(57)【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と、該下電極上に設けられる圧電体層と、該圧電体層上に設けられる上電極とからな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、
前記下電極及び前記上電極が各圧力発生室に対応する領域にそれぞれ独立して設けられると共に各上電極にそれぞれ接続される配線電極が前記圧力発生室の長手方向一端部側の周壁に対向する領域の振動板上に設けられて、前記上電極が各圧電素子の共通電極となっており、前記圧力発生室の長手方向一端部に対向する領域の少なくとも前記振動板が前記配線電極によって覆われていると共に前記圧力発生室の長手方向他端部に対向する領域の少なくとも前記振動板が前記配線電極と同一の導電層からなる保護層によって覆わ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２】
前記下電極が前記圧力発生室の長手方向他端部側から周壁に対向する領域まで延設されると共に前記圧力発生室の長手方向他端部に対向する領域に当該下電極を除去した下電極除去部が設けられ、前記保護層が前記下電極除去部内に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット式記録ヘッド。
【請求項３】
前記配線電極が、前記下電極よりも固有抵抗の小さい金属で形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のインクジェット式記録ヘッド。
【請求項４】
前記配線電極の厚さが、１μｍ以上であることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のインクジェット式記録ヘッド。
【請求項５】
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請求項１〜４の何れかに記載のインクジェット式記録ヘッド。
【請求項６】
請求項１〜５の何れかに記載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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インク滴を吐出するノズル開口と連通する圧力発生室の一部を振動板で構成し、この振動板の表面に圧電素子を形成して、圧電素子の変位によりインク滴を吐出させるインクジェット式記録ヘッド及びインクジェット式記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インク滴を吐出するノズル開口と連通する圧力発生室の一部を振動板で構成し、この振動板を圧電素子により変形させて圧力発生室のインクを加圧してノズル開口からインク滴を吐出させるインクジェット式記録ヘッドには、圧電素子の軸方向に伸長、収縮する縦振動モードの圧電アクチュエータを使用したものと、たわみ振動モードの圧電アクチュエータを使用したものの２種類が実用化されている。
【０００３】
前者は圧電素子の端面を振動板に当接させることにより圧力発生室の容積を変化させることができて、高密度印刷に適したヘッドの製作が可能である反面、圧電素子をノズル開口の配列ピッチに一致させて櫛歯状に切り分けるという困難な工程や、切り分けられた圧電素子を圧力発生室に位置決めして固定する作業が必要となり、製造工程が複雑であるという問題がある。
【０００４】
これに対して後者は、圧電材料のグリーンシートを圧力発生室の形状に合わせて貼付し、これを焼成するという比較的簡単な工程で振動板に圧電素子を作り付けることができるものの、たわみ振動を利用する関係上、ある程度の面積が必要となり、高密度配列が困難であるという問題がある。
【０００５】
一方、後者の記録ヘッドの不都合を解消すべく、特開平５−２８６１３１号公報に見られるように、振動板の表面全体に亙って成膜技術により均一な圧電材料層を形成し、この圧電材料層をリソグラフィ法により圧力発生室に対応する形状に切り分けて各圧力発生室毎に独立するように圧電素子を形成したものが提案されている。
【０００６】
これによれば圧電素子を振動板に貼付ける作業が不要となって、リソグラフィ法という精密で、かつ簡便な手法で圧電素子を高密度に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。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、圧電素子を高密度に配列したインクジェット式記録ヘッドでは、多数の圧電素子を同時に駆動して多数のインク滴を一度に吐出させると、電圧降下が発生して圧電素子の変位量が不安定となり、インク吐出特性が低下するという問題がある。
【０００８】
このような問題は、共通電極の厚さを厚くして共通電極の抵抗値を低くすることによって解消することができるが、圧電素子の駆動による振動板の変位が妨げられ、インク滴の吐出量が低下するという問題がある。
【０００９】
また、共通電極の面積を広げて共通電極の抵抗値を低くすることによっても解消することができるが、共通電極の面積を広げるにはヘッド自体の面積を広げる必要があり、ヘッドが大型化してしまうという問題がある。
【００１０】
本発明はこのような事情に鑑み、インク吐出特性を常に良好に保持でき且つ小型化を図ることのでき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を提供することを課題とする。
【００１１】
【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と、該下電極上に設けられる圧電体層と、該圧電体層上に設けられる上電極とからな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、前記下電極及び前記上電極が各圧力発生室に対応する領域にそれぞれ独立して設けられると共に各上電極にそれぞれ接続される配線電極が前記圧力発生室の長手方向一端部側の周壁に対向する領域の振動板上に設けられて、前記上電極が各圧電素子の共通電極となっており、前記圧力発生室の長手方向一端部に対向する領域の少なくとも前記振動板が前記配線電極によって覆われていると共に前記圧力発生室の長手方向他端部に対向する領域の少なくとも前記振動板が前記配線電極と同一の導電層からなる保護層によって覆わ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１の態様では、ヘッドを大型化することなく圧電素子の共通電極の抵抗値を容易に低下させることができ、多数の圧電素子を同時に駆動することによる電圧降下の発生が防止される。また、圧電素子の駆動による応力が、圧力発生室の長手方向端部に対向する領域の振動板に集中するのを防止できる。
【００１７】
本発明の第２の態様は、前記下電極が前記圧力発生室の長手方向他端部側から周壁に対向する領域まで延設されると共に前記圧力発生室の長手方向他端部に対向する領域に当該下電極を除去した下電極除去部が設けられ、前記保護層が前記下電極除去部内に形成されていることを特徴とする第１の態様のインクジェット式記録ヘッドにある。
【００１８】
かかる第２の態様では、下電極と上電極とを短絡させることなく、圧力発生室の長手方向端部に対向する領域の振動板の剛性を増加させることができる。
【００１９】
本発明の第３の態様は、前記配線電極が、前記下電極よりも固有抵抗の小さい金属で形成されていることを特徴とする第１又は２の態様のインクジェット式記録ヘッドにある。
【００２０】
かかる第３の態様では、共通電極の抵抗を確実に低下し、電圧降下の発生がより確実に防止される。
【００２１】
本発明の第４の態様は、前記配線電極の厚さが、１μｍ以上であることを特徴とする第１〜３の何れかの態様のインクジェット式記録ヘッドにある。
【００２２】
かかる第４の態様では、共通電極の抵抗を確実に低下し、電圧降下の発生がより確実に防止される。
【００２３】
本発明の第５の態様は、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第１〜４の何れかの態様のインクジェット式記録ヘッドにある。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
かかる第６の態様では、インク吐出特性を安定させ、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。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００２８】
（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の概略を示す分解斜視図であり、図２は、図１の断面図である。
【００２９】
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、その表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及び保護膜５１が形成されている。
【００３０】
この流路形成基板１０には、その一方の表面に設けられた保護膜５１の開口部５１ａを介して異方性エッチングすることにより、複数の隔壁１１によって区画された圧力発生室１２が幅方向に並設されている。また、その長手方向外側には、後述するリザーバ形成基板３０のリザーバ部３１と連通してリザーバ１００を構成する連通部１３が形成されている。また、この連通部１３は、各圧力発生室１２の長手方向一端部でそれぞれインク供給路１４を介して連通されている。
【００３１】
ここで、異方性エッチングは、シリコン単結晶基板のエッチングレートの違いを利用して行われる。例えば、本実施形態では、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（１１１）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１／１８０であるという性質を利用して行われる。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。
【００３２】
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１０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路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、インク供給路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。
【００３３】
なお、このような圧力発生室１２等が形成される流路形成基板１０の厚さは、圧力発生室１２を配設する密度に合わせて最適な厚さを選択することが好ましい。例えば、１インチ当たり１８０個（１８０ｄｐｉ）程度に圧力発生室１２を配置する場合には、流路形成基板１０の厚さは、１８０〜２８０μｍ程度、より望ましくは、２２０μｍ程度とするのが好適である。また、例えば、３６０ｄｐｉ程度と比較的高密度に圧力発生室１２を配置する場合には、流路形成基板１０の厚さは、１００μｍ以下とするのが好ましい。これは、隣接する圧力発生室１２間の隔壁１１の剛性を保ちつつ、配列密度を高くできるからである。
【００３４】
この流路形成基板１０の開口面側には、各圧力発生室１２とインク供給路１４とは反対側で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、０．１〜１ｍｍ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、又は不錆鋼などからなる。ノズルプレート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、ノズルプレート２０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２０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。
【００３５】
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２１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２１は数十μｍの直径で精度よく形成する必要がある。
【００３６】
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、本実施形態では、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）からなり厚さが例えば、１〜２μｍの絶縁層５２が設けられており、これら弾性膜５０及び絶縁層５２が振動板となる。
【００３７】
また、この絶縁層５２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の圧電体層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は、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を圧力発生室１２毎にパターニングして構成するが、本実施形態では、以下に説明するように、下電極膜６０、圧電体層７０及び上電極膜８０のそれぞれを圧力発生室１２毎にパターニングして構成している。
【００３８】
すなわち、図３に示すように、本実施形態では、圧電素子３００を構成する下電極膜６０は、各圧力発生室１２に対応する領域に圧力発生室１２よりも若干広い幅且つそれぞれ独立するようにパターニングされ、各圧電素子３００の個別電極となっている。また、圧力発生室１２の連通部１３側の下電極膜６０の端部は、圧力発生室１２の長手方向端部から周壁上まで延設されており、図示しないが、その端部近傍は圧電素子３００を駆動するための駆動回路等に接続される。なお、圧力発生室１２の連通部１３とは反対側の下電極膜６０の端部は、圧力発生室１２に対向する領域内に位置している。
【００３９】
一方、上電極膜８０は、圧電体層７０と共に各圧力発生室１２に対向する領域内にパターニングされ、各上電極膜８０から引き出される接続配線によって配線電極９０と接続されて各圧電素子３００の共通電極を構成している。すなわち、各圧力発生室１２の連通部１３側の周壁に対向する領域の絶縁層５２上には、導電材料からなる配線電極９０が圧力発生室１２の並設方向に沿って延設されている。そして、この配線電極９０と各上電極膜８０とが、接続配線、本実施形態では、各配線電極９０から引き出された引き出し部９１によって電気的に接続され、上電極膜８０は各圧電素子３００の共通電極となっている。
【００４０】
このような配線電極９０の材質は、例えば、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）等の下電極膜６０よりも固有抵抗の小さい金属を用いることが好ましく、例えば、本実施形態では、金（Ａｕ）／チタン（Ｔｉ）多層膜を用いている。また、配線電極９０の厚さは、特に限定されないが、１μｍ以上であることが好ましい。
【００４１】
なお、本実施形態では、上電極膜８０と配線電極９０とは、配線電極９０から引き出された引き出し部９１によって電気的に接続されているが、勿論、配線電極９０とは別途形成した接続配線により電気的に接続するようにしてもよい。
【００４２】
このような構成では、配線電極９０が各圧電素子３００の共通電極の一部を構成するため、圧電素子３００の共通電極の抵抗値を実質的に低下させることができ、多数の圧電素子を同時に駆動しても電圧降下が生じることがない。したがって、常に所定の大きさのインク滴を吐出させることができ、印刷品質を常に良好に保持することができる。
【００４３】
また、配線電極９０は、比較的固有抵抗の小さい金属で形成されているため、比較的狭い面積で圧電素子３００の共通電極の抵抗値を低下させることができるため、ヘッドの小型化を図ることができる。
【００４４】
なお、流路形成基板１０の圧電素子３００側には、各圧力発生室１２の共通のインク室となるリザーバ１００の少なくとも一部を構成するリザーバ部３１を有するリザーバ形成基板３０が接合されている。このリザーバ部３１は、本実施形態では、リザーバ形成基板３０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おり、弾性膜５０及び絶縁層５２を貫通して設けられた貫通孔５３を介して流路形成基板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。
【００４５】
このリザーバ形成基板３０としては、流路形成基板１０の熱膨張率と略同一の材料、例えば、ガラス、セラミック材料等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。
【００４６】
また、リザーバ形成基板３０の圧電素子３００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３２が設けられ、圧電素子３００はこの圧電素子保持部３２内に密封されている。
【００４７】
なお、リザーバ形成基板３０のリザーバ部３１と圧電素子保持部３２との間、すなわちインク供給路１４に対応する領域には、このリザーバ形成基板３０を厚さ方向に貫通する貫通孔３３が設けられている。そして、各圧電素子３００の下電極膜６０の一端部がこの貫通孔３３まで延設されており、ワイヤボンディング等により図示しない外部配線と接続される。
【００４８】
また、このようなリザーバ形成基板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。ここで、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３１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１００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１００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。
【００４９】
なお、図示しないが、リザーバ形成基板３０及びコンプライアンス基板４０には、リザーバ１００と外部とを連通するインク導入口が形成されており、このインク導入口からリザーバ１００内にインクが供給される。
【００５０】
そして、このような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からインク導入口を介してインクを取り込み、リザーバ１００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、図示しない駆動回路からの記録信号に従い、外部配線を介して圧力発生室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、絶縁層５２、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。
【００５１】
以下、このような本実施形態のインクジェット式記録ヘッドの製造方法の一例について、図４及び図５を参照して説明する。なお、図４及び図５は、圧力発生室１２の長手方向の断面図である。
【００５２】
まず、図４（ａ）に示すように、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１１００℃の拡散炉で熱酸化して二酸化シリコンからなる弾性膜５０及び保護膜５１を形成する。
【００５３】
次に、図４（ｂ）に示すように、弾性膜５０上に絶縁層５２を形成する。具体的には、弾性膜５０の表面にジルコニウム層を形成後、例えば、５００〜１２００℃の拡散炉でこのジルコニウム層を熱酸化することにより酸化ジルコニウムからなる絶縁層５２とする。
【００５４】
次に、図４（ｃ）に示すように、スパッタリングで下電極膜６０を絶縁層５２の全面に形成後、下電極膜６０をパターニングして全体パターンを形成する。この下電極膜６０の材料としては、白金（Ｐｔ）等が好適である。これは、スパッタリング法やゾル−ゲル法で成膜する後述の圧電体層７０は、成膜後に大気雰囲気下又は酸素雰囲気下で６００〜１０００℃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６０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、圧電体層７０としてチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）を用いた場合には、酸化鉛の拡散による導電性の変化が少ないことが望ましく、これらの理由から白金が好適である。
【００５５】
次に、図４（ｄ）に示すように、圧電体層７０を成膜する。この圧電体層７０は、結晶が配向していることが好ましい。例えば、本実施形態では、金属有機物を触媒に溶解・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層７０を得る、いわゆるゾル−ゲル法を用いて形成することにより、結晶が配向している圧電体層７０とした。圧電体層７０の材料としては、チタン酸ジルコン酸鉛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。なお、この圧電体層７０の成膜方法は、特に限定されず、例えば、スパッタリング法で形成してもよい。
【００５６】
さらに、ゾル−ゲル法又はスパッタリング法等によりチタン酸ジルコン酸鉛の前駆体膜を形成後、アルカリ水溶液中での高圧処理法にて低温で結晶成長させる方法を用いてもよい。
【００５７】
何れにしても、このように成膜された圧電体層７０は、バルクの圧電体とは異なり結晶が優先配向しており、且つ本実施形態では、圧電体層７０は、結晶が柱状に形成されている。なお、優先配向とは、結晶の配向方向が無秩序ではなく、特定の結晶面がほぼ一定の方向に向いている状態をいう。また、結晶が柱状の薄膜とは、略円柱体の結晶が中心軸を厚さ方向に略一致させた状態で面方向に亘って集合して薄膜を形成している状態をいう。勿論、優先配向した粒状の結晶で形成された薄膜であってもよい。なお、このように薄膜工程で製造された圧電体層の厚さは、一般的に０．２〜５μｍである。
【００５８】
次に、図５（ａ）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、アルミニウム、金、ニッケル、白金等の多くの金属や、導電性酸化物等を使用できる。本実施形態では、白金をスパッタリングにより成膜している。
【００５９】
次に、図５（ｂ）に示すように、圧電体層７０及び上電極膜８０のみをエッチングによりパターニングして各圧力発生室１２に対向する領域に圧電素子３００を形成する。
【００６０】
次いで、図５（ｃ）に示すように、配線電極９０を形成する。すなわち、流路形成基板１０の全面に亘って、配線電極９０を形成後、エッチングによりパターニングして、引き出し部９１によって各上電極膜８０と電気的に接続される配線電極９０を形成する。なお、この配線電極９０は、上述したように下電極膜６０よりも固有抵抗の小さい金属で形成することが好ましいため、本実施形態では、金（Ａｕ）／チタン（Ｔｉ）多層膜をスパッタリングによって形成した。
【００６１】
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、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う。すなわち、図５（ｄ）に示すように、保護膜５１をパターニングして圧力発生室１２、連通部１３及びインク供給路１４等に対向する領域に所定形状の開口部５１ａを形成し、この開口部５１ａ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これら圧力発生室１２等を形成する。その後、弾性膜５０及び絶縁層５２を貫通させて貫通孔５３を形成する。
【００６２】
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。そして、分割した流路形成基板１０に、リザーバ形成基板３０及びコンプライアンス基板４０を順次接着して一体化することによってインクジェット式記録ヘッドとする。
【００６３】
（実施形態２）
図６は、実施形態２に係るインクジェット式記録ヘッドの配線パターンを示す平面図である。
【００６４】
本実施形態は、配線電極９０のパターン形状の他の例であり、図６に示すように、圧力発生室１２の長手方向端部近傍に対向する領域の振動板と、圧電素子３００の長手方向端部を覆うように配線電極９０（引き出し部９１）を形成した以外は、実施形態１と同様である。
【００６５】
このように、圧力発生室１２の長手方向端部に対向する領域の振動板を配線電極９０によって覆うことにより、振動板の剛性が向上し圧電素子３００の駆動による繰り返し変形によって圧力発生室１２の長手方向端部近傍に応力が集中するのを防止することができる。したがって、圧電素子３００の繰り返し駆動によって、振動板に割れ等が発生することがなく、耐久性及び信頼性を向上することができる。
【００６６】
また、本実施形態では、圧電素子３００の端部近傍が配線電極９０（引き出し部９１）によって覆われているため、圧電素子３００の長手方向端部近傍の剛性が高められ、圧電素子３００の駆動時に圧電素子３００の長手方向端部近傍にかかる応力が抑えられる。したがって、圧電素子３００を駆動した際に、圧電素子３００の長手方向端部での変位量が減少するため、繰返し変位による圧電体層７０の破壊を防止することができる。
【００６７】
（実施形態３）
図７は、実施形態３に係るインクジェット式記録ヘッドの配線パターンを示す平面図である。
【００６８】
実施形態２では、圧力発生室１２の長手方向一端部に対向する領域の振動板及び圧電素子３００の長手方向端部近傍を配線電極９０で覆うようにしたが、本実施形態では、図７に示すように、さらに圧電素子３００の長手方向他端部近傍、及び圧力発生室１２の長手方向他端部に対向する領域の振動板を、配線電極９０と同一の導電層からなる保護層１１０で覆うようにした。
【００６９】
すなわち、本実施形態では、下電極膜６０の圧力発生室１２の長手方向他端部近傍に対向する領域には、下電極膜６０を除去した下電極膜除去部６１が形成されて絶縁層５２が露出されている。そして、保護層１１０が、この下電極膜除去部６１内に下電極膜６０とは接触しないようにパターニングされている。
【００７０】
このような構成では、実施形態２と同様に、圧力発生室１２の長手方向両端部の振動板及び圧電素子の両端部近傍の剛性が高められ、圧電素子３００の駆動による繰り返し変形による振動板及び圧電体層７０の破壊をより確実に防止することができる。
【００７１】
（他の実施形態）
以上、本発明の一実施形態を説明したが、本発明の構成は上述したものに限定されるものではない。
【００７２】
例えば、上述の実施形態では、成膜及びリソグラフィプロセスを応用して製造される薄膜型のインクジェット式記録ヘッドを例にしたが、勿論これに限定されるものではなく、例えば、グリーンシートを貼付する等の方法により形成される厚膜型のインクジェット式記録ヘッドにも本発明を採用することができる。
【００７３】
また、本発明は、配線電極の厚さ、幅等を変化させることにより、長尺ヘッドにも適用することができる。
【００７４】
なお、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８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。
【００７５】
図８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。
【００７６】
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上に搬送されるようになっている。
【００７７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明では、下電極及び上電極を各圧力発生室に対応する領域にそれぞれ独立して設けると共に、周壁上に設けた配線電極を各上電極に接続することによって上電極を各圧電素子の共通電極とするようにしたので、ヘッドを大型化することなく共通電極の抵抗値を比較的容易に低下させることができる。したがって、多数の圧電素子を同時に駆動しても電圧降下が発生することがなく、常に安定したインク吐出特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１に係るインクジェット式記録ヘッドの概略を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施形態１に係るインクジェット式記録ヘッドの断面図である。
【図３】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配線パターンを示す平面図である。
【図４】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製造工程を示す断面図である。
【図５】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製造工程を示す断面図である。
【図６】本発明の実施形態２に係るインクジェット式記録ヘッドの配線パターンを示す平面図である。
【図７】本発明の実施形態３に係るインクジェット式記録ヘッドの配線パターンを示す平面図である。
【図８】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
１２  圧力発生室
２０  ノズルプレート
２１  ノズル開口
３０  リザーバ形成基板
４０  コンプライアンス基板
５０  弾性膜
５２  絶縁層
６０  下電極膜
６１  下電極膜除去部
７０  圧電体層
８０  上電極膜
９０  配線電極
９１  引き出し部
１１０  保護層
３００  圧電素子
【図１】
0003901548.tif 000002
【図２】
0003901548.tif 000003
【図３】
0003901548.tif 000004
【図４】
0003901548.tif 000005
【図５】
0003901548.tif 000006
【図６】
0003901548.tif 000007
【図７】
0003901548.tif 000008
【図８】
0003901548.tif 000009