JP2000085122A - インクジェット式記録ヘッド及びインクジェット式記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板の接合強度の向上及び耐久性の向上を図
ったインクジェット式記録ヘッド及びインクジェット式
記録装置を提供する。 【解決手段】 ノズル開口に連通する圧力発生室１２が
画成される流路形成基板１０と、該流路形成基板１０の
一方面に設けられて少なくとも下電極６０、圧電体層７
０及び上電極８０を有する圧電素子３００とを具備する
インクジェット式記録ヘッドにおいて、前記流路形成基
板１０の前記圧電素子３００側に接合され、その運動を
阻害しない程度の空間を確保した圧電素子保持部２４を
有する接合部材２０を具備し、前記流路形成基板１０の
前記接合部材２０との接合面の少なくとも前記圧電素子
保持部２４の周縁の一部に、前記下電極６０が除去され
た下電極除去部３３０と、前記下電極が露出した下電極
露出部３４０と、前記上電極が露出した上電極露出部３
５０とから選択される少なくとも二種が混在する混在部
３６０を設け、接合強度を向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インク滴を吐出す
るノズル開口と連通する圧力発生室の一部を振動板で構
成し、この振動板の表面に圧電素子を形成して、圧電素
子の変位によりインク滴を吐出させるインクジェット式
記録ヘッド及びインクジェット式記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】インク滴を吐出するノズル開口と連通す
る圧力発生室の一部を振動板で構成し、この振動板を圧
電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
振動モードの圧電アクチュエータを使用したものと、た
わみ振動モードの圧電アクチュエータを使用したものの
２種類が実用化されている。

【０００３】前者は圧電素子の端面を振動板に当接させ
ることにより圧力発生室の容積を変化させることができ
て、高密度印刷に適したヘッドの製作が可能である反
面、圧電素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
圧電素子を圧力発生室に位置決めして固定する作業が必
要となり、製造工程が複雑であるという問題がある。

【０００４】これに対して後者は、圧電材料のグリーン
シートを圧力発生室の形状に合わせて貼付し、これを焼
成するという比較的簡単な工程で振動板に圧電素子を作
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。

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

【０００６】これによれば圧電素子を振動板に貼付ける
作業が不要となって、リソグラフィ法という精密で、か
つ簡便な手法で圧電素子を作り付けることができるばか
りでなく、圧電素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
は振動板の表面全体に設けたままで少なくとも上電極の
みを各圧力発生室毎に設けることにより、各圧力発生室
に対応する圧電素子を駆動することができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】また、このような圧力
発生室が形成された流路形成基板には、例えば、圧電素
子を密封して外部環境と遮断する空間を有するキャップ
部材等の接合部材を接合する場合がある。

【０００８】しかしながら、このような接合部材と流路
形成基板とは、一般的に接着剤等によって接合される
が、接合強度に関しては、特に考慮されていない。

【０００９】本発明はこのような事情に鑑み、基板の接
合強度の向上及び耐久性の向上を図ったインクジェット
式記録ヘッド及びインクジェット式記録装置を提供する
ことを課題とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の第１の態様は、ノズル開口に連通する圧力発生室が
画成される流路形成基板と、該流路形成基板の一方面に
設けられて少なくとも下電極、圧電体層及び上電極を有
する圧電素子とを具備するインクジェット式記録ヘッド
において、前記流路形成基板の前記圧電素子側に接合さ
れ、その運動を阻害しない程度の空間を確保した圧電素
子保持部を有する接合部材を具備し、前記流路形成基板
の前記接合部材との接合面の少なくとも前記圧電素子保
持部の周縁の一部には、前記下電極が除去された下電極
除去部と、前記下電極が露出した下電極露出部と、前記
上電極が露出した上電極露出部とから選択される少なく
とも二種が混在する混在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。

【００１１】かかる第１の態様では、混在部によって流
路形成基板と接合部材との接合強度が向上され、ヘッド
の耐久性が向上する。

【００１２】本発明の第２の態様では、第１の態様にお
いて、前記接合部材の前記圧電素子保持部は、各圧電素
子毎に区画壁によって区画され、該区画壁に対応する部
分の前記接合面に、前記混在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。

【００１３】かかる第２の態様では、区画壁が接合され
る部分の流路形成基板の強度が向上される。

【００１４】本発明の第３の態様は、第１又は２の態様
において、前記混在部では、前記下電極除去部、前記下
電極露出部及び前記上電極露出部の少なくとも二種が、
所定の配列でそれぞれ島状に形成されていることを特徴
とするインクジェット式記録ヘッドにある。

【００１５】かかる第３の態様では、島状に形成された
混在部によって、下電極の連続性を図る又は接合面間の
支柱部を形成すると共に接合強度を向上することができ
る。

【００１６】本発明の第４の態様は、第１又は２の態様
において、前記混在部では、前記下電極除去部、前記下
電極露出部及び前記上電極露出部の少なくとも二種が、
帯状に形成されていることを特徴とするインクジェット
式記録ヘッドにある。

【００１７】かかる第４の態様では、帯状に形成された
混在部によって、下電極の連続性を図る又は接合面間の
支柱部を形成すると共に接合強度を向上することができ
る。本発明の第５の態様は、第１〜４の何れかの態様に
おいて、前記接合部材は、前記圧力発生室にインクを供
給するリザーバの少なくとも一部を構成するリザーバ部
を有するリザーバ形成基板であり、前記流路形成基板の
当該リザーバ形成基板とは反対側の面には、前記ノズル
開口を形成するノズル形成部材が接合されていることを
特徴とするインクジェット式記録ヘッドにある。

【００１８】かかる第５の態様では、流路形成基板とリ
ザーバ形成基板との接合強度が向上される。

【００１９】本発明の第６の態様は、第５の態様におい
て、前記リザーバの周囲全てに亘って設けられる前記混
在部には、少なくとも前記上電極露出部が帯状に形成さ
れていることを特徴とするインクジェット式記録ヘッド
にある。

【００２０】かかる第６の態様では、リザーバの周囲の
接合強度が向上されると共に、帯状の上電極露出部によ
って、リザーバが確実に密封される。

【００２１】本発明の第７の態様は、第１〜４の何れか
の態様において、前記接合部材は、前記圧電素子保持部
を密封可能としたキャップ部材であることを特徴とする
インクジェット式記録ヘッドにある。

【００２２】かかる第７の態様は、流路形成基板とキャ
ップ部材との接合強度が向上される。

【００２３】本発明の第８の態様は、第７の態様におい
て、前記キャップ部材の前記圧電素子保持部全体又は各
圧電素子保持部の周囲全てに亘って設けられた前記混在
部では、少なくとも前記上電極露出部が帯状に形成され
ていることを特徴とするインクジェット式記録ヘッドに
ある。

【００２４】かかる第８の態様では、圧電素子が圧電素
子保持部内に確実に密封される。

【００２５】本発明の第９の態様は、第１〜８の何れか
の態様において、前記接合部材の熱膨張係数が、前記流
路形成基板の熱膨張係数と略同一であることを特徴する
インクジェット式記録ヘッドにある。

【００２６】かかる第９の態様では、流路形成基板と接
合部材との高温での接着が可能となり、製造工程を簡略
化することができる。

【００２７】本発明の第１０の態様は、第１〜８の何れ
かの態様において、前記接合部材の材料が、シリコン、
ガラス及びセラミックスからなる群から選択されること
を特徴とするインクジェット式記録ヘッドにある。

【００２８】かかる第１０の態様では、接合部材を特定
の材料で形成することにより、製造工程を簡略化するこ
とができる。

【００２９】本発明の第１１の態様は、第１〜１０の何
れかの態様において、前記圧力発生室がセラミックス製
の基板に形成され、前記圧電素子の各層がグリーンシー
ト貼付又は印刷により形成されていることを特徴とする
インクジェット式記録ヘッドにある。

【００３０】かかる第１１の態様では、ヘッドを容易に
製造することができる。

【００３１】本発明の第１２の態様は、第１〜１０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、前記圧電素子
の各層が薄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。

【００３２】かかる第１２の態様では、高密度のノズル
開口を有するインクジェット式記録ヘッドを大量に且つ
比較的容易に製造することができる。

【００３３】本発明の第１３の態様は、第１〜１２の何
れかの態様において、前記下電極の下側には、弾性膜が
形成されていることを特徴とするインクジェット式記録
ヘッドにある。

【００３４】かかる第１３の態様では、下電極及び上電
極に電圧を印加して、圧電体層を変形させることにより
弾性膜が変形し、インクが吐出される。

【００３５】本発明の第１４の態様は、第１３の態様に
おいて、前記流路形成基板がシリコンで形成されると共
に前記弾性膜が二酸化シリコンで形成され、前記下電極
除去部に対応する領域の前記弾性膜が露出されているこ
とを特徴とするインクジェット式記録ヘッド。

【００３６】かかる第１４の態様では、流路形成基板及
び弾性膜を特定の材質で形成することにより、下電極膜
除去部での接合強度がさらに向上する。

【００３７】本発明の第１５の態様では、第１〜１４の
何れかの態様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。

【００３８】かかる第１５の態様では、ヘッドの耐久性
が向上され、信頼性を向上したインクジェット式記録装
置を実現することができる。

【００３９】

【発明の実施の形態】以下に本発明を実施形態に基づい
て詳細に説明する。

【００４０】（実施形態１）図１は、本発明の実施形態
１に係るインクジェット式記録ヘッドを示す分解視図で
あり、図２は、図１の平面図及び断面図である。

【００４１】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。

【００４２】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。

【００４３】一方、流路形成基板１０の開口面には、シ
リコン単結晶基板を異方性エッチングすることにより、
複数の隔壁１１により区画された圧力発生室１２が幅方
向に並設され、その長手方向外側には、後述するリザー
バ形成基板のリザーバ部に連通して各圧力発生室１２の
共通のインク室となるリザーバ１００の一部を構成する
連通部１３が形成され、各圧力発生室１２の長手方向一
端部とそれぞれインク供給路１４を介して連通されてい
る。

【００４４】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）面と約３５度の角度をなす第２の（１
１１）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１／１
８０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（１１
１）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。

【００４５】本実施形態では、各圧力発生室１２の長辺
を第１の（１１１）面で、短辺を第２の（１１１）面で
形成している。この圧力発生室１２は、流路形成基板１
０をほぼ貫通して弾性膜５０に達するまでエッチングす
ることにより形成されている。ここで、弾性膜５０は、
シリコン単結晶基板をエッチングするアルカリ溶液に侵
される量がきわめて小さい。また各圧力発生室１２の一
端に連通する各インク供給口１４は、圧力発生室１２よ
り浅く形成されており、圧力発生室１２に流入するイン
クの流路抵抗を一定に保持している。すなわち、インク
供給口１４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。

【００４６】また、流路形成基板１０の開口面側には、
各圧力発生室１２のインク供給路１４とは反対側で連通
するノズル開口１５が穿設されたノズルプレート１６が
接着剤や熱溶着フィルム等を介して固着されている。な
お、ノズルプレート１６は、厚さが例えば、０．１〜１
ｍｍで、線膨張係数が３００℃以下で、例えば２．５〜
４．５［×１０^-6／℃］であるガラスセラミックス、又
は不錆鋼などからなる。ノズルプレート１６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、ノズルプレート１６は、流路形成基板１０
と熱膨張係数が略同一の材料で形成するようにしてもよ
い。この場合には、流路形成基板１０とノズルプレート
１６との熱による変形が略同一となるため、熱硬化性の
接着剤等を用いて容易に接合することができる。

【００４７】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１５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１５は数十μｍの溝幅で精度よく形成する必要
がある。

【００４８】一方、流路形成基板１０の開口面とは反対
側の弾性膜５０の上には、厚さが例えば、約０．２μｍ
の下電極膜６０と、厚さが例えば、約１μｍの圧電体膜
７０と、厚さが例えば、約０．１μｍの上電極膜８０と
が、後述するプロセスで積層形成されて、圧電素子３０
０を構成している。ここで、圧電素子３００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３００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、両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３２０という。本実施
形態では、下電極膜６０は圧電素子３００の共通電極と
し、上電極膜８０を圧電素子３００の個別電極としてい
るが、駆動回路や配線の都合でこれを逆にしても支障は
ない。何れの場合においても、各圧力発生室毎に圧電体
能動部が形成されていることになる。また、ここでは、
圧電素子３００と当該圧電素子３００の駆動により変位
が生じる振動板とを合わせて圧電アクチュエータと称す
る。なお、上述した例では、弾性膜５０及び下電極膜６
０が振動板として作用するが、下電極膜が弾性膜を兼ね
るようにしてもよい。

【００４９】また、流路形成基板１０の圧電素子３００
側には、リザーバ１００の少なくとも一部を構成するリ
ザーバ部２１を有するリザーバ形成基板２０が接合され
ている。このリザーバ部２１は、本実施形態では、リザ
ーバ形成基板２０を厚さ方向に貫通して圧力発生室１２
の幅方向に亘って形成されている。そして、上述のよう
に流路形成基板１０の連通部１３と連通されて各圧力発
生室１２の共通のインク室となるリザーバ１００を構成
している。

【００５０】このリザーバ形成基板２０としては、例え
ば、ガラス、セラミック材料等の流路形成基板１０の熱
膨張率と略同一の材料を用いることが好ましく、本実施
形態では、流路形成基板１０と同一材料のシリコン単結
晶基板を用いて形成した。これにより、上述のノズルプ
レート１６の場合と同様に、両者を熱硬化性の接着剤を
用いた高温での接着であっても両者を確実に接着するこ
とができる。したがって、製造工程を簡略化することが
できる。

【００５１】さらに、このリザーバ形成基板２０には、
封止膜３１及び固定板３２とからなるコンプライアンス
基板３０が接合されている。ここで、封止膜３１は、剛
性が低く可撓性を有する材料（例えば、厚さが６μｍの
ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）フィルム）からな
り、この封止膜３１によってリザーバ部２１の一方面が
封止されている。また、固定板３２は、金属等の硬質の
材料（例えば、厚さが３０μｍのステンレス鋼（ＳＵ
Ｓ）等）で形成される。この固定板３２のリザーバ１０
０に対向する領域は、厚さ方向に完全に除去された開口
部３３となっているため、リザーバ１００の一方面は可
撓性を有する封止膜３１のみで封止され、内部圧力の変
化によって変形可能な可撓部２２となっている。すなわ
ち、例えば、圧電素子３００の駆動時のインクの流れに
よって発生するリザーバ１００内の圧力変化を、この可
撓部２２が変形することによって吸収し、リザーバ１０
０内の圧力を常に略一定に保持することができる。

【００５２】また、このリザーバ１００の長手方向略中
央部外側のコンプライアンス基板３０上には、リザーバ
１００にインクを供給するためのインク導入口２５が形
成されている。さらに、リザーバ形成基板２０には、イ
ンク導入口２５とリザーバ１００の側壁とを連通するイ
ンク導入路２６が設けられている。なお、本実施形態で
は、一つのインク導入口２５及びインク導入路２６によ
って、リザーバ１００にインクを供給するようにしてい
るが、これに限定されず、例えば、所望のインク供給量
に応じて、複数のインク導入口及びインク導入路を設け
るようにしてもよいし、あるいはインク導入口の開口面
積を大きくしてインク流路を拡大するようにようにして
もよい。

【００５３】一方、リザーバ形成基板２０の圧電素子３
００に対向する領域には、圧電素子３００の運動を阻害
しない程度の空間を確保した状態で、その空間を密封可
能な圧電素子保持部２４が設けられ、圧電素子３００の
少なくとも圧電体能動部３２０は、この圧電素子保持部
２４内に封止されている。また、本実施形態では、圧電
素子保持部２４は、圧力発生室１２の周壁１１に対向す
る領域に形成された区画壁２７によって各圧電素子３０
０毎に区画された空間であり、各圧電素子保持部２４毎
にそれぞれ圧電素子３００が封止されている。すなわ
ち、リザーバ形成基板２０は、リザーバ１００を構成す
ると共に、圧電素子３００を外部環境と遮断するための
キャップ部材を兼ねている。

【００５４】また、このように圧電素子保持部２４によ
って密封されている圧電素子３００の圧電体膜７０及び
上電極膜８０は、本実施形態では、圧力発生室１２の長
手方向一端部から流路形成基板１０上をリザーバ形成基
板２０の外側まで延設されており、流路形成基板１０の
リザーバ形成基板２０との接合側の面が露出した表面上
で、例えば、フレキシブルケーブル等の外部配線４０と
接続されている。

【００５５】本実施形態では、流路形成基板１０の接合
面上に、下電極膜６０が除去された下電極膜除去部３３
０と、下電極膜が露出された下電極膜露出部３４０と、
上電極膜８０が露出された上電極膜露出部３５０とが混
在する混在部３６０を設け、この混在部３６０を介して
流路形成基板１０とリザーバ形成基板２０とを接合する
ことにより、接合強度の向上を図っている。

【００５６】以下、この混在部３６０について説明す
る。なお、図３は、混在部３６０の配置を示す平面図及
び混在部３６０の接合状態を示す断面図である。

【００５７】本実施形態の混在部３６０は、上述のよう
に、下電極膜除去部３３０、下電極膜露出部３４０及び
上電極膜露出部３５０からなり、図３に示すように、圧
電素子３００の周囲、すなわち、圧電素子保持部３００
の周縁及び区画壁に対向する領域に設けられている。ま
た、混在部３６０では、下電極膜除去部３３０と上電極
膜露出部３５０とがそれぞれ島状に設けられ、これらは
所定の間隔で直列に配列されている。そして、その他の
部分が下電極膜露出部３４０となっている。

【００５８】このように、圧電素子３００の周囲の流路
形成基板１０とリザーバ形成基板２０との接合面に混在
部３６０を設けることにより、すなわち、下電極膜６０
の連続性を保持しつつ下電極膜除去部３３０を設けるこ
とにより、弾性膜５０の一部が露出する。したがって、
リザーバ形成基板２０は、部分的には流路形成基板１０
上の弾性膜５０と直接接合されることになり、下電極膜
６０のみと接合する場合よりも接合強度が向上し、ヘッ
ドの耐久性を向上することができる。これは、下電極膜
６０とリザーバ形成基板２０との接合強度と比較して、
弾性膜５０とリザーバ形成基板２０との接合強度が強い
ためである。

【００５９】また、圧電素子保持部２４を区画する区画
壁２７と圧力発生室１２の周壁１１との接合部分では、
それぞれ区画壁２７が接合されることにより、圧力発生
室１２の周壁の剛性を向上し、圧電素子３００を駆動し
た際の周壁の倒れ込みを抑えている。したがって、区画
壁２７に対向する領域では、より接合強度を向上するこ
とが好ましく、混在部３６０が特に効果的である。

【００６０】また、圧電素子３００の下電極膜６０は、
各圧電素子３００の共通電極となっているため、下電極
膜６０の面積を広く残しておくのが好ましい。本実施形
態では、混在部３６０の下電極膜除去部３３０は、島状
に形成されており、その他の部分は、下電極膜６０が残
存する下電極膜露出部３４０及び上電極膜露出部３５０
であるため、圧電素子３００の駆動には全く支障がな
い。

【００６１】またここで、上述のように、圧電素子３０
０の圧電体層７０及び上電極膜８０は、長手方向一端部
から周壁上まで延設されているため、圧力発生室１２の
周壁上で流路形成基板１０とリザーバ形成基板２０とが
圧電素子３００を狭持した状態で接合されている。した
がって、これ以外の領域の接合面となる混在部３６０に
は、流路形成基板１０とリザーバ形成基板２０との接合
面が略平行になるように接合するために、上電極露出部
３５０が設けられている。これにより、この上電極膜露
出部３５０が支柱の役割を果し、リザーバ形成基板２０
の接合面の位置が略均一となり、流路形成基板１０とリ
ザーバ形成基板２０との接合面を略平行とすることがで
き、接合状態のばらつきを抑えることができる。したが
って、圧電素子３００の駆動によるインクの吐出特性等
のヘッドの特性を容易に均一化することができ、信頼性
を向上することができる。

【００６２】以上説明した本実施形態のインクジェット
式記録ヘッドは、図示しない外部インク供給手段と接続
したインク導入口２５からインクを取り込み、リザーバ
１００からノズル開口１５に至るまで内部をインクで満
たした後、図示しない外部の駆動回路からの記録信号に
従い、圧力発生室１２に対応するそれぞれの下電極膜６
０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、各圧力発生室１２内の圧力が高まりノズル開口
１５からインク滴が吐出する。

【００６３】（実施形態２）図４は、実施形態２にかか
るインクジェット式記録ヘッドの要部平面図及び断面図
である。

【００６４】本実施形態は、下電極膜除去部３３０Ａ、
下電極膜露出部３４０Ａ及び上電極膜露出部３５０Ａを
帯状に形成し、それぞれ並列に配置した混在部３６０Ａ
を、リザーバ１００を構成する流路形成基板１０の連通
部１３及びリザーバ形成基板２０のリザーバ部２１の連
結部分の周囲に亘って設けた以外、実施形態１と同様で
ある。

【００６５】詳しくは、図４示すように、本実施形態で
は、混在部３６０Ａが、リザーバ１００を構成するリザ
ーバ部２１と連通部１３との連結部分のうち、リザーバ
形成基板２０にインク導入路２６が形成されている部分
を除いて、全周に亘って形成されている。

【００６６】本実施形態の混在部３６０では、下電極膜
除去部３３０Ａ、下電極膜露出部３４０Ａ及び上電極膜
露出部３５０Ａが３列の帯状に形成されており、その最
も内側、すなわち最もリザーバ１００側には、上電極膜
露出部３５０Ａが設けられている。そして、上電極膜露
出部３５０Ａの外側には、下電極膜露出部３４０Ａ及び
下電極膜除去部３３０Ａが形成されている。

【００６７】このように、圧電素子３００の周囲に加え
て、リザーバ１００の周囲にも混在部３６０Ａを設ける
ことにより、流路形成基板１０とリザーバ形成基板２０
とを常に略一定の位置でさらに確実に接合することがで
きる。また、リザーバ１００を構成するリザーバ部２１
と連通部１３との接合状態も、常に略一定とすることが
できる。したがって、圧電素子３００の駆動、さらには
インクの流れ等の特性も容易に均一化することができ、
ヘッドの信頼性をさらに向上することができる。

【００６８】なお、本実施形態では、混在部３６０Ａ
は、下電極膜除去部３３０Ａ、下電極膜露出部３４０Ａ
及び上電極膜露出部３５０Ａで構成されているが、これ
に限定されず、例えば、混在部をリザーバ１００の周囲
に設ける場合には、下電極膜６０は、特に電極として作
用しないため、下電極膜露出部を設けなくてもよい。こ
の場合。下電極膜露出部の代りに、例えば、下電極膜除
去部を広く形成して、接合強度をさらに増加させてもよ
い。

【００６９】また、本実施形態では、下電極膜除去部３
３０Ａ、下電極膜露出部３４０Ａ及び上電極膜露出部３
５０Ａを帯状に形成した混在部３６０Ａをリザーバ１０
０の周囲に設けるようにしたが、勿論、この混在部３６
０Ａを圧電素子３００の周囲に設けるようにしてもよ
い。但し、この場合には、圧電素子３００を構成する下
電極膜６０の導通を取る必要があるため、下電極除去部
３３０Ａを圧電素子３００の全周を囲むよう設けること
ができず、下電極膜６０が連続する部分を残す必要があ
る。

【００７０】（他の実施形態）以上、本発明の各実施形
態を説明したが、インクジェット式記録ヘッドの基本的
構成は上述したものに限定されるものではない。

【００７１】例えば、上述の実施形態では、流路形成基
板に接合される接合部材として、リザーバ形成基板を例
に説明したが、これに限定されず、例えば、圧電素子の
駆動を妨げない程度の空間を確保した状態で、この空間
を密封可能なキャップ部材等であってもよい。

【００７２】また、例えば、上述の各実施形態では、成
膜及びリソグラフィプロセスを応用して製造される薄膜
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、グリーンシート
を貼付する等の方法により形成される厚膜型のインクジ
ェット式記録ヘッドにも本発明を採用することができ
る。

【００７３】また、これら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と連通するイン
ク流路を具備する記録ヘッドユニットの一部を構成し
て、インクジェット式記録装置に搭載される。図５は、
そのインクジェット式記録装置の一例を示す概略図であ
る。

【００７４】図５に示すように、インクジェット式記録
ヘッドを有する記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂは、イ
ンク供給手段を構成するカートリッジ２Ａ及び２Ｂが着
脱可能に設けられ、この記録ヘッドユニット１Ａ及び１
Ｂを搭載したキャリッジ３は、装置本体４に取り付けら
れたキャリッジ軸５に軸方向移動自在に設けられてい
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組成物及びカラーインク組成物
を吐出するものとしている。

【００７５】そして、駆動モータ６の駆動力が図示しな
い複数の歯車およ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
て移動される。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
ーラなど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に巻き掛けられて搬送されるように
なっている。

【００７６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、流
路形成基板とリザーバ形成基板との接合面の一部に下電
極膜除去部、下電極膜露出部及び上電極膜露出部を有す
る混在部を設けるようにしたので、流路形成基板とリザ
ーバ形成基板との接合強度を向上することができる。ま
た、流路形成基板とリザーバ形成基板とを常に略均一の
位置で容易に接合することができ、ヘッドの特性を容易
に均一化することができる。したがって、ヘッドの信頼
性を向上することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

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

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

【図３】本発明の実施形態１に係る混在部を説明する図
であり、（ａ）はその要部平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ
−Ａ’断面図である。

【図４】本発明の実施形態２に係る混在部を説明する図
であり、（ａ）はその要部平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ
−Ｂ’断面図である。

【図５】本発明の一実施形態に係るインクジェット式記
録装置の概略図である。

【符号の説明】

１０ 流路形成基板 １１ 側壁 １２ 圧力発生室 １３ 連通部 １４ インク供給路 １５ ノズル開口 １６ ノズルプレート ２０ リザーバ形成基板 ２１ リザーバ部 ２２ 可撓部 ２４ 圧電素子保持部 ２５ インク導入口 ２６ インク導入路 ２７ 区画壁 ３０ コンプライアンス基板 ３１ 封止膜 ３２ 固定板 ６０ 下電極膜 ７０ 圧電体膜 ８０ 上電極膜 １００ リザーバ １１０ 接着剤層 ３００ 圧電素子

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ノズル開口に連通する圧力発生室が画成
   される流路形成基板と、該流路形成基板の一方面に設け
   られて少なくとも下電極、圧電体層及び上電極を有する
   圧電素子とを具備するインクジェット式記録ヘッドにお
   いて、 前記流路形成基板の前記圧電素子側に接合され、その運
   動を阻害しない程度の空間を確保した圧電素子保持部を
   有する接合部材を具備し、 前記流路形成基板の前記接合部材との接合面の少なくと
   も前記圧電素子保持部の周縁の一部には、前記下電極が
   除去された下電極除去部と、前記下電極が露出した下電
   極露出部と、前記上電極が露出した上電極露出部とから
   選択される少なくとも二種が混在する混在部を有するこ
   とを特徴とするインクジェット式記録ヘッド。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記接合部材の前記
   圧電素子保持部は、各圧電素子毎に区画壁によって区画
   され、該区画壁に対応する部分の前記接合面に、前記混
   在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。
3. 【請求項３】 請求項１又は２において、前記混在部で
   は、前記下電極除去部、前記下電極露出部及び前記上電
   極露出部の少なくとも二種が、所定の配列でそれぞれ島
   状に形成されていることを特徴とするインクジェット式
   記録ヘッド。
4. 【請求項４】 請求項１又は２において、前記混在部で
   は、前記下電極除去部、前記下電極露出部及び前記上電
   極露出部の少なくとも二種が、帯状に形成されているこ
   とを特徴とするインクジェット式記録ヘッド。
5. 【請求項５】 請求項１〜４の何れかにおいて、前記接
   合部材は、前記圧力発生室にインクを供給するリザーバ
   の少なくとも一部を構成するリザーバ部を有するリザー
   バ形成基板であり、前記流路形成基板の当該リザーバ形
   成基板とは反対側の面には、前記ノズル開口を形成する
   ノズル形成部材が接合されていることを特徴とするイン
   クジェット式記録ヘッド。
6. 【請求項６】 請求項５において、前記リザーバの周囲
   全てに亘って設けられる前記混在部には、少なくとも前
   記上電極露出部が帯状に形成されていることを特徴とす
   るインクジェット式記録ヘッド。
7. 【請求項７】 請求項１〜４の何れかにおいて、前記接
   合部材は、前記圧電素子保持部を密封可能としたキャッ
   プ部材であることを特徴とするインクジェット式記録ヘ
   ッド。
8. 【請求項８】 請求項７において、前記キャップ部材の
   前記圧電素子保持部全体又は各圧電素子保持部の周囲全
   てに亘って設けられた前記混在部では、少なくとも前記
   上電極露出部が帯状に形成されていることを特徴とする
   インクジェット式記録ヘッド。
9. 【請求項９】 請求項１〜８の何れかにおいて、前記接
   合部材の熱膨張係数が、前記流路形成基板の熱膨張係数
   と略同一であることを特徴するインクジェット式記録ヘ
   ッド。
10. 【請求項１０】 請求項１〜８の何れかにおいて、前記
    接合部材の材料が、シリコン、ガラス及びセラミックス
    からなる群から選択されることを特徴とするインクジェ
    ット式記録ヘッド。
11. 【請求項１１】 請求項１〜１０の何れかにおいて、前
    記圧力発生室がセラミックス製の基板に形成され、前記
    圧電素子の各層がグリーンシート貼付又は印刷により形
    成されていることを特徴とするインクジェット式記録ヘ
    ッド。
12. 【請求項１２】 請求項１〜１０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、前記圧電素子の各層が薄膜及びリソグ
    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。
13. 【請求項１３】 請求項１〜１２の何れかにおいて、前
    記下電極の下側には、弾性膜が形成されていることを特
    徴とするインクジェット式記録ヘッド。
14. 【請求項１４】 請求項１３において、前記流路形成基
    板がシリコンで形成されると共に前記弾性膜が二酸化シ
    リコンで形成され、前記下電極除去部に対応する領域の
    前記弾性膜が露出されていることを特徴とするインクジ
    ェット式記録ヘッド。
15. 【請求項１５】 請求項１〜１４の何れかのインクジェ
    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。