JP2003053967A

JP2003053967A - 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: JP2003053967A
Application number: JP2001242845A
Authority: JP
Inventors: Shiro Yazaki; 士郎矢崎
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2001-08-09
Filing date: 2001-08-09
Publication date: 2003-02-26

Abstract

(57)【要約】【課題】基板の割れを防止して歩留まりを向上するこ
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。【解決手段】流路形成基板１０の圧電素子３００が形
成される側の面に、圧力発生室１２の共通のインク室で
あるリザーバ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と、リザーバ形
成基板３０上に接合されてリザーバ部３１を封止する封
止基板４０とを具備し、外部配線１４０が接続される実
装部４５をこの封止基板４０上に設けることにより、外
部配線１４０を実装部４５に接続する際の熱による流路
形成基板１０及びリザーバ形成基板３０の割れを防止す
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、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、この振動板を介して圧電素子を設けて、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】また、このような圧電素子は、例えば、圧
力発生室が画成される流路形成基板上、あるいはこの流
路形成基板の圧電素子側に接合され、圧力発生室の共通
インク室となるリザーバが形成されたリザーバ形成基板
上で外部配線と接続されている。すなわち、圧電素子か
ら流路形成基板又はリザーバ形成基板の端部近傍に設け
られた実装部まで配線電極が延設され、この実装部にＦ
ＰＣ等の外部配線が接続されることにより、配線電極を
介して圧電素子と外部配線とが電気的に接続される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成のインクジェット式記録ヘッドでは、実装部に
外部配線を接続する際に加熱が必要なため、その熱によ
って流路形成基板あるいはリザーバ形成基板に反りが生
じて基板に割れが発生するという問題がある。

【０００８】詳しくは、流路形成基板又はリザーバ形成
基板は、圧力発生室又はリザーバ等を高精度及び高密度
に形成するために、例えば、シリコン単結晶基板等の比
較的硬く割れが生じやすい材料が用いられる。一方、ノ
ズル開口が設けられるノズルプレートは、例えば、ステ
ンレス鋼等の金属材料で形成される。そして、外部配線
を接続する際に加熱すると、各部材の熱膨張係数が異な
るため反りが生じ、流路形成基板又はリザーバ形成基板
に割れが生じてしまうという問題がある。

【０００９】本発明はこのような事情に鑑み、基板の割
れを防止して歩留まりを向上す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。

【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、インクを吐出する複数のノズル開口
を備えたノズルプレートと、該ノズルプレートと接合さ
れ且つ前記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、該流路形成基板の前記ノズルプレー
トとの接合面とは反対の面に設けられて前記圧力発生室
内に圧力変化を生じさせ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
記圧電素子が形成される側の面に、前記圧力発生室の共
通のインク室であ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と、該リザーバ
形成基板上に接合されて前記リザーバ部を封止する封止
基板とを具備し、外部配線が接続される実装部が前記封
止基板上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。

【００１１】かかる第１の態様では、封止基板上に実装
部が設けられているため、外部配線を接続する際の熱が
封止基板によって遮られ、流路形成基板及びリザーバ形
成基板への熱伝導が抑えられるため、これらの基板が反
ることによる割れの発生が防止される。

【００１２】本発明の第２の態様は、第１の態様におい
て、前記実装部と前記流路形成基板に設けられた前記圧
電素子への配線とがワイヤボンディングによって電気的
に接続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。

【００１３】かかる第２の態様では、実装部と圧電素子
とを接続する配線を介して流路形成基板及びリザーバ形
成基板に熱が伝わるのを防止することができる。

【００１４】本発明の第３の態様は、第１又は２の態様
において、前記封止基板がステンレス鋼（ＳＵＳ）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。

【００１５】かかる第３の態様では、外部配線を接続す
る際の熱伝導をより効果的に抑えることができる。

【００１６】本発明の第４の態様は、第３の態様におい
て、前記ノズルプレートがステンレス鋼（ＳＵＳ）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。

【００１７】かかる第４の態様では、流路形成基板及び
リザーバ基板がステンレス鋼からなる各基板で挟まれた
構造となるため、これら流路形成基板及びリザーバ形成
基板の熱による反りの発生が効果的に抑えられる。

【００１８】本発明の第５の態様は、第１〜４の何れか
の態様において、前記流路形成基板と前記リザーバ形成
基板とが同一材料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。

【００１９】かかる第５の態様では、流路形成基板及び
リザーバ形成基板の熱膨張係数が同一であるため、熱に
よる反りを比較的容易に抑えることができる。

【００２０】本発明の第６の態様は、第５の態様におい
て、前記流路形成基板と前記リザーバ形成基板とがシリ
コン単結晶基板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。

【００２１】かかる第６の態様では、圧力発生室及びリ
ザーバ部を高精度に形成できる。

【００２２】本発明の第７の態様は、第１〜６の何れか
の態様において、前記封止基板と前記リザーバ形成基板
との間に可撓性部材からなる封止膜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。

【００２３】かかる第７の態様では、封止膜によりリザ
ーバ内の圧力変化が抑えられると共に、外部配線を実装
部に接続する際の流路形成基板及びリザーバ形成基板へ
の熱伝導がより確実に抑えられる。

【００２４】本発明の第８の態様は、第７の態様におい
て、前記封止膜の熱伝導率が、前記流路形成基板、前記
リザーバ形成基板及び前記封止板の何れの熱伝導率より
も小さいことを特徴とするインクジェット式記録ヘッド
にある。

【００２５】かかる第８の態様では、外部配線を実装部
に接続する際の流路形成基板及びリザーバ形成基板への
熱伝導が確実に抑えられる。

【００２６】本発明の第９の態様は、第１〜８の何れか
の態様において、前記封止基板の厚さが、前記ノズルプ
レートと同一又はそれ以上の厚さ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。

【００２７】かかる第９の態様では、外部配線を実装部
に接続する際の流路形成基板及びリザーバ形成基板への
熱伝導がより確実に抑えられると共に、熱による流路形
成基板及びリザーバ形成基板の反りが確実に抑えられ
る。

【００２８】本発明の第１０の態様は、第１〜９の何れ
かの態様において、前記実装部は、前記封止基板上に絶
縁膜を介して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。

【００２９】かかる第１０の態様では、実装部に外部配
線を良好に接続することができる。

【００３０】本発明の第１１の態様は、第１〜１０の何
れかの態様において、前記圧電素子を駆動するための駆
動回路が前記リザーバ形成基板上に搭載され、該駆動回
路と前記実装部とがワイヤボンディングによって電気的
に接続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。

【００３１】かかる第１１の態様では、流路形成基板及
びリザーバ形成基板の割れを防止できると共に、ヘッド
の小型化を図ることができる。

【００３２】本発明の第１２の態様は、第１〜１１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。

【００３３】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。

【００３４】本発明の第１３の態様は、第１〜１２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。

【００３５】かかる第１３の態様では、ヘッドのインク
吐出特性が安定し、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。

【００３６】

【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。

【００３７】（実施形態１）図１は、本発明の実施形態
１に係るインクジェット式記録ヘッドを示す分解斜視図
であり、図２（ａ）は、図１の平面図であり、図２
（ｂ）は、Ａ−Ａ’断面図である。

【００３８】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、流路形成基板１０には、その一方の面から異方
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がその幅方向に並設されてい
る。また、圧力発生室１２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に連通孔５１
を介して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。

【００３９】また、この流路形成基板１０の他方の面に
は、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ _２）等からなる、厚
さ１〜２μｍの弾性膜５０が形成されている。

【００４０】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。

【００４１】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。

【００４２】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（１８０ｄｐ
ｉ）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間の隔壁の剛性を保ちつつ、配列密
度を高くできるからである。

【００４３】また、この流路形成基板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２１が穿設されたノズルプレート２
０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、本実施形態では、厚
さが例えば、０．０５〜１ｍｍの不錆鋼からなる。ま
た、このノズルプレート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。

【００４４】一方、流路形成基板１０に設けられた弾性
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０．５〜３μｍ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、圧電体層７０及び上電極膜８０を含む部分をい
う。一般的には、圧電素子３００の何れか一方の電極を
共通電極とし、他方の電極及び圧電体層７０を各圧力発
生室１２毎にパターニングして構成する。そして、ここ
ではパターニングされた何れか一方の電極及び圧電体層
７０から構成され、両電極への電圧の印加により圧電歪
みが生じる部分を圧電体能動部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。

【００４５】また、本実施形態では、圧電素子３００の
上電極膜８０の長手方向一端部近傍からリード電極９０
が圧力発生室１２の周壁に対向する領域まで延設されて
おり、詳しく後述するが、このリード電極９０はリザー
バ形成基板３０上に設けられた駆動回路１１０に電気的
に接続される。

【００４６】すなわち、流路形成基板１０の圧電素子３
００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いる。そして、このリ
ザーバ部３１が、弾性膜５０及び下電極膜６０を貫通し
て設けられる連通孔５１を介して流路形成基板１０の連
通部１３と連通され、各圧力発生室１２の共通のインク
室となるリザーバ１００が構成されている。

【００４７】一方、リザーバ形成基板３０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３３が設けられている。そして、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３３内に密封され、大気中の水分等の外
部環境に起因する圧電素子３００の破壊を防止してい
る。

【００４８】また、リザーバ形成基板３０の圧電素子保
持部３３に対向する領域には、圧電素子３００を駆動す
るための半導体集積回路（ＩＣ）等の駆動回路１１０が
搭載されている。そして、各圧電素子３００から延設さ
れたリード電極９０がワイヤボンディング等により駆動
回路１１０と電気的に接続されている。

【００４９】詳しくは、リザーバ形成基板３０のリザー
バ部３１と圧電素子保持部３３との間には、リザーバ形
成基板３０を厚さ方向に貫通する貫通孔３４が設けら
れ、この貫通孔３４内に各リード電極９０の先端部が露
出されている。そして、これら各リード電極９０と駆動
回路１１０とが貫通孔３４内に延設されるボンディング
ワイヤからなる第１の駆動配線１２０によって電気的に
接続されている。

【００５０】また、リザーバ形成基板３０上には、一端
が駆動回路１１０に接続される配線電極１３０が圧力発
生室１２の並設方向に沿ってリザーバ形成基板３０の端
部近傍まで延設されている。

【００５１】なお、このようなリザーバ形成基板３０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、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。

【００５２】そして、このリザーバ形成基板３０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
ポリフェニレンスルフィド（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、ノズルプレート
２０と同様に、例えば、ステンレス鋼（ＳＵＳ）等の金
属材料で形成され、その厚さはノズルプレート２０と同
一か又はそれ以上であることが好ましい。

【００５３】また、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４
３となっており、リザーバ１００の一方面は可撓性を有
する封止膜４１のみで封止されて内部圧力の変化によっ
て変形可能な可撓部３２となっている。

【００５４】なお、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４０上には、リザーバ１０
０にインクを供給するためのインク導入口３５が形成さ
れている。さらに、リザーバ形成基板３０には、インク
導入口３５とリザーバ１００の側壁とを連通するインク
導入路３６が設けられている。

【００５５】また、本実施形態では、上述したようにリ
ザーバ形成基板３０上に駆動回路１１０が搭載されてお
り、コンプライアンス基板４０の駆動回路１１０に対向
する領域には、コンプライアンス基板４０を厚さ方向に
貫通して駆動回路１１０を露出させると共にリザーバ形
成基板３０の貫通孔３４が連通する露出口４４が設けら
れている。

【００５６】そして、図３に示すように、固定板４２上
には、上述した接続配線１３０が延設される側の端部近
傍に、外部配線１４０が接続される実装部４５が設けら
れている。なお、この実装部４５は、固定板４２上に絶
縁層（図示なし）を介して設けられており、固定板４２
との絶縁が図られている。

【００５７】さらに、この実装部４５と露出口４４との
間には、コンプライアンス基板４０を貫通して設けられ
駆動回路１１０から延設された接続配線１３０の先端部
近傍を露出させる貫通孔４６が設けられている。そし
て、接続配線１３０と実装部４５とをワイヤボンディン
グによって接続する。すなわち、貫通孔４６内に延設さ
れるボンディングワイヤからなる第２の駆動配線１５０
によって接続配線１３０と実装部４５とが電気的に接続
されている。

【００５８】ここで、外部配線１４０は、流路形成基板
１０、ノズルプレート２０、リザーバ形成基板３０及び
コンプライアンス基板４０の各基板を接合後、例えば、
半田等によって実装部４５に接続される。このとき、２
２０℃程度に加熱する必要があるが、本実施形態では、
コンプライアンス基板４０を構成する固定板４２上に実
装部４５を設けるようにしたので、この熱による上記各
基板の反りの発生を抑えることができる。

【００５９】すなわち、コンプライアンス基板４０を構
成する封止膜（ＰＰＳフィルム）４１は、流路形成基板
１０、リザーバ形成基板３０及び固定板（ステンレス
鋼）４２と比較して熱伝導率が１／１０以下であるため
リザーバ形成基板３０及び流路形成基板１０に熱が伝わ
りにくく、実装部を加熱しても各基板の温度上昇は比較
的低く反り量も小さく抑えられる。

【００６０】ここで、リザーバ形成基板上に実装部を設
けた従来のインクジェット式記録ヘッド、及び実装部を
固定板上に設けた本発明のインクジェット式記録ヘッド
を用いて、それぞれ実装部を１００℃に加熱したときの
流路形成基板及びリザーバ形成基板の温度分布の測定を
行った。

【００６１】この結果、従来のインクジェット式記録ヘ
ッドでは、流路形成基板及びリザーバ形成基板の温度
は、約７３℃〜１００℃の範囲で分布していたが、本発
明のインクジェット式記録ヘッドでは、約６８℃〜８０
℃の範囲に抑えられていた。このように、実装部を固定
板上に設けることにより、実装部を加熱した際の流路形
成基板及びリザーバ形成基板の温度を著しく低く抑える
ことができる。したがって、流路形成基板及びリザーバ
形成基板の割れの発生を確実に防止することができる。

【００６２】また、本実施形態では、シリコン単結晶基
板からなる流路形成基板１０及びリザーバ形成基板３０
をステンレス鋼からなるノズルプレート２０と固定板４
２とで挟んだ構造としているため、これら各基板の熱膨
張率の差による反りの発生をさらに効果的に抑えること
ができる。

【００６３】したがって、外部配線１４０を実装部４５
に接続する際に、流路形成基板１０又はリザーバ形成基
板３０に割れが発生するのを防止することができ、歩留
まりを著しく向上することができる。さらに、外部配線
１４０を実装部４５に接続する際に、比較的高い温度ま
で加熱することができるため、外部配線１４０を実装部
４５に、より確実に接続することができる。

【００６４】なお、このように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３５からインクを取り込み、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、図示しない外部の駆動回路からの記録信号に
従い、上電極膜８０と下電極膜６０との間に電圧を印加
し、弾性膜５０、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、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。

【００６５】（他の実施形態）以上、本発明の各実施形
態を説明したが、勿論、これらの実施形態に限定される
ものではない。

【００６６】例えば、上述した実施形態では、リザーバ
形成基板上に圧電素子を駆動するための駆動回路を搭載
するようにしたが、勿論、駆動回路は別途設けるように
してもよい。例えば、駆動回路を外部配線に実装するよ
うにしてもよく、この場合には、固定板上に設けられる
実装部と各圧電素子から延設されるリード電極とをボン
ディングワイヤ等で直接接続すればよい。

【００６７】何れにしても、外部配線が接続される実装
部を固定板上に設け、この実装部と圧電素子とをワイヤ
ボンディングによって電気的に接続することにより、外
部配線を実装部に接続する際の熱による流路形成基板又
はリザーバ形成基板の反りを抑え、割れの発生を防止す
ることができる。

【００６８】また、例えば、上述した実施形態では、流
路形成基板、ノズルプレート、リザーバ形成基板及びコ
ンプライアンス基板の各基板を接合後に、外部配線を実
装部に接続するようにしたが、これに限定されず、例え
ば、コンプライアンス基板は、外部配線を実装部に接合
した後にリザーバ形成基板と接合するようにしてもよ
い。

【００６９】また、例えば、上述した実施形態は、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
層を形成するもの、又は水熱法等の結晶成長により圧電
体層を形成するもの等、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。

【００７０】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。

【００７１】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４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。

【００７２】図４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。

【００７３】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上を搬送される
ようになっている。

【００７４】

【発明の効果】以上説明したように本発明では、リザー
バ形成基板上に設けられてリザーバ部を封止する封止基
板上に外部配線を接続する実装部を設けるようにしたの
で、実装部に外部配線を接続する際の熱による流路形成
基板又はリザーバ形成基板の割れを防止することがで
き、歩留まりを著しく向上することができる。

【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
録ヘッドの平面図及び断面図である。

【図３】本発明の実施形態１に係るインクジェット式記
録ヘッドの断面図である。

【図４】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１３連通部１４インク供給路２０ノズルプレート３０リザーバ形成基板４０コンプライアンス基板４１封止膜４２固定板４５実装部５０弾性膜６０下電極膜７０圧電体層８０上電極膜９０リード電極３００圧電素子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】インクを吐出する複数のノズル開口を備
えたノズルプレートと、該ノズルプレートと接合され且
つ前記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、該流路形成基板の前記ノズルプレートと
の接合面とは反対の面に設けられて前記圧力発生室内に
圧力変化を生じさせ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が形成される側の面
に、前記圧力発生室の共通のインク室であるリザーバの
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
形成基板と、該リザーバ形成基板上に接合されて前記リ
ザーバ部を封止する封止基板とを具備し、外部配線が接
続される実装部が前記封止基板上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２】請求項１において、前記実装部と前記流
路形成基板に設けられた前記圧電素子への配線とがワイ
ヤボンディングによって電気的に接続されていることを
特徴とするインクジェット式記録ヘッド。
【請求項３】請求項１又は２において、前記封止基板
がステンレス鋼（ＳＵＳ）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４】請求項３において、前記ノズルプレート
がステンレス鋼（ＳＵＳ）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、前記流
路形成基板と前記リザーバ形成基板とが同一材料からな
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６】請求項５において、前記流路形成基板と
前記リザーバ形成基板とがシリコン単結晶基板からなる
ことを特徴とするインクジェット式記録ヘッド。
【請求項７】請求項１〜６の何れかにおいて、前記封
止基板と前記リザーバ形成基板との間に可撓性部材から
なる封止膜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８】請求項７において、前記封止膜の熱伝導
率が、前記流路形成基板、前記リザーバ形成基板及び前
記封止板の何れの熱伝導率よりも小さいことを特徴とす
るインクジェット式記録ヘッド。
【請求項９】請求項１〜８の何れかにおいて、前記封
止基板の厚さが、前記ノズルプレートと同一又はそれ以
上の厚さ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１０】請求項１〜９の何れかにおいて、前記
実装部は、前記封止基板上に絶縁膜を介して設けられて
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１１】請求項１〜１０の何れかにおいて、前
記圧電素子を駆動するための駆動回路が前記リザーバ形
成基板上に搭載され、該駆動回路と前記実装部とがワイ
ヤボンディングによって電気的に接続されていることを
特徴とするインクジェット式記録ヘッド。
【請求項１２】請求項１〜１１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１３】請求項１〜１２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。