufacturing process or the like.
  • a printer device equipped with an ink jet recording head using a piezoelectric element has been devised.
  • the ink jet recording head has advantages such as a simple structure, driving with low power consumption, high resolution, easy colorization, and low noise. Therefore, inkjet recording heads are expected to be the mainstream of recording heads in the future.
  • FIG. 1 shows an example of a conventional ink jet recording head.
  • FIG. 1 (A) is a diagram showing a schematic configuration of the individual electrode 102 of the ink jet recording head 100 and its periphery.
  • FIG. 1 (B) shows a schematic configuration of the inkjet recording head 100 as viewed in the direction of arrows A—A in FIG. 1 (A).
  • the ink jet recording head 100 is provided with a large number of nozzles 107 and forms characters, images, etc. with a large number of ink dots, but only two head portions are shown in FIGS. 1 (A) and 1 (B). Is shown.
  • the ink jet recording head 100 includes an ink supply system including an ink chamber 106, a pressure generating system including a piezoelectric element 103 that generates pressure in the ink chamber 106, and an ink chamber 100. It is composed of a nozzle plate 108 having a nozzle 107 for ejecting ink droplets in accordance with the pressure in the nozzle 6.
  • the ink supply system includes a common ink path 113 supplying ink from an ink tank (not shown) and an ink supply path 112 connecting the common ink path 113 to each ink chamber 106. It is configured.
  • the pressure generating system includes a vibrating plate 104 that forms a wall on one side of the ink chamber 106, a piezoelectric element 103 disposed on and in contact with the vibrating plate 104, and a piezoelectric element 103 that is in contact with the piezoelectric element 103. Placed And individual electrodes 102 and the like.
  • the vibration plate 104 is formed of a conductive material such as Cr or Ni—Cr, and also serves as a common electrode, and is arranged so as to collectively cover the plurality of ink chambers 106.
  • the vibrating plate 104 is firmly joined to the peripheral wall of each ink chamber 106, vibrates for each ink chamber 106, and has no effect on the adjacent ink chamber 106. It is vibration-proof so that it does not come out.
  • the piezoelectric elements 103 and the individual electrodes 102 are provided individually corresponding to the respective ink chambers 106.
  • the piezoelectric element 103 receives the supply of electric charge between the individual electrode 102 and the diaphragm 104 (common electrode)
  • the piezoelectric element 103 is displaced in accordance with the amount of the electric charge.
  • the diaphragm 104 is bent to generate pressure in the ink chamber 106, and ink is ejected from the nozzle 107 to perform printing such as printing on a printing medium.
  • the electric charge to each piezoelectric element 103 is supplied by a driving signal 114 from the printer body (not shown) through each individual electrode 102 and diaphragm 104.
  • the nozzle 107 is located at a position facing the diaphragm 104 with the ink chamber 106 interposed therebetween.
  • ink jet recording head 100 the individual electrodes 102, the diaphragm 104, the piezoelectric element 103, and the like need to be formed into a very thin film using a metal or a piezoelectric material. .
  • ink jet recording heads have recently been manufactured using thin film forming techniques such as sputtering and etching, which are employed in the semiconductor manufacturing field.
  • FIG. 1 (C) shows a schematic configuration of the ink jet recording head 100 viewed in the direction of the arrow BB in FIG. 1 (B).
  • the inkjet recording head 100 is manufactured by, for example, laminating a plurality of layers (films) on a magnesium oxide (MgO) substrate 101. Each of these layers is sequentially laminated while being processed into a required shape, and the final form is an ink jet recording head 100.
  • reference numeral 101 denotes a substrate, which is removed by an etching method in the final manufacturing process, but a part of the substrate is left to reinforce the ink jet recording head 100. May be The substrate 101 which is left even in the ink jet recording head 100 shown in FIG. 1 is shown.
  • a metal thin film can be formed on the substrate 101 at a time by, for example, a sputtering method.
  • a layer having a desired pattern can be formed at a time.
  • an ink jet recording head 100 can be efficiently manufactured by performing a collective processing by a single etching process after laminating all the layers. .
  • the individual electrodes 102 and the piezoelectric elements 103 need to have substantially the same shape. Therefore, from the viewpoint of manufacturing efficiency, after the individual electrode forming layer and the piezoelectric element forming layer are successively formed, the etching is performed so that the individual electrode 102 and the piezoelectric element 103 are simultaneously formed.
  • the piezoelectric element 103 arranged to bend the diaphragm 104 is connected to the individual electrode lead-out part 1. It will be under 0 2 A. Therefore, when the drive signal 114 is supplied to the piezoelectric element 103, the piezoelectric element 103 is displaced to the piezoelectric element 103 below the drawer 102A that does not need to be displaced. When the unnecessary portion of the piezoelectric element 103 is displaced in this way, for example, the ink supply path 112 is deformed, which adversely affects the particle formation characteristics of the ink ejected from the nozzle 117.
  • the individual electrode lead-out portion 102A is extremely thin, for example, formed to a thickness of about 0.2 / zm and is thin, so that there is a risk of heat generation or disconnection, and there is no problem in terms of reliability. Was.
  • a main object of the present invention is to provide an ink jet recording head having an individual electrode lead-out portion having a cross section capable of supplying electricity smoothly, in which a piezoelectric element does not exist in unnecessary portions, and a manufacturing method thereof. Is to provide a way. Disclosure of the invention
  • An individual electrode including an individual electrode main body formed at a position corresponding to the ink chamber and an individual electrode lead portion for supplying electricity, a piezoelectric element formed in contact with the individual electrode, An ink jet recording head having a diaphragm formed in contact with the piezoelectric element,
  • the individual electrode lead-out portion is connected from a position shifted from a surface including an electrode surface of the individual electrode body,
  • the piezoelectric element is achieved by an ink jet recording head formed in a shape corresponding to the individual electrode body.
  • the piezoelectric element exists in a portion corresponding to the individual electrode main body, and does not exist in the individual electrode lead portion. Therefore, since the piezoelectric element is present in an unnecessary portion and displaced, the particleization characteristics are not deteriorated, and the unnecessary piezoelectric element does not include capacitance, so that the printing characteristics of the ink jet recording head are eliminated. This improves the ink jet recording head, which can reduce driving costs.
  • the individual electrode lead-out portion is located at a position deviated from the individual electrode body in the manufacturing process and can be formed separately, so that a sufficient cross-sectional area can be provided as an electric supply path. Therefore, there is no risk of heat generation, disconnection, and the like of the individual electrode lead-out portion, and the ink jet recording head has improved reliability.
  • the individual electrode lead-out portion is an ink jet recording head, which is in contact with and faces the electrode surface of the individual electrode body.
  • a printer equipped with the above-mentioned ink jet recording head is a reliable device having improved printing characteristics and reduced driving power.
  • a method for manufacturing an ink jet recording head comprising the steps of sequentially forming an individual electrode layer and a piezoelectric element layer on a substrate using a thin film forming technique, and then simultaneously patterning the individual electrode layer and the piezoelectric element layer.
  • Head manufacturing method Is also achieved by
  • the conductive material serving as the individual electrode bow I projecting portion is refilled in the groove before the individual electrode layer is formed on the substrate. Therefore, by forming a groove so that the cross section of the individual electrode lead-out portion can supply sufficient electricity, the ink jet recording head after the end of the manufacturing process has a desired individual electrode made of a conductive material. A drawer can be formed.
  • the individual electrode layer and the piezoelectric element layer are simultaneously patterned, efficient processing is performed as in the conventional case.
  • the patterning step here is performed by the individual electrode (individual electrode body) formed at a position corresponding to the ink chamber. And a piezoelectric element.
  • an ink jet recording head in which a piezoelectric element does not exist below an individual electrode lead-out portion can be easily implemented by adding a simple change to a conventional thin film forming technique.
  • the groove is formed to a position overlapping with the individual electrode body formed in the step of patterning the individual electrode layer. If an ink jet recording head is manufactured by replenishing a conductive material in advance in the groove formed in this way, the individual electrode lead-out portion comes into surface contact with the electrode surface of the individual electrode main body, thereby increasing reliability. Thus, an ink jet recording head having an improved ink jet recording head can be manufactured.
  • the individual electrode of the present invention is composed of the individual electrode main body and the individual electrode lead portion.
  • the individual electrode lead portion is formed of a conductive material complementary to the groove provided on the substrate.
  • the individual electrode body is formed by processing an individual electrode layer formed on a substrate. Therefore, the height position at which the individual electrode body and the individual electrode lead-out portion are formed is shifted.
  • the state in which the individual electrode lead-out portion makes surface contact with the electrode surface of the individual electrode main body refers to a state in which a part of the electrode surface of the individual electrode main body and the distal end side of the linear individual electrode lead-out portion overlap.
  • the connection state by such surface contact and the state in which the individual electrode lead-out portion does not extend to the state in which the individual electrode lead portion comes into surface contact with the electrode surface of the individual electrode body are merely line contact. It is said that the individual electrode lead-out portion is connected at a position deviated from the surface including the electrode surface of the individual electrode main body, including the state in which the individual electrodes are connected.
  • the reduction rate of the capacitance by the ink jet recording head of the present invention can be obtained by the following equation.
  • Capacitance reduction rate (%) (Area of individual electrode lead-out part) * 100Z (Area of piezoelectric element including individual electrode lead-out part)
  • FIG. 1 shows an example of a conventional ink jet recording head
  • FIG. 1 (A) is a diagram showing a schematic configuration of an individual electrode of an ink jet recording head and the periphery thereof
  • FIG. 1 (B) is a diagram of FIG. 1 (A).
  • FIG. 1C is a diagram showing a schematic configuration of an ink jet recording head viewed in the direction of arrow A
  • FIG. 1C is a schematic view of an ink jet recording head viewed in the direction of arrow B—B in FIG. 1B.
  • FIG. 1 shows an example of a conventional ink jet recording head
  • FIG. 1 (A) is a diagram showing a schematic configuration of an individual electrode of an ink jet recording head and the periphery thereof
  • FIG. 1 (B) is a diagram of FIG. 1 (A).
  • FIG. 1C is a diagram showing a schematic configuration of an ink jet recording head viewed in the direction of arrow A
  • FIG. 1C is a schematic view of an ink jet recording
  • FIG. 2 is a view showing step by step the manufacturing process of the ink ejection energy generating section of the ink jet recording head according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a view showing a state in which an ink ejection energy generating section and an ink ejecting section of the ink jet recording head of the first embodiment are joined.
  • FIG. 4A is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the ink jet recording head of the first embodiment
  • FIG. 4B is a view of the ink jet recording head of FIG. 4A as viewed from below. .
  • FIG. 5 is a perspective view showing the overall configuration of the ink jet recording head of the first embodiment.
  • FIG. 6 is a view for explaining the positional relationship between the individual electrode bow I protruding portion of the ink jet recording head of the second embodiment and the individual electrode main body.
  • FIG. 7 is a perspective view showing the overall configuration of the ink jet recording head of the second embodiment.
  • FIG. 8 is a schematic side view of a printer equipped with the ink jet recording head of the first embodiment.
  • FIG. 2 and FIG. 3 show respective manufacturing steps of an ink jet recording head manufactured by using a thin film forming technique.
  • the ink jet recording head 10 of this embodiment includes an ink ejection energy generation unit 1 OA including a piezoelectric element 21 as a half for generating ink ejection energy, and a nozzle 41. And the like, and an ink ejection unit 10B side as a half body for ejecting ink as ink droplets to the outside.
  • the piezoelectric element 21 and the individual electrode 22 are thin films formed in the ink discharge energy generating section 10A.
  • the manufacturing process of the ink ejection energy generating unit 1OA will be described step by step with reference to FIG.
  • a dry film resist (DF) 12 is laminated on the substrate 11.
  • the substrate 11 for example, magnesium oxide (MgO) can be used.
  • a mask 13 for forming an electrode pattern to be an individual electrode lead-out portion is placed on the dry film resist 12 for exposure.
  • the width of the mask 13 here corresponds to the width of the individual electrode lead portion formed later.
  • the mask 13 is deleted after the development processing. Since the dry film resist 12 under the mask 13 has been removed by development, a notch 12 A is formed, and the MgO substrate 11 is exposed in this portion.
  • the notch 12 A portion of the MgO substrate 11 is etched by ion milling to form a groove 11 A.
  • An extraction electrode is formed later based on the groove 11A. Therefore, the depth of the ion milling here corresponds to the depth of the electrode of the individual electrode lead-out portion.
  • the ion milling in this case can be performed using, for example, argon (Ar) gas.
  • the dry film resist 12 is peeled off.
  • the groove 11A is formed on the surface of the substrate 11 with a predetermined width and a predetermined depth. The width and depth define the cross section of the individual electrode lead-out part.
  • an electrode layer 14 of, for example, platinum (Pt) is formed on the entire surface of the MgO substrate 11 by using a sputtering method.
  • the electrode layer 14 is for forming an individual electrode lead-out portion, and Pt is complemented in the groove 11A.
  • Electrode layer 14 In addition to gold, for example, gold (A u) can be used.
  • the individual electrode lead-out portion 15 can be formed separately from the individual electrode main body 22.
  • the ink ejection energy generating portion 1OA of the ink jet recording head is formed through a process similar to the conventional one.
  • Pt is again formed on the MgO substrate 11 by sputtering to form an individual electrode formation layer 16.
  • a piezoelectric element forming layer 17 is laminated by sputtering over the entire surface of the individual electrode forming layer 16 of the MgO substrate 11.
  • a piezoelectric material such as PZT (Lead Zirconate Titanate) can be used.
  • a dry film resist 18 is laminated on the upper surface of the piezoelectric element forming layer 17.
  • a mask 19 having a pattern for forming a piezoelectric element and an individual electrode (hereinafter, these are sometimes referred to as an energy generating element?) Is placed on the dry film resist 18.
  • the pattern MP included in the mask 19 has an arrangement in which energy generating elements are formed at positions corresponding to the respective ink chambers.
  • the pattern MP in this case does not need to form a lead portion on the individual electrode side, and thus the pattern MP is formed in a shape corresponding to the individual electrode body.
  • FIG. 2 (L) the pattern MP of the mask 19 is developed.
  • the dry film resist 18 at the position corresponding to the energy generating element remains, and in other portions, the dry film resist 18 is removed and the piezoelectric element forming layer 17 is exposed.
  • FIG. 2 (M) as in FIG. 2 (D), portions other than the energy generating element where the dry film resist 18 is formed are etched by the ion milling method. By this ion milling treatment, the energy generating element 20 remains below the dry film resist 18 and the MgO substrate 11 is exposed to the other parts. The individual electrode lead-out portion 15 is also exposed so as to form a part of the surface of the MgO substrate 11.
  • FIG. 2 (M) portions other than the energy generating element where the dry film resist 18 is formed are etched by the ion milling method.
  • the energy generating element 20 remains below the dry film resist 18 and the MgO substrate 11 is exposed to the other parts.
  • the individual electrode lead-out portion 15 is also exposed so as to form a
  • the dry film resist 18 is peeled off.
  • An energy generating element 20 composed of an individual piezoelectric element 21 and an individual electrode body 22 is formed at a predetermined position on the MgO substrate 11, and the individual electrode lead-out portion 15 includes the electrode surface of the individual electrode body They are connected at positions off the plane. As described above, the position of the individual electrode lead-out portion 15 can be adjusted by the groove 11A formed in the MgO substrate 11. In this embodiment, the individual electrode main body 22 and the individual electrode lead-out portion 15 are in a state of slight contact.
  • a light-sensitive liquid polyimide 25 is applied along the surface of the MgO substrate 11 on which the energy generating elements 20 are formed.
  • FIG. 2 (P) exposure is performed by placing a mask 26 corresponding to the pattern of the energy generating element 20 on the photosensitive liquid polyimide 25.
  • the exposed photosensitive liquid polyimide 25 is developed based on the mask 26 pattern, and the unexposed portion (the upper surface portion of the energy generating element 20) is removed.
  • chromium (Cr) is formed on the entire surface of the MgO substrate 11 (on the side on which the energy generating element 20 is formed) by a sputtering method to form a diaphragm layer 27.
  • a half of the ink jet recording head 10 that generates ink ejection energy that is, a basic skeleton on the side of the ink ejection energy generating unit 10A is formed.
  • the diaphragm 27 may be a conductive thin film that also serves as a common electrode, and may be formed using Ni—Cr or the like.
  • FIG. 3 is a diagram showing a state in which the ink ejection energy generation unit 1OA and the ink ejection unit 10B are joined.
  • One layer (0 first layer) of dry phenolic resist 31 is formed on the surface of the Cr diaphragm 27 (the surface opposite to the energy generating element 20 side), and the pressure chamber 35 is scheduled. The pattern of the space and the space in which the common ink path 36 is planned is exposed.
  • a dry film resist 32 is formed as a single layer (DF second layer), and the ink supply path 37, the pressure chamber 35, and the common ink path 36 are to be formed. -Expose the mask.
  • a dry film resist 33 is formed as one layer (third layer of DF), and a pattern in a space in which the pressure chamber 35 and the common ink path 36 are to be formed is exposed.
  • the ink ejection energy generating unit is 1 OA.
  • a dry film resist is laminated on a stainless steel nozzle plate provided with a nozzle hole. Next, the patterns of the ink conduction path 38 and the common ink path 36 are exposed. Develop innolem resist Resist 34 is developed to remove unnecessary portions, and ink conduction path 38 and common ink path 36 are formed on nozzle plate 40 to form ink discharge section 1 OB.
  • the ink discharge energy generating section 1OA and the ink discharge section 1OB which have been joined as described above, are joined.
  • the dry film resists 31 and 34 are hardened to integrate the MgO substrate 11 and the noble plate 40 into one.
  • a resist 45 is applied to the surface of the MgO substrate 11, and the MgO substrate 11 is patterned into a required shape and exposed.
  • the patterning here exposes the surface of the individual electrode body 22 of the energy generating element 20 so that the individual piezoelectric element 21 is displaced when receiving the supply of electric charge, and the diaphragm 27 can be bent. Is performed to remove the MgO substrate 11. In order to reinforce the strength of the ink jet recording head 10 after completion, exposure may be performed so as to leave a part of the ink jet recording head 10 for the purpose. Removing the M g O substrate 1 1-B on the energy generating elements 2 0 in the present embodiment, pattern one as M g O substrate 1 1-A at the position corresponding to the individual electrode pull-out unit 1 5 is left It is Jung.
  • FIG. 4A is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the ink jet recording head 10.
  • the photosensitive polyimide layer 25 is formed in a portion where a piezoelectric element which is not necessary in the past exists. Therefore, the floating capacitance can be reduced as compared with the conventional ink jet recording head.
  • Capacitance reduction rate (%) (Area of individual electrode lead-out part) * 100Z
  • the area of the individual electrode lead-out portion 15 can be larger than in the past, so that the power supply state And the reliability of the inkjet recording head 10 is improved.
  • FIG. 5 is a perspective view of the entire configuration, showing a part of the above-mentioned ink jet recording head 10 in a cross section.
  • the vibration plate 27 bends and deforms due to the displacement based on the piezoelectric element 21 as shown in FIG.
  • the ink in the chamber 35 can be ejected toward the recording medium surface via the ink conduction path 38 and the nozzle 41.
  • the piezoelectric element 21 is not present in an unnecessary portion such as above the ink supply path 37, the ink droplets can be ejected by improving the ink particle formation characteristics.
  • FIGS. 6 and 7 show the ink jet recording head 50 of the second embodiment.
  • the same parts as those of the ink jet recording head 10 of the first embodiment are denoted by the same reference numerals.
  • the linear individual electrode lead-out part 15 is used in order to further secure the joining state between the individual electrode main body 22 and the individual electrode lead-out part 15.
  • An example is shown in which the positional relationship is such that the surface of the individual electrode body 22 and the surface of the individual electrode body 22 are in surface contact.
  • the ink jet recording head 50 of the second embodiment can be manufactured similarly to the ink jet recording head 10 of the first embodiment.
  • M g O3 ⁇ 4K When defining the cutout 12 A for forming the individual electrode lead-out portion 15 in 11, the design is made so as to overlap with the formation position of the individual electrode main body 22. Notch like this 1
  • the remaining portion 11 1—A side of the MgO substrate is further extended so that the individual electrode lead-out portion 15 extends and corresponds to the portion 15 A, and the remaining additional portion 1 1 — A— a will be patterned to form a.
  • the piezoelectric element 21 existing near and above the ink supply path 37 is further moved away from the ink supply path 37, so that the effect of displacement can be further reduced.
  • the fact that the upper surface of 37 does not deform means that ink is supplied stably from the ink common path 36 to the pressure chamber 35, and that a stable flying state of the ink is ensured.
  • the graining characteristics are improved.
  • the piezoelectric element formation layer 17 having excellent single crystal withstand voltage can be formed. Can be formed.
  • the same steps as in the first embodiment can be performed. The same steps are performed until the individual electrode formation layer 16 is formed on the MgO substrate 11 by the sputtering method in FIG. Thereafter, the piezoelectric element forming layer 17 is epitaxially grown from a single crystal to a predetermined thickness (for example, 3 / zm). If the subsequent steps are performed in the same manner as in FIG. 2 (J) and subsequent figures of the first embodiment, an ink jet recording head having a piezoelectric element having excellent withstand voltage can be manufactured.
  • a silicon (Si) single crystal substrate can be used instead of the MgO substrate.
  • the steps shown in FIG. 2 can be similarly performed to manufacture an ink jet recording head.
  • Si as the substrate
  • an ink jet recording head with reduced cost can be manufactured.
  • the characteristics of the piezoelectric element 21 can be improved more than by adding a process of providing a buffer layer (such as an oxide film) for preventing diffusion between the individual electrode forming layer 16 and the Si substrate during the manufacturing process. it can.
  • the ink jet recording head shown in the first and second embodiments is used by being mounted on a printing apparatus.
  • FIG. 8 is a schematic side view of a printer 200 equipped with the ink jet recording head 10 of the first embodiment as an example.
  • the printing apparatus 200 includes a main unit, a unit 210 and a control unit 220, and also includes an ink cartridge 240 and a backup unit 230. Since the inkjet recording head 100 has various effects as described above, the printer device 200 can be provided as a printer device with improved printing characteristics and reduced driving cost. .
  • the piezoelectric element exists in a portion corresponding to the individual electrode main body, and does not exist in the individual electrode lead portion. Therefore, since the piezoelectric element is present in an unnecessary portion and displaced, the particleization characteristics are not deteriorated, and the capacitance for the unnecessary piezoelectric element is not included, so that the printing characteristics are improved. Therefore, the cost during driving can be reduced.
  • the individual electrode lead-out portion of the ink jet recording head is located at a position deviated from the individual electrode body during the manufacturing process and can be formed separately, so that it has a sufficient cross-sectional area as an electric supply path. it can. Therefore, there is no danger of heat generation or disconnection of the individual electrode lead-out portion, and the reliability of the ink jet recording head is improved.
  • the conductive material serving as the individual electrode lead portion is refilled in the groove before the individual electrode layer is formed on the substrate. Therefore, a desired individual electrode lead-out portion can be formed by forming a groove so that the individual electrode lead-out portion secures a cross section sufficient to supply sufficient electricity.
  • the individual electrode layer and the piezoelectric element layer are simultaneously patterned, so that efficient processing can be performed.
  • the manufacturing method of the present invention can be easily implemented by adding a simple change to a conventional thin film forming technique. Therefore, the equipment to be used can be used as it is, and the equipment cost does not increase.

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Description

明細書 インクジエツト記録へッド及びその製造方法 技術分野
本発明はインクジエツト記録へッドに係り、 特に半導体製造工程等で採用され ている薄膜形成技術を用いて製造されるインクジエツト記録へッドに関する。 近年、 圧電素子を利用したインクジエツト記録へッドを搭載したプリンタ装置 が案出されてきている。 インクジエツト記録へッドは構造が簡単であると共に、 少ない消費電力で駆動でき、 解像度が高く、 カラー化が容易であり、 しかも騒音 が少ない等の利点を有している。 よって、 インクジェット記録ヘッドは今後の記 録へッドの主流として期待されている。
^ n景. 技術
従来のィンクジェット記録へッドの一例を図 1に示す。 図 1 (A) はィンクジ ェット記録へッド 1 0 0の個別電極 1 0 2とその周辺の概要構成を示す図である。 図 1 (B ) には図 1 (A) の A— A矢視方向で見たインクジェット記録ヘッド 1 0 0の概要構成が示される。 なお、 通常、 インクジェット記録ヘッド 1 0 0は多 数のノズル 1 0 7を備え、多数のインクドットにより文字、画像等を形成するが、 図 1 (A)、 (B ) では 2つのヘッド部分のみを示している。
インクジエツト記録へッド 1 0 0は、 インク室 1 0 6を含むインク供給系と、 インク室 1 0 6内に圧力を発生させる圧電素子 1 0 3を含む圧力発生系と、 イン ク室 1 0 6内の圧力に応じてインク滴を噴射するノズル 1 0 7を有するノズル板 1 0 8等で構成されている。
インク供給系は、 図示せぬインクタンクからインクを供給する共通インク路 1 1 3及びこの共通インク路 1 1 3から各インク室 1 0 6への接続を行うインク供 給路 1 1 2等で構成されている。
圧力発生系は、 インク室 1 0 6の一辺の壁を成す振動板 1 0 4と、 その上に接 して配置された圧電素子 1 0 3と、 さらに圧電素子 1 0 3の上に接して配置され た個別電極 1 0 2等から構成されている。 振動板 1 0 4は C r或いは N i — C r 等の導電性材料により形成されて共通電極も兼ねており、 複数のインク室 1 0 6 を一括して覆うように配置されている。 し力 し、 振動板 1 0 4は各インク室 1 0 6の周壁部と強固に接合されており、 各インク室 1 0 6毎に振動し、 隣接するィ ンク室 1 0 6には影響が出ないように防振されている。
圧電素子 1 0 3と個別電極 1 0 2は各インク室 1 0 6に対応して個別に設けら れている。 圧電素子 1 0 3は、 個別電極 1 0 2と振動板 1 0 4 (共通電極） の間 で電荷の供給を受けるとその電荷量に応じて変位する。 この変位を利用して振動 板 1 0 4を撓ませてインク室 1 0 6内に圧力を生じさせ、 ノズル 1 0 7力 らイン クを噴射して記録媒体上に印字等の記録を行う。 このときの各圧電素子 1 0 3へ の電荷は、 プリンタ装置本体 （図示せず） 力 らの駆動信号 1 1 4を各個別電極 1 0 2及び振動板 1 0 4を介して個別に供給される。
なお、 ィンクジェッ ト記録へッド 1 0 0ではノズル 1 0 7は、 インク室 1 0 6 を間にして振動板 1 0 4に対向した位置にある。
上記ィンクジェット記録へッド 1 0 0で、 個別電極 1 0 2、 振動板 1 0 4、 圧 電素子 1 0 3等は金属或いは圧電材料を用いて極めて薄い膜状に形成することが 必要である。 そのために、 近年、 半導体製造分野で採用されいるスパッタリング 法やエッチング法等の薄膜形成技術を用いて、 インクジエツト記録へッドを製造 するようになっている。
インクジエツト記録へッド 1 0 0の層構成が示された図 1 ( C ) を参照して、 その製造工程例を簡単に説明する。 図 1 ( C ) は、 図 1 ( B ) の B— B矢視方向 で見たインクジエツト記録へッド 1 0 0の概要構成を示している。
インクジェット記録へッド 1 0 0は、 例えば酸化マグネシゥム （M g O) 基板 1 0 1上に複数の層 （膜） を積層して製造される。 これらの各層は必要な形状に 加工されながら順次積層され、 最終的な形態としてィンクジェット記録へッド 1 0 0とされる。 なお、 図 1において、参照番号 1 0 1で示されるのは基板であり、 最終製造工程でエッチング法により除去されるがインクジエツト記録へッド 1 0 0の補強等のためにその一部が残されることがある。 図 1に示したインクジエツ ト記録へッド 1 0 0でも残存させた基板 1 0 1が示されている。 上記ィンクジェット記録へッド 1 0 0の製造の際に薄膜形成技術を用いると、 例えばスパッタ法により基板 1 0 1上に一括して金属薄膜を形成でき、 またレジ スト処理した後にエッチング等の処理を行えは 望のパターンを有した層を一括 して形成することもできる。 さらに、同一の形状に加工する複数の層については、 全てを積層した後に、 一度のエッチング処理で一括加工を行うことで効率的にィ ンクジェット記録へッド 1 0 0を製造することができる。
図 1 (C) に示されるィンクジェット記録へッド 1 0 0では、 個別電極 1 0 2 と圧電素子 1 0 3を略同一形状とする必要がある。 そこで、 製造効率の点から個 別電極形成層及び圧電素子形成層を続けて成膜した後に、 個別電極 1 0 2及び圧 電素子 1 0 3が同時に形成されるようにエッチングされる。
ところが、 上記のように薄膜形成技術を用いてインクジエツト記録へッド 1 0 0を製造すると、 振動板 1 0 4を撓ませるために配設される圧電素子 1 0 3が個 別電極引出し部 1 0 2 Aの下にも存在することになる。 そのため、 駆動信号 1 1 4が圧電素子 1 0 3へ供給されると変位する必要のない引出し部 1 0 2 Aの下の 圧電素子 1 0 3まで変位することになる。 このように不要部分の圧電素子 1 0 3 が変位すると、 例えばインク供給路 1 1 2を変形させてノズル 1 1 7から噴出さ れるインクの粒子化特性に悪影響を及ぼすことになる。 また、 この不要部分の圧 電素子 1 0 3を駆動させるための静電容量を含むことになるのでドライバの低コ スト化を図ることが困難となる。 さらに、 上記個別電極引出し部 1 0 2 Aは、 極 めて薄く、 例えば 0 . 2 /z m程度に形成され且つ細いために、 発熱や断線等の虞 がありその信頼性の面から問題もあった。
従って、 本発明の主な目的は、 不要な部分には圧電素子が存在せず、 また円滑 な電気供給が可能な横断面を有する個別電極引出し部を備えたィンクジェット記 録へッド及びその製造方法を提供することである。 発明の開示
上記の目的は、
インク室に対応する位置に形成された個別電極本体と電気供給のための個別電 極引出し部とを備えた個別電極と、 該個別電極に接して形成された圧電素子と、 該圧電素子に接して形成された振動板とを有するィンクジヱット記録へッドであ つて、
前記個別電極引出し部は前記個別電極本体の電極面を含む面からずれた位置か ら接続され、
前記圧電素子は前記個別電極本体に対応した形状に形成されている、 インクジエツト記録へッドにより達成される。
本発明によれば、 圧電素子は個別電極本体に対応した部分に存在し、 個別電極 引出し部には存在しない。 よって、 圧電素子が不要部分に存在して変位するため に粒子化特性が悪化したり、 また不要な圧電素子のために静電容量を含むという ことがなくなるので、 ィンクジェット記録へッドの印刷特性が向上し、 駆動時の コスト低減が図られるインクジエツト記録へッドとなる。
さらに、 上記個別電極引出し部は、 その製造工程において個別電極本体からは ずれた位置にあり、 別途に形成できるので電気供給路として十分な横断面積を持 たせることができる。 よって、個別電極引出し部の発熱、断線等の虞がなくなり、 信頼性が向上するインクジエツト記録へッドとなる。
そして、 前記個別電極引出し部は、 前記個別電極本体の電極面に面 して接 合さている、 インクジエツト記録へッドとされていることが好ましレ、。
このような構成であれば、 個別電極本体の電極面に対し個別電極引出し部が面 接触で接合しているので、 両者の接続状態がより強固なものとなりインクジエツ ト記録へッドへの信頼性がより向上する。
上記インクジエツト記録へッドを搭載したプリンタ装置は印刷特性が向上する と共に駆動電力を軽減した信頼性のある装置となる。
さらに、 上記目的は、
薄膜形成技術を用いて基板上に、 個別電極層、 圧電素子層を順次形成した後、 該個別電極層及び圧電素子層を同時にパターン化する工程を含む、 インクジエツ ト記録へッドの製造方法であって、
前記個別電極層を前記基板上に形成する前に、 該基板に個別電極引出し部を形 成するための溝を形成し、 さらに該溝内に導電性材料を捕充する工程を含む、 インクジエツト記録へッドの製造方法、 によっても達成される。
この発明によれば、 個別電極弓 I出し部となる導電性材料は、 個別電極層が基板 上に形成される前に溝内に補充されている。 よって、 個別電極引出し部が十分な 電気供給を行える の横断面を確保するように溝を形成しておくことで、 製造 工程終了後のィンクジェット記録へッドには導電性材料により所望の個別電極引 出し部が形成できる。
さらに、 この製造工程では個別電極層及び圧電素子層は同時にパターン化する ので従来と同様に効率的な加工が行われる。 し力 し、 本発明の製造法においては 個別電極引出し部の形成を考慮する必要がないので、 ここでのパターン化の工程 はインク室に対応する位置に形成される個別電極 （個別電極本体） 及び圧電素子 となる。
本発明によれば、 個別電極引出し部の下に圧電素子が存在しないィンクジェッ ト記録へッドを従来の薄膜形成技術に簡易な変更を加えて容易に実施することが できる。
また、 上記インクジェット記録ヘッドの製造法において、
前記溝は、 前記個別電極層をパターン化する工程により形成される個別電極本 体と重なる位置まで形成されている構成とすることが好ましい。 このように形成 された溝に、予め導電性材料を補充してインクジエツト記録へッドを製造すると、 個別電極引出し部が個別電極本体の電極面と面接触するようになるので、 より信 頼性が向上したィンクジェット記録へッドを製造することができる。
上述したように本発明の個別電極は、 個別電極本体及び個別電極引出し部で構 成されるが、 個別電極引出し部は基板に設けた溝に補完した導電性の材料により 形成される。 また、 個別電極本体は基板上に形成した個別電極層を加工して形成 される。 よって、 個別電極本体と個別電極引出し部とが形成される高さ位置はず れている。
なお、 個別電極引出し部が個別電極本体の電極面と面接触する状態とは、 個別 電極本体の電極面の一部と線状の個別電極引出し部の先端側が重なり合う状態で ある。 本明細書では、 このような面接触による接続状態、 及び個別電極引出し部 が個別電極本体の電極面と面接触する状態までは延びておらず単に互レ、が線接触 している状態も含めて、 個別電極引出し部が個別電極本体の電極面を含む面から ずれた位置で接続されていると称している。
また、 本発明のインクジエツト記録へッドによる静電容量の低減率は次式によ り求めることができる。
静電容量低減率 （％) = (個別電極引出し部の面積） * 100Z (個別電極引出し 部を含む圧電素子の面積） 図面の簡単な説明
図 1は従来のインクジェット記録ヘッドの一例を示し、 図 1 (A) はインクジ エツト記録ヘッドの個別電極とその周辺の概要構成を示す図、 図 1 (B ) は図 1 (A) の A— A矢視方向で見たインクジエツト記録へッ ドの概要構成を示す図、 図 1 ( C) は図 1 (B ) の B— B矢視方向で見たインクジェット記録ヘッドの概 要構成を示した図である。
図 2は第 1実施例に係るィンクジェット記録へッドのィンク吐出エネルギ発生 部の製造工程を順を追って示した図である。
図 3は第 1実施例のィンクジェット記録へッドのィンク吐出エネルギ発生部と インク吐出部とを接合するようすを示す図である。
図 4 (A) は第 1実施例のィンクジェット記録へッドの概要構成を示す横断面 図、 図 4 (B ) は図 4 (A) のインクジェット記録ヘッドを下側から見た図であ る。
図 5は第 1実施例のィンクジェット記録へッドの全体構成を示す斜視図である。 図 6は第 2実施例のィンクジェット記録へッドの個別電極弓 I出し部と個別電極 本体の位置関係を説明する図である。
図 7は第 2実施例のィンクジヱット記録へッドの全体構成を示す斜視図である。 図 8は第 1実施例のィンクジェット記録へッドを搭載してたプリンタ装置の概 要側面図である。
発明の実施をするための最良の形態
以下図面に基づいて本発明のインクジエツト記録へッドの製造方法を説明する。 (第 1実施例） 図 2及び図 3は薄膜形成技術を用いて製造されるインクジエツト記録へッドの 各製造工程を示している。
本実施例のインクジエツト記録へッド 1 0は、 図 3に示されるように圧電素子 2 1を含みインクの噴射エネルギを発生させる半体としてのインク吐出エネルギ 発生部 1 O A側と、 ノズル 4 1等を含みインクをインク滴にして外部に噴射させ る半体としてのインク吐出部 1 0 B側とから構成されている。
圧電素子 2 1、 個別電極 2 2は上記ィンク吐出エネルギ発生部 1 0 A内に形成 される薄膜である。 図 2に基づきインク吐出エネルギ発生部 1 O Aの製造工程に ついて順を追って説明する。
図 2 (A) では、 基板上 1 1にドライフィルムレジスト （D F ) 1 2をラミネ —トする。 基板 1 1として、 例えば酸化マグネシウム （M g O) を用いることが できる。
図 2 ( B ) では、 後に個別電極引出し部となる電極パターンを形成するための マスク 1 3をドライフィルムレジスト 1 2上に載せて露光を行う。 ここでのマス ク 1 3の幅が、 後に形成される個別電極引出し部の幅に対応することになる。 図 2 (C) では、 現像処理を行った後に、 マスク 1 3を削除する。 マスク 1 3 下のドライフィルムレジスト 1 2は現像により取り除かれているので、 切欠き 1 2 Aが形成され、 この部分には M g O基板 1 1が露出している。
図 2 (D) では、 イオンミリング法を用いて、 切欠き 1 2 A部分の M g O基板 1 1のエッチングを行い、 溝 1 1 Aを形成する。 この溝 1 1 Aに基づき後に、 引 き出し電極が形成される。 よって、 ここでのイオンミリングの深さが、 個別電極 引出し部の電極の深さに対応する。 このでのイオンミリングは、 例えばアルゴン (A r ) ガスを用いて行うことができる。
図 2 (E) では、 ドライフィルムレジスト 1 2を剥離する。 このとき、 基板 1 1の表面に溝 1 1 Aが所定幅、 所定深さを持って形成されている。 この幅と深さ が個別電極引出し部の横断面を規定する。
図 2 (F ) では、 スパッタリング法を用いて、 例えば白金 （P t ) の電極層 1 4を M g O基板 1 1の全面に形成する。 この電極層 1 4は個別電極引出し部を形 成するためのものであり、 上記溝 1 1 A内にも P tが補完される。 電極層 1 4と して、 白金以外に、 例えば金 (A u ) を用いることもできる。
図 2 (G) では、 上記溝 1 1 A内にのみ P tを残し、 M g Oの表面が平坦にな るまで研磨処理を施す。 ここで、 溝 1 1 A内に残った P tが後に個別電極引出し 部 1 5となる。
以上までの各工程により、 個別電極引出し部 1 5を個別電極本体 2 2とは別に 形成できる。 以下では、 従来と類似した工程を経てインクジェット記録ヘッドの インク吐出エネルギ発生部 1 O Aが形成される。
図 2 (H) では、 後述の個別電極本体 2 2を形成するために、 M g O基板 1 1 上に再度、 スパッタ法により P tを成膜して、 個別電極形成層 1 6とする。
図 2 ( I ) では、 上記 M g O基板 1 1の個別電極形成層 1 6の全面に亘つて、 圧電素子形成層 1 7をスパッタ法で積層する。 圧電素子形成層 1 7として、 例え ば P Z T ( Lead Zirconate Titanate) 等の圧電材料を用いることができる。 図 2 ( J ) では、 上記圧電素子形成層 1 7の上面にドライフィルムレジスト 1 8をラミネ一トする。
図 2 (K) では、 圧電素子及び個別電極 （以下、 この両者を合わせてエネルギ 発生素子と！^場合がある） を形成するためのパターンを有したマスク 1 9をド ライフイルムレジスト 1 8上に載せて露光を行う。 マスク 1 9が有するパターン M Pは、 各ィンク室に対応した位置それぞれにエネルギ発生素子を形成する配置 となっている。 しかしこのでのパターン M Pは、 従来のマスクパターンとは異な り、 個別電極側に引出し部を形成する必要がないので、 個別電極本体に対応した 形状でパターン M Pが形成されている。
図 2 ( L) では、 マスク 1 9のパターン M Pが現像される。 この現像処理によ り、 エネルギ発生素子の対応位置のドライフィルムレジス ト 1 8が残り、 他の部 分ではドライフィルムレジスト 1 8が除去されて圧電素子形成層 1 7が露出する。 図 2 (M) では、 図 2 (D) と同様にイオンミリング法により ドライフィルム レジスト 1 8が形成されているエネルギ発生素子の以外の部分がエッチングされ る。 このイオンミリング処理により、 ドライフィルムレジスト 1 8の下には、 ェ ネルギ発生素子 2 0が残り、 他の部分には M g O基板 1 1が露出する。 なお、 個 別電極引出し部 1 5も M g O基板 1 1の表面の一部をなすように露出する。 図 2 (N) では、 ドライフィルムレジスト 1 8が剥離される。 M g O基板 1 1 上の所定位置に個別圧電素子 2 1と個別電極本体 2 2とから成るエネルギ発生素 子 2 0が形成され、 個別電極引出し部 1 5が個別電極本体の電極面を含む面から ずれた位置で接続されている。 前述したように個別電極引出し部 1 5は M g O基 板 1 1に形成する溝 1 1 Aによりその位置を調整できる。 本実施例では個別電極 本体 2 2と個別電極引出し部 1 5は僅かに接した状態である。
図 2 (O) では、 M g O基板 1 1のエネルギ発生素子 2 0の形成面に沿って感 光性液状ポリイミ ド 2 5を塗布する。
図 2 ( P ) では、 エネルギ発生素子 2 0のパターンに応じたマスク 2 6を感光 性液状ポリイミ ド 2 5上に載せて露光を行う。
図 2 (Q) では、 露光後の感光性液状ポリイミ ド 2 5をマスク 2 6パターンに 基づいて現像し、 未露光部 （エネルギ発生素子 2 0の上面部） を除去する。
図 2 (R) では、 M g O基板 1 1の全表面 （エネルギ発生素子 2 0形成面側） に、 スバッタ法により例えばクロム （C r ) を成膜して、 振動板層 2 7を形成す る。 以上のような各工程を経て、 インクジェット記録ヘッド 1 0のインク噴射ェ ネルギを発生させる半体、 即ちインク吐出エネルギ発生部 1 O A側の基本骨格が 形成される。 なお、 振動板 2 7は共通電極も兼ねる導電性の薄膜であればよく、 N i— C r等を用いて形成してもよい。
さらに、 図 3に基づき、 インク吐出エネルギ発生部 1 O Aと他方の半体である インク吐出部 1 0 Bとを接合してインクジエツト記録へッド 1 0とするまでのェ 程を説明する。 図 3は、 インク吐出エネルギ発生部 1 O Aとインク吐出部 1 0 B とを接合するようすを示す図である。
まず、 図 3の下側に示された、 インク吐出エネルギ発生部 1 O Aの接合準備の 工程ついて説明する。
C r振動板 2 7の面 （エネルギ発生素子 2 0側とは反体の面） 上にドライフィ ノレムレジス トレジスト 3 1を 1層 （0 第1層） 形成して、 圧力室 3 5を予定す る空間及び共通ィンク路 3 6を予定する空間のパターンを露光する。
同様に、 ドライフィルムレジストレジスト 3 2を 1層 （D F第 2層） 形成して、 インク供給路 3 7並びに圧力室 3 5及び共通インク路 3 6を予定する空間のバタ —ンを露光する。
更にドライフィルムレジストレジスト 3 3を 1層 （D F第 3層） 形成して、 圧 力室 3 5及び共通インク路 3 6を予定する空間のパターンを露光する。
最後に、 ドライフィルムレジストレジスト 3 1から 3 3を現像して不要部分を 取り除き、 C r振動板 2 7面上に圧力室 3 5、 共通インク路 3 6、 インク供給路 3 7を形成して、 インク吐出エネルギ発生部 1 O Aとする。
次に、 図 3の上側に示された、 インク吐出部 1 O Bの接合準備の工程ついて説 明する。
ノズル穴 4 1を設けたステンレス製のノズル板 4 0にドライフィルムレジスト レジスト 3 4をラミネートする。 次に、 インク導通路 3 8及び共通インク路 3 6 のパターンを露光する。 ドライフイノレムレジストレジスト 3 4を現像して不要部 分を除き、ノズル板 4 0上にインク導通路 3 8及び共通インク路 3 6を形成して、 インク吐出部 1 O Bとする。
さらに、 上記のように接合 «Iの整った上記ィンク吐出エネルギ発生部 1 O A とインク吐出部 1 O Bとを接合する。 加圧加熱処理を行ってドライフィルムレジ ストレジスト 3 1力 ら 3 4を硬ィ匕し、 M g O基板 1 1力、らノズノレ板 4 0までを一 体化する。
最後に、 M g O基板 1 1の表面にレジスト 4 5を塗布して M g O基板 1 1を必 要な形状にパターユングして露光する。 ここでのパターニングは上記エネルギ発 生素子 2 0の個別電極本体 2 2表面を露出させ、 個別圧電素子 2 1が電荷の供給 を受けた時に変位し、 振動板 2 7を撓ませることができるように M g O基板 1 1 を削除するために行われる。 し力 し、 完成後のインクジェット記録ヘッド 1 0の 強度を補強するため等の目的からその一部を残すように露光を行ってもよレ、。 本 実施例ではエネルギ発生素子 2 0上の M g O基板 1 1— Bを除去し、 個別電極引 出し部 1 5に対応する位置の M g O基板 1 1— Aが残されるようにパタ一ユング とされている。
以上の工程から最終的に図 4及び図 5に示すインクジエツト記録へッド 1 0力 S 完成する。
図 4 (A)はィンクジェット記録へッド 1 0の概要構成を示す横断面図であり、 個別電極引出し部 1 5が個別電極本体 2 2の電極面を含む面からずれた位置で、 個別電極本体 2 2の接続用の突起部 2 2 Aと接合された状態 （本実施例では僅か に接した状態） となり、 従来にあって本来不要である圧電素子が存在していた部 分には感光性ポリイミ ド層 2 5が形成されている。 よって、 浮遊静電容量を従来 のインクジエツト記録へッドと比較して低減させることができる。
その低減率は、 静電容量低減率 （％) = (個別電極引出し部の面積） * 100Z
(個別電極引出し部を含む圧電素子の面積）
により求めることができる。
さらに、 図 4 (Α) のインクジェット記録ヘッド 1 0を下 から見た図 4 (Β ) に示すように、 個別電極引き出し部 1 5の面積を従来に比較して大きく取れるこ とから電気供給状態も安定し、 インクジェット記録へッド 1 0の信頼性が向上す る。
図 5は上記ィンクジェット記録へッド 1 0の一部を断面で示した、 全体構成の 斜視図である。 個別電極引き出し部 1 5と振動板 2 7に電気を供給することによ り、同図に示すよに圧電素子 2 1に基づく変位で振動板 2 7が撓み変形を起こし、 その発生圧力で圧力室 3 5内のインクをインク導通路 3 8及ぴノズル 4 1を介し て記録媒体面に向け噴射させることができる。 その際、 圧電素子 2 1がインク供 給路 3 7の上方等の不要部分に存在していないので、 インクの粒子化特性を良好 にしてィンク滴が噴射できる。
(第 2実施例）
図 6及び図 7は第 2実施例のィンクジエツト記録へッド 5 0について示す。 第 1実施例のィンクジェット記録へッド 1 0と同一部位には同一符号を付している。 本第 2実施例のィンクジェット記録へッド 5 0では、 個別電極本体 2 2と個別 電極引出し部 1 5の接合状態をより確実なものとするために、 線状の個別電極引 出し部 1 5と個別電極本体 2 2の表面が面接触するような位置関係とした例を示 す。
本第 2実施例のインクジエツト記録へッド 5 0も前述した第 1実施例のインク ジェット記録ヘッド 1 0と同様に製造できる。 ただし、 図 2 ( C ) で M g O¾K 1 1に個別電極引出し部 1 5を形成するための切欠き 1 2 Aを規定するときに、 個別電極本体 2 2の形成位置に重なり合うように設計する。 このように切欠き 1
2 Aを形成しておくだけで図 6に示すように個別電極本体 2 2の位置と、 個別電 極引出し部 1 5位置とが重複して面接触する部分が増加して電気の供給がより円 滑となる。
また、 本実施例の場合では、 個別電極引出し部 1 5が延出され部分 1 5 Aに対 応するように M g O基板の残留部分 1 1— A側をさらに延長して残留付加分 1 1 — A— aが形成されるようにパタ一ニングされることになる。 このような構成に なると、 インク供給路 3 7の上近くに存在していた圧電素子 2 1がさらにインク 供給路 3 7から遠ざかることになり変位の影響をより低減できる。 インク供給路
3 7の上面が変形しないということはインク共通路 3 6から圧力室 3 5へのイン ク供給が安定して行われることになり、 ひいては安定したィンクの飛翔状態が確 保されるのでインクの粒子化特性が向上する。
以上で詳述した実施例で用いた M g 0基板 1 1に関して、 M g Oの単結晶 （1 0 0 ) 配向の基板を用いると、 単結晶の耐圧に優れた圧電素子形成層 1 7を形成 することができる。 上記 M g Oの単結晶で （1 0 0 ) 配向の基板を用いる場合に も、 第 1実施例と同様の工程で実施することができる。 前述した図 2 (H) で M g O基板 1 1上にスパッタ法にて個別電極形成層 1 6を形成するまでを同様に行 う。 その後、 圧電素子形成層 1 7を単結晶でェピタキシャル成長させ所定の厚さ (例えば 3 /z m) とする。 その後の工程は第 1実施例の図 2 ( J ) 以降と同様に 行えば耐圧に優れた圧電素子を有するインクジエツト記録へッドを製造すること ができる。
さらに、 M g O基板に代えてケィ素 （S i ) の単結晶基板を用いることもでき る。 S i単結晶基板を用いた場合にも図 2に示した各工程を同様に実施してイン クジエツト記録へッドを製造することができる。 基板として S iを用いることで コスト低減を図ったインクジェット記録ヘッドを製造できる。 また、 製造工程中 で個別電極形成層 1 6と S i基板との間に拡散防止するためのバッファ層 （酸化 膜等） を付けるプロセスを付加するより圧電素子 2 1の特性を向上させることが できる。 前述した第 1及び第 2実施例で示したインクジエツト記録へッドはプリント装 置に搭載されて使用される。 図 8には一例として第 1実施例のインクジエツト記 録へッド 1 0を搭載したプリンタ装置 2 0 0の概要側面図が示される。 このプリ ント装置 2 0 0は « 、部 2 1 0及び制御部 2 2 0を有すると共に、 インクカート リッジ 2 4 0とバックアップユニット 2 3 0を備えている。 本インクジェット記 録へッド 1 0は上記のような種々の効果を有しているので、 プリンタ装置 2 0 0 は印刷特性が向上し、 駆動時のコスト低減を図ったプリンタ装置として提供でき る。
以上、 本発明の好ましい実施例について詳述したが、 本発明は係る特定の実施 形態に限定されるものではなく、 後述の請求の範囲に記載された本発明の要旨の 範囲内において、 種々の変形'変更が可能である。
以上詳述した本発明のインクジエツト記録へッドによれば、 圧電素子は個別電 極本体に対応した部分に存在し、 個別電極引出し部には存在しない。 よって、 圧 電素子が不要部分に存在して変位するために粒子化特性が悪ィヒしたり、 また不要 な圧電素子のための静電容量を含むということがなくなるので、 印刷特性が向上 し、 駆動時のコス ト低減を図ることができる。
さらに、 インクジェット記録ヘッドの個別電極引出し部は、 その製造工程にお レ、て個別電極本体からはずれた位置にあり、 別途に形成できるので電気供給路と して十分な横断面積を持たせることができる。 よって、個別電極引出し部の発熱、 断線等の虞がなくなり、 インクジエツト記録へッドの信頼性が向上する。
前記インクジエツト記録へッドの製造方法の発明によれば、 個別電極引出し部 となる導電性材料は、 個別電極層が基板上に形成される前に溝内に補充されてい る。 よって、 個別電極引出し部が十分な電気供給を行える程度の横断面を確保す るように溝を形成しておくことで、 所望の個別電極引出し部を形成できる。
さらに、 この製造工程では個別電極層及び圧電素子層は同時にパターン化する ので効率的な加工を行うことができる。
また、 本発明の製造方法は、 従来の薄膜形成技術に簡易な変更を加えて容易に 実施することができる。 よって、 使用設備は従来使用していたものをそのまま用 いることができので設備コストが上昇することもない。

Claims

請求の範囲
1 . ィンク室に対応する位置に形成された個別電極本体と電気供給のための個 別電極引出し部とを備えた個別電極と、 該個別電極に接して形成された圧電素子 と、 該圧電素子に接して形成された振動板とを有するインクジェット記録ヘッド であって、
前記個別電極引出し部は前記個別電極本体の電極面を含む面からずれた位置か ら接続され、
前記圧電素子は前記個別電極本体に対応した形状に形成されている、 インクジェット記録へッド。
2 . 前記個別電極弓 I出し部は、 前記個別電極本体の電極面に面接触して接合 さている、 請求項 1記載のィンクジェット記録へッド。
3 . 請求項 1又は 2記載のィンクジェット記録へッドを有するプリンタ装置。
4 . 薄膜形成技術を用いて基板上に、 個別電極層、 圧電素子層を順次形成した 後、 該個別電極層及び圧電素子層を同時にパターン化する工程を含む、 インクジ エツト記録へッドの製造方法であって、
前記個別電極層を前記基板上に形成する前に、 該基板に個別電極引出し部を形 成するための溝を形成し、 さらに該溝内に導電性材料を補充する工程を含む、 インクジヱット記録へッドの製造方法。
5 . 前記溝は、 前記個別電極層をパターン化する工程により形成される個別電 極本体と重なる位置まで形成されている、 請求項 4記載のィンクジェット記録へ ッドの製造方法。
6 . 請求項 4又は 5記載の製造方法により製造されたインクジエツト記録へッド を有するプリンタ装置。
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