JPH10264374A

JPH10264374A - インクジェット式記録ヘッド

Info

Publication number: JPH10264374A
Application number: JP9076253A
Authority: JP
Inventors: Fujio Akaha; 富士男赤羽
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1997-03-27
Filing date: 1997-03-27
Publication date: 1998-10-06
Also published as: US6142616A; EP0867287B1; DE69806663T2; DE69806663D1; EP0867287A1

Abstract

(57)【要約】【課題】高密度ヘッドを、信頼性を確保しつつ安価に
提供する。【解決手段】薄膜プロセスで形成された圧電素子と、
異方性エッチングにより高密度に配置された圧力発生室
１２と、狭隘部１３と、連通部１４と、を備えるシリコ
ン単結晶基板１０を、線膨張係数が前記シリコン単結晶
基板の２倍を越えない封止板２０で封止して、前記封止
板２０を１面とする、一部に薄肉壁４１を有する共通イ
ンク室３１を前記シリコン単結晶基板１０に隣接して備
える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ノズル開口に連通
する圧力発生室の一部をたわみ振動するアクチュエータ
により膨張、収縮させて、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の構造に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット式記録ヘッドには、圧力
発生室を機械的に変形させてインクを加圧する圧電振動
型と、圧力発生室の中に発熱素子を設け、発熱素子の熱
で発生した気泡の圧力によりインクを加圧するバブルジ
ェット型との２種類のものが存在する。そして圧電振動
子型の記録ヘッドはさらに、軸方向に変位する圧電振動
子を使用した第１の記録ヘッドと、たわみ変位する圧電
振動子を使用した第２の記録ヘッドとの２種類に分類さ
れる。

【０００３】第１の記録ヘッドは、高速駆動が可能でか
つ高い密度での記録が可能である反面、圧電振動子の加
工に切削作業が伴ったり、また圧電振動子を圧力発生室
に固定する際に３次元的組立作業を必要として、製造の
工程数が多くなるという問題がある。これに対して第２
の記録ヘッドは、圧電振動子が膜状であるため、圧力発
生室を構成する弾性膜と一体的に焼成して作り付けるこ
とが可能で、製造工程の簡素化を図ることができるとい
う特徴を有するものの、たわみ振動できる程度の面積を
必要とするため、圧力発生室の幅が大きくなって配列密
度が低下するという問題を抱えている。

【０００４】このようなたわみ振動を利用した記録ヘッ
ドが抱える問題点を克服するため、例えば特表平５−５
０４７４０号公報には、格子面（１１０）のシリコン単
結晶基板を異方性エッチングして圧力発生室、インク供
給口、共通インク室が形成された流路形成基板と、圧力
発生室に連通するノズル開口が複数形成されたノズルプ
レートとを備え、流路形成基板の他面を酸化シリコンに
より弾性変形可能なメンブレムとして構成したインクジ
ェット式記録ヘッドが提案されている。

【０００５】これによれば、メンブレム部の圧力発生室
に対向する領域に造膜法により圧電体膜を形成して駆動
部を作り付けて、エッチングと膜形成により記録ヘッド
を構成することができるため、印刷密度の高い記録ヘッ
ドを均一に且つ同時に多数製造することが可能となる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
シリコン単結晶基板を用いて圧電振動子を造膜した構造
において、さらに印刷記録品質を向上させ、製造コスト
を下げるための改善すべき問題点がある。

【０００７】第１の問題点として、シリコン単結晶基板
は薄くて脆いため、衝撃や振動に対して何等かの補強が
必要である。

【０００８】第２の問題点として、シリコン単結晶基板
は線膨張係数が約３×１０^-6／℃と、一般的な金属や樹
脂に比べて非常に小さい。そのため、シリコン単結晶基
板を、インク流路構成部品やノズルプレート等の他のヘ
ッド構成部品と貼り合わせ等で組み立てる際、他のヘッ
ド構成部品に線膨張率の大きい金属や樹脂を用いると、
温度変化に伴い両者の伸縮量の差に起因してシリコン単
結晶基板に引っ張りや圧縮の応力が加わる。シリコン単
結晶基板に加わる応力は特に薄膜部に敏感に影響して、
実質的に弾性膜の剛性を変え、従って圧電素子が圧力発
生室に与える圧力や圧力発生室の振動特性を変えてしま
い、結果としてインク滴の吐出が安定しない。また、両
者の伸縮差は接合体の反りを生じ、後工程でフレーム等
に記録ヘッドを組み付ける際に接合不良を引き起こす。

【０００９】第３の問題点。シリコン単結晶基板は通常
４インチとか８インチといった定型のサイズの基板（以
下ウェハと称す）を用いる。そして、１ウェハで何個分
の記録ヘッドの圧力発生室や圧電素子を形成しても工数
や時間や材料は変わらない。しかも、記録ヘッドのコス
トはその大部分を圧力発生室や圧電素子の製造コストが
占める。つまり、１ウェハーから採れる記録ヘッドの数
が多ければ多いほど記録ヘッドのコストは下げることが
できる。上述の従来例のように、シリコン単結晶基板上
に圧力発生室以外の流路部、特に面積を必要とする共通
インク室を形成することは、１ウェハから採れる記録ヘ
ッドの数を著しく減少させ、結果として記録ヘッドのコ
ストが高くなる。

【００１０】そこで、本発明はこれらの課題を解決する
ものであり、その目的とするところは、インク滴の吐出
を安定させて高密度で高品質な印刷を行うことができる
安価で信頼性の高い記録ヘッドを提供するところにあ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、シリコン単結晶基板の異方性エッチングにより複数
の長窓状に形成された、ノズル開口からインク滴を吐出
させる圧力発生室と、前記シリコン単結晶基板の１面を
被覆する弾性膜と、前記弾性膜のシリコン単結晶基板と
反対面上に各圧力発生室に対応して、電極膜、圧電体
膜、電極膜が順次積層された圧電素子と、からなるイン
クジェット式記録ヘッドにおいて、前記シリコン単結晶
基板の圧力発生室のノズル開口から遠い端部に狭隘部と
連通部とを形成して、前記シリコン単結晶基板の他面
を、前記連通部と共通インク室とを接続するインク供給
連通口を有する封止板で封止して、前記封止板を１面と
する共通インク室を前記シリコン単結晶基板に隣接して
備える。

【００１２】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明の望ましい態様であり、共通インク室を形成する
部材の内、少なくとも封止板はその線膨張率が前記シリ
コン単結晶基板の線膨張係数の２倍を越えない材料で構
成してなる。

【００１３】請求項３に記載の発明は、請求項１に記載
の発明の望ましい態様であり、封止板に線膨張係数が
２．５〜４．５［×１０^-6／℃］であるガラスセラミッ
クを用いてなる。

【００１４】請求項４に記載の発明は、請求項１に記載
の発明の望ましい態様であり、共通インク室が、封止板
を含めてすべて線膨張係数が２．５〜４．５［×１０^-6
／℃］であるガラスセラミックを用いて、積層後成形し
て焼成、あるいは成形後積層して焼成して一体化されて
なる。

【００１５】請求項５に記載の発明は、請求項１に記載
の発明の望ましい態様であり、少なくとも封止板に線膨
張係数が２．５〜４．５［×１０^-6／℃］である鉄−ニ
ッケル合金を用いてなる。

【００１６】請求項６に記載の発明は、請求項１から請
求項５に記載の発明の望ましい態様であり、共通インク
室は、封止板に対向する面の少なくとも一部に薄肉壁を
有する。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の実施例について図面に基
づいて説明する。

【００１８】（実施例１）図１は本発明のインクジェッ
ト式記録ヘッドの実施例１の分解斜視図、図２は図１の
平面図及びＡ−Ａ′断面を示す図である。これらの図に
おいて、１０は面方位＜１１０＞のシリコン単結晶基板
である。シリコン単結晶基板１０は通常１５０〜３００
μｍ程度の厚さのものを用い、望ましくは１８０〜２８
０μｍ程度のものがよく、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。５０はシリコン単結晶基板１０の表面を熱
酸化させて予め形成した二酸化シリコンからなる、厚さ
１〜２μｍの弾性膜である。弾性膜５０上には、厚さ約
０．５μｍの下電極膜６０と、厚さ約１μｍ圧電体膜７
０と、厚さ約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、圧電素子を構成している。
本実施例では、下電極膜６０を圧電素子の共通電極と
し、上電極８０を圧電素子の個別電極としているが、駆
動回路や配線の都合でこれを逆にしても支障はない。シ
リコン単結晶基板１０には、以下に述べる異方性エッチ
ングにより、圧力発生室１２と狭隘部１３と連通部１４
とノズル開口１１とが形成されている。

【００１９】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）面に垂直な第一の（１１１）面と、第一
の（１１１）面と約７０度の角度をなし、なおかつ（１
１０）面に垂直な第二の（１１１）面が出現する。（１
１０）面のエッチングレートに比較して、（１１１）面
のエッチングレートは約１／１８０程度であることが知
られている。この性質を利用して、二つの（１１１）面
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
加工が行われる。インクジェット式記録ヘッドにこの技
術を用いると、圧力発生室１２を高密度に配列すること
が可能となる。本発明では、圧力発生室１２の長辺を第
一の（１１１）面で、短辺を第二の（１１１）面で形成
している。

【００２０】圧力発生室１２と狭隘部１３と連通部１４
はシリコン単結晶基板１０を貫通して弾性膜５０に達す
るまでエッチングされている。このエッチングは、一括
して同一工程で形成される。なお、弾性膜５０を形成す
る二酸化シリコンはシリコン単結晶基板１０をエッチン
グするアルカリ溶液には侵されないため、シリコン単結
晶のみが除去される。一方ノズル開口１１は、シリコン
単結晶基板１０を深さ方向に途中までエッチング（ハー
フエッチング）することで形成されている。ハーフエッ
チングは、エッチングの時間を調整することで、容易に
その加工深さが制御できるためよく行われる技術であ
る。

【００２１】ここで、インク滴吐出圧力をインクに与え
る圧力発生室１２の大きさと、インク滴を吐出するノズ
ル開口１１の大きさと、圧力発生室１２へのインクの流
出入を制御する狭隘部１３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インチ当り３６０個のインク滴を記録
する場合、ノズル開口１１や狭隘部１３は数十μｍの溝
幅で精度良く形成される必要があるが、前述の異方性エ
ッチングによれば、なんら問題なく容易に加工できる。

【００２２】連通部１４は、後述する共通インク室３１
と、狭隘部１３を介して圧力発生室１２とを接続するた
めの中継室で、ここに後述の封止板２０のインク供給連
通口２１が対応して、インクを分配する。

【００２３】２０は前述のインク供給連通口２１が穿設
された、厚さ０．１〜１ｍｍの封止板で、線膨張形数が
３００℃以下で２．５〜４．５［×１０^-6／℃］である
ガラスセラミックからなる。ガラスセラミックは、文字
通りガラスとセラミックを主成分として、グリーンシー
ト状態で所望の形状を形作ったものを高温で焼成して製
作される。なお、インク供給連通口２１は図３に示すよ
うに、各連通部１４を横断する一つの、又は複数のスリ
ット状の孔であってもよい。封止板２０は、一方の面で
シリコン単結晶基板１０の一面を全面的に覆い、シリコ
ン単結晶基板１０を衝撃や外力から守る補強板の役目を
果たす。それと共に、封止板２０は他面で共通インク室
３１の一壁面を構成する。３０は、共通インク室３１の
周壁を形成する共通インク室形成板であり、ノズル開口
数やインク滴吐出周波数に応じた適正な厚みのステンレ
ス板を打ち抜いて作製する。本実施例ではその厚さを
０．２ｍｍとしている。４０は、これもステンレス板か
らなるインク室側板で、その一部に薄肉壁４１をハーフ
エッチングで形成するとともに、外部からのインクの供
給を受けるインク導入口４２を打ち抜き形成している。
なお、本実施例では、インク導入口４２と外部からのイ
ンク供給手段との接続時の剛性を考慮して、０．２ｍｍ
のインク室側板４０を用いて、その一部を厚さ０．０２
ｍｍの薄肉壁４１としているが、ハーフエッチングによ
る薄肉壁４１の形成を省略するために、予め０．０２ｍ
ｍのインク室側板を用いてもよい。この薄肉壁４１は、
インク滴吐出の際に発生するノズル開口１１と反対側へ
向かう圧力を吸収するためのもので、他の圧力発生室１
２に、共通インク室３１を経由して不要な正又は負の圧
力が加わるのを防止する。

【００２４】ここで、シリコン単結晶基板１０上に圧電
体膜７０等を形成するプロセスについて述べる。図４
（ａ）に示すように、まず、シリコン単結晶基板１０の
ウェハを約１１００℃の拡散炉で熱酸化して二酸化シリ
コンの弾性膜を形成する。

【００２５】次に、図４（ｂ）に示すように、スパッタ
リングで下電極膜６０を成膜する。下電極膜６０の材料
としてはＰｔ等が好適である。Ｐｔ等が好適である理由
は、スパッタリングやゾル−ゲル法で成膜する後述の圧
電体膜７０は、成膜後に大気雰囲気または酸素雰囲気中
で６００〜１０００℃程度の温度で焼成し、結晶化させ
る必要がある。このため、下電極膜６０の材料はこのよ
うな高温、酸化性雰囲気下で導電性を保てるなくてはな
らない。ことに圧電体膜７０の材料としてＰＺＴを用い
た場合ＰｂＯの拡散による導電性の変化が少ないことが
望ましく、これらの理由からＰｔが適する。

【００２６】次に、図４（ｃ）に示すように、圧電体膜
７０を成膜する。成膜方法はスパッタリングを用いるこ
ともできるが、本実施例では、金属有機物を溶媒に溶か
したいわゆるゾルを、塗布乾燥してゲル化して、さらに
高温で焼成する事で金属酸化物からなる圧電体膜７０を
得る、いわゆるゾル−ゲル法を用いている。圧電体膜７
０の材料としてはチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系の
材料がインクジェットヘッドに使用する場合には好適で
ある。

【００２７】次に、図４（ｄ）に示すように、上電極膜
８０を成膜する。上電極膜８０は導電性の高い材料であ
ればよく、Ａｌ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｐｔ等の多くの金属や、
導電性酸化物等が使用でき、本実施例ではＰｔをスパッ
タリングで成膜している。

【００２８】次に、図４（ｅ）に示すように、圧力発生
室１２に対して各々圧電素子を配するごとく、上電極膜
８０及び圧電体膜７０のパターニングを行う。図４
（ｅ）中では圧電体膜７０を上電極膜８０と同一のパタ
ーンでパターニングを行った場合を示しているが、圧電
体膜７０は必ずしもパターニングを行う必要はない。そ
れは、上電極膜８０のパターンを個別電極として電圧を
印加した場合、電界はそれぞれの上電極膜８０と、共通
電極である下電極膜６０との間にかかるのみで、その他
の部位にはなんら影響を与えないためである。

【００２９】以上が膜形成プロセスである。こうして膜
形成を行った後に図４（ｆ）に示すように、前述のアル
カリ溶液によるシリコン単結晶基板１０の異方性エッチ
ングを行い、圧力発生室１２等を形成する。なお、この
一連の膜形成及び異方性エッチングは、図５に示すよう
に、１ウェハに多数のチップを同時に形成して、プロセ
スが終了した後、図１等に示すシリコン単結晶基板１０
のサイズに分割する。

【００３０】膜形成及び異方性エッチングのプロセスが
終了したシリコン単結晶基板１０と、封止板２０と、共
通インク室形成基板３０と、インク室側板４０と、を順
次接着して一体化する。こうしてできたインクジェット
式記録ヘッドは、シリコン単結晶基板１０と線膨張係数
がほぼ等しい封止板２０の剛性により、線膨張係数の大
きなステンレス板からなる共通インク室形成板３０やイ
ンク室側板４０がプリンタ使用温度の変化に伴い伸縮し
ても、弾性膜５０等の薄膜はその影響を受けることなく
機能する。図６に封止板２０に線膨張係数が大きなステ
ンレス板を用いた時の薄膜への影響を示す。図６（ａ）
は、温度差による伸縮の影響を少なくするため、室温
（２０℃）で接着硬化させたものを室温に置いた状態を
示す。当然のことながら、温度差が無いので接着物は平
面状態に有り、薄膜は外部応力を受けない。図６（ｂ）
は、図６（ａ）の接着物をプリンタの低温動作環境（５
℃）に置いた状態を示す。封止板２０等はシリコン単結
晶基板１０より熱収縮が大きいため、薄膜が引っ張られ
る状態に反る。特に弾性膜５０は見かけ上のヤング率が
大きくなり、振動周期が短くなる。図６（ｃ）は、図６
（ａ）の接着物をプリンタの高温動作環境（３５℃）に
置いた状態を示す。封止板２０等はシリコン単結晶基板
１０より熱膨張が大きいため、薄膜が弛む状態に反る。
特に弾性膜５０は見かけ上のヤング率が小さくなり、振
動周期が長くなる。これら、図６（ａ）〜（ｃ）の状態
の差は、僅か１μｍにも満たない圧電素子の変位でイン
ク滴を吐出するインクジェット式記録ヘッドにおいては
重大な問題である。本発明はこの温度変化の影響を、封
止板２０で解消している。発明者の実験では、封止板２
０の線膨張係数はシリコン単結晶基板１０と等しい３
［×１０^-6／℃］が理想であるが、その値がシリコン単
結晶基板１０の２倍の６［×１０^-6／℃］程度までであ
れば、インク滴吐出特性上許容範囲であった。また、接
着にはエポキシ系の接着剤を用いるが、温度差に起因す
る伸縮量の差を考慮しなくて良いため、８０℃位の高温
下で短時間で接着硬化させて接着工程の時間短縮を図る
こともできるという、新たな効果をも生み出した。

【００３１】最後に、熱溶着する異方性導電膜９０を介
して、図示せぬ外部回路からの駆動信号を圧電素子に与
える接続ケーブル１００を接続して、インクジェット式
記録ヘッドが完成する。

【００３２】このようにして構成したインクジェット式
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４２からインクを取り込み、共通インク
室３１からノズル開口１１に至るまで内部をインクで満
たす。そうして、図示しない外部の駆動回路の記録信号
に従い、接続ケーブル１００を通じて下電極膜６０と上
電極膜８０との間に電圧を印加して、弾性膜５０と圧電
体膜７０とをたわみ変形させることで圧力発生室１２内
の圧力を高めて、ノズル開口１１からインク滴を吐出し
て記録を行う。

【００３３】（実施例２）図７は本発明のインクジェッ
ト式記録ヘッドの実施例２の分解斜視図である。封止板
２０と、共通インク室形成板３０と、インク室側板４０
と、薄肉壁４１と、を線膨張係数が２．５〜４．５［×
１０^-6／℃］のガラスセラミックで構成している。これ
により、ヘッドを構成する部品はすべてシリコン単結晶
基板１０と線膨張係数が近い部品となり、温度変化に対
して、部品間の伸縮量の差の影響から解放される。

【００３４】図８に共通インク室３１を構成するガラス
セラミック部品の製造工程を示す。まず、各部品の厚さ
のシートを作る（図８（ａ））。次に各部品の形状をプ
レス等で形成する（図８（ｂ））。この時、各部品は焼
成時の収縮を見込んだ厚さや寸法で作る。次に各部品を
積層する（図８（ｃ））。最後に焼成して一体化する
（図８（ｄ））。こうして、接着剤を用いずに一体化し
た共通インク室３１を形成する部品ができ上がる。この
一体化した共通インク室３１を形成するガラスセラミッ
ク部品と、膜形成プロセスを経たシリコン単結晶基板１
０と、を接合するだけで良いため、製造工程が大幅に簡
略化できる。

【００３５】また、シリコン単結晶基板１０は、一体化
したガラスセラミックという強固な補強板を得たことに
なり、ヘッドとして十分な強度を持つ。なお、共通イン
ク室３１を構成する部品を除く他のヘッド構成は実施例
１（図１〜図４）と同様のため説明は省略する。

【００３６】（実施例３）本発明のインクジェット式記
録ヘッドの実施例３は、実施例１の封止板２０の材質に
線膨張係数が２．５〜４．５［×１０^-6／℃］の鉄−ニ
ッケル合金（一般にインバーと呼ばれる）を用いるもの
である。鉄ーニッケル合金はプレス加工で製作して、イ
ンク耐性を確保するため全表面に無電解ニッケルメッキ
を２〜５μｍ付着する。封止板２０の形状と、他のヘッ
ド構成は実施例１と同様のため説明は省略する。

【００３７】（実施例４）本発明のインクジェット式記
録ヘッドの実施例３は、実施例２の封止板２０、共通イ
ンク室形成板３０、インク室側板４０、の材質に線膨張
係数が２．５〜４．５［×１０^-6／℃］の鉄−ニッケル
合金を用いるものである。鉄−ニッケル合金はプレス加
工で製作して、インク耐性を確保するため全表面にニッ
ケルメッキを無電解で付着する。各部品は、実施例１の
ように、互いに接着して積層する。

【００３８】なお、共通インク室３１を構成する部品を
除く他のヘッド構成は実施例１（図１〜図４）と同様で
あり、その効果は実施例２と同様のため説明は省略す
る。

【００３９】（実施例５）図９は本発明のインクジェッ
ト式記録ヘッドの実施例５の分解斜視図を、図１０は図
９のインク流路の断面を示す。実施例５では、ノズル開
口１１を圧電素子と反対の平面に配した構成として、キ
ャッピングを容易にすると共に、ノズル開口１１後方の
奥行きを小さくしてる。これらの図において、１１０
は、ノズル開口１１が穿設されたノズル基板である。２
２は、ノズル開口１１と圧力発生室１２とを結ぶノズル
連通口で、封止板２０、共通インク室形成板３０、薄肉
壁４１、インク室側板４０を貫通している。ノズル開口
１１を除くシリコン単結晶基板１０、弾性膜５０、下電
極膜６０、圧電体膜７０、上電極膜８０はその構成を実
施例１と同様としているので説明は省略する。

【００４０】共通インク室３１を構成する材料は本発明
の実施例１から実施例４のいずれであっても良いが、実
施例５ではノズル基板１１０、インク室側板４０、薄肉
壁４１、共通インク室形成板３０、封止板２０をすべて
線膨張係数が２．５〜４．５［×１０^-6／℃］のガラス
セラミックで構成している。その製法は実施例２に準
じ、その効果は前述の実施例と同様である。ただし、ノ
ズル連通口２２は、封止板２０、共通インク室形成板３
０、薄肉壁４１、インク室側板４０の４部品に個々に穴
開けしても良いが、本実施例では同４部品を積層した後
に一括してプレスで穴開けしている。これにより、４部
品のノズル連通口の位置ずれが無くなり、インクジェッ
ト式記録ヘッドにとって好ましくない気泡の停滞し易い
段差部が生じないので、ヘッドの信頼性が確保できる。

【００４１】なお、インク導入口４２は封止板２０に設
けられ、図示せぬ外部からインクを供給する。また、イ
ンク導入口４２を封止板２０側に設けた関係で、接続ケ
ーブル１００は実施例１とは反対の方向へ引き出されて
いる。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のインクジ
ェット式記録ヘッドによれば、膜形成プロセスと、シリ
コン単結晶基板の異方性エッチングと、で構成される高
密度ヘッドを、共通インク室をシリコン単結晶基板外へ
設けることで、ウェハからのシリコン単結晶基板の取り
数が大きくなり、ヘッド単価を低減できる。また、少な
くとも封止板にシリコン単結晶基板と線膨張係数の近い
材料を用いることで、脆いシリコン単結晶基板を補強し
つつ、温度変化における材料間の伸縮量の差に起因す
る、薄膜の圧電素子への影響を防げる。その結果、高密
度で信頼性の高いヘッドを安価に供給できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１を示す分解斜視図である。

【図２】本発明の実施例１の平面図及び断面図である。

【図３】本発明の実施例１を構成する部品の一部分を変
形させた斜視図である。

【図４】本発明の実施例１の薄膜製造工程を示す図であ
る。

【図５】本発明の実施例１のシリコン単結晶基板のウェ
ハ上への配置を示す図である。

【図６】本発明に依らない場合の挙動を示す図である。

【図７】本発明の実施例２を示す分解斜視図である。

【図８】本発明の実施例２の製造工程を示す図である。

【図９】本発明の実施例５を示す分解斜視図である。

【図１０】本発明の実施例５のインク流路を示す断面図
である。

【符号の説明】

１０シリコン単結晶基板１１ノズル開口１２圧力発生室１３狭隘部１４連通部２０封止板３０共通インク室形成板４１薄肉壁５０弾性膜７０圧電体膜

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シリコン単結晶基板の異方性エッチング
により複数の長窓状に形成された、ノズル開口からイン
ク滴を吐出させる圧力発生室と、前記シリコン単結晶基
板の１面を被覆する弾性膜と、前記弾性膜のシリコン単
結晶基板と反対面上に各圧力発生室に対応して、電極
膜、圧電体膜、電極膜が順次積層された圧電素子と、か
らなるインクジェット式記録ヘッドにおいて、前記シリコン単結晶基板の圧力発生室のノズル開口から
遠い端部に狭隘部と連通部とを形成して、前記シリコン
単結晶基板の他面を、前記連通部と共通インク室とを接
続するインク供給連通口を有する封止板で封止して、前
記封止板を１面とする共通インク室を前記シリコン単結
晶基板に隣接して備えてなることを特徴とするインクジ
ェット式記録ヘッド。
【請求項２】前記共通インク室を形成する部材の内、
少なくとも封止板はその線膨張率が前記シリコン単結晶
基板の線膨張係数の２倍を越えない材料で構成してなる
ことを特徴とする請求項１記載のインクジェット式記録
ヘッド。
【請求項３】前記共通インク室を形成する部材の内、
少なくとも封止板に線膨張係数が２．５〜４．５［×１
０^-6／℃］であるガラスセラミックを用いてなることを
特徴とする請求項１記載のインクジェット式記録ヘッ
ド。
【請求項４】前記共通インク室が、封止板を含めてす
べて線膨張係数が２．５〜４．５［×１０^-6／℃］であ
るガラスセラミックを用いて、積層後成形して焼成、あ
るいは成形後積層して焼成して一体化されてなることを
特徴とする請求項１記載のインクジェット式記録ヘッ
ド。
【請求項５】前記共通インク室を形成する部材の内、
少なくとも封止板に線膨張係数が２．５〜４．５［×１
０^-6／℃］である鉄−ニッケル合金を用いてなることを
特徴とする請求項１記載のインクジェット式記録ヘッ
ド。
【請求項６】前記共通インク室は、封止板に対向する
面の少なくとも一部に薄肉壁を有することを特徴とする
請求項１から請求項５に記載のインクジェット式記録ヘ
ッド。