JP2003246065A - 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧力発生室を高密度に配列し且つ小型化を図
ることのできる液体噴射ヘッド及び液体噴射装置を提供
する。 【解決手段】 流路形成基板１０の圧電素子３００側に
接合され圧電素子３００を駆動させる駆動回路１１０が
実装される接合基板３０を有すると共に接合基板３０の
圧力発生室１２の列間に対応する部分に接合基板３０を
厚さ方向に貫通する貫通孔３３が設けられ、各圧電素子
３００のそれぞれから引き出される引き出し配線９０が
貫通孔３３に対応する部分まで延設されると共に引き出
し配線９０と駆動回路１１０とを貫通孔３３を介して延
設した導電性ワイヤ１２０によって電気的に接続し、貫
通孔の面積を小さく抑える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液滴を吐出するノ
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
変位により液滴を吐出させる液体噴射ヘッド及び液体噴
射装置に関し、特に、液体としてインクを吐出させるイ
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、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（例えば、特許文献１参照）。

【０００６】このようなインクジェット式記録ヘッドと
しては、ノズル開口に連通する圧力発生室の列を少なく
とも２列備えた流路形成基板と、この流路形成基板の圧
電素子側に接合され且つ圧電素子を駆動させる駆動回路
が実装される接合基板とを有し、駆動回路と各圧電素子
とが接合基板に設けられた貫通孔を介して電気的に接続
されている構造が知られている（例えば、特許文献２参
照）。

【０００７】詳細には、このようなインクジェット式記
録ヘッドでは、図７に示すように、圧力発生室２０１の
列に対応する領域には圧電素子２０２の列が２列設けら
れている。また、これら各圧電素子２０２は、圧力発生
室２０１に対向する領域からリザーバ２０３側の周壁上
までそれぞれ延設され、流路形成基板２０４とリザーバ
形成基板（接合基板）２０５との間に挟持されている。
さらに、リザーバ形成基板２０５のリザーバ２０３側、
すなわち、圧力発生室２０１の周壁に対向する領域に
は、各圧力発生室２０１の列毎に貫通孔２０６が設けら
れている。そして、リザーバ形成基板２０５の略中央
部、すなわち、圧電素子２０２の列間に対応する領域に
実装された駆動回路２０７と各圧電素子２０２とは、駆
動回路２０７の両側にそれぞれ設けられた貫通孔２０６
を介してボンディングワイヤ２０８で電気的に接続され
ている。

【０００８】

【特許文献１】特開平５−２８６１３１号公報（第３
図、段落［００１３］）

【特許文献２】特開２０００−２９６６１６号公報（第
２０図、段落［０１６１］〜［０１６３］）

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
インクジェット式記録ヘッドでは、１つの駆動回路で２
列の圧電素子を駆動させる構造であるため製造コストは
比較的低く抑えられるが、駆動回路の両側にそれぞれ貫
通孔を形成しているため、流路形成基板及び接合基板を
比較的大きくする必要があり、ヘッドの小型化が困難で
あるという問題がある。

【００１０】特に、圧力発生室を高密度に配列してヘッ
ドを小型化しようとすると、複数の貫通孔を形成する領
域を確保するのが難しいという問題がある。

【００１１】なお、このような問題は、インクを吐出す
るインクジェット式記録ヘッドだけでなく、勿論、イン
ク以外の液体を吐出する他の液体噴射ヘッドにおいて
も、同様に発生する。

【００１２】本発明は、このような事情に鑑み、圧力発
生室を高密度に配列し且つ小型化を図ることのできる液
体噴射ヘッド及び液体噴射装置を提供することを課題と
する。

【００１３】

【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と共に複数の
隔壁によって画成される圧力発生室の列を少なくとも２
列備えた流路形成基板と、該流路形成基板の一方面側に
振動板を介して設けられた下電極、圧電体層及び上電極
からなる圧電素子とを具備する液体噴射ヘッドにおい
て、前記流路形成基板の前記圧電素子側に接合され当該
圧電素子を駆動させる駆動回路が実装される接合基板を
有すると共に該接合基板の前記圧力発生室の列間に対応
する部分に当該接合基板を厚さ方向に貫通する貫通孔が
設けられ、各圧電素子のそれぞれから引き出される引き
出し配線が前記貫通孔に対応する部分まで延設されると
共に当該引き出し配線と前記駆動回路とが前記貫通孔を
介して延設される導電性ワイヤによって電気的に接続さ
れることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。

【００１４】かかる第１の態様では、貫通孔を形成する
領域を小さくすることができるため、圧力発生室を高密
度に配列すると共にヘッドを確実に小型化することがで
きる。

【００１５】本発明の第２の態様は、第１の態様におい
て、前記圧力発生室の列毎の圧電素子をそれぞれ駆動さ
せる複数の駆動回路を有し、これらの駆動回路が前記貫
通孔の両側にそれぞれ実装されていることを特徴とする
液体噴射ヘッドにある。

【００１６】かかる第２の態様では、駆動回路と引き出
し配線とを接続配線によって比較的容易に接続すること
ができ、製造コストが比較的低く抑えられる。

【００１７】本発明の第３の態様は、第１又は２の態様
において、前記接合基板が、前記圧電素子に対向する領
域に空間を確保した状態で当該空間を密封する圧電素子
保持部を有することを特徴とする液体噴射ヘッドにあ
る。

【００１８】かかる第３の態様では、外部環境に起因す
る圧電素子の破壊が防止される。

【００１９】本発明の第４の態様は、第１〜３の何れか
の態様において、前記接合基板が各圧力発生室の共通液
体室の少なくとも一部を構成するリザーバ部を有するこ
とを特徴とする液体噴射ヘッドにある。

【００２０】かかる第４の態様では、接合基板がリザー
バ形成基板を兼ねるため、別途リザーバ形成基板を設け
る必要がなく、ヘッドを小型化することができる。

【００２１】本発明の第５の態様は、第１〜４の何れか
の態様において、前記駆動回路が半導体集積回路である
ことを特徴とする液体噴射ヘッドにある。

【００２２】かかる第５の態様では、接合基板に駆動回
路を比較的容易に実装することができる。

【００２３】本発明の第６の態様は、第１〜５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液体噴射ヘッドにある。

【００２４】かかる第６の態様では、高密度のノズル開
口を有する液体噴射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７の態様は、第１〜６の何れか
の態様の液体噴射ヘッドを具備することを特徴とする液
体噴射装置にある。

【００２６】かかる第７の態様では、液滴の噴射密度を
向上し且つ小型化を図った液体噴射装置を実現すること
ができる。

【００２７】

【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。（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は、図１の平面図及び断面図であ
る。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。
この流路形成基板１０の一方の面は開口面となり、他方
の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が形成されている。

【００２８】一方、流路形成基板１０の開口面には、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、
複数の隔壁１１により区画された圧力発生室１２が幅方
向に２列並設され、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に連通して各圧力
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。

【００２９】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Ｋ
ＯＨ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（１１
０）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。

【００３０】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。

【００３１】このような流路形成基板１０の厚さは、圧
力発生室１２を配列密度に合わせて最適な厚さを選択す
ればよく、例えば、１８０ｄｐｉ程度の配列密度であれ
ば、流路形成基板１０の厚さは、２２０μｍ程度であれ
ばよいが、圧力発生室１２を２００ｄｐｉ以上と比較的
高密度に配列する場合には、流路形成基板１０の厚さを
１００μｍ以下と比較的薄くするのが好ましい。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。

【００３２】また、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、０．１〜１
ｍｍ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。

【００３３】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。

【００３４】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、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。

【００３５】また、このような圧電素子３００には、駆
動回路１１０と接続させるための、例えば、金（Ａｕ）
等からなるリード電極９０が引き出し配線として形成さ
れている。すなわち、各リード電極９０は、上電極膜８
０の各圧力発生室１２の列間側の端部近傍から弾性膜５
０上までそれぞれ延設されている。なお、詳しくは後述
するが、各リード電極９０は、リザーバ形成基板３０の
貫通孔３３に対向する領域まで延設されており、その端
部近傍と駆動回路１１０とが、貫通孔３３を介して延設
される接続配線１２０によって電気的に接続されてい
る。

【００３６】このような圧電素子３００が形成された流
路形成基板１０上には、リザーバ１００の少なくとも一
部を構成するリザーバ部３１を有する接合基板であるリ
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、上述のように流路形成基板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。

【００３７】また、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３２が圧力発生室１２に対応してそ
れぞれ設けられ、各圧電素子保持部３２内に圧電素子３
００が密封されている。なお、本実施形態では、圧電素
子保持部３２が圧電素子３００の列毎に設けられている
が、勿論、この圧電素子保持部３２は、圧電素子３００
毎に独立して設けるようにしてもよい。このようなリザ
ーバ形成基板３０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。

【００３８】また、リザーバ形成基板３０の略中央部、
すなわち、圧力発生室１２の列間に対向する領域には、
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、上述したように、各圧電素
子３００から延設されるリード電極９０が、この貫通孔
３３に対向する領域まで延設されて、その端部近傍が露
出されている。

【００３９】また、リザーバ形成基板３０の貫通孔３３
の両側、すなわち、圧力発生室１２の各列に対応する部
分には、各圧電素子３００を駆動するための、例えば、
回路基板、あるいは半導体集積回路（ＩＣ）等の駆動回
路１１０がそれぞれ実装されている。例えば、本実施形
態では、貫通孔３３の両側に実装された各駆動回路１１
０は、それぞれの駆動回路１１０に対向する領域に設け
られた圧電素子３００を駆動するためのものである。そ
して、各駆動回路１１０と各圧電素子３００から延設さ
れたリード電極９０とが、貫通孔３３を介して延設され
た、例えば、ボンディングワイヤ等の導電性ワイヤから
なる接続配線１２０によってそれぞれ電気的に接続され
ている（図２（ｂ）参照）。

【００４０】このように、本実施形態では、リザーバ形
成基板３０の圧力発生室１２の列間に対向する領域に一
つの貫通孔３３を設け、この貫通孔３３を介して延設さ
れる接続配線１２０によって各圧電素子３００から延設
されたリード配線９０と駆動回路１１０とを電気的に接
続するようにしたので、リザーバ形成基板３０の貫通孔
３３が形成される面積を小さくすることができる。すな
わち、リザーバ形成基板３０の全面に対して貫通孔３３
が占める割合を小さくすることができる。また、一つの
貫通孔３３を介して駆動回路１１０と各リード電極９０
とを電気的に接続するため製造効率を向上することがで
きる。したがって、圧力発生室１２を比較的高密度に配
列しても、流路形成基板１０及びリザーバ形成基板３０
を大型化することなく貫通孔３３を形成することがで
き、印刷品質を向上すると共に小型化を図ったインクジ
ェット式記録ヘッドを実現することができる。

【００４１】なお、本実施形態では、二つの駆動回路１
１０をリザーバ形成基板３０の貫通孔３３の両側にそれ
ぞれ実装するようにしたが、駆動回路１１０の数は特に
限定されず、例えば、リザーバ形成基板の貫通孔と連通
する連通孔を有する一つの駆動回路を実装するようにし
てもよい。また、勿論、三つ以上の駆動回路を実装する
ようにしてもよい。また、貫通孔の数も一つに限定され
るものではなく、リザーバ形成基板の全面に対する貫通
孔が占める割合を小さくすることができれば、勿論、貫
通孔は二つ以上設けられていてもよい。

【００４２】なお、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６
μｍ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、内部
圧力の変化によって変形可能な可撓部３５となってい
る。また、このリザーバ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１００に
インクを供給するためのインク導入口４４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４４とリザーバ１００の側壁とを連通するインク導入
路３４が設けられている。

【００４３】このような本実施形態のインクジェット式
記録ヘッドでは、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４４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、駆動回路１１０からの記録信号に従い、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、下電極膜６
０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。

【００４４】ここで、上述した本実施形態のインクジェ
ット式記録ヘッドの製造方法について、その一例を図３
〜図５を参照して説明する。なお、図３〜図５は、圧力
発生室１２の長手方向の一部を示す断面図である。ま
ず、図３（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を形成す
る。次に、図３（ｂ）に示すように、スパッタリングで
下電極膜６０を弾性膜５０の全面に形成後、下電極膜６
０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。

【００４５】次に、図３（ｃ）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。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。

【００４６】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。

【００４７】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、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。次
に、図４（ａ）に示すように、圧電体層７０及び上電極
膜８０のみをエッチングして圧電素子３００のパターニ
ングを行う。次に、図４（ｂ）に示すように、リード電
極９０を形成する。具体的には、例えば、金（Ａｕ）等
からなるリード電極９０を流路形成基板１０の全面に亘
って形成すると共に、各圧電素子３００毎にパターニン
グする。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い、図４（ｃ）に
示すように、圧力発生室１２、連通部１３及びインク供
給路１４等を形成する。

【００４８】次に、図５（ａ）に示すように、リザーバ
形成基板３０と流路形成基板１０とを接合する。このと
き、リザーバ形成基板３０は、各リード電極９０が貫通
孔３３内に所定量突出した状態で流路形成基板１０に接
合されることになる。続いて、図５（ｂ）に示すよう
に、流路形成基板１０のリザーバ形成基板３０とは反対
側の面にノズル開口２１が穿設されたノズルプレート２
０を接合すると共に、リザーバ形成基板３０上にコンプ
ライアンス基板４０を接合する。その後、図５（ｃ）に
示すように、貫通孔３３の両側のリザーバ形成基板３０
上に圧電素子３００を駆動させる駆動回路１１０をそれ
ぞれ実装する。そして、例えば、ワイヤボンディング等
によって接続配線１２０を形成して、各駆動回路１１０
と各リード電極９０とを電気的に接続する。これによ
り、インクジェット式記録ヘッドが製造される。

【００４９】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
て一体化し、インクジェット式記録ヘッドとする。

【００５０】（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。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。

【００５１】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６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。図６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。

【００５２】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上を搬送されるようになっている。

【００５３】また、本実施形態では、液体噴射ヘッドと
してインクを吐出するインクジェット式記録ヘッドを一
例として説明したが、本発明は、広く液体噴射ヘッド及
び液体噴射装置全般を対象としたものである。液体噴射
ヘッドとしては、例えば、プリンタ等の画像記録装置に
用いられる記録ヘッド、液晶ディスプレー等のカラーフ
ィルタの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬデ
ィスプレー、ＦＥＤ（面発光ディスプレー）等の電極形
成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオｃｈｉｐ製
造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等を挙げることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施形態１に係る記録ヘッドの分解斜視図で
ある。

【図２】 実施形態１に係る記録ヘッドの平面図及び断
面図である。

【図３】 実施形態１に係る記録ヘッドの製造工程を示
す断面図である。

【図４】 実施形態１に係る記録ヘッドの製造工程を示
す断面図である。

【図５】 実施形態１に係る記録ヘッドの製造工程を示
す断面図である。

【図６】 一実施形態に係る記録装置の概略図である。

【図７】 従来技術に係る記録ヘッドの断面図である。

【符号の説明】

１０ 流路形成基板、 １１ 隔壁、 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、 ２１ ノズル開口、 ３０リザーバ形
成基板、 ３１ リザーバ部、 ３２ 圧電素子保持
部、 ３３貫通孔、 ３４ インク導入路、 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、 １００ リザーバ、
１１０ 駆動回路、 １２０ 接続配線、 ３００ 圧
電素子

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ノズル開口に連通すると共に複数の隔壁
   によって画成される圧力発生室の列を少なくとも２列備
   えた流路形成基板と、該流路形成基板の一方面側に振動
   板を介して設けられた下電極、圧電体層及び上電極から
   なる圧電素子とを具備する液体噴射ヘッドにおいて、 前記流路形成基板の前記圧電素子側に接合され当該圧電
   素子を駆動させる駆動回路が実装される接合基板を有す
   ると共に該接合基板の前記圧力発生室の列間に対応する
   部分に当該接合基板を厚さ方向に貫通する貫通孔が設け
   られ、各圧電素子のそれぞれから引き出される引き出し
   配線が前記貫通孔に対応する部分まで延設されると共に
   当該引き出し配線と前記駆動回路とが前記貫通孔を介し
   て延設される導電性ワイヤによって電気的に接続される
   ことを特徴とする液体噴射ヘッド。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記圧力発生室の列
   毎の圧電素子をそれぞれ駆動させる複数の駆動回路を有
   し、これらの駆動回路が前記貫通孔の両側にそれぞれ実
   装されていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
3. 【請求項３】 請求項１又は２において、前記接合基板
   が、前記圧電素子に対向する領域に空間を確保した状態
   で当該空間を密封する圧電素子保持部を有することを特
   徴とする液体噴射ヘッド。
4. 【請求項４】 請求項１〜３の何れかにおいて、前記接
   合基板が各圧力発生室の共通液体室の少なくとも一部を
   構成するリザーバ部を有することを特徴とする液体噴射
   ヘッド。
5. 【請求項５】 請求項１〜４の何れかにおいて、前記駆
   動回路が半導体集積回路であることを特徴とする液体噴
   射ヘッド。
6. 【請求項６】 請求項１〜５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液体
   噴射ヘッド。
7. 【請求項７】 請求項１〜６の何れかの液体噴射ヘッド
   を具備することを特徴とする液体噴射装置。