CN105984223B - 头及液体喷射装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供不会阻碍压电元件的位移并从电损坏中保护压电元件，从而提高了可靠性的头及液体喷射装置。头具备：流道形成基板，其设置有与对液体进行喷射的喷嘴连通的压力产生室；压电元件，其具有设置在该流道形成基板的一面侧的第一电极；设置在该第一电极上的压电体层；及设置在该压电体层上的第二电极；驱动电路基板，其通过粘合层而与所述流道形成基板的所述一面侧接合，并设置有对所述压电元件进行驱动的驱动电路，所述压电元件与所述驱动电路通过设置在所述流道形成基板及所述驱动电路基板中的任意一方上的凸块而电连接，所述凸块及所述粘合层被设置在所述压电元件的所述压电体层的上方。

Description

头及液体喷射装置

技术领域

本发明涉及一种对液体进行喷射的头以及具备头的液体喷射装置，尤其涉及一种将油墨作为液体而进行喷射的喷墨式记录头及喷墨式记录装置。

背景技术

压电喷墨方式(piezo ink jet system)为，通过对压电元件施加电压而使其变形，从而使油墨的液滴喷出的按需(on-demand)型的喷墨印刷系统(JIS Z8123-1：2013)。

永久式头(permanent head)是指，连续或间断地生成油墨的液滴的打印机主体的机械部或电气部(JIS Z8123-1：2013)。

用于压电喷墨方式的永久式头(以下，称作“头”(head))具备：流道形成基板，其形成有与对液滴进行喷射的喷嘴连通的压力产生室；压电元件，其被设置在流道形成基板的一面侧；驱动电路基板，其与流道形成基板的压电元件侧接合，并设置有对压电元件进行驱动的驱动电路，所述永久式头通过利用驱动电路对压电元件进行驱动而使压力产生室内的液体产生压力变化，从而从喷嘴喷射液滴。

作为这种压电元件，提出了一种在流道形成基板上通过成膜及平版印刷法而形成的薄膜形的元件。如此，通过使用薄膜形的压电元件，从而能够高密度地配置压电元件，但是，高密度配置的压电元件与驱动电路之间的电连接较为困难。

因此，提出了一种在驱动电路基板上设置凸块，经由凸块而使驱动电路与压电元件电连接的方案(例如，参照专利文献1等)。

如此，通过将凸块用于驱动电路与压电元件的连接，从而能够可靠且低成本地对高密度配置的压电元件与驱动电路进行连接。

另外，驱动电路基板与流道形成基板通过被设置在凸块的周围的粘合层而被接合。凸块及粘合层具有固定的高度，从而在驱动电路基板与流道形成基板之间形成有作为对压电元件进行收纳的程度的空间的保持部。

然而，当保持部不具有足够的高度时，存在压电元件位移而与驱动电路基板接触，从而阻碍压电元件的位移的可能。此外，为了充分地确保保持部的高度，也考虑到了更高地形成凸块或粘合层，但是，保持强度较为困难，凸块或粘合层的高度存在有极限。

而且，由于为了确保保持部的高度，而更高地形成凸块或粘合层，因此，需要凸块及粘合层的宽度也扩宽，从而存在如下的问题，即，需要对凸块及粘合层进行配置的空间，从而导致大型化的问题。

此外，当保持部不具有足够的高度时，存在由于在分别被设置于驱动电路基板及流道形成基板上的配线间产生的电位差而产生放电，从而使驱动电路或压电元件被损坏的可能。

另外，这种问题不仅存在于喷墨式记录头中，在喷射除油墨以外的液体的头中也同样存在。

专利文献1：日本特开2014-51008号公报

发明内容

本发明是鉴于这种情况而完成的，其目的在于，提供一种不会阻碍压电元件的位移，并从电损坏中保护压电元件，从而提高了可靠性的头及液体喷射装置。

用于解决上述课题的本发明的方式在于一种头，其特征在于，具备：流道形成基板，其设置有与对液体进行喷射的喷嘴连通的压力产生室；压电元件，其具有被设置于该流道形成基板的一面侧的第一电极；被设置在该第一电极上的压电体层；及设置在该压电体层上的第二电极；驱动电路基板，其通过粘合层而与所述流道形成基板的所述一面侧接合，并设置有对所述压电元件进行驱动的驱动电路，所述压电元件与所述驱动电路通过被设置在所述流道形成基板及所述驱动电路基板中的任意一方上的凸块而被电连接，所述凸块及所述粘合层被设置在所述压电元件的所述压电体层的上方。

在该方式中，通过将凸块及粘合层设置在压电体层的上方，从而能够扩宽流道形成基板与驱动电路基板之间的间隔。由此，能够对压电元件在位移时与驱动电路基板接触的情况进行抑制。此外，由于能够在不增高凸块及粘合层的条件下扩宽流道形成基板与驱动电路基板之间的间隔，因此，无需为了增高凸块及粘合层而扩宽宽度，从而能够实现小型化。而且，由于能够扩宽流道形成基板与驱动电路基板之间的间隔，因此，能够对由于在分别被设置于驱动电路基板及流道形成基板的配线间产生的电位差而产生放电的情况进行抑制，从而能够对驱动电路或压电元件被损坏的情况进行抑制。

在此，优选为，在设置有所述凸块的所述压电体层上设置有所述第一电极、所述第二电极以及从所述第一电极或所述第二电极引出的引出配线，所述凸块与所述第一电极、所述第二电极以及从所述第一电极或所述第二电极引出的引出配线电连接。由此，能够通过凸块而可靠地对驱动电路和压电元件进行连接。

此外，优选为，所述粘合层由感光性树脂形成。根据该方式，能够容易且高精度地将粘合层形成为预定形状。

此外，优选为，所述凸块具有：芯部，其具有弹性；金属膜，其设置在该芯部的表面上。根据该方式，即使在流道形成基板或驱动电路基板上存在有翘曲或起伏，也能够通过凸块的芯部发生变形而可靠地对凸块与压电元件进行连接。

此外，本发明的另一方式在于一种头，其特征在于，具备：流道形成基板，其设置有与对液体进行喷射的喷嘴连通的压力产生室；压电元件，其具有被设置在该流道形成基板的一面侧的第一电极；被设置在该第一电极上的压电体层；及被设置在该压电体层上的第二电极；驱动电路基板，其通过粘合层而与所述流道形成基板的所述一面侧接合，并设置有对所述压电元件进行驱动的驱动电路，所述压电元件与所述驱动电路通过被设置在所述流道形成基板及所述驱动电路基板中的任意一方上的凸块而被电连接，所述凸块及所述粘合层被设置在所述流道形成基板的所述一面侧的同一平面上。

在该方式中，由于在流道形成基板的一面侧，将凸块和粘合剂设置在同一平面上，从而能够以比较的小的载荷可靠地进行电连接，由此能够对流道形成基板的由于载荷而产生的变形、损坏进行抑制。此外，能够提高电连接的长期可靠性。

而且，本发明的另一方式在于一种液体喷射装置，其特征在于，具备上述方式的头。

在该方式中，能够实现抑制了压电元件的位移被妨碍的情况，并抑制了损坏的液体喷射装置。

附图说明

图1为实施方式1所涉及的头的分解立体图。

图2为实施方式1所涉及的头的俯视图。

图3为实施方式1所涉及的流道形成基板的主要部分的俯视图。

图4为实施方式1所涉及的头的剖视图。

图5为对实施方式1所涉及的头的主要部分进行了放大后的剖视图。

图6为实施方式1所涉及的驱动电路基板的俯视图。

图7为表示实施方式1所涉及的头的比较例的剖视图。

图8为对其他的实施方式所涉及的头的主要部分进行了放大后的剖视图。

图9为一个实施方式所涉及的记录装置的概要图。

具体实施方式

以下根据实施方式来对本发明进行详细说明。

实施方式1

图1为作为本发明的实施方式1所涉及的头的一个示例的喷墨式记录头的分解立体图，图2为喷墨式记录头的俯视图。此外，图3为流道形成基板的俯视图，图4为图2中的A-A′线剖视图，图5为对图3的主要部分进行了放大后的剖视图。

如图示那样，作为本实施方式的头的一个示例的喷墨式记录头1具备流道形成基板10、连通板15、喷嘴板20、驱动电路基板30、可塑性基板45等多个部件。

流道形成基板10能够使用不锈钢或Ni等金属、以ZrO₂或Al₂O₃为代表的陶瓷材料、玻璃陶瓷材料、MgO、LaAlO₃之类的氧化物等。在本实施方式中，流道形成基板10由单晶硅基板构成。如图4及图5所示，在该流道形成基板10上，通过从一面侧进行各向异性蚀刻，从而使由多个隔壁划分而成的压力产生室12沿着对油墨进行喷出的多个喷嘴21被并排设置的方向而并排设置。以下，将该方向称作压力产生室12的并排设置方向或第一方向X。此外，在流道形成基板10上，压力产生室12在第一方向X上并排设置而成的列被设置有多列，在本实施方式中被设置有两列。以下，将该压力产生室12沿着第一方向X而形成的压力产生室12的列被排列设置有多个列的排列设置方向称作第二方向Y。而且，在本实施方式中，将与第一方向X及第二方向Y这两个方向均交叉的方向称作第三方向Z。另外，虽然在本实施方式中，将各方向(X、Y、Z)的关系设为正交，但是各结构的配置关系并不一定被限定于正交。

此外，也可以在流道形成基板10中，于压力产生室12的第二方向Y上的一端部侧设置有供给通道等，所述供给通道与该压力产生室12相比开口面积较窄，并对向压力产生室12流入的油墨赋予流道阻力。

此外，在流道形成基板10的一面侧(层压方向即-Z方向)依次层压有连通板15和喷嘴板20。即，具备：连通板15，其被设置在流道形成基板10的一面上；喷嘴板20，其被设置在连通板15的与流道形成基板10相反的一面侧并具有喷嘴21。

在连通板15上设置有对压力产生室12和喷嘴21进行连通的喷嘴连通通道16。连通板15具有与流道形成基板10相比较大的面积，喷嘴板20具有与流道形成基板10相比较小的面积。通过以如此方式设置连通板15而使喷嘴板20的喷嘴21与压力产生室12分离，因此位于压力产生室12之中的油墨不易受到在喷嘴21附近的油墨中所产生的由于油墨中的水分的蒸发而引起的增稠的影响。此外，由于喷嘴板20只需覆盖对压力产生室12和喷嘴21进行连通的喷嘴连通通道16的开口即可，因此能够将喷嘴板20的面积形成得比较小，从而能够实现成本的削减。另外，在本实施方式中，将喷嘴板20的开口有喷嘴21并喷出油墨滴的面称作液体喷射面20a。

此外，在连通板15中设置有构成歧管100的一部分的第一歧管部17和第二歧管部18。

第一歧管部17以在厚度方向(连通板15与流道形成基板10的层压方向)上贯穿连通板15的方式而被设置。

此外，第二歧管部18被设为，未在厚度方向上贯穿连通板15，并在连通板15的喷嘴板20侧开口。

而且，在连通板15中针对每个压力产生室12而独立地设置有与压力产生室12的第二方向Y上的一端部连通的供给连通通道19。该供给连通通道19将第二歧管部18和压力产生室12连通。

作为这种连通板15，能够使用不锈钢或Ni等金属，或锆等陶瓷等。另外，连通板15优选为，与流道形成基板10的线膨胀系数相同的材料。即，在使用了与流道形成基板10的线膨胀系数存在较大差异的材料以作为连通板15的情况下，通过被加热或冷却，会因流道形成基板10与连通板15的线膨胀系数的不同而产生翘曲。在本实施方式中，通过使用与流道形成基板10相同的材料，即，通过使用单晶硅基板以作为连通板15，从而抑制了因热量而产生的翘曲或因热量而产生的裂纹、剥离等的产生。

在喷嘴板20上形成有经由喷嘴连通通道16而与各压力产生室12连通的喷嘴21。这种喷嘴21在第一方向X上被并排设置，并且喷嘴21在该第一方向X上并排设置而成的列在第二方向Y上被形成有两列。

作为这种喷嘴板20，例如，能够使用不锈钢(SUS)等金属、聚酰亚胺树脂之类的有机物或单晶硅基板等。另外，通过使用单晶硅基板以作为喷嘴板20，从而能够将喷嘴板20与连通板15的线膨胀系数设为相同，由此能够抑制因被加热或冷却而产生的翘曲或因热量而产生的裂纹、剥离等的产生。

另一方面，在流道形成基板10的与连通板15相反的一面侧形成有振动板50。在本实施方式中，作为振动板50而设置有弹性膜51和绝缘体膜52，其中，所述弹性膜51被设置于流道形成基板10侧并由氧化硅构成，所述绝缘体膜52被设置在弹性膜51上并由氧化锆构成。另外，压力产生室12等液体流道通过对流道形成基板10从一面侧(接合有喷嘴板20的一面侧)进行各向异性蚀刻而被形成，压力产生室12等液体流道的另一面通过弹性膜51而被划分形成。

此外，在流道形成基板10的振动板50上设置有作为本实施方式的压电元件的压电致动器300。压电致动器300具有从振动板50侧起依次被层压的第一电极60、压电体层70及第二电极80。如图3所示，构成压电致动器300的第一电极60针对每个压力产生室12而被分割，从而构成针对每个压电致动器300而独立的单独电极。在此，由第一电极60、压电体层70及第二电极80构成的压电致动器300通过向第一电极60与第二电极80之间施加电压而产生位移。即，通过向两电极之间施加电压，从而在被第一电极60与第二电极80夹持的压电体层70中产生压电形变。并且，将在向两电极施加了电压时，压电体层70中产生压电形变的部分称作有源部71。与此相对，将压电体层70中未产生压电形变的部分称作无源部。即，在本实施方式中，由于针对每个压力产生室12而设置了有源部71，因此在流道形成基板10上，有源部71在第一方向X上并排设置而成的列在第二方向Y上被设置有两列。

在本实施方式中，第一电极60针对每个压力产生室12而被分割，从而构成针对每个有源部71而独立的单独电极。

该第一电极60在压力产生室12的第一方向X上，以与压力产生室12的宽度相比较窄的宽度而被形成。即，在压力产生室12的第一方向X上，第一电极60的端部位于与压力产生室12对置的区域的内侧。此外，在第二方向Y上，第一电极60的喷嘴21侧的一端侧被设置在与压力产生室12对置的区域的内侧，歧管100侧的另一端侧被延伸设置到压力产生室12的外侧。此外，在本实施方式中，第一电极60的歧管100侧的另一端侧被延伸设置到流道形成基板10的第二方向Y上的端部附近。即，被设置在第二方向Y上的一侧的各有源部的第一电极60被延伸设置到流道形成基板10的第二方向Y上的一侧的端部附近。与此相对，被设置在第二方向Y上的另一侧的各有源部的第一电极60被延伸设置到流道形成基板10的第二方向Y上的另一侧的端部附近。

压电体层70以使第二方向Y成为预定的宽度的方式而在第一方向X上连续地设置。压电体层70的第二方向Y上的宽度与压力产生室12的第二方向Y上的宽度相比较宽。因此，在压力产生室12的第二方向Y上，压电体层70被设置到压力产生室12的外侧。在本实施方式中，压电体层70横跨两列有源部而连续地设置。即，本实施方式的压电体层70横跨有源部在第一方向X上并排设置而成的列而连续地设置，并且，横跨在第二方向Y上并排设置的两列有源部的列而连续地设置。另外，在本实施方式中，将第二方向Y上的两列有源部之间的无源部称作第一无源部72。此外，压电体层70与第一电极60相同，被延伸设置到流道形成基板10的第二方向Y上的端部附近。在本实施方式中，将压电体层70的与有源部71相比靠歧管100侧的无源部称作第二无源部73。此外，在压电体层70的第二无源部73上设置有接触孔74，所述接触孔74在第三方向Z上贯穿压电体层70而使第一电极60露出。在本实施方式中，接触孔74针对每个第一电极60而独立设置。

压电体层70能够由被形成在第一电极60上的具有极化结构的氧化物的压电材料构成，例如，由通用公式ABO₃所示的钙钛矿型氧化物构成。作为被用于压电体层70的钙钛矿型氧化物，例如，能够使用含铅的铅系压电材料或不含铅的非铅系压电材料等。

此外，在压电体层70中形成有对应于各个隔壁的凹部75。该凹部75的第一方向X上的宽度与各个隔壁的第一方向X上的宽度大致相同，或者与其相比较宽。由此，由于振动板50的与压力产生室12的第二方向Y上的端部对置的部分(所谓的振动板50的臂部)的刚性被压制，因此能够使压电致动器300良好地进行位移。

第二电极80被设置在压电体层70的与第一电极60相反的一面侧，并且构成多个有源部71共用的共用电极。此外，第二电极80既可以被设置在凹部75的内表面，即，压电体层70的凹部75的侧面内，也可以不被设置在凹部75的内表面上。在本实施方式中，使针对有源部71在第一方向X上并排设置而成的每列所设置的第二电极80在第一无源部72上连续。具体而言，在本实施方式中，第二电极80在压电体层70的与第一电极60相反的面上，以横跨压电体层70的除第二无源部73以外的区域，即，压电体层70的有源部71上及第一无源部72上、接触孔74的内表面的有源部71侧的侧面上、通过接触孔74而露出的第一电极60上的方式而设置。并且，第一电极60上的第二电极80与压电体层70的主要部分即有源部71上的第二电极80，通过第一电极60在厚度方向上完全被去除所形成的去除部81而被电切断。即，被设置于接触孔74内的第二电极80与被设置在压电体层70的主要部分上的第二电极80虽然由同一层构成，但是以不电连接的方式被形成。在本实施方式中，如图3所示，这种去除部81在压电体层70上的歧管100侧，在第一方向X上连续地设置。

根据这种结构，在本实施方式中，有源部71的第一方向X上的端部通过第一电极60而被规定。并且，第一电极60的第一方向X上的端部被设置在与压力产生室12相对置的区域内。此外，有源部71的第二方向Y上的喷嘴21侧的端部通过第一电极60而被规定。而且，有源部71的第二方向Y上的歧管100侧的端部通过第二电极80而被规定。

此外，从压电致动器300的第一电极60引出有作为引出配线的单独配线91。在本实施方式中，单独配线91被设置在压电体层70的第二无源部73上，并在接触孔74内与第一电极60电连接。

此外，从压电致动器300的第二电极80引出有作为引出配线的共用配线92。在本实施方式中，共用配线92被形成在第一无源部72上的第二电极80上。此外，共用配线92在第一方向X上以相对于多个有源部71而设置一根的比例被并排设置。

在这种流道形成基板10的压电致动器300侧的面上，接合有与流道形成基板10具有大致相同的大小的驱动电路基板30。

在此，参照图4、图5及图6对驱动电路基板30进行说明。另外，图6为从流道形成基板侧俯视观察驱动电路基板时的俯视图。

如图示那样，本实施方式的驱动电路基板30为，通过半导体制造工艺而将作为集成电路的驱动电路31制作在半导体基板中的基板，并不是例如将另外形成的半导体集成电路安装在被设置于基板上的配线上的基板。

这种驱动电路基板30中，驱动电路31被一体地形成在与流道形成基板10相对置的一面侧。并且，驱动电路基板30与流道形成基板10经由粘合层35而被接合。

在此，驱动电路基板30的驱动电路31与流道形成基板10的单独配线91及共用配线92经由凸块32而被连接。在本实施方式中，通过在驱动电路基板30的与流道形成基板10相对置的面上设置与驱动电路31的各端子31a电连接的凸块32，并将凸块32与单独配线91及共用配线92电连接，从而使驱动电路31与压电致动器300的第一电极60及第二电极80电连接。

这种凸块32例如具备由具有弹性的树脂材料形成的芯部33和被形成在芯部33的表面上的金属膜34。

芯部33由聚酰亚胺树脂、丙烯酸树脂、酚醛树脂、硅酮树脂、硅酮改性聚酰亚胺树脂、环氧树脂等感光性绝缘树脂或热固化性绝缘树脂形成。

此外，在将驱动电路基板30与流道形成基板10接合之前，芯部33被形成为半球形形状。在此，半球形形状是指，与驱动电路基板30相接的内表面(底面)为平面，并且作为非接触面的外表面侧成为弯曲面的柱状形状。具体而言，大致半球形形状可列举出横截面为大致半圆状、大致半椭圆状、大致梯形形状的形状等。

并且，芯部33通过以使驱动电路基板30与流道形成基板10相对接近的方式被按压，从而其顶端形状仿照单独配线91及共用配线92的表面形状而发生弹性变形。

由此，即使在驱动电路基板30或流道形成基板10上存在有翘曲或起伏，芯部33也会随之而发生变形，从而能够可靠对凸块32与单独配线91及共用配线92进行连接。

另外，在本实施方式中，芯部33沿第一方向X在直线上连续地配置。即，芯部33在第二方向Y上，于两列压电致动器300的外侧设有两条，在两列压电致动器300之间设有一条，合计设有三条。并且，被设置在两列压电致动器300的外侧的各芯部33构成与压电致动器300的各列的单独配线91连接的凸块32，被设置在两列压电致动器300之间的芯部33构成与两列压电致动器300的共用配线92连接的凸块32。

这种芯部33能够通过光刻技术或蚀刻技术而形成。

金属膜34覆盖芯部33的表面。金属膜34例如由Au、TiW、Cu、Cr(铬)、Ni、Ti、W、NiV、Al、Pd(钯)、无铅焊锡等金属或合金形成，并且既可以是这些金属或合金的单层，也可以是对多种上述金属或合金进行层压而得到的膜。并且，金属膜34通过芯部33的弹性变形而仿照单独配线91及共用配线92的表面形状而发生变形，从而与单独配线91及共用配线92金属接合。另外，与单独配线91连接的金属膜34在第一方向X上以与单独配线91相同的间距而被配置在芯部33的表面上。此外，与共用配线92连接的金属膜34在第一方向X上以与共用配线92相同的间距而被配置在芯部33的表面上。

在本实施方式中，这种凸块32中，被设置在芯部33的表面上的金属膜34与单独配线91及共用配线92常温接合。具体而言，本实施方式的驱动电路基板30与流道形成基板10通过粘合层35而被接合，从而凸块32与单独配线91及共用配线92以相互抵接的状态被固定。在此，粘合层35例如能够使用环氧树脂、丙烯酸树脂、硅酮树脂等粘合剂或抗蚀剂材料等。尤其是，通过使用被用于光刻胶等中的感光性树脂，从而能够容易且高精度地形成粘合层35。

在本实施方式中，在各凸块32的两侧，即，隔着凸块32的第二方向Y上的两侧设置了粘合层35。即，由于在第一方向X上延伸设置的凸块32在第二方向Y上设置有三条，因此粘合层35在各凸块32的第二方向Y上的两侧沿着第一方向X而延伸设置。即，在第一方向X上延伸设置的粘合层35在第二方向Y上被设置为六条。此外，在第二方向Y上并排设置的粘合层35在第一方向X上的两端部处，以端部彼此连接的方式而被设置。即，粘合层35以横跨压电致动器300的各列的周围而包围该压电致动器300的各列的方式，被形成为在俯视观察时呈矩形的框缘状。

通过如此将流道形成基板10和驱动电路基板30接合的粘合层35，从而在流道形成基板10与驱动电路基板30之间形成有保持部36，所述保持部36为在内部配置压电致动器300的空间。在本实施方式中，由于粘合层35以横跨压电致动器300的各列的周围的方式而连续地设置，因此在流道形成基板10与驱动电路基板30之间，保持部36对应于压电致动器300的每列而被独立地设置。

如此，在本实施方式中，对压电致动器300的各电极和驱动电路31进行电连接的凸块32与对流道形成基板10及驱动电路基板30进行接合的粘合层35，被设置在压电体层70的上方。

具体而言，与单独配线91连接的凸块32及对应于该凸块32而设置的粘合层35隔着单独配线91而被设置于压电体层70的第二无源部73上。即，在压电体层70的第二无源部73上，单独配线91与凸块32及粘合层35相接合。

此外，与共用配线92连接的凸块32及对应于该凸块32而设置的粘合层35隔着被设置在压电体层70的第一无源部72上的第二电极80以及被设置在第二电极80上的共用配线92，而被设置在压电体层70的第一无源部72上。即，在压电体层70的第一无源部72上，共用配线92与凸块32及粘合层35相接合。

即，凸块32及粘合层35被设置在压电体层70的上方是指，凸块32及粘合层35在流道形成基板10与驱动电路基板30的层压方向上即第三方向Z上，被设置在压电体层70的与流道形成基板10相反的面的上方。此外，压电体层70的上方即包括压电体层70的正上方，还包括在凸块32及粘合层35与压电体层70之间存在有第二电极80等电极、单独配线91及共用配线92等引出配线等其他部件的状态。当然，在压电体层70上也可以存在除了电极或引出配线以外的其他部件。

如此，在本实施方式中，通过将形成有驱动电路31的驱动电路基板30直接接合在流道形成基板10上，从而能够将驱动电路31和压电致动器300电连接，因此能够可靠且低成本地对高密度配置的压电致动器300与驱动电路31进行连接。

此外，由于将凸块32和粘合层35设置在压电体层70的上方，因此能够增大保持部36的第三方向Z上的高度，例如，图4所示的压电致动器300的第二电极80与驱动电路基板30之间的间隔h1，其中，所述凸块32对压电致动器300的第一电极60及第二电极80与驱动电路31进行连接，所述粘合层35对驱动电路基板30与流道形成基板10进行接合。与此相对，如图7所示，在未将凸块32及粘合层35形成在压电体层70上，而是设置在流道形成基板10上，具体而言是设置在被引出到振动板50上的单独配线91及共用配线92上的情况下，压电致动器300的第二电极80与驱动电路基板30之间的间隔h2变小。即，在本实施方式中，能够使间隔h1与间隔h2相比增加与压电体层70的厚度相对应的量。因而，能够将压电致动器300收纳在具有足够的高度的保持部36内，从而即使压电致动器300发生位移，也能够抑制压电致动器300与对置的驱动电路基板30相接触而阻碍压电致动器300的位移的情况。此外，在本实施方式中，由于无需为了确保保持部36的高度而将凸块32或粘合层35形成得较高，因此不需要用于将凸块32及粘合层35形成得较高的空间，从而能够实现小型化。此外，由于能够充分地确保保持部36的高度，因此够充分地确保压电致动器300与被设置于驱动电路基板30上的金属膜34等配线之间的距离。因而，不易因在金属膜34等与压电致动器300的各电极或引出配线之间产生的电位差而产生放电。如此，由于放电被抑制，因此能够对驱动电路31或压电致动器300因放电而被损坏的情况进行抑制。

此外，在本实施方式中，凸块32及粘合层35在流道形成基板10的设置有压电致动器300的一面侧，被设置在作为单独配线91及共用配线92的表面的同一面上。即，凸块32及粘合层35在在流道形成基板10的一面侧，被设置在同一平面上。在此，凸块32及粘合层35被设置在同一平面上是指，在流道形成基板10侧，在凸块32及粘合层35相接的第三方向Z上的高度为相同的高度。如此，通过凸块32及粘合层35在流道形成基板10的一面侧被形成在同一平面上，从而能够尽可能地缩小朝向流道形成基板10侧按压驱动电路基板30的载荷。因而，能够对由于驱动电路基板30的载荷而导致的流道形成基板10的变形、损坏进行抑制。此外，能够提高电连接的长期可靠性。

在这种流道形成基板10、驱动电路基板30、连通板15及喷嘴板20的接合体上，固定有形成与多个压力产生室12连通的歧管100的壳体部件40。壳体部件40具有在俯视观察时与上述的连通板15大致相同的形状，并在与驱动电路基板30接合的同时，也与上述的连通板15接合。具体而言，壳体部件40在驱动电路基板30侧具有可收纳流道形成基板10及驱动电路基板30的深度的凹部41。该凹部41具有与驱动电路基板30的同流道形成基板10接合的面相比较广的开口面积。并且，在凹部41内收纳有流道形成基板10等的状态下，凹部41的喷嘴板20侧的开口面通过连通板15而被密封。此外，在壳体部件40中，于凹部41的第二方向Y上的两侧，形成有具有凹形状的第三歧管部42。通过该第三歧管部42和被设置于连通板15中的第一歧管部17及第二歧管部18而构成了本实施方式的歧管100。

另外，作为壳体部件40的材料，例如，能够使用树脂或金属等。另外，作为壳体部件40，通过对树脂材料进行成形，从而能够以低成本进行批量生产。

此外，在连通板15的第一歧管部17及第二歧管部18所开口的面上形成有可塑性基板45。该可塑性基板45对第一歧管部17与第二歧管部18的液体喷射面20a侧的开口进行密封。在本实施方式中，这种可塑性基板45具备密封膜46和固定基板47。密封膜46由具有挠性的薄膜(例如，聚苯硫醚(PPS)或由不锈钢(SUS)等形成的厚度在20μm以下的薄膜)构成，固定基板47由不锈钢(SUS)等金属之类的硬质的材料形成。由于该固定基板47的与歧管100对置的区域成为在厚度方向上完全被去除的开口部48，因此歧管100的一面成为可塑性部49，该可塑性部49为仅被具有挠性的密封膜46密封的可挠部。

另外，在壳体部件40中设置有与歧管100连通并用于向各歧管100供给油墨的导入通道44。此外，在壳体部件40中设置有使驱动电路基板30的与流道形成基板10相反的一侧的面露出，并供未图示的外部配线插穿的连接口43，被插入至连接口43中的外部配线与驱动电路基板30电连接。

在这种结构的喷墨式记录头1中，在对油墨进行喷射时，从贮留有油墨的液体贮留单元经由导入通道44而取入油墨，并用油墨填满从歧管100到喷嘴21为止的流道内部。其后，通过按照来自驱动电路31的信号，向对应于压力产生室12的各压电致动器300施加电压，从而使压电致动器300与振动板50一起挠曲变形。由此，提高压力产生室12内的压力从而使油墨滴从预定的喷嘴21被喷射。

其他的实施方式

以上，对本发明的一个实施方式进行了说明，但是，本发明的基本的结构并不限定于上述的结构。

虽然在上述的实施方式1中，将凸块32设置在驱动电路基板30上，但并不特别限定于此，也可以将凸块32设置在流道形成基板10上。即，也可以将凸块32设置在压电体层70的上方。

此外，虽然在上述的实施方式1中，在压电体层70的上方设置单独配线91及共用配线92，使凸块32与单独配线91及共用配线92连接，但是，并不特别限定于此，例如，也可以不设置共用配线92，而使凸块32直接与第二电极80连接。但是，如上述那样，通过使多个凸块32与被设置在压电体层70的上方的单独配线91及共用配线92连接，能够对凸块32被连接的高度的偏差进行抑制，从而能够可靠地进行连接。

此外，虽然在上述的实施方式1中，作为凸块32，使用了能够弹性变形的树脂材料的芯部33和被设置在芯部33的表面上的金属膜34，但是，并不特别限定于此，例如，作为凸块32，也可以使用焊锡或金(Au)等的金属凸块，即，内部的芯部也由金属形成的凸块。在像这样作为凸块32而使用了金属凸块的情况下，由于使金属凸块弹性变形较为困难，因此，金属凸块与单独配线91及共用配线92的连接例如能够使用锡焊或钎焊等软焊、共晶接合、焊接、使用了含有导电性粒子的导电性粘合剂(ACP、ACF)、非导电性粘合剂(NCP、NCF)等的接合等。另外，在伴随着压电致动器300的高密度化而高密度配置单独配线91的情况下，单独配线91与凸块32的通过软焊而进行的接合较为困难，因此，优选通过直接接合、导电性粘合剂、非导电性粘合剂等进行接合。但是，在流道形成基板10或驱动电路基板30上存在有翘曲或起伏的情况下，由于金属凸块难以仿照上述翘曲或起伏而变形，因此，与如上述的实施方式1那样使用了由能够弹性变形的树脂构成的芯部33的凸块32相比，有可能会产生连接不良。

此外，虽然在上述的实施方式1中，凸块32及粘合层35被设置在压电体层70的上方且被设置在作为单独配线91及共用配线92的表面的同一平面上，但是，凸块32及粘合层35并不限定于被设置在压电体层70的上方的结构，也可以在流道形成基板10的未设置有压电体层70的区域内被设置在同一平面上。另外，通过将凸块32及粘合层35设置在压电体层70以外的其他膜上的同一平面上，从而能够确保保持部36的第三方向Z上的高度。如此，由于凸块32及粘合层35即使在未设置有压电体层70的区域内也被设置在同一平面上，从而能够尽可能地减小朝向流道形成基板10侧按压驱动电路基板30的载荷，由此能够对由于驱动电路基板30的载荷而导致的流道形成基板10的变形、损坏进行抑制。此外，能够提高电连接的长期可靠性。

而且，虽然在上述的实施方式1中，将第一电极60设为各有源部71的单独电极，将第二电极80设为多个有源部71的共用电极，但是，并不特别限定于此，例如，也可以将第一电极设为多个有源部的共用电极，将第二电极设为各有源部的单独电极。而且，虽然在上述的实施方式1中，例示了振动板50由弹性膜51及绝缘体膜52构成的情况，但是，并不特别限定于此，例如，作为振动板50，也可以设置弹性膜51及绝缘体膜52中的任意一方，此外，作为振动板50，也可以具有其他的膜。而且，作为振动板50，也可以不设置弹性膜51及绝缘体膜52，而仅使第一电极60作为振动板而发挥作用。此外，压电致动器300自身实质上也可以兼用作振动板。

此外，虽然在上述的实施方式1中，在驱动电路基板30的与流道形成基板10相对置的面侧设置了驱动电路31，但是，并不特别限定于此，例如，也可以在驱动电路基板30的与流道形成基板10相反的一侧的面上设置驱动电路。在该情况下，对于凸块与驱动电路而言，可以设置以在作为厚度方向的第三方向Z上贯穿驱动电路基板30的方式而设置的贯穿电极，例如硅贯穿电极(TSV)，并经由贯穿电极而对驱动电路与凸块进行连接。

而且，虽然在上述的实施方式1中，例示了通过半导体工艺而形成有驱动电路31的驱动电路基板30，但是，并不特别限定于此，例如，也可以不在驱动电路基板30中设置传输门等开关元件。即，驱动电路基板30也可以不设置开关元件，而设置与驱动电路(IC)连接的配线。即，驱动电路基板30并不一定限定于驱动电路31通过半导体工艺而被一体地形成的结构。

而且，虽然在上述的实施方式1中，作为粘合层35，以在第三方向Z上成为相同的宽度的方式而被设置，但是，并不特别限定于此。在此，将粘合层的其他的示例示出在图8中。另外，图8为对表示其他的实施方式所涉及的粘合层的改变例的主要部分进行了放大后的剖视图。

如图8所示，对流道形成基板10和驱动电路基板30进行接合的粘合层35在凸块32的连接方向，即第三方向Z上，与凸块32的一部分重叠。具体而言，粘合层35的第二方向Y上的宽度在流道形成基板10侧，在不阻碍凸块32与单独配线91的连接的范围内扩宽。即，在本实施方式中，粘合层35的横截面也就是说第二方向Y上的截面形状成为，在流道形成基板10侧为宽幅而在驱动电路基板30侧为窄幅的梯形形状。如此，通过使粘合层35和凸块32在第三方向Z上重叠，从而能够使粘合层35的粘合区域增加，由此提高流道形成基板10与驱动电路基板30之间的接合强度。此外，在本实施方式中，由于以不阻碍凸块32与单独配线91的连接的程度使粘合层35的粘合面积向凸块32侧扩宽，因此，与使粘合层35向与凸块32相反的一侧扩宽的情况相比，能够实现小型化。另外，虽未特别图示，但是，对于共用配线92中的粘合层35也采用同样的结构，从而能够进一步提高流道形成基板10与驱动电路基板30的接合强度。

此外，虽然在上述的实施方式1中，在对驱动电路31和共用配线92进行连接的凸块32的第二方向Y上的两侧也设置了粘合层35，但是，并不特别限定于此，例如，在与共用配线92连接的凸块32的两侧，也可以不设置粘合层35。即使在这种情况下，由于在上述的实施方式1中，在与共用配线92连接的凸块32的第二方向Y上的两侧，于与单独配线91连接的凸块32的两侧设置有粘合层35，因此，即使不具有粘合层35，凸块32与共用配线92也能够可靠地进行连接。

此外，虽然在上述的实施方式1中，相对于一个流道形成基板10而设置了一个驱动电路基板30，但是，并不特别限定于此，例如，也可以以针对压电致动器300的每列而独立地设置驱动电路基板30。但是，如上述的实施方式1那样，相对于一个流道形成基板10而设置一个驱动电路基板30，能够减少部件个数，并且，能够在两列压电致动器300中共同地实施共用配线92与驱动电路基板30之间的连接，从而能够减少连接部位。因而，如上述的实施方式1那样，相对于一个流道形成基板10而设置一个驱动电路基板30，能够降低成本。

而且，虽然在上述的实施方式1中，例示了压电致动器300的列在第二方向Y上设置有两列的结构，但是，压电致动器300的列的数量并不特别限定于此，也可以为一列，此外，也可以为三列以上。

此外，这些实施方式的喷墨式记录头1构成具备与墨盒等连通的油墨流道的喷墨式记录头单元的一部分，并被搭载于喷墨式记录装置中。图9为表示该喷墨式记录装置的一个示例的概要图。

在图9所示的喷墨式记录装置I中，喷墨式记录头1中，以能够装拆的方式而设置有构成油墨供给单元的盒2，搭载了喷墨式记录头1的滑架3以能够在轴向上自由移动的方式而设置在被安装于装置主体4上的滑架轴5上。

并且，通过使驱动电动机6的驱动力经由未图示的多个齿轮及同步齿形带7而向滑架3传递，从而搭载了喷墨式记录头1的滑架3沿着滑架轴5而进行移动。另一方面，在装置主体4上设置有作为输送单元的输送辊8，作为纸等记录介质的记录薄片S通过输送辊8而被输送。另外，对记录薄片S进行输送的输送单元并不限于输送辊，也可以是带或滚筒等。

另外，在上述的喷墨式记录装置I中，例示了喷墨式记录头1被搭载于滑架3并在主扫描方向上移动的结构，但是，并不特别限定于此，例如，也能够将本发明应用于，喷墨式记录头1被固定而仅使纸等记录薄片S在副扫描方向上移动从而实施印刷的、所谓的行式记录装置。

此外，在上述的示例中，喷墨式记录装置I为，作为液体贮留单元的盒2被搭载于滑架3上的结构，但是，并不特别限定于此，例如，也可以将油墨罐等液体贮留单元固定在装置主体4上，并使贮留单元和喷墨式记录头1经由管等供给管而进行连接。此外，液体贮留单元也可以不被搭载于喷墨式记录装置中。

而且，本发明以广泛地以所有头为对象，例如，也能够应用于打印机等图像记录装置所使用的各种喷墨式记录头等记录头、液晶显示器等的滤色器的制造所使用的颜色材料喷射头、有机EL(Electroluminescence,电致发光)显示器、FED(场发射显示器)等的电极形成所使用的电极材料喷射头、生物芯片制造所使用的生物体有机物喷射头等中。

符号说明

I：喷墨式记录装置(液体喷射装置)；1：喷墨式记录头(头)；10：流道形成基板；15：连通板；20：喷嘴板；20a：液体喷射面；21：喷嘴；30：驱动电路基板；31：驱动电路；31a：端子；32：凸块；33：芯部；34：金属膜；35：粘合层；36：保持部；40：壳体部件；45：可塑性基板；50：振动板；60：第一电极；70：压电体层；71：有源部；72：第一无源部；73：第二无源部；74：接触孔；75：凹部；80：第二电极；81：去除部；91：单独配线；92：共用配线；100：歧管；300：压电致动器(压电元件)。

Claims (6)

1.一种头，其特征在于，具备：

流道形成基板，其设置有与对液体进行喷射的喷嘴连通的压力产生室；

压电元件，其具有：被设置于该流道形成基板的一面侧的第一电极；被设置在该第一电极上的压电体层；被设置在该压电体层上的第二电极；在向所述第一电极以及所述第二电极施加了电压时,在所述压电体层中产生压电形变的部分、即有源部；在向所述第一电极以及所述第二电极施加了电压时，在所述压电体层中未产生压电形变的部分、即无源部；

驱动电路基板，其通过粘合层而与所述流道形成基板的所述一面侧接合，并设置有对所述压电元件进行驱动的驱动电路，

当将所述压力产生室沿着多个所述喷嘴被并排设置的方向而并排设置的方向设为第一方向，将所述压力产生室的列被排列设置有多个列的排列设置方向设为第二方向，并将与所述第一方向以及所述第二方向这两个方向均交叉的方向设为第三方向时，

所述粘合层在所述第三方向上的所述流道形成基板与所述驱动电路基板之间被设置于所述无源部上，

所述压电元件与所述驱动电路通过被设置在所述流道形成基板及所述驱动电路基板中的任意一方上的凸块而在所述无源部处被电连接，

所述凸块及所述粘合层被设置在所述压电元件的所述压电体层的上方，

所述粘合层在所述第二方向上被设置于所述凸块与所述有源部之间。

2.如权利要求1所述的头，其特征在于，

在设置有所述凸块的所述压电体层上设置有所述第一电极、所述第二电极以及从所述第一电极或所述第二电极引出的引出配线，所述凸块与所述第一电极、所述第二电极以及从所述第一电极或所述第二电极引出的引出配线电连接。

3.如权利要求1或2所述的头，其特征在于，

所述粘合层由感光性树脂形成。

4.如权利要求1或2所述的头，其特征在于，

所述凸块具有：芯部，其具有弹性；金属膜，其被设置在该芯部的表面上。

5.一种头，其特征在于，具备：

流道形成基板，其设置有与对液体进行喷射的喷嘴连通的压力产生室；

压电元件，其具有：被设置在该流道形成基板的一面侧的第一电极；被设置在该第一电极上的压电体层；被设置在该压电体层上的第二电极；在向所述第一电极以及所述第二电极施加了电压时，在所述压电体层中产生压电形变的部分、即有源部；在向所述第一电极以及所述第二电极施加了电压时，在所述压电体层中未产生压电形变的部分、即无源部；

驱动电路基板，其通过粘合层而与所述流道形成基板的所述一面侧接合，并设置有对所述压电元件进行驱动的驱动电路，

当将所述压力产生室沿着多个所述喷嘴被并排设置的方向而并排设置的方向设为第一方向，将所述压力产生室的列被排列设置有多个列的排列设置方向设为第二方向，并将与所述第一方向以及所述第二方向这两个方向均交叉的方向设为第三方向时，

所述粘合层在所述第三方向上的所述流道形成基板与所述驱动电路基板之间被设置于所述无源部上，

所述压电元件与所述驱动电路通过被设置在所述流道形成基板及所述驱动电路基板中的任意一方上的凸块而在所述无源部处被电连接，

所述凸块及所述粘合层被设置在所述流道形成基板的所述一面侧的同一平面上，

所述粘合层在所述第二方向上被设置于所述凸块与所述有源部之间。

6.一种液体喷射装置，其特征在于，具备权利要求1至5中任一项所述的头。