JP2005119199A - 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 圧電素子の破壊を長期間に亘って確実に防止することができる液体噴射ヘッド及び液体噴射装置を提供する。
【解決手段】 リード電極９０を含む少なくとも圧電素子３００に対向する領域が無機絶縁材料からなる絶縁膜１００によって覆われており、この絶縁膜１００で覆われているリード電極９０の少なくとも圧電素子３００に対向する部分に他の部分よりも膜厚の薄い薄膜部９０ｂを設ける。
【選択図】 図２

Description

本発明は、液体噴射ヘッド及び液体噴射装置に関し、特に、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。

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。

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。

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。

一方、後者の記録ヘッドの不都合を解消すべく、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ある。そして、このような圧電素子は、例えば、湿気等の外部環境に起因して破壊され易いという問題がある。このような問題を解決するために、圧電素子を絶縁体層で覆いコンタクトホールを介して電極を接続し、さらに、コンタクトホール周辺を保護膜で覆ったものがある（例えば、特許文献１参照）。また、圧力発生室が形成される流路形成基板に、圧電素子保持部を有する封止基板（リザーバ形成基板）を接合し、この圧電素子保持部内に圧電素子を密封するようにしたものがある（例えば、特許文献２参照）。

しかしながら、前者は、構造が複雑なうえ、絶縁体層は上電極にダメージを与えずコンタクトホールを形成可能なポリイミド等を用いているため、耐湿性が不十分であるという問題がある。また、後者のように圧電素子を密封しても、例えば、封止基板と流路形成基板との接着部分から圧電素子保持部内に水分が入り込むこと等により、圧電素子保持部内の湿気が徐々に上昇し、最終的にはこの湿気により圧電素子が破壊されてしまうという問題がある。なお、このような問題は、インク滴を吐出するインクジェット式記録ヘッドだけではなく、勿論、インク以外の液滴を吐出する他の液体噴射ヘッドにおいても、同様に存在する。

特開平１１−２３５８１８号公報（第６図、第５頁右欄） 特開２００３−１３６７３４号公報（第１図、第２図、第５頁）

本発明は、このような事情に鑑み、圧電素子の破壊を長期間に亘って確実に防止することができる液体噴射ヘッド及び液体噴射装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決する本発明の第１の態様は、液滴を吐出するノズル開口にそれぞれ連通する圧力発生室が形成される流路形成基板と、該流路形成基板の一方面側に振動板を介して設けられる下電極、圧電体層及び上電極からなる圧電素子とを具備する液体噴射ヘッドであって、前記上電極から前記圧力発生室の周壁上に延設されるリード電極を有すると共に、該リード電極を含む少なくとも前記圧電素子に対向する領域が、無機絶縁材料からなる絶縁膜によって覆われ、且つ前記リード電極の少なくとも前記圧電素子に対向する部分が他の部分よりも膜厚の薄い薄膜部となっていることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる第１の態様では、水分透過率の低い無機絶縁材料からなる絶縁膜によって圧電体層が覆われるため、水分（湿気）に起因する圧電体層（圧電素子）の劣化（破壊）が防止される。そして、リード電極の一部が薄膜部となっていることで、この絶縁膜の被覆性が向上する。

本発明の第２の態様は、第１の態様において、前記リード電極の前記薄膜部を構成する層数は１層以上であり、前記リード電極の前記薄膜部以外の領域に、前記薄膜部の層数よりも多い総数で構成される領域を有することを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる第２の態様では、薄膜部を有するリード電極が容易に形成される。

本発明の第３の態様は、第１又は２の態様において、前記薄膜部の厚さが、前記絶縁膜の厚さ以下であることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる第３の態様では、薄膜部が絶縁膜によって良好に被覆され、薄膜部の端部での絶縁膜の剥離が確実に防止される。

本発明の第４の態様は、第１〜３の何れかの態様において、前記上電極の端部から前記薄膜部の基端部までの距離が、少なくとも前記圧電素子の厚さの２倍以上であることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる第４の態様では、薄膜部の基端部で絶縁膜の剥離が発生しやすいが、上電極の端部とリード電極の薄膜部の基端部との距離を所定距離以上とすることで、仮に剥離が発生した場合でも圧電体層への影響が抑えられる。

本発明の第５の態様は、第１〜４の何れかの態様において、前記上電極上の前記薄膜部の端部近傍の厚さが、その先端側に向かって漸小して端面が傾斜面となっていることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる第５の態様では、薄膜部の端部を覆って絶縁膜が確実に形成され、被覆性がさらに向上する。

本発明の第６の態様は、第１〜５の何れかにおいて、少なくとも前記圧電素子を構成する各層及び前記リード電極のパターン領域が、前記下電極及び前記リード電極の接続配線との接続部に対向する領域を除いて、前記絶縁膜によって覆われていることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる第６の態様では、無機絶縁材料からなる絶縁膜によってパターン領域のほぼ全領域が覆われるため、水分（湿気）に起因する圧電体層（圧電素子）の劣化（破壊）がさらに確実に防止される。

本発明の第７の態様は、第１〜６の何れかの態様の液体噴射ヘッドを具備することを特徴とする液体噴射装置にある。
かかる第７の態様では、耐久性を著しく向上した液体噴射装置を実現することができる。

以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
（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斜視図であり、図２は、図１の平面図及び断面図である。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り、その一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。流路形成基板１０には、複数の圧力発生室１２がその幅方向に並設されている。また、流路形成基板１０の圧力発生室１２の長手方向外側の領域には連通部１３が形成され、連通部１３と各圧力発生室１２とが、各圧力発生室１２毎に設けられたインク供給路１４を介して連通されている。なお、連通部１３は、後述する保護基板のリザーバ部と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の一部を構成する。インク供給路１４は、圧力発生室１２よりも狭い幅で形成されており、連通部１３から圧力発生室１２に流入するインクの流路抵抗を一定に保持している。

また、流路形成基板１０の開口面側には、圧力発生室１２を形成する際のマスクとして用いられた絶縁膜５１を介して、各圧力発生室１２のインク供給路１４とは反対側の端部近傍に連通するノズル開口２１が穿設されたノズルプレート２０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２０は、厚さが例えば、０．０１〜１ｍｍ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、シリコン単結晶基板又は不錆鋼などからなる。

一方、このような流路形成基板１０の開口面とは反対側には、上述したように、厚さが例えば約１．０μｍの弾性膜５０が形成され、この弾性膜５０上には、厚さが例えば、約０．４μｍの絶縁体膜５５が形成されている。さらに、この絶縁体膜５５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１．０μｍの圧電体層７０と、厚さが例えば、約０．０５μｍ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３００を構成している。ここで、圧電素子３００は、下電極膜６０、圧電体層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層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層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。

ここで、圧電素子３００の構造について詳細に説明する。圧電素子３００を構成する下電極膜６０は、例えば、図２に示すように、圧力発生室１２の長手方向では圧力発生室１２に対向する領域内にパターニングされ、複数の圧力発生室１２に対応する領域に連続的に設けられている。また、下電極膜６０は、圧力発生室１２の列の外側で連通部１３近傍まで延設され、その端部近傍は駆動ＩＣ１２０から延設された接続配線１３０が接続される接続部６０ａとなっている。圧電体層７０及び上電極膜８０は、基本的には圧力発生室１２に対向する領域内に設けられているが、圧力発生室１２の長手方向では、下電極膜６０の端部よりも外側まで延設されており、下電極膜６０の端面は圧電体層７０によって覆われている。また、上電極膜８０の一端部近傍にはリード電極９０が接続されている。このリード電極９０は、連通部１３近傍まで延設されており、その端部近傍は、下電極膜６０と同様に、接続配線１３０が接続される接続部９０ａとなっている。

また、リード電極９０の少なくとも圧電素子３００に対向する部分を含む圧電素子３００側の一部が、他の部分よりも膜厚の薄い薄膜部９０ｂとなっている。例えば、本実施形態では、リード電極９０は、厚さが０．１〜０．５μｍ程度の第１配線層９１と、この第１の配線層９１上に設けられて、厚さが０．５〜３μｍ程度の第２配線層９２とからなり、薄膜部９０ｂは、第１の配線層９１のみで構成されて他の部分よりも薄く形成されている。なお、薄膜部９０ｂの厚みは、層数に拘わらず、０．１〜０．５μｍ程度で形成されるのが好ましい。また、本実施形態では、リード電極９０の薄膜部９０ｂの端部近傍は先端側に向かって膜厚が漸小し、端面は傾斜面となっている。

第１配線層９１の材料としては、例えば、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、銅（Ｃｕ）、チタンタングステン（ＴｉＷ）等が挙げられる。また、第２配線層９２の材料としては、例えば、金（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）等が挙げられる。なお、本実施形態では、リード電極９０は、チタンタングステン（ＴｉＷ）からなる第１配線層９１と、金（Ａｕ）からなる金属層９２とで形成されている。

そして、本実施形態では、このような圧電素子３００を構成する各層及びリード電極９０のパターン領域が、下電極膜６０の接続部６０ａ及びリード電極９０の接続部９０ａに対向する領域を除いて、無機絶縁材料からなる絶縁膜１００によって覆われている。すなわち、パターン領域の下電極膜６０、圧電体層７０、上電極膜８０及びリード電極９０の表面（上面及び端面）が、無機絶縁材料からなる絶縁膜１００によって覆われている。この絶縁膜１００の材料としては、無機絶縁材料であれば、特に限定されず、例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）、五酸化タンタル（Ｔａ_２Ｏ_５）等が挙げられる。特に、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）を用いるのが好ましく、この場合、絶縁膜１００が、１００ｎｍ程度の薄膜で形成されていても、高湿度環境下での水分透過を十分に防ぐことができる。なお、絶縁膜の材料として、例えば、樹脂等の有機絶縁材料を用いるとなると、上記無機絶縁材料からなる絶縁膜と同程度の薄さでは、水分透過を十分に防ぐことができない。また、水分透過を防ぐために絶縁膜の膜厚を厚くすると、圧電素子の運動を妨げるという事態を招く虞がある。

このような無機絶縁材料からなる絶縁膜１００は、水分の透過性が極めて低いため、この絶縁膜１００によって、下電極膜６０、圧電体層７０、上電極膜８０及びリード電極９０の表面を被覆することにより、圧電体層７０の水分（湿気）に起因する破壊を防止することができる。また、接続部６０ａ，９０ａを除いて、圧電素子３００を構成する各層及びリード電極９０の表面を覆うようにすることで、これらの層と絶縁膜１００との間から水分が侵入した場合でも、圧電体層７０まで水分が達するのを防ぐことができ、圧電体層７０の水分に起因する破壊をより確実に防止することができる。

また、本発明では、リード電極９０の少なくとも圧電素子３００に対向する部分が薄膜部９０ｂとなっているため、少なくとも圧電素子３００に対向する領域は、絶縁膜１００によって良好に被覆される。すなわち、絶縁膜１００は、リード電極９０の端部（端面）に対応する領域には形成され難く、この部分で絶縁膜１００の剥離が発生しやすい。しかしながら、リード電極９０の膜厚を薄くすることで、リード電極９０の端部に対応する領域にも絶縁膜１００が良好に形成される。特に、本実施形態では、薄膜部９０ｂの端面が圧電素子３００のリード電極９０とのコンタクト部側とは反対側端部方向への傾斜面となっているため、絶縁膜１００がさらに良好に形成される。したがって、絶縁膜１００の剥離の発生を防止することができ、圧電体層７０の水分に起因する破壊をより確実に防止することができる。

なお、リード電極９０の薄膜部９０ｂは、少なくとも圧電素子３００に対向する領域に設けられていれば、その長さは特に限定されないが、例えば、図３に示すように、上電極膜８０の端部から薄膜部９０ｂの基端部（第２の配線層９２の端部）までの距離Ｌが、少なくとも圧電素子３００の厚さの２倍以上であることが好ましく、より好ましくは１０〜２００μｍ程度である。第２配線層９２が形成されている領域では、その端部（端面）に対応する部分に絶縁膜１００が形成され難く、薄膜部９０ｂに対応する領域と比較すると絶縁膜１００の剥離等が発生し易い。このため、距離Ｌが短いと、絶縁膜１００の剥離が発生した場合に、剥離した部分から侵入した水分によって圧電体層７０が破壊される虞がある。また、距離Ｌが長過ぎると、すなわち、薄膜部９０ｂの長さが長すぎると、リード電極９０の抵抗値が高くなり過ぎて圧電素子３００に良好に電圧を印加できなくなる虞がある。なお、リード電極９０の抵抗値は、２Ω以下であることが望ましい。

また、流路形成基板１０の圧電素子３００側の面には、圧電素子３００に対向する領域にその運動を阻害しない程度の空間を確保可能な圧電素子保持部３１を有する保護基板３０が、例えば、エポキシ系樹脂等である接着剤３５を介して接合されている。圧電素子３００は、この圧電素子保持部３１内に形成されているため、外部環境の影響を殆ど受けない状態で保護されている。さらに、保護基板３０には、流路形成基板１０の連通部１３に対応する領域にリザーバ部３２が設けられている。このリザーバ部３２は、本実施形態では、保護基板３０を厚さ方向に貫通して圧力発生室１２の並設方向に沿って設けられており、上述した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１１０を構成している。なお、流路形成基板１０と保護基板３０の接合には、エポキシ系樹脂等の接着剤による接着の他、金属を用いた金属接合を用いてもよい。

保護基板３０の圧電素子保持部３１とリザーバ部３２との間の領域には、保護基板３０を厚さ方向に貫通する貫通孔３３が設けられ、この貫通孔３３内に上述した下電極膜６０の接続部６０ａ及びリード電極９０の接続部９０ａが露出されている。そして、これら下電極膜６０の接続部６０ａ及びリード電極９０の接続部９０ａに、保護基板３０上に実装された駆動ＩＣ１２０から延設される接続配線１３０の一端が接続されている。
保護基板３０の材料としては、例えば、ガラス、セラミックス材料、金属、樹脂等が挙げられるが、流路形成基板１０の熱膨張率と略同一の材料で形成されていることがより好ましく、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。

また、保護基板３０上には、封止膜４１及び固定板４２とからなるコンプライアンス基板４０が接合されている。封止膜４１は、剛性が低く可撓性を有する材料（例えば、厚さが６μｍのポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）フィルム）からなり、この封止膜４１によってリザーバ部３２の一方面が封止されている。また、固定板４２は、金属等の硬質の材料（例えば、厚さが３０μｍのステンレス鋼（ＳＵＳ）等）で形成される。この固定板４２のリザーバ１１０に対向する領域は、厚さ方向に完全に除去された開口部４３となっているため、リザーバ１１０の一方面は可撓性を有する封止膜４１のみで封止されている。

このような本実施形態のインクジェット式記録ヘッドでは、図示しない外部インク供給手段からインクを取り込み、リザーバ１１０からノズル開口２１に至るまで内部をインクで満たした後、駆動ＩＣ１２０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６０と上電極膜８０との間に電圧を印加し、弾性膜５０、絶縁体膜５５、下電極膜６０及び圧電体層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２１からインク滴が吐出する。

ここで、このようなインクジェット式記録ヘッドの製造方法について、図４〜図６を参照して説明する。なお、図４〜図６は、圧力発生室１２の長手方向の断面図である。まず、図４（ａ）に示すように、シリコン単結晶基板である流路形成基板１０を約１１００℃の拡散炉で熱酸化し、流路形成基板１０の表面に弾性膜５０及びマスク膜５１を構成する二酸化シリコン膜５２を形成する。次いで、図４（ｂ）に示すように、弾性膜５０（二酸化シリコン膜５２）上に、ジルコニウム（Ｚｒ）層を形成後、例えば、５００〜１２００℃の拡散炉で熱酸化して酸化ジルコニウム（ＺｒＯ_２）からなる絶縁体膜５５を形成する。次いで、図４（ｃ）に示すように、例えば、白金とイリジウムとを絶縁体膜５５上に積層することにより下電極膜６０を形成後、この下電極膜６０を所定形状にパターニングする。

次に、図４（ｄ）に示すように、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等からなる圧電体層７０と、例えば、イリジウムからなる上電極膜８０とを流路形成基板１０の全面に形成する。次いで、図５（ａ）に示すように、圧電体層７０及び上電極膜８０を、各圧力発生室１２に対向する領域にパターニングして圧電素子３００を形成する。
次に、リード電極９０を形成する。具体的には、まず、図５（ｂ）に示すように、流路形成基板１０の全面に亘って、例えば、チタンタングステン（ＴｉＷ）からなる第１配線層９１を形成し、さらに、この第１配線層９１上の全面に、例えば、金（Ａｕ）からなる第２配線層９２を形成する。その後、図５（ｃ）に示すように、例えば、レジスト等からなるマスクパターン（図示なし）を介して第２配線層９２を所定のエッチング液でエッチングして各圧電素子３００毎にパターニングする。さらに、マスクパターン及びエッチング液を替えて第１配線層９１をエッチングすることにより、図５（ｄ）に示すように、第１の配線層９１を所定形状にパターニングする。これにより、圧電素子３００に対向する領域に薄膜部９０ｂを有するリード電極９０が形成される。

次に、図６（ａ）に示すように、例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）からなる絶縁膜１００を形成すると共に所定形状にパターニングする。すなわち、絶縁膜１００を流路形成基板１０の全面に形成し、その後、下電極膜６０の接続部６０ａ及びリード電極９０の接続部９０ａに対向する領域の絶縁膜１００を除去する。なお、本実施形態では、接続部６０ａ，９０ａに対向する領域と共に、圧電素子３００を構成する各層及びリード電極９０のパターン領域以外も除去するようにしている。勿論、絶縁膜１００は、接続部６０ａ，９０ａに対向する領域のみが除去されていてもよい。何れにしても、絶縁膜１００は、下電極膜６０の接続部６０ａ及びリード電極９０の接続部９０ａを除いて、圧電素子３００を構成する各層及びリード電極９０のパターン領域を覆うように形成されていればよい。また、絶縁膜１００の除去方法は、特に限定されないが、例えば、イオンミリング等のドライエッチングを用いることが好ましい。これにより、絶縁膜１００を選択的に良好に除去することができる。
次いで、図６（ｂ）に示すように、流路形成基板１０の圧電素子３００側に保護基板３０を接着剤３５によって接合し、所定形状にパターニングしたマスク膜５１を介して流路形成基板１０を異方性エッチングすることにより圧力発生室１２等を形成する。

なお、実際には、上述した一連の膜形成及び異方性エッチングによって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。その後は、流路形成基板１０にマスク膜５１を介してノズルプレート２０を接合し、保護基板３０上に駆動ＩＣ１２０を実装すると共にコンプライアンス基板４０を接合することにより本実施形態のインクジェット式記録ヘッドとなる。

（他の実施形態）
以上、本発明の各実施形態を説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、上述した実施形態では、リード電極が、第１の配線層と第２の配線層との２層で構成されているが、これに限定されず、例えば、３層以上で構成されていてもよい。何れにしてもリード電極が複数層で構成される場合には、薄膜部の層数が１層以上であり、リード電極の薄膜部以外の領域に薄膜部の層数よりも多い層数で構成される領域が形成されていればよい。また、リード電極は、勿論、１層で構成されていてもよく、この場合には、リード電極の一部をハーフエッチングすることにより薄膜部を形成すればよい。

また、上述した実施形態では、第１の配線層を第２の配線層と略同一幅となるように形成したが、これに限定されず、例えば、第２の配線層の幅よりも若干幅広に形成するようにしてもよい。これにより、第１の配線層をパターニングする際に、第１の配線層が第２の配線層の下側までサイドエッチングされることがない。したがって、絶縁膜がこの部分にも比較的良好に形成され、絶縁膜の剥離の発生をさらに低減することができる。

また、上述した実施形態では、上電極膜から周壁上に引き出されるリード電極について説明したが、例えば、下電極膜からもリード電極（下電極用リード電極）が引き出される場合には、勿論、この下電極用リード電極にも本発明の構造を採用することができる。
さらに、上述した実施形態では、圧電素子を構成する各層及びリード電極のパターン領域に、下電極膜６０の接続部６０ａ及びリード電極９０の接続部９０ａに対向する領域を除いて絶縁膜を設けるようにしたが、これに限定されず、絶縁膜は、少なくとも圧電素子に対向する領域を覆って設けられていればよい。

また、上述した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７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。図７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１Ｂ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。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上を搬送されるようになっている。

また、上述した実施形態においては、本発明の液体噴射ヘッドの一例としてインクジェット式記録ヘッドを説明したが、液体噴射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。本発明は、広く液体噴射ヘッドの全般を対象としたものであり、インク以外の液体を噴射するものにも勿論適用することができる。その他の液体噴射ヘッドとしては、例えば、プリンタ等の画像記録装置に用いられる各種の記録ヘッド、液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレー、ＦＥＤ（面発光ディスプレー）等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオｃｈｉｐ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等が挙げられる。

実施形態１に係る記録ヘッドの分解斜視図である。 実施形態１に係る記録ヘッドの平面図及び断面図である。 実施形態１に係る記録ヘッドの要部を示す断面図である。 実施形態１に係る記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。 実施形態１に係る記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。 実施形態１に係る記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。 一実施形態に係る記録装置の概略図である。

符号の説明

１０ 流路形成基板、 １２ 圧力発生室、 ２０ ノズルプレート、 ２１ ノズル開口、 ３０ 保護基板、 ３１ 圧電素子保持部、 ３２ リザーバ部、 ４０ コンプライアンス基板、 ５０ 弾性膜、 ５５ 絶縁体膜、 ６０ 下電極膜、 ７０ 圧電体膜、 ８０ 上電極膜、 １００ 絶縁膜、１１０ リザーバ、 ３００ 圧電素子

Claims (7)

1. 液滴を吐出するノズル開口にそれぞれ連通する圧力発生室が形成される流路形成基板と、該流路形成基板の一方面側に振動板を介して設けられる下電極、圧電体層及び上電極からなる圧電素子とを具備する液体噴射ヘッドであって、
   前記上電極から前記圧力発生室の周壁上に延設されるリード電極を有すると共に、該リード電極を含む少なくとも前記圧電素子に対向する領域が、無機絶縁材料からなる絶縁膜によって覆われ、且つ前記リード電極の少なくとも前記圧電素子に対向する部分が他の部分よりも膜厚の薄い薄膜部となっていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
2. 請求項１において、前記リード電極の前記薄膜部を構成する層数は１層以上であり、前記リード電極の前記薄膜部以外の領域に、前記薄膜部の層数よりも多い総数で構成される領域を有することを特徴とする液体噴射ヘッド。
3. 請求項１又は２において、前記薄膜部の厚さが、前記絶縁膜の厚さ以下であることを特徴とする液体噴射ヘッド。
4. 請求項１〜３の何れかにおいて、前記上電極の端部から前記薄膜部の基端部までの距離が、少なくとも前記圧電素子の厚さの２倍以上であることを特徴とする液体噴射ヘッド。
5. 請求項１〜４の何れかにおいて、前記上電極上の前記薄膜部の端部近傍の厚さが、その先端側に向かって漸小して端面が傾斜面となっていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
6. 請求項１〜５の何れかにおいて、少なくとも前記圧電素子を構成する各層及び前記リード電極のパターン領域が、前記下電極及び前記リード電極の接続配線との接続部に対向する領域を除いて、前記絶縁膜によって覆われていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
7. 請求項１〜６の何れかの液体噴射ヘッドを具備することを特徴とする液体噴射装置。

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