JPH11309864A

JPH11309864A - 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

Info

Publication number: JPH11309864A
Application number: JP3888099A
Authority: JP
Inventors: Shiro Yazaki; 士郎矢崎
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1998-02-27
Filing date: 1999-02-17
Publication date: 1999-11-09
Anticipated expiration: 2019-02-17
Also published as: JP3610811B2

Abstract

(57)【要約】【課題】振動板の初期変形を排除し、振動板の変形量
の向上および振動板の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の
一部を構成して少なくとも上面が下電極として作用する
振動板と、該振動板の表面に形成された圧電体層７０及
び該圧電体層７０の表面に形成された上電極８０からな
る圧電体能動部とからなる圧電振動子を備えるインクジ
ェット式記録ヘッドにおいて、前記振動板は、前記圧力
発生室１２内側の少なくとも幅方向両側に長手方向に亘
って凹部３３０を有することにより、圧電体能動部の駆
動による変位量が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、振動板の初期変形
を排除して変位量を向上させ、且つ振動板の耐久性が向
上したインクジェット式記録ヘッドに関する。

【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
電振動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、圧電振動子の軸方向に伸長、収縮す
る縦振動モードの圧電振動子を使用したものと、たわみ
振動モードの圧電振動子を使用したものの２種類が実用
化されている。

【０００３】前者は圧電振動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、圧電振動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
た圧電振動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振動子を
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薄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振動子を形成したものが提案
されている。

【０００６】これによれば圧電振動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振動子を作り付けることができる
ばかりでなく、圧電振動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。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た薄膜技術およびリソグラフィ法による製造方法では、
圧電振動子の駆動による変形量が小さいので、十分な吐
出容量が得られがたいという問題がある。

【０００８】本発明はこのような事情に鑑み、圧電振動
子の駆動による変形量の向上を図ったインクジェット式
記録ヘッドを提供することを課題とする。

【０００９】

【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の
一部を構成して少なくとも上面が下電極として作用する
振動板と、該振動板の表面に形成された圧電体層及び該
圧電体層の表面に形成された上電極からなる圧電体能動
部とからなる圧電振動子を備えるインクジェット式記録
ヘッドにおいて、前記振動板は、前記圧力発生室内側の
少なくとも幅方向両側に長手方向に亘って凹部を有する
ことを特徴とするインクジェット式記録ヘッドにある。

【００１０】かかる第１の態様では、凹部を設けたこと
により、圧電体能動部の駆動による振動板の変位量を大
きく向上することができる。

【００１１】本発明の第２の態様は、第１の態様におい
て、前記凹部は、前記圧電体能動部の前記上電極に対向
する部分の両側に設けら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。

【００１２】かかる第２の態様では、上電極に対向する
部分の両側の領域、いわゆる腕部に凹部を設けることに
より、圧電体能動部の駆動による変位量が大きくなる。

【００１３】本発明の第３の態様は、第１又は２の態様
において、前記振動板が弾性膜とその上に設けられた下
電極からなり、前記凹部の深さは、前記弾性膜の厚さの
０．５倍以上で、前記下電極の一部に到達するまでの範
囲に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。

【００１４】かかる第３の態様では、圧電体能動部の駆
動による変位量を効果的に向上させることができる。

【００１５】本発明の第４の態様は、第３の態様におい
て、前記弾性膜が、第１の弾性膜とその上に設けられた
第２の弾性膜とからな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。

【００１６】かかる第４の態様では、弾性膜の耐久性が
向上する。

【００１７】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、前記圧電振動子の
各層が成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。

【００１８】かかる第５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。

【００１９】本発明の第６の態様は、第１〜５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。

【００２０】かかる第６の態様では、ヘッドの特性が向
上し、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。

【００２１】

【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。

【００２２】（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組立斜視図
であり、図２は、平面図及びその１つの圧力発生室の長
手方向における断面構造を示す図である。

【００２３】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。

【００２４】流路形成基板１０の両面には、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０．１〜
２μｍの弾性膜５０，５１が形成されている。また、流
路形成基板１０の一方の面には、弾性膜５１をパターニ
ングした後、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、ノズル開口１１、圧力発生室１２が形成
されている。

【００２５】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）と約３５度の角度をなす第２の（１１
１）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１／１８
０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（１１１）
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。

【００２６】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、後述するが、弾性膜５０の一部までエ
ッチングすることにより形成されている。なお、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。

【００２７】一方、各圧力発生室１２の一端に連通する
各ノズル開口１１は、圧力発生室１２より幅狭で且つ浅
く形成されている。すなわち、ノズル開口１１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。

【００２８】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１１は数十μｍの溝幅で精度よく形成する必要
がある。

【００２９】また、各圧力発生室１２と後述する共通イ
ンク室３１とは、後述する封止板２０の各圧力発生室１
２の一端部に対応する位置にそれぞれ形成されたインク
供給連通口２１を介して連通されており、インクはこの
インク供給連通口２１を介して共通インク室３１から供
給され、各圧力発生室１２に分配される。

【００３０】封止板２０は、前述の各圧力発生室１２に
対応したインク供給連通口２１が穿設された、厚さが例
えば、０．１〜１ｍｍで、線膨張係数が３００℃以下
で、例えば２．５〜４．５［×１０^−６／℃］であるガ
ラスセラミックスからなる。なお、インク供給連通口２
１は、各圧力発生室１２のインク供給側端部の近傍を横
断する一つのスリット孔でも、あるいは複数のスリット
孔であってもよい。封止板２０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、
封止板２０は、他面で共通インク室３１の一壁面を構成
する。

【００３１】共通インク室形成基板３０は、共通インク
室３１の周壁を形成するものであり、ノズル開口数、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
打ち抜いて作製されたものである。本実施形態では、共
通インク室形成基板３０の厚さは、０．２ｍｍとしてい
る。

【００３２】インク室側板４０は、ステンレス基板から
なり、一方の面で共通インク室３１の一壁面を構成する
ものである。また、インク室側板４０には、他方の面の
一部にハーフエッチングにより凹部４０ａを形成するこ
とにより薄肉壁４１が形成され、さらに、外部からのイ
ンク供給を受けるインク導入口４２が打抜き形成されて
いる。なお、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１２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。
本実施形態では、インク導入口４２と外部のインク供給
手段との接続時等に必要な剛性を考慮して、インク室側
板４０を０．２ｍｍとし、その一部を厚さ０．０２ｍｍ
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、インク室側板４０の
厚さを初めから０．０２ｍｍとしてもよい。

【００３３】一方、流路形成基板１０の圧力発生室１２
とは反対側の弾性膜５０の上には、厚さが例えば、約
０．５μｍ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
電振動子（圧電素子）を構成している。このように、弾
性膜５０の各圧力発生室１２に対向する領域には、各圧
力発生室１２毎に独立して圧電振動子が設けられてお
り、本実施形態では、下電極膜６０は圧電振動子の共通
電極とし、上電極膜８０を圧電振動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。また、本実施形態では、圧電体膜７０を各圧力
発生室１２に対応して個別に設けたが、圧電体膜を全体
に設け、上電極膜８０を各圧力発生室１２に対応するよ
うに個別に設けてもよい。何れの場合においても、各圧
力発生室１２毎に圧電体能動部が形成されていることに
なる。

【００３４】ここで、シリコン単結晶基板からなる流路
形成基板１０上に、圧電体膜７０等を形成するプロセス
を図３を参照しながら説明する。

【００３５】図３（ａ）に示すように、まず、流路形成
基板１０となるシリコン単結晶基板のウェハを約１１０
０℃の拡散炉で熱酸化して、流路形成基板１０の両面に
二酸化シリコンからなる弾性膜５０，５１を一度に形成
する。

【００３６】次に、図３（ｂ）に示すように、スパッタ
リングで下電極膜６０を形成する。下電極膜６０の材料
としては、Ｐｔ等が好適である。これは、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
膜後に大気雰囲気下又は酸素雰囲気下で６００〜１００
０℃程度の温度で焼成して結晶化させる必要があるから
である。すなわち、下電極膜７０の材料は、このような
高温、酸化雰囲気下で導電性を保持できなければなら
ず、殊に、圧電体膜７０としてＰＺＴを用いた場合に
は、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が好適である。

【００３７】次に、図３（ｃ）に示すように、圧電体膜
７０を成膜する。この圧電体膜７０の成膜にはスパッタ
リングを用いることもできるが、本実施形態では、金属
有機物を溶媒に溶解・分散したいわゆるゾルを塗布乾燥
してゲル化し、さらに高温で焼成することで金属酸化物
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７０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式記録
ヘッドに使用する場合には好適である。

【００３８】次に、図３（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、導電性酸化物等を使用できる。本実施形態では、Ｐ
ｔをスパッタリングにより成膜している。

【００３９】次に、図４に示すように、下電極膜６０、
圧電体膜７０及び上電極膜８０をパターニングする。

【００４０】まず、図４（ａ）に示すように、下電極膜
６０、圧電体膜７０及び上電極膜８０を一緒にエッチン
グして下電極膜６０の全体パターンをパターニングす
る。次いで、図４（ｂ）に示すように、圧電体膜７０及
び上電極膜８０のみをエッチングして圧電体能動部３２
０のパターニングを行う。

【００４１】以上が膜形成プロセスである。このように
して膜形成を行った後、図５に示すように、前述したア
ルカリ溶液によるシリコン単結晶基板の異方性エッチン
グを行い、圧力発生室１２等を形成する。その際、本実
施形態では、振動板の圧力発生室１２側の圧電体能動部
の腕部に対向する位置に、後述する凹部を形成してい
る。

【００４２】まず、図５（ａ）に示すように、圧力発生
室１２の形成位置に対応する部分の弾性膜５１をパター
ニングし、開口部５１ａ及び膜厚を相対的に薄くした段
差部５１ｂを形成する。この開口部５１ａは、後述する
凹部に対応する部分、本実施形態では、圧電体能動部に
対向する部分の両側の領域に設けられ、また、段差部５
１ｂは、圧力発生室１２の圧電体能動部に対応する領域
に設けられる。なお、この段差部５１ａは、ハーフエッ
チング等により形成すればよい。

【００４３】次いで、図５（ｂ）に示すように、前述し
たアルカリ溶液によるシリコン単結晶基板の異方性エッ
チングを行い、圧力発生室１２及び凹部３３０を形成す
る。このエッチングにより、まず開口部５１ａの領域の
シリコン単結晶基板が侵されて行き、これと共に周囲の
段差部５１ｂも侵されて行く。これにより、段差部５１
ｂは完全に除去され、段差部５１ｂに覆われていた部分
のシリコン単結晶基板が、遅れて侵されていく。その
後、開口部５１ａの領域のシリコン単結晶基板が完全に
除去されるが、段差部５１ｂの領域のシリコン単結晶基
板が完全に除去されるまで、すなわち、圧力発生室１２
が形成されるまでエッチングを続行すると、結果的に、
開口部５１ａの領域の弾性膜５０が侵され、凹部３３０
が形成される。

【００４４】この凹部３３０の深さは、段差部５１ｂの
厚さによって調節することができる。すなわち、段差部
５１ｂを厚く残すほど、凹部３３０は深く形成されるこ
とになる。また、凹部３３０の深さは、弾性膜５０の
０．５倍以上で下電極膜６０の一部に到達する範囲であ
ることが好ましい。なお、凹部３３０の深さを、下電極
膜６０の一部に到達するようにするためには、弾性膜５
１を弾性膜５０よりも厚く形成する必要がある。

【００４５】このように形成された凹部３３０と圧電体
能動部３２０及び圧力発生室１２との位置関係を図６に
示す。なお、図６の（ａ）は平面図、（ｂ）および
（ｃ）はそれぞれ、そのＢ−Ｂ’線断面図、Ｃ−Ｃ’線
断面図である。

【００４６】図示するように、本実施形態の凹部３３０
は、圧力発生室１２に対向する領域において、圧電体能
動部３２０の幅方向両側の弾性膜５０に、長手方向に亘
って、弾性膜５０の厚さの０．５〜１倍程度の深さで形
成されている。

【００４７】この凹部３３０の深さは、振動板の変形量
を向上するが、振動板の耐久性の低下に大きく影響しな
いように設計する必要があり、弾性膜５０の膜厚の０．
５倍以上で下電極膜６０の一部に到達するまでの範囲で
あるのが好ましい。また、凹部３３０の幅及び長さも、
圧電体能動部の大きさ等を考慮して、振動板の耐久性に
大きく影響しないように設計する必要がある。

【００４８】このように、本実施形態では、凹部３３０
を圧電体能動部の幅方向両側に形成することにより、圧
電体能動部の駆動による応力を低減することができ、変
位量を向上することができる。また、凹部３３０は、圧
力発生室１２と同時に形成することができるため、製造
工程を増やすことなく容易に形成することができる。

【００４９】また、本実施形態では、弾性膜５０を一層
の二酸化シリコン膜で形成するようにしたが、これに限
定されず、さらに他の層を設け、弾性膜を複数の層で形
成するようにしてもよい。

【００５０】例えば、図７に示すように、弾性膜５０と
下電極膜６０との間に、硬質材料、例えば、酸化ジルコ
ニアからなる第２の弾性膜５２を設けるようにしてもよ
い。これにより、圧電体能動部３２０の形成後の流路形
成基板１０にかかる残留応力を低減することができ、圧
力発生室１２を形成する際の応力変化による振動板の破
壊を防止することができる。

【００５１】このように第２の弾性膜５２を設けた場合
には、弾性板が変形しにくくなるため、特に、弾性膜５
０に凹部３３０を形成することが必要となる。

【００５２】以上の説明では、圧電体能動部３２０の形
成後に、圧力発生室１２を形成するようにしたが、実際
には、図２に示すように、各上電極膜８０の上面の少な
くとも周縁、及び圧電体膜７０および下電極膜６０の側
面を覆うように電気絶縁性を備えた絶縁体層９０を形成
し、さらに、絶縁体層９０の各圧電体能動部３２０の一
端部に対応する部分の上面を覆う部分の一部にはリード
電極１００と接続するために上電極膜８０の一部を露出
させるコンタクトホール９０ａを形成し、このコンタク
トホール９０ａを介して各上電極膜８０に一端が接続
し、また他端が接続端子部に延びるリード電極１００を
形成した後に、圧力発生室１２を形成するようにしても
よい。ここで、リード電極１００は、駆動信号を上電極
膜８０に確実に供給できる程度に可及的に狭い幅となる
ように形成するのが好ましい。

【００５３】なお、本実施形態では、コンタクトホール
９０ａは、圧力発生室１２の周壁に対向する位置に設け
られているが、圧電体能動部３２０を圧力発生室１２に
対向する領域内にパターニングし、圧力発生室１２に対
向する位置にコンタクトホール９０ａを設けてもよい。

【００５４】また、以上説明した一連の膜形成及び異方
性エッチングは、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。また、分
割した流路形成基板１０を、封止板２０、共通インク室
形成基板３０、及びインク室側板４０と順次接着して一
体化し、インクジェット式記録ヘッドとする。

【００５５】このように構成したインクジェットヘッド
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、リー
ド電極１００を介して下電極膜６０と上電極膜８０との
間に電圧を印加し、弾性膜５０、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、圧力発生室１
２内の圧力が高まりノズル開口１１からインク滴が吐出
する。

【００５６】（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。

【００５７】例えば、上述した封止板２０の他、共通イ
ンク室形成板３０をガラスセラミックス製としてもよ
く、さらには、薄肉膜４１を別部材としてガラスセラミ
ックス製としてもよく、材料、構造等の変更は自由であ
る。

【００５８】また、上述した実施形態では、ノズル開口
を流路形成基板１０の端面に形成しているが、面に垂直
な方向に突出するノズル開口を形成してもよい。

【００５９】このように構成した実施形態の分解斜視図
を図８、その流路の断面を図９にそれぞれ示す。この実
施形態では、ノズル開口１１が圧電振動子とは反対のノ
ズル基板１２０に穿設され、これらノズル開口１１と圧
力発生室１２とを連通するノズル連通口２２が、封止板
２０，共通インク室形成板３０及び薄肉板４１Ａ及びイ
ンク室側板４０Ａを貫通するように配されている。

【００６０】なお、本実施形態は、その他、薄肉板４１
Ａとインク室側板４０Ａとを別部材とし、インク室側板
４０に開口４０ｂを形成した以外は、基本的に上述した
実施形態と同様であり、同一部材には同一符号を付して
重複する説明は省略する。

【００６１】ここで、この実施形態においても、上述し
た実施形態と同様に、圧力発生室内側の振動板に凹部を
設けることにより、圧電体能動部の駆動による応力が抑
えられ、変位量を向上することができる。

【００６２】また、勿論、共通インク室を流路形成基板
内に形成したタイプのインクジェット式記録ヘッドにも
同様に応用できる。

【００６３】また、以上説明した各実施形態は、成膜及
びリソグラフィプロセスを応用することにより製造でき
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、基板を積
層して圧力発生室を形成するもの、あるいはグリーンシ
ートを貼付もしくはスクリーン印刷等により圧電体膜を
形成するもの、又は結晶成長により圧電体膜を形成する
もの等、各種の構造のインクジェット式記録ヘッドに本
発明を採用することができる。

【００６４】さらに、上述した実施形態では、振動板と
して下電極膜とは別に弾性膜を設けたが、下電極膜が弾
性膜を兼ねるようにしてもよい。

【００６５】また、圧電振動子とリード電極との間に絶
縁体層を設けた例を説明したが、これに限定されず、例
えば、絶縁体層を設けないで、各上電極に異方性導電膜
を熱溶着し、この異方性導電膜をリード電極と接続した
り、その他、ワイヤボンディング等の各種ボンディング
技術を用いて接続したりする構成としてもよい。

【００６６】このように、本発明は、その趣旨に反しな
い限り、種々の構造のインクジェット式記録ヘッドに応
用することができる。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
１０は、そのインクジェット式記録の一例を示す概略図
である。

【００６７】図１０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を吐出するものとしている。

【００６８】そして、駆動モータ６の駆動力が図示しな
い複数の歯車及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３に沿っ
てプラテン８が設けられている。このプラテン８は図示
しない紙送りモータの駆動力により回転できるようにな
っており、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。

【００６９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
圧力発生室内側の振動板に凹部を形成するようにしたの
で、圧電体能動部の駆動による応力が抑えられ、変位量
を向上することができる。また、凹部は、圧力発生室と
同時に形成することができるため、製造工程を増加する
ことなく、容易に形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態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
録ヘッドを示す図であり、図１の平面図及び断面図であ
る。

【図３】本発明の実施形態１の薄膜製造工程を示す図で
ある。

【図４】本発明の実施形態１の薄膜製造工程を示す図で
ある。

【図５】本発明の実施形態１の圧力発生室及び凹部の製
造工程を示す図である。

【図６】本発明の実施形態１に係るインクジェット式記
録ヘッドの要部を示す平面図及び断面図である。

【図７】振動板の変形を示す断面図である。

【図８】本発明の他の実施形態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９】本発明の他の実施形態に係るインクジェット式
記録ヘッドを示す断面図である。

【図１０】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ノズル開口１２圧力発生室５０，５１弾性膜５２第２弾性膜６０下電極膜７０圧電体膜８０上電極膜９０絶縁体層１００リード電極３２０圧電体能動部３３０凹部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ノズル開口に連通する圧力発生室の一部
を構成して少なくとも上面が下電極として作用する振動
板と、該振動板の表面に形成された圧電体層及び該圧電
体層の表面に形成された上電極からなる圧電体能動部と
からなる圧電振動子を備えるインクジェット式記録ヘッ
ドにおいて、前記振動板は、前記圧力発生室内側の少なくとも幅方向
両側に長手方向に亘って凹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。
【請求項２】請求項１において、前記凹部は、前記圧
電体能動部の前記上電極に対向する部分の両側に設けら
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。
【請求項３】請求項１又は２において、前記振動板が
弾性膜とその上に設けられた下電極からなり、前記凹部
の深さは、前記弾性膜の厚さの０．５倍以上で、前記下
電極の一部に到達するまでの範囲にあることを特徴とす
るインクジェット式記録ヘッド。
【請求項４】請求項３において、前記弾性膜が、第１
の弾性膜とその上に設けられた第２の弾性膜とからなる
ことを特徴とするインクジェット式記録ヘッド。
【請求項５】請求項１〜４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、前記圧電振動子の各層が成膜及びリソグラ
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。
【請求項６】請求項１〜５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。