JP3491193B2 - Ink jet recording head and ink jet recording apparatus - Google Patents

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、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。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a piezoelectric element, in which a part of a pressure generating chamber communicating with a nozzle opening for ejecting ink droplets is composed of a vibrating plate, and a piezoelectric element is formed on the surface of the vibrating plate. The present invention relates to an inkjet recording head and an inkjet recording device that eject ink droplets by displacement.

【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。2. Description of the Related Art A part of a pressure generating chamber that communicates with a nozzle opening for ejecting ink droplets is composed of a vibrating plate, and the vibrating plate is deformed by a piezoelectric element to pressurize ink in the pressure generating chamber to eject it from the nozzle opening. Two types of inkjet recording heads that eject ink droplets have been put into practical use: one that uses a longitudinal vibration mode piezoelectric actuator that expands and contracts in the axial direction of a piezoelectric element, and one that uses a flexural vibration mode piezoelectric actuator. ing.

【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。The former allows the volume of the pressure generating chamber to be changed by bringing the end face of the piezoelectric element into contact with the vibrating plate, and a head suitable for high-density printing can be manufactured. There is a problem in that the manufacturing process is complicated because a difficult process of matching the array pitch of the openings and cutting into comb teeth or a work of positioning and fixing the cut piezoelectric element in the pressure generating chamber are required.

【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。On the other hand, in the latter, the piezoelectric element can be formed on the vibration plate by a relatively simple process of sticking a green sheet of a piezoelectric material in conformity with the shape of the pressure generating chamber and firing it. However, due to the use of flexural vibration, a certain area is required, and there is a problem 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、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。On the other hand, in order to eliminate the disadvantage of the latter recording head, a uniform piezoelectric material layer is formed over the entire surface of the diaphragm by a film forming technique as disclosed in Japanese Patent 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 lithographic 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。According to this, the work of attaching the piezoelectric element to the diaphragm becomes unnecessary, and not only the piezoelectric element can be built by a precise and simple method such as a lithography method, but also the thickness of the piezoelectric element can be reduced. It has the advantage that it can be made thin and can be driven at high speed. In this case, it is possible to drive the piezoelectric element corresponding to each pressure generating chamber by providing at least only the upper electrode for each pressure generating chamber while leaving the piezoelectric material layer provided on the entire surface of the vibration plate.

【０００７】[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。Further, in the flow path forming substrate in which such a pressure generating chamber is formed, for example, a joining member such as a cap member having a space for hermetically sealing the piezoelectric element and shielding from the external environment. May be joined.

【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。However, such a joining member and the flow path forming substrate are generally joined by an adhesive or the like, but no particular consideration is given to the joining strength.

【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。In view of such circumstances, it is an object of the present invention to provide an ink jet type recording head and an ink jet type recording apparatus which have improved joint strength and durability of substrates.

【００１０】[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。A first aspect of the present invention for solving the above-mentioned problems is to provide a flow path forming substrate in which a pressure generating chamber communicating with a nozzle opening is defined, and one surface of the flow path forming substrate. In an ink jet recording head provided with a piezoelectric element having at least a lower electrode, a piezoelectric layer and an upper electrode, a space that is bonded to the piezoelectric element side of the flow path forming substrate and does not hinder its movement. And the lower electrode is removed at least at a part of the peripheral edge of the piezoelectric element holding portion of the joining surface of the flow path forming substrate with the joining member. Inkjet type characterized by having a mixed portion in which at least two types selected from a lower electrode removal portion, a lower electrode exposed portion where the lower electrode is exposed, and an upper electrode exposed portion where the upper electrode is exposed are mixed. Record In the head.

【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。In the first aspect, the joint portion improves the joint strength between the flow path forming substrate and the joint member, thereby improving the durability of the head.

【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。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the piezoelectric element holding portion of the joining member is divided by a partition wall for each piezoelectric element, and the portion corresponding to the partition wall is joined to the piezoelectric element holding portion. An ink jet recording head having the mixed portion on its surface.

【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。In the second aspect, the strength of the flow path forming substrate at the portion where the partition walls are joined is improved.

【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。According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, at least two kinds of the lower electrode removing portion, the lower electrode exposed portion and the upper electrode exposed portion are provided in the mixed portion.
The inkjet recording head is characterized in that each is formed in an island shape in a predetermined arrangement.

【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。In the third aspect, the island-shaped mixed portion can improve the continuity of the lower electrode or form the pillar portion between the joint surfaces and improve the joint strength.

【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。According to a fourth aspect of the present invention, in the first or second aspect, in the mixed portion, at least two kinds of the lower electrode removing portion, the lower electrode exposed portion and the upper electrode exposed portion are:
The inkjet recording head is characterized in that it is formed in a strip shape.

【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。According to the fourth aspect, the mixed portion formed in a strip shape can improve the continuity of the lower electrode or form the pillar portion between the joint surfaces and improve the joint strength. A fifth aspect of the present invention is the reservoir forming substrate according to any one of the first to fourth aspects, wherein the joining member has a reservoir portion that constitutes at least a part of a reservoir that supplies ink to the pressure generating chamber. In the ink jet recording head, a nozzle forming member that forms the nozzle opening is joined to a surface of the flow path forming substrate opposite to the reservoir forming substrate.

【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。In the fifth aspect, the bonding strength between the flow path forming substrate and the reservoir forming substrate is improved.

【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。A sixth aspect of the present invention is characterized in that, in the fifth aspect, at least the upper electrode exposed portion is formed in a band shape in the mixed portion provided all around the reservoir. And an inkjet recording head.

【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。In the sixth aspect, the bonding strength around the reservoir is improved, and the reservoir is reliably sealed by the strip-shaped upper electrode exposed portion.

【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。A seventh aspect of the present invention is the ink jet recording according to any one of the first to fourth aspects, wherein the joining member is a cap member capable of sealing the piezoelectric element holding portion. On the head.

【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。In the seventh aspect, the bonding strength between the flow path forming substrate and the cap member is improved.

【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。According to an eighth aspect of the present invention, in the seventh aspect, at least the mixed portion provided on the entire piezoelectric element holding portion of the cap member or around all the piezoelectric element holding portions has at least the above-mentioned configuration. In the ink jet recording head, the exposed portion of the upper electrode is formed in a strip shape.

【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。In the eighth aspect, the piezoelectric element is securely sealed in the piezoelectric element holding portion.

【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。A ninth aspect of the present invention is characterized in that, in any one of the first to eighth aspects, the thermal expansion coefficient of the joining member is substantially the same as the thermal expansion coefficient of the flow path forming substrate. It is in an inkjet recording head.

【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。In the ninth aspect, the flow path forming substrate and the bonding member can be bonded at high temperature, and the manufacturing process can be simplified.

【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。In a tenth aspect of the present invention, in any one of the first to eighth aspects, the material of the joining member is silicon,
An ink jet recording head is selected from the group consisting of glass and ceramics.

【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。In the tenth aspect, the manufacturing process can be simplified by forming the joining member with a specific material.

【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。An eleventh aspect of the present invention is any one of the first to tenth aspects, wherein the pressure generating chamber is formed on a ceramic substrate, and each layer of the piezoelectric element is formed by sticking or printing a green sheet. Inkjet recording heads characterized in that

【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。In the eleventh aspect, the head can be easily manufactured.

【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。In a twelfth aspect of the present invention according to any one of the first to tenth aspects, the pressure generating chamber is formed in a silicon single crystal substrate by anisotropic etching, and each layer of the piezoelectric element is a thin film and lithography. An ink jet recording head characterized by being formed by a method.

【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。In the twelfth aspect, a large amount of ink jet recording heads having high density nozzle openings can be manufactured relatively easily.

【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。A thirteenth aspect of the present invention is the ink jet recording head according to any one of the first to twelfth aspects, characterized in that an elastic film is formed below the lower electrode. .

【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。In the thirteenth aspect, by applying a voltage to the lower electrode and the upper electrode to deform the piezoelectric layer, the elastic film is deformed and ink is ejected.

【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。According to a fourteenth aspect of the present invention, in the thirteenth aspect, the flow path forming substrate is formed of silicon, the elastic film is formed of silicon dioxide, and a region corresponding to the lower electrode removing portion is formed. An ink jet recording head, wherein the elastic film is exposed.

【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。In the fourteenth aspect, by forming the flow path forming substrate and the elastic film with a specific material, the bonding strength at the lower electrode film removing portion is further improved.

【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。A fifteenth aspect of the present invention is an ink jet recording apparatus including the ink jet recording head according to any one of the first to fourteenth aspects.

【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。In the fifteenth aspect, it is possible to realize an ink jet recording apparatus with improved head durability and improved reliability.

【００３９】[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。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described in detail below based on embodiments.

【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。(Embodiment 1) FIG. 1 is an exploded view showing an ink jet recording head according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 is a plan view and a sectional view of FIG.

【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。As shown in the figure, the flow path forming substrate 10 is a silicon single crystal substrate having a plane orientation (110) in this embodiment. The flow path forming substrate 10 is usually 150 to 3
A thickness of about 00 μm is used, preferably 18
The thickness is preferably about 0 to 280 μm, more preferably about 220 μm. This is because the array density can be increased while maintaining the rigidity of the partition wall between the adjacent pressure generating chambers.

【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。One surface of the flow path forming substrate 10 is an opening surface, and the other surface is provided with an elastic film 50 made of silicon dioxide formed by thermal oxidation in advance and having a thickness of 1 to 2 μm.

【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。On the other hand, the opening surface of the flow path forming substrate 10 is anisotropically etched to form a silicon single crystal substrate.
Pressure generating chambers 12 partitioned by a plurality of partition walls 11 are arranged side by side in the width direction, and on the outer side in the longitudinal direction, the pressure generating chambers 12 communicate with a reservoir portion of a reservoir forming substrate, which will be described later, and a common ink chamber of each pressure generating chamber 12. A communication portion 13 that forms a part of the reservoir 100 is formed, and is communicated with one end portion in the longitudinal direction of each pressure generation chamber 12 via an ink supply passage 14, respectively.

【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。Here, in anisotropic etching, when a silicon single crystal substrate is dipped in an alkaline solution such as KOH, it is gradually eroded to form a first (111) plane perpendicular to the (110) plane and the first (111) plane. Of the second (1) which makes an angle of about 70 degrees with the (111) plane of
The (11) plane appears, and the etching rate of the (111) plane is about 1/1 compared to the etching rate of the (110) plane.
It is performed by utilizing the property of being 80.
By such anisotropic etching, two first (11
Precision machining can be performed on the basis of the depth machining of the parallelogram shape formed by the 1) plane and the two diagonal second (111) planes, and the pressure generating chambers 12 can be arranged at high density. it can.

【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。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 in the flow path forming substrate 1
It is formed by etching through almost 0 to reach the elastic film 50. Here, the elastic film 50 is
The amount of the alkaline solution that etches the silicon single crystal substrate is extremely small. Further, each ink supply port 14 communicating with one end of each pressure generation chamber 12 is formed shallower than the pressure generation chamber 12, and keeps the flow path resistance of the ink flowing into the pressure generation chamber 12 constant. That is, the ink supply port 14 is formed by etching the silicon single crystal substrate halfway in the thickness direction (half etching). The half etching is performed by adjusting the etching time.

【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。On the opening surface side of the flow path forming substrate 10,
A nozzle plate 16 having a nozzle opening 15 communicating with the pressure supply chamber 12 on the side opposite to the ink supply passage 14 is fixed via an adhesive or a heat-welding film. The nozzle plate 16 has a thickness of, for example, 0.1 to 1
mm, a coefficient of linear expansion of 300 ° C. or less, for example, 2.5 to
It is made of glass ceramics of 4.5 [× 10 ⁻⁶ / ° C.] or rust-free steel. The nozzle plate 16 entirely covers one surface of the flow path forming substrate 10 with one surface, and also serves as a reinforcing plate that protects the silicon single crystal substrate from impact and external force. Further, the nozzle plate 16 is used as the flow path forming substrate 10.
It may be made of a material having substantially the same thermal expansion coefficient. In this case, since the flow path forming substrate 10 and the nozzle plate 16 are deformed substantially by the heat, they can be easily joined by using a thermosetting adhesive or the like.

【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。Here, the size of the pressure generating chamber 12 that applies the ink droplet ejection pressure to the ink and the size of the nozzle opening 15 that ejects 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, it is necessary to accurately form the nozzle openings 15 with a groove width of several tens of μm.

【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。On the other hand, a thickness of, for example, about 0.2 μm is formed on the elastic film 50 on the side opposite to the opening surface of the flow path forming substrate 10.
The lower electrode film 60, the piezoelectric film 70 having a thickness of, for example, about 1 μm, and the upper electrode film 80 having a thickness of, for example, about 0.1 μm are laminated and formed in a process described later to form the piezoelectric element 30.
Configures 0. Here, the piezoelectric element 300 refers to a portion including the lower electrode film 60, the piezoelectric film 70, and the upper electrode film 80. In general, one of the electrodes of the piezoelectric element 300 is used as a common electrode, and the other electrode and the piezoelectric film 70 are patterned for each pressure generating chamber 12. Further, here, a portion which is composed of one of the patterned electrodes and the piezoelectric film 70 and in which piezoelectric strain is generated by applying a voltage to both electrodes is referred to as a piezoelectric active portion 320. In the present embodiment, the lower electrode film 60 is the common electrode of the piezoelectric element 300 and the upper electrode film 80 is the individual electrode of the piezoelectric element 300. However, there is no problem even if this is reversed due to the drive circuit and wiring. In any case, the piezoelectric active portion is formed for each pressure generating chamber. Also here
The piezoelectric element 300 and the vibration plate that is displaced by the driving of the piezoelectric element 300 are collectively referred to as a piezoelectric actuator. In the example described above, the elastic film 50 and the lower electrode film 6
Although 0 acts as a diaphragm, the lower electrode film may also serve as the elastic film.

【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。Further, the piezoelectric element 300 of the flow path forming substrate 10
A reservoir forming substrate 20 having a reservoir portion 21 forming at least a part of the reservoir 100 is bonded to the side. In the present embodiment, the reservoir portion 21 penetrates the reservoir forming substrate 20 in the thickness direction, and the pressure generating chamber 12
Is formed across the width direction of the. Then, as described above, the reservoir 100, which is connected to the communication portion 13 of the flow path forming substrate 10 and serves as a common ink chamber for the pressure generating chambers 12, is configured.

【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。As the reservoir forming substrate 20, it is preferable to use a material having substantially the same coefficient of thermal expansion as that of the passage forming substrate 10 such as glass or ceramic material. It was formed using a silicon single crystal substrate of the same material. As a result, as in the case of the nozzle plate 16 described above, the two can be reliably bonded even if they are bonded at a high temperature using a thermosetting adhesive. Therefore, the manufacturing process can be simplified.

【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。Further, the reservoir forming substrate 20 includes
A compliance substrate 30 including a sealing film 31 and a fixing plate 32 is joined. Here, the sealing film 31 is made of a material having low rigidity and flexibility (for example, a polyphenylene sulfide (PPS) film having a thickness of 6 μm), and the sealing film 31 seals one surface of the reservoir portion 21. It has been stopped. Further, the fixing plate 32 is made of a hard material such as metal (for example, stainless steel having a thickness of 30 μm (SU
S) and the like). The reservoir 10 of this fixed plate 32
Since the region facing 0 is the opening 33 that is completely removed in the thickness direction, one surface of the reservoir 100 is sealed only by the sealing film 31 having flexibility, and the internal pressure changes. The flexible portion 22 is deformable by. That is, for example, the pressure change in the reservoir 100 caused by the flow of ink when the piezoelectric element 300 is driven is absorbed by the deformation of the flexible portion 22, and the reservoir 10 is absorbed.
The pressure within 0 can always be kept substantially constant.

【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。An ink introducing port 25 for supplying ink to the reservoir 100 is formed on the compliance substrate 30 outside the central portion in the longitudinal direction of the reservoir 100. Further, the reservoir forming substrate 20 is provided with an ink introducing passage 26 that connects the ink introducing port 25 and the side wall of the reservoir 100. In addition, in the present embodiment, the ink is supplied to the reservoir 100 by one ink introduction port 25 and the ink introduction passage 26, but the present invention is not limited to this, and for example, according to a desired ink supply amount, A plurality of ink introduction ports and ink introduction passages may be provided, or the opening area of the ink introduction port may be increased to enlarge the ink flow passage.

【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。On the other hand, the piezoelectric element 3 of the reservoir forming substrate 20
In a region facing 00, a piezoelectric element holding portion 24 capable of sealing the space in a state where the movement of the piezoelectric element 300 is not obstructed is provided, and at least the piezoelectric active portion 320 of the piezoelectric element 300 is provided. Are sealed in the piezoelectric element holding portion 24. In addition, in the present embodiment, the piezoelectric element holding portion 24 includes the partition walls 27 formed in a region facing the peripheral wall 11 of the pressure generating chamber 12, and each piezoelectric element 30.
The space is divided into 0s, and the piezoelectric element 300 is sealed in each piezoelectric element holding portion 24. That is, the reservoir forming substrate 20 configures the reservoir 100 and also serves as a cap member for blocking the piezoelectric element 300 from the external environment.

【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。In addition, the piezoelectric film 70 and the upper electrode film 80 of the piezoelectric element 300 thus sealed by the piezoelectric element holding portion 24 in this embodiment are flow paths from one longitudinal end of the pressure generating chamber 12. The formation substrate 10 is extended to the outside of the reservoir formation substrate 20, and the external wiring 40 such as a flexible cable is formed on the exposed surface of the flow passage formation substrate 10 on the side where the reservoir formation substrate 20 is joined. Connected with.

【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。In this embodiment, the lower electrode film removing section 33 in which the lower electrode film 60 is removed is formed on the bonding surface of the flow path forming substrate 10.
0, and a lower electrode film exposed portion 340 where the lower electrode film is exposed,
By providing the mixed portion 360 in which the upper electrode film exposed portion 350 in which the upper electrode film 80 is exposed is mixed and the flow path forming substrate 10 and the reservoir forming substrate 20 are joined via the mixed portion 360, the bonding strength is improved. We are trying to improve

【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。The mixed section 360 will be described below. Note that FIG. 3 is a plan view showing the arrangement of the mixed portion 360 and a cross-sectional view showing a joined state of the mixed portion 360.

【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。As described above, the mixed portion 360 of the present embodiment comprises the lower electrode film removal portion 330, the lower electrode film exposed portion 340 and the upper electrode film exposed portion 350, and as shown in FIG. Around, that is, the piezoelectric element holding portion 300
Is provided in a region facing the peripheral edge and the partition wall. Further, in the mixed portion 360, the lower electrode film removal portion 330 and the upper electrode film exposed portion 350 are respectively provided in an island shape, and these are arranged in series at a predetermined interval. The other portion is the lower electrode film exposed portion 340.

【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。As described above, the mixed portion 360 is provided on the joint surface between the flow path forming substrate 10 and the reservoir forming substrate 20 around the piezoelectric element 300, that is, the lower electrode film 60.
By providing the lower electrode film removal portion 330 while maintaining the continuity of the above, a part of the elastic film 50 is exposed. Therefore,
The reservoir forming substrate 20 partially includes the flow passage forming substrate 10.
Since it is directly bonded to the upper elastic film 50, the bonding strength is improved as compared with the case where only the lower electrode film 60 is bonded, and the durability of the head can be improved. This is compared with the bonding strength between the lower electrode film 60 and the reservoir forming substrate 20,
This is because the bonding strength between the elastic film 50 and the reservoir forming substrate 20 is strong.

【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。In addition, at the joint between the partition wall 27 partitioning the piezoelectric element holding portion 24 and the peripheral wall 11 of the pressure generating chamber 12,
By joining the partition walls 27 to each other, the rigidity of the peripheral wall of the pressure generating chamber 12 is improved, and the collapse of the peripheral wall when the piezoelectric element 300 is driven is suppressed. Therefore, in the region facing the partition wall 27, it is preferable to further improve the bonding strength, and the mixed portion 360 is particularly effective.

【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。The lower electrode film 60 of the piezoelectric element 300 is
Since it is a common electrode for each piezoelectric element 300, it is preferable to leave a large area for the lower electrode film 60. In the present embodiment, the lower electrode film removal portion 330 of the mixed portion 360 is formed in an island shape, and in the other portions, the lower electrode film exposed portion 340 and the upper electrode film exposed portion 350 where the lower electrode film 60 remains.
Therefore, there is no problem in driving the piezoelectric element 300.

【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。Here, as described above, the piezoelectric element 30
Since the piezoelectric layer 70 and the upper electrode film 80 of No. 0 are extended from one end in the longitudinal direction to the peripheral wall, the flow path forming substrate 10 and the reservoir forming substrate 20 are piezoelectric elements on the peripheral wall of the pressure generating chamber 12. They are joined together while holding 300. Therefore, the upper electrode exposed portion 350 is provided in the mixed portion 360, which is the bonding surface of the region other than this, in order to bond the flow path forming substrate 10 and the reservoir forming substrate 20 so as to be substantially parallel to each other. Has been. As a result, the upper electrode film exposed portion 350 plays the role of a pillar, and the reservoir forming substrate 20
The positions of the joint surfaces are substantially uniform, the joint surfaces of the flow path forming substrate 10 and the reservoir forming substrate 20 can be made substantially parallel, and variations in the joint state can be suppressed. Therefore, the characteristics of the head such as the ink ejection characteristics due to the driving of the piezoelectric element 300 can be easily made uniform, and the reliability can be improved.

【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。In the ink jet recording head of the present embodiment described above, ink is taken in from the ink introduction port 25 connected to the external ink supply means (not shown), and the interior from the reservoir 100 to the nozzle opening 15 is filled with ink. , The lower electrode films 6 corresponding to the pressure generating chambers 12 according to recording signals from an external drive circuit (not shown).
0 is applied between the upper electrode film 80 and the elastic film 50,
By flexurally deforming the lower electrode film 60 and the piezoelectric film 70, the pressure inside each pressure generating chamber 12 increases and ink droplets are ejected from the nozzle openings 15.

【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。(Embodiment 2) FIG. 4 is a plan view and a sectional view of an essential part of an ink jet recording head according to Embodiment 2. As shown in FIG.

【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。In this embodiment, the lower electrode film removing section 330A,
A mixed portion 360A in which the lower electrode film exposed portion 340A and the upper electrode film exposed portion 350A are formed in a strip shape and are arranged in parallel.
Is provided in the same manner as in the first embodiment except that it is provided around the connecting portion of the flow path forming substrate 10 forming the reservoir 100 and the connecting portion of the reservoir portion 21 of the reservoir forming substrate 20.

【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。More specifically, as shown in FIG. 4, in the present embodiment, the mixed portion 360A, in the connecting portion of the reservoir portion 21 and the communicating portion 13 constituting the reservoir 100, is connected to the ink forming passage 26 in the reservoir forming substrate 20. Is formed over the entire circumference except the part where is formed.

【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。In the mixed portion 360 of the present embodiment, the lower electrode film removal portion 330A, the lower electrode film exposed portion 340A, and the upper electrode film exposed portion 350A are formed in three rows of strips, and the innermost portion, that is, the most reservoir. An upper electrode film exposed portion 350A is provided on the 100 side. A lower electrode film exposed portion 340A and a lower electrode film removed portion 330A are formed outside the upper electrode film exposed portion 350A.

【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。Thus, by providing the mixed portion 360A not only around the piezoelectric element 300 but also around the reservoir 100, the flow path forming substrate 10 and the reservoir forming substrate 20 are provided.
It is possible to more reliably bond the and at a substantially constant position. Further, the reservoir portion 21 that constitutes the reservoir 100
The joining state between the and the communication portion 13 can always be substantially constant. Therefore, driving of the piezoelectric element 300 and further characteristics such as ink flow can be easily made uniform,
The reliability of the head can be further improved.

【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。In this embodiment, the mixed section 360A is used.
Is a lower electrode film removal portion 330A, a lower electrode film exposed portion 340A.
And the upper electrode film exposed portion 350A, the present invention is not limited to this. For example, when a mixed portion is provided around the reservoir 100, the lower electrode film 60 does not particularly act as an electrode, and thus the lower electrode is not formed. The exposed film portion may not be provided. in this case. Instead of the lower electrode film exposed portion, for example, the lower electrode film removed portion may be widely formed to further increase the bonding strength.

【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。Further, in this embodiment, the lower electrode film removing section 3
30A, lower electrode film exposed portion 340A and upper electrode film exposed portion 3
The mixed portion 360A in which 50A is formed in a band shape is used as the reservoir 10
It is arranged around 0, but of course, this mixed portion 36
0A may be provided around the piezoelectric element 300. However, in this case, since the lower electrode film 60 forming the piezoelectric element 300 needs to be electrically connected, the lower electrode removal portion 330A cannot be provided so as to surround the entire circumference of the piezoelectric element 300, and the lower electrode film is not provided. It is necessary to leave a continuous portion of 60.

【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。(Other Embodiments) Although the respective embodiments of the present invention have been described above, the basic structure of the ink jet recording head is not limited to the above.

【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。For example, in the above-described embodiment, the reservoir forming substrate has been described as an example of the joining member joined to the flow path forming substrate, but the present invention is not limited to this, and for example, it does not hinder the driving of the piezoelectric element. It may be a cap member or the like capable of sealing the space in a state where the space is secured.

【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。Further, for example, in each of the above-described embodiments, the thin film type ink jet recording head manufactured by applying the film formation and the lithographic process is taken as an example, but the present invention is not limited to this and, for example, The present invention can also be applied to a thick film type ink jet recording head formed by a method such as attaching a green sheet.

【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。Further, the ink jet recording head of each of these embodiments constitutes a part of a recording head unit having an ink flow path communicating with an ink cartridge or the like, and is mounted on an ink jet recording apparatus. Figure 5
It is a schematic diagram showing an example of the ink jet type recording device.

【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。As shown in FIG. 5, in the recording head units 1A and 1B having an ink jet recording head, the cartridges 2A and 2B constituting the ink supply means are detachably provided, and the recording head units 1A and 1B are provided.
The carriage 3 on which B is mounted is provided on a carriage shaft 5 attached to the apparatus body 4 so as to be movable in the axial direction. The recording head units 1A and 1B are, for example,
The black ink composition and the color ink composition are respectively discharged.

【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。The driving force of the driving motor 6 is transmitted to the carriage 3 via a plurality of gears (not shown) and the timing belt 7, so that the carriage 3 having the recording head units 1A and 1B mounted thereon follows the carriage shaft 5. Be moved. On the other hand, a platen 8 is provided on the apparatus body 4 along the carriage shaft 5, and a recording sheet S, which is a recording medium such as paper fed by a feed roller (not shown), is wound around the platen 8. It is designed to be transported.

【００７６】[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。As described above, according to the present invention, the lower electrode film removed portion, the lower electrode film exposed portion and the upper electrode film exposed portion are provided on a part of the joint surface between the flow path forming substrate and the reservoir forming substrate. Since the mixed portion is provided, the bonding strength between the flow path forming substrate and the reservoir forming substrate can be improved. Further, the flow path forming substrate and the reservoir forming substrate can be easily bonded at a substantially uniform position at all times, and the characteristics of the head can be easily made uniform. Therefore, there is an effect that the reliability of the head can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【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。FIG. 1 is an exploded perspective view of an ink jet recording head according to a first embodiment of the invention.

【図２】本発明の実施形態１に係るインクジェット式記
録ヘッドの平面図及び断面図である。2A and 2B are a plan view and a sectional view of the ink jet recording head according to the first embodiment of the invention.

【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。3A and 3B are diagrams illustrating a mixed portion according to the first embodiment of the present invention, in which FIG. 3A is a plan view of relevant portions, and FIG.
It is a -A 'sectional view.

【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。4A and 4B are diagrams illustrating a mixed portion according to Embodiment 2 of the present invention, in which FIG. 4A is a plan view of relevant portions, and FIG.
It is a -B 'sectional view.

【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。FIG. 5 is a schematic diagram of an inkjet 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 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 10 Flow path forming substrate 11 Side wall 12 Pressure generation chamber 13 Communication 14 Ink supply path 15 nozzle opening 16 nozzle plate 20 Reservoir forming substrate 21 Reservoir section 22 Flexible part 24 Piezoelectric element holder 25 ink inlet 26 Ink introduction path 27 division wall 30 Compliance board 31 sealing film 32 fixed plate 60 Lower electrode film 70 Piezoelectric film 80 Upper electrode film 100 reservoir 110 Adhesive layer 300 Piezoelectric element

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41J 2/045 B41J 2/055 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. ⁷ , DB name) B41J 2/045 B41J 2/055

Claims (15)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【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。1. A piezoelectric element having a flow path forming substrate defining a pressure generating chamber communicating with a nozzle opening, and a piezoelectric element provided on one surface of the flow path forming substrate and having at least a lower electrode, a piezoelectric layer and an upper electrode. An ink jet recording head comprising: a flow path forming substrate; and a bonding member having a piezoelectric element holding portion bonded to the piezoelectric element side of the flow path forming substrate and having a space that does not hinder the movement of the flow path forming substrate. At least a part of the peripheral edge of the piezoelectric element holding portion of the bonding surface of the formation substrate with the bonding member, a lower electrode removal portion from which the lower electrode is removed, and a lower electrode exposed portion where the lower electrode is exposed, An ink jet recording head having a mixed portion in which at least two kinds selected from the upper electrode exposed portion where the upper electrode is exposed are mixed. 【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。2. The piezoelectric element holding portion of the joint member according to claim 1, wherein each piezoelectric element is partitioned by a partition wall, and the mixed portion is provided on a bonding surface of a portion corresponding to the partition wall. An ink jet recording head characterized by the above. 【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。3. The mixed electrode according to claim 1, wherein at least two kinds of the lower electrode removed portion, the lower electrode exposed portion, and the upper electrode exposed portion are formed in an island shape in a predetermined arrangement. Inkjet recording head characterized in that 【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。4. The mixed portion according to claim 1, wherein at least two kinds of the lower electrode removal portion, the lower electrode exposed portion, and the upper electrode exposed portion are formed in a strip shape in the mixed portion. Inkjet recording head. 【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。5. The flow path according to claim 1, wherein the joining member is a reservoir forming substrate having a reservoir portion that constitutes at least a part of a reservoir that supplies ink to the pressure generating chamber. An ink jet recording head, wherein a nozzle forming member forming the nozzle opening is joined to a surface of the forming substrate opposite to the reservoir forming substrate. 【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。6. The ink jet recording head according to claim 5, wherein at least the upper electrode exposed portion is formed in a strip shape in the mixed portion provided all around the reservoir. 【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。7. The ink jet recording head according to claim 1, wherein the joining member is a cap member capable of sealing the piezoelectric element holding portion. 【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。8. The mixed electrode portion according to claim 7, wherein at least the upper electrode exposed portion is formed in a band shape in the entire piezoelectric element holding portion of the cap member or all around the piezoelectric element holding portions. An ink jet recording head characterized by being provided. 【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。9. The ink jet recording head according to claim 1, wherein a thermal expansion coefficient of the joining member is substantially the same as a thermal expansion coefficient of the flow path forming substrate. 【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。10. The ink jet recording head according to claim 1, wherein the material of the joining member is selected from the group consisting of silicon, glass and ceramics. 【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。11. The ink jet printer according to claim 1, wherein the pressure generating chamber is formed on a ceramic substrate and each layer of the piezoelectric element is formed by sticking or printing a green sheet. Recording head. 【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。12. The pressure generating chamber according to claim 1, wherein the pressure generating chamber is formed in a silicon single crystal substrate by anisotropic etching, and each layer of the piezoelectric element is formed by a thin film and a lithography method. An ink jet recording head characterized by the above. 【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。13. The ink jet recording head according to claim 1, wherein an elastic film is formed below the lower electrode. 【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。14. The flow channel forming substrate according to claim 13, wherein the elastic film is formed of silicon dioxide and the elastic film is formed of silicon dioxide, and the elastic film in a region corresponding to the lower electrode removing portion is exposed. An ink jet recording head characterized by the above. 【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。15. An ink jet recording apparatus comprising the ink jet recording head according to claim 1.