【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被噴射液を吐出する液体噴射ヘッド及びその製造方法並びに液体噴射装置に関し、特に、インク滴を吐出するノズル開口と連通する圧力発生室に供給されたインクを圧電素子によって加圧することにより、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及びその製造方法並びに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】
そして、たわみ振動モードのアクチュエータを使用したものとしては、例えば、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知られている。
【０００４】
また、圧電素子を封止する圧電素子保持部を有すると共に、圧電素子を駆動するための駆動ＩＣ（半導体集積回路）等が搭載されたリザーバ形成基板が流路形成基板の圧電素子側の面に接着剤によって接合され、圧電素子からリザーバ形成基板の貫通部に対向する領域まで引き出されたリード電極と駆動ＩＣとがボンディングワイヤからなる駆動配線によって接続されているものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−１６０３６６号公報（第６頁、第１−２図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような構造のインクジェット式記録ヘッドでは、流路形成基板とリザーバ形成基板とを接着剤によって接合する際、貫通部内に露出したリード電極の表面が接着剤によって覆われてしまう虞がある。すなわち、リード電極が流路形成基板とリザーバ形成基板との接着領域を介して圧電素子保持部の外側まで延設されているため、接着剤を加熱して硬化させる際、軟化した接着剤がリード電極の側面に沿って流れ出してしまい、この流れ出し量が多いとリード電極の表面が接着剤によって覆われてしまう虞がある。そして、リード電極の表面が接着剤によって覆われてしまうと、駆動ＩＣとリード電極とを駆動配線によって接続する際に、リード電極と駆動配線との接合強度が著しく低下し、実装信頼性を確保できないという問題がある。また、歩留まりが低下するため製造コストが高くなってしまうという問題もある。なお、接着剤の流れ出し量を制御するのは難しく、現状では十分な対策ができていない。また、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噴射する他の液体噴射ヘッドにおいても、同様に存在する。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑み、リード電極と駆動配線とを確実に接続して実装信頼性を向上した液体噴射ヘッド及びその製造方法並びに液体噴射装置を提供することを課題とする。
【０００８】
【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、液体を噴射する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、圧電体層及び上電極からなる圧電素子と、前記流路形成基板の前記圧電素子側の面に接合されて当該圧電素子を封止する圧電素子保持部を有する封止基板と、前記圧電素子の少なくとも何れか一方の電極から前記圧電素子保持部の外側まで引き出されるリード電極とを具備する液体噴射ヘッドにおいて、前記流路形成基板と前記封止基板とが粒状の絶縁物が混練された接着剤によって接着されていることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
【０００９】
かかる第１の態様では、流路形成基板と封止基板とを接合する接着剤の流れ出し量が絶縁物によって規制されるため、リード電極の表面が接着剤によって覆われることがなく、圧電素子と駆動ＩＣとを良好に接続することができる。
【００１０】
本発明の第２の態様は、第１の態様において、前記絶縁物の粒径が、前記リード電極の厚さよりも大きいことを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
【００１１】
かかる第２の態様では、接着剤の流れ出し量を確実に規制でき、且つ接着剤の厚さが全面に亘って均一となる。
【００１２】
本発明の第３の態様は、第１又は２の態様において、前記絶縁物が、球形であることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
【００１３】
かかる第３の態様では、接着剤の流れ出し量を確実に規制でき、且つ接着剤の厚さが全面に亘って確実に均一となる。
【００１４】
本発明の第４の態様は、第１〜３の何れかの態様において、前記絶縁物の直径が１〜５μｍであることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
【００１５】
かかる第４の態様では、絶縁物が良好に分散されるため、接着剤の流れ出し量を規制でき且つ流路形成基板と封止基板とを良好に接着することができる。
【００１６】
本発明の第５の態様は、第１〜４の何れかの態様において、前記接着剤には、前記絶縁物が１０重量％〜３０重量％の割合で混練されていることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
【００１７】
かかる第５の態様では、絶縁物が良好に分散されるため、接着剤の流れ出し量を規制でき且つ流路形成基板と封止基板とを良好に接着することができる。
【００１８】
本発明の第６の態様は、第１〜５の何れかの態様において、前記絶縁物が、ガラスであることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
【００１９】
かかる第６の態様では、接着剤の流れ出し量を規制でき且つ流路形成基板と封止基板とを良好に接着することができる。
【００２０】
本発明の第７の態様は、第１〜６の何れかの態様において、前記リード電極の前記封止基板の外側に引き出された領域には、前記圧電素子を駆動するための駆動ＩＣにつながる駆動配線が接続されていることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
【００２１】
かかる第７の態様では、リード電極及び駆動配線によって、圧電素子と駆動ＩＣとを良好に接続することができる。
【００２２】
本発明の第８の態様は、第１〜７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。
【００２３】
かかる第８の態様では、信頼性を向上した液体噴射ヘッドを実現することができる。
【００２４】
本発明の第９の態様は、液体を噴射する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、圧電体層及び上電極からなる圧電素子と、前記流路形成基板の前記圧電素子側の面に接合されて当該圧電素子を封止する圧電素子保持部を有する封止基板と、前記圧電素子の少なくとも何れか一方の電極から前記封止基板の外側まで引き出されるリード電極とを具備する液体噴射ヘッドの製造方法において、前記流路形成基板と前記封止基板とを粒状の絶縁物が混練された接着剤によって接着する工程と、前記圧電素子保持部の外側の領域まで引き出されて露出された前記リード電極の表面に酸素プラズマを照射する工程とを有することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法にある。
【００２５】
かかる第９の態様では、流路形成基板と封止基板とを接合する際に、絶縁物によって接着剤の流れ出し量を規制でき、流れ出した接着剤によって、リード電極の表面が覆われることなく露出する。したがって、リード電極と圧電素子を駆動するための回路、例えば、駆動ＩＣとをワイヤボンディングにより確実に接続することができる。
【００２６】
【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、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り、図２は、図１の概略平面図及びそのＡ−Ａ’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り、そ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１〜２μｍの弾性膜５０、及び後述する圧力発生室を形成する際にマスクとして用いられる保護膜５５が設けられている。この流路形成基板１０には、その他方面側から異方性エッチングすることにより、複数の隔壁１１によって区画された圧力発生室１２が幅方向に並設され、その長手方向外側には、各圧力発生室１２の共通のインク室となるリザーバ１１０の一部を構成する連通部１３が形成され、この連通部１３は各圧力発生室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。
【００２７】
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。
【００２８】
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の断面積は、圧力発生室１２のそれより小さく形成されており、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。
【００２９】
このような流路形成基板１０の厚さは、圧力発生室１２の配列密度に合わせて最適な厚さを選択すればよく、圧力発生室１２の配列密度が、例えば、１インチ当たり１８０個（１８０ｄｐｉ）程度であれば、流路形成基板１０の厚さは、２２０μｍ程度であればよいが、例えば、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の厚さは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。
【００３０】
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、０．１〜１ｍｍ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。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。
【００３１】
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０．５〜５μｍ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、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。なお、上述した例では、弾性膜５０及び下電極膜６０が振動板として作用する。また、圧電素子３００の個別電極である各上電極膜８０には、例えば、金（Ａｕ）等からなり一端がインク供給路１４に対向する領域まで延設されるリード電極９０が接続されている。
【００３２】
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、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３１が設けられた封止基板３０が接着剤１００によって接着され、圧電素子３００はこの圧電素子保持部３１内に封止されている。なお、この圧電素子保持部３１は、並設された圧電素子３００の列毎に設けられている。また、この封止基板３０には、リザーバ１１０の少なくとも一部を構成するリザーバ部３２が、各圧力発生室１２の列毎に設けられている。これらのリザーバ部３２は、本実施形態では、封止基板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に設けられた貫通部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の列毎の共通のインク室となるリザーバ１１０をそれぞれ構成している。また、封止基板３０の圧電素子保持部３１とリザーバ部３２との間の領域には、封止基板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から引き出されたリード電極９０は、その端部近傍が貫通孔３３内で露出されている。このような封止基板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。
【００３３】
ここで、図２（ｂ）に示すように、流路形成基板１０と封止基板３０とを接着するための接着剤１００には、粒状の絶縁物１０１が混練されているため、接着剤１００の厚さは、絶縁物１０１の粒径によって実質的に決まり、少なくとも絶縁物１０１の粒径よりも厚くなっている。すなわち、流路形成基板１０と封止基板３０とを接着する際に、この絶縁物１０１によって接着剤１００の厚さが規制され、接着剤１００が接着領域の外側に流れ出す量が抑えられている。なお、この点については詳しく後述する。
【００３４】
また、封止基板３０の表面、すなわち、流路形成基板１０との接合面とは反対側の面には、圧電素子３００を駆動するための駆動ＩＣ（半導体集積回路）１２０が実装されている。そして、各圧電素子３００と駆動ＩＣ１２０とは、各圧電素子３００から引き出されたリード電極９０とボンディングワイヤからなり貫通孔３３内に延設される駆動配線１３０によって電気的に接続されている。
【００３５】
なお、封止基板３０のリザーバ部３２に対応する領域には、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３２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１１０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１１０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。
【００３６】
以上説明した本実施形態のインクジェット式記録ヘッドは、図示しないインク供給手段からインクを取り込み、リザーバ１１０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ＩＣ１２０からの駆動信号に従い、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との間に駆動電圧を印加し、弾性膜５０、下電極膜６０及び圧電体層７０を変位させることにより、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。
【００３７】
図３及び図４は圧力発生室１２の長手方向の断面図であり、以下、これら図３及び図４を参照して、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説明する。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、各面に弾性膜５０及び保護膜５５を形成する。次に、図３（ｂ）に示すように、例えば、白金等からなる下電極膜６０を弾性膜５０の全面に形成後、所定形状にパターニングする。次に、図３（ｃ）に示すように、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等からなる圧電体層７０と、例えば、アルミニウム、金、ニッケル、白金等の多くの金属、あるいは導電性酸化物等からなる上電極膜８０とを順次積層し、これらを同時にパターニングして圧電素子３００を形成する。次いで、図４（ａ）に示すように、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。
【００３８】
次に、図４（ｂ）に示すように予め圧電素子保持部３１、リザーバ部３２等が形成された封止基板３０を接着剤１００によって接着する。この接着剤１００には、上述したように粒状の絶縁物１０１が混練されている。ここで、リード電極９０は、流路形成基板１０と封止基板３０との接合領域を介して貫通孔３３に対向する領域まで延接されている。このため、流路形成基板１０と封止基板３０とを接着する際に両者を加圧すると、接着剤１００が接合領域からリード電極９０の側面に沿って流れ出してしまう。しかしながら、本発明では、接着剤１００に絶縁物１０１が混練されているため、流路形成基板１０及び封止基板３０が絶縁物１０１に当接することにより位置決めされる。これにより、接着剤１００がそれ以上押し潰されることがなく、接着剤１００の流れ出し量が著しく少量に抑えられる。したがって、図５（ａ）に示すように、リード電極９０の側面に沿って流れ出した接着剤１００ａが、リード電極９０の表面にしみ出すのを防止することができる。また、図５（ｂ）に示すように、接着剤１００ａがリード電極９０の表面にしみ出した場合でも、しみ出した接着剤１００ｂの厚さは極めて薄いものとなる。なお、このような接着剤１００の流れ出しは、接着剤１００を加熱硬化する際、一旦接着剤１００の粘度が低下することによって特に生じやすい。
【００３９】
この接着剤１００に混練される絶縁物１０１の材質としては、特に限定されないが、例えば、ガラス等を用いることが好ましい。また、絶縁物１０１の粒子形状は、球形であることが好ましい。勿論、絶縁物１０１の粒子形状は、各粒子の粒径が均一であれば、多角形であってもよいが、例えば、立方体等のように粒子の向きに拘わらず高さが一定となる形状であることが望ましい。さらに、絶縁物１０１は、流路形成基板１０とリザーバ形成基板３０との接着領域に形成される配線よりも大きい粒径（平均粒径）を有することが好ましい。本実施形態では、上記接着領域にリード電極９０が形成されているため、絶縁物１０１として、リード電極９０の厚さよりも粒径が大きいものを用いている。具体的には、リード電極９０が、１μｍ程度の厚さであるため、絶縁物１０１としては、１〜５μｍ程度の粒径を有するものを用いた。
【００４０】
そして、接着剤１００には、このような絶縁物１０１が１０重量％〜３０重量％の割合で混練されていることが好ましい。絶縁物１０１の量が少なすぎると、例えば、封止基板３０が傾いて接着される等により、接着剤１００の流れ出し量を十分に規制できない虞があり、絶縁物１０１の混合量が多すぎると、実質的な接着面積が低下し、流路形成基板１０と封止基板３０との接着強度が低下してしまう虞があるためである。
【００４１】
このように絶縁物１０１が混練された接着剤１００によって流路形成基板１０と封止基板３０とを接着した後は、図６（ａ）に示すように、圧電素子保持部３１の外側の領域まで引き出され貫通孔３３内に露出されたリード電極９０の表面に酸素プラズマ（図中矢印で表す）を照射する。これにより、リード電極９０の表面にしみ出した接着剤１００ｂが除去される（図６（ｂ））。上述したように本発明では、接着剤１００に絶縁物１０１が混練されているため接着剤１００の流れ出し量が規制され、リード電極９０の表面にしみ出した接着剤１００ｂの厚さは極めて薄い。したがって、酸素プラズマを照射することによりリード電極９０表面の接着剤１００ｂを容易且つ確実に除去することができる。なお、従来のように、リード電極９０の表面にしみ出した接着剤１００ｂの量が多く、その厚さが比較的厚い場合には、酸素プラズマを照射したとしても接着剤１００ｂを完全に除去することは難しい。
【００４２】
その後は、前述したアルカリ溶液によるシリコン単結晶基板（流路形成基板１０）の異方性エッチングを行い、圧力発生室１２、連通部１３及びインク供給路１４を形成する。具体的には、図７（ａ）に示すように、流路形成基板１０の封止基板３０との接合面とは反対側の面に形成されている保護膜５５を所定形状にパターニングし、この保護膜５５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、圧力発生室１２、連通部１３及びインク供給路１４を形成する。なお、このように異方性エッチングを行う際には、封止基板３０の表面を封止した状態で行う。次いで、図７（ｂ）に示すように、流路形成基板１０の封止基板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２０を接合すると共に、封止基板３０上にコンプライアンス基板４０を接合する。
【００４３】
その後、図７（ｃ）に示すように、封止基板３０上に駆動ＩＣ１２０を実装し、各リード電極９０と駆動ＩＣ１２０とをボンディングワイヤからなる駆動配線１３０によって接続することで、各圧電素子３００と駆動ＩＣ１２０とを電気的に接続する。上述したように、リード電極９０上には接着剤１００が存在することなく表面が完全に露出されているため、リード電極９０に駆動配線１３０を確実に接続することができる。すなわち、ワイヤボンディングによる駆動配線１３０の実装信頼性を確保することができる。また、歩留まりが著しく向上するため、製造コストを低減することができる。なお、封止基板３０に駆動ＩＣ１２０を実装後は、流路形成基板１０、封止基板３０等の各基板をチップサイズに分割することにより、図１に示すような本実施形態のインクジェット式記録ヘッドとする。
【００４４】
（他の実施形態）
以上、本発明の実施形態について説明したが、勿論、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。例えば、上述の実施形態では、リード電極９０が圧電素子３００の個別電極である上電極膜８０から引き出された例を説明したが、勿論、リード電極が圧電素子の共通電極である下電極膜から引き出された構成であってもよい。また、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。
【００４５】
また、このような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。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。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。
【００４６】
なお、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及びインクジェット式記録装置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に係るヘッドの分解斜視図である。
【図２】実施形態１に係る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に係るヘッドの製造工程を説明する概略図である。
【図６】実施形態１に係るヘッドの製造工程を説明する概略図である。
【図７】実施形態１に係るヘッドの製造工程を示す断面図である。
【図８】一実施形態に係る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、 ２１ ノズル開口、 ３０ 封止基板、 ３１ 圧電素子保持部、 ３２ リザーバ部、 ４０ コンプライアンス基板、５０ 弾性膜、 ６０ 下電極膜、 ７０ 圧電体層、 ８０ 上電極膜、 １００ 接着剤、 １０１ 絶縁物、 １１０ リザーバ、 １２０ 駆動ＩＣ、 １３０ 駆動配線、 ３００ 圧電素子[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid ejecting head for ejecting a liquid to be ejected, a method for manufacturing the same, and a liquid ejecting apparatus, and more particularly to a method in which ink supplied to a pressure generating chamber communicating with a nozzle opening for ejecting ink droplets is pressurized by a piezoelectric element. The present invention relates to an ink jet recording head for ejecting ink droplets from nozzle openings, a method for manufacturing the same, and an ink jet recording apparatus.
[0002]
[Prior art]
A part of the pressure generating chamber communicating with the nozzle opening for discharging the ink droplet is constituted by a vibrating plate, and the vibrating plate is deformed by a piezoelectric element to pressurize the ink in the pressure generating chamber to discharge the ink droplet from the nozzle opening. Two types of ink jet recording heads have been put into practical use, one using a longitudinal vibration mode piezoelectric actuator that expands and contracts in the axial direction of a piezoelectric element, and the other using a flexural vibration mode piezoelectric actuator.
[0003]
As an actuator using a flexural vibration mode, for example, a uniform piezoelectric material layer is formed by a film forming technique over the entire surface of a diaphragm, and this piezoelectric material layer is placed in a pressure generating chamber by lithography. It is known that a piezoelectric element is formed so as to be cut into a corresponding shape so as to be independent for each pressure generating chamber.
[0004]
In addition, a reservoir forming substrate having a piezoelectric element holding portion for sealing the piezoelectric element and a driving IC (semiconductor integrated circuit) for driving the piezoelectric element is mounted on the surface of the flow path forming substrate on the piezoelectric element side. There is a device in which a lead electrode, which is joined by an adhesive and is drawn out from a piezoelectric element to a region facing a penetrating portion of a reservoir forming substrate, and a driving IC are connected by a driving wire including a bonding wire (for example, Patent Document 1). reference).
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-160366 (page 6, FIG. 1-2)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the ink jet recording head having such a structure, when the flow path forming substrate and the reservoir forming substrate are joined with the adhesive, the surface of the lead electrode exposed in the through portion may be covered with the adhesive. . That is, since the lead electrode extends to the outside of the piezoelectric element holding portion through the bonding region between the flow path forming substrate and the reservoir forming substrate, when the adhesive is heated and hardened, the softened adhesive becomes the lead. It flows out along the side surface of the electrode, and when the amount of the flow out is large, the surface of the lead electrode may be covered with the adhesive. Then, if the surface of the lead electrode is covered with the adhesive, when connecting the drive IC and the lead electrode by the drive wiring, the bonding strength between the lead electrode and the drive wiring is significantly reduced, and the mounting reliability is secured. There is a problem that can not be. There is also a problem that the production cost is increased due to a decrease in yield. Note that it is difficult to control the amount of the adhesive flowing out, and no sufficient countermeasure has been taken at present. Such a problem exists not only in an ink jet recording head that ejects ink but also in other liquid ejecting heads that eject liquid other than ink.
[0007]
In view of such circumstances, an object of the present invention is to provide a liquid ejecting head, a method of manufacturing the same, and a liquid ejecting apparatus in which lead electrodes and driving wires are securely connected to each other to improve mounting reliability.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
A first aspect of the present invention for solving the above-mentioned problems is to provide a flow path forming substrate in which a pressure generating chamber communicating with a nozzle opening for ejecting a liquid is formed, and a vibrating plate on one side of the flow path forming substrate. Substrate having a lower electrode, a piezoelectric layer, and an upper electrode provided thereon, and a piezoelectric element holding portion that is joined to a surface of the flow path forming substrate on the piezoelectric element side and seals the piezoelectric element. And a lead electrode extending from at least one of the electrodes of the piezoelectric element to the outside of the piezoelectric element holding portion, wherein the flow path forming substrate and the sealing substrate are formed of a granular insulator. Are adhered by a kneaded adhesive.
[0009]
In the first aspect, the flow-out amount of the adhesive for joining the flow path forming substrate and the sealing substrate is regulated by the insulator, so that the surface of the lead electrode is not covered by the adhesive, and The drive IC can be connected well.
[0010]
According to a second aspect of the present invention, in the liquid ejecting head according to the first aspect, a particle diameter of the insulator is larger than a thickness of the lead electrode.
[0011]
In the second aspect, the amount of the adhesive flowing out can be reliably controlled, and the thickness of the adhesive becomes uniform over the entire surface.
[0012]
A third aspect of the present invention is the liquid jet head according to the first or second aspect, wherein the insulator is spherical.
[0013]
In the third aspect, the amount of the adhesive flowing out can be regulated reliably, and the thickness of the adhesive can be surely uniform over the entire surface.
[0014]
A fourth aspect of the present invention is the liquid ejecting head according to any one of the first to third aspects, wherein the diameter of the insulator is 1 to 5 μm.
[0015]
In the fourth aspect, since the insulator is dispersed well, the amount of the adhesive flowing out can be regulated, and the flow path forming substrate and the sealing substrate can be bonded well.
[0016]
A fifth aspect of the present invention is the liquid according to any one of the first to fourth aspects, wherein the insulating material is kneaded in the adhesive at a ratio of 10% by weight to 30% by weight. In the ejection head.
[0017]
In the fifth aspect, since the insulator is dispersed well, the amount of the adhesive flowing out can be regulated, and the flow path forming substrate and the sealing substrate can be bonded well.
[0018]
A sixth aspect of the present invention is the liquid ejecting head according to any one of the first to fifth aspects, wherein the insulator is glass.
[0019]
In the sixth aspect, the amount of the adhesive flowing out can be regulated, and the flow path forming substrate and the sealing substrate can be bonded well.
[0020]
According to a seventh aspect of the present invention, in any one of the first to sixth aspects, a drive IC for driving the piezoelectric element is connected to a region of the lead electrode extended outside the sealing substrate. The liquid ejecting head is characterized in that a drive wiring is connected.
[0021]
In the seventh aspect, the piezoelectric element and the drive IC can be connected well by the lead electrode and the drive wiring.
[0022]
An eighth aspect of the present invention is a liquid ejecting apparatus including the liquid ejecting head according to any one of the first to seventh aspects.
[0023]
In the eighth aspect, a liquid jet head with improved reliability can be realized.
[0024]
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a flow path forming substrate in which a pressure generating chamber communicating with a nozzle opening for ejecting a liquid is formed, and a lower electrode provided on one surface side of the flow path forming substrate via a diaphragm. A sealing element having a piezoelectric element composed of a piezoelectric layer and an upper electrode, a piezoelectric element holding portion joined to a surface of the flow path forming substrate on the piezoelectric element side to seal the piezoelectric element, and the piezoelectric element In a method for manufacturing a liquid jet head comprising: a lead electrode that is drawn out of at least one of the electrodes to the outside of the sealing substrate, the flow path forming substrate and the sealing substrate are kneaded with a granular insulator. Manufacturing the liquid ejecting head, comprising the steps of: adhering with an adhesive; and irradiating oxygen plasma to the surface of the lead electrode which is drawn out and exposed to a region outside the piezoelectric element holding portion. There is the law.
[0025]
In the ninth aspect, when the flow path forming substrate and the sealing substrate are joined, the amount of the adhesive flowing out can be regulated by the insulator, and the surface of the lead electrode is exposed without being covered by the flowing out adhesive. I do. Therefore, a circuit for driving the lead electrode and the piezoelectric element, for example, a drive IC can be reliably connected by wire bonding.
[0026]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is an exploded perspective view of the ink jet recording head according to the first embodiment, and FIG. 2 is a schematic plan view of FIG. 1 and a cross-sectional view taken along line AA ′. As shown in the drawing, in this embodiment, the flow path forming substrate 10 is formed of a silicon single crystal substrate having a plane orientation of (110), and has a thickness of 1 to 2 μm made of silicon dioxide formed in advance by thermal oxidation on both surfaces thereof. An elastic film 50 and a protective film 55 used as a mask when forming a pressure generating chamber described later are provided. In the flow path forming substrate 10, pressure generating chambers 12 partitioned by a plurality of partition walls 11 are arranged side by side in the width direction by performing anisotropic etching from the other side. A communication portion 13 which forms a part of a reservoir 110 serving as a common ink chamber of the generation chamber 12 is formed. The communication portion 13 communicates with one longitudinal end of each pressure generation chamber 12 via an ink supply path 14. Have been.
[0027]
Here, the anisotropic etching is performed using the difference in the etching rate of the silicon single crystal substrate. For example, in the present embodiment, when a silicon single crystal substrate is immersed in an alkaline solution such as KOH, it is gradually eroded, and the first (111) plane perpendicular to the (110) plane and the first (111) plane And a second (111) plane that forms an angle of about 70 degrees with the (110) plane and forms an angle of about 35 degrees with the (110) plane, and the etching rate of the (111) plane is compared with the etching rate of the (110) plane. The etching is performed using the property that the etching rate is about 1/180. By such anisotropic etching, precision processing can be performed based on depth processing of a parallelogram formed by two first (111) surfaces and two oblique second (111) surfaces. , The pressure generating chambers 12 can be arranged at a high density.
[0028]
In this embodiment, the long side of each pressure generating chamber 12 is formed by the first (111) plane, and the short side is formed by the second (111) plane. The pressure generating chamber 12 is formed by etching until it reaches the elastic film 50 substantially through the flow path forming substrate 10. Here, the amount of the elastic film 50 that is attacked by the alkaline solution for etching the silicon single crystal substrate is extremely small. Further, the cross-sectional area of each ink supply path 14 communicating with one end of each pressure generating chamber 12 is formed smaller than that of the pressure generating chamber 12 so that the flow resistance of the ink flowing into the pressure generating chamber 12 is kept constant. keeping.
[0029]
The thickness of such a flow path forming substrate 10 may be selected in accordance with the arrangement density of the pressure generating chambers 12, and the arrangement density of the pressure generating chambers 12 is, for example, 180 pieces per inch ( If it is about 180 dpi), the thickness of the flow path forming substrate 10 may be about 220 μm. For example, if the flow path forming substrate 10 is arranged at a relatively high density of 200 dpi or more, the thickness of the flow path forming substrate 10 It is preferable that the thickness be relatively thin, 100 μm or less. This is because the arrangement density can be increased while maintaining the rigidity of the partition 11 between the adjacent pressure generating chambers 12.
[0030]
A nozzle plate 20 having a nozzle opening 21 communicating with the pressure generating chamber 12 on the side opposite to the ink supply path 14 is provided on the opening surface side of the flow path forming substrate 10 with an adhesive, a heat welding film, or the like. Is fixed through. The nozzle plate 20 has a thickness of, for example, 0.1 to 1 mm, a coefficient of linear expansion of 300 ° C. or less, for example, a glass ceramic having a thickness of 2.5 to 4.5 [× 10 −6 / ° C.], or Made of non-rusting steel. One surface of the nozzle plate 20 entirely covers one surface of the flow path forming substrate 10 and also serves as a reinforcing plate for protecting the silicon single crystal substrate from impact and external force. Further, the nozzle plate 20 may be formed of a material having substantially the same thermal expansion coefficient as the flow path forming substrate 10. In this case, since the deformation of the flow path forming substrate 10 and the nozzle plate 20 due to heat become substantially the same, it is possible to easily join them using a thermosetting adhesive or the like. Here, the size of the pressure generating chamber 12 that applies the ink droplet ejection pressure to the ink and the size of the nozzle opening 21 that ejects the ink droplet are optimized according to the amount of the ejected ink droplet, the ejection speed, and the ejection frequency. You. For example, when recording 360 ink droplets per inch, the nozzle openings 21 need to be formed with a diameter of several tens of μm with high accuracy.
[0031]
On the other hand, the lower electrode film 60 having a thickness of, for example, about 0.2 μm and the thickness of, for example, about 0.5 to 5 μm are formed on the elastic film 50 on the side opposite to the opening surface of the flow path forming substrate 10. The piezoelectric layer 70 and the upper electrode film 80 having a thickness of, for example, about 0.1 μm are laminated and formed by a process to be described later to configure the piezoelectric element 300. Here, the piezoelectric element 300 refers to a portion including the lower electrode film 60, the piezoelectric layer 70, and the upper electrode film 80. Generally, one of the electrodes of the piezoelectric element 300 is used as a common electrode, and the other electrode and the piezoelectric layer 70 are patterned for each of the pressure generating chambers 12. Here, a portion which is constituted by one of the patterned electrodes and the piezoelectric layer 70 and in which a piezoelectric strain is generated by applying a voltage to both electrodes is referred to as a piezoelectric active portion. In the present embodiment, the lower electrode film 60 is used as a common electrode of the piezoelectric element 300, and the upper electrode film 80 is used as an individual electrode of the piezoelectric element 300. In any case, the piezoelectric active portion is formed for each pressure generating chamber. Further, here, the piezoelectric element 300 and a vibration plate whose displacement is generated by driving the piezoelectric element 300 are collectively referred to as a piezoelectric actuator. In the example described above, the elastic film 50 and the lower electrode film 60 function as a diaphragm. Also, a lead electrode 90 made of, for example, gold (Au) or the like and extending at one end to a region facing the ink supply path 14 is connected to each upper electrode film 80 which is an individual electrode of the piezoelectric element 300. .
[0032]
On the flow path forming substrate 10 on which such a piezoelectric element 300 is formed, a piezoelectric element holding portion 31 capable of sealing the space is provided in a state where a space that does not hinder the movement of the piezoelectric element 300 is secured. The sealing substrate 30 is bonded by the adhesive 100, and the piezoelectric element 300 is sealed in the piezoelectric element holding portion 31. The piezoelectric element holding portions 31 are provided for each row of the piezoelectric elements 300 arranged in parallel. Further, the sealing substrate 30 is provided with a reservoir portion 32 constituting at least a part of the reservoir 110 for each row of the pressure generating chambers 12. In the present embodiment, these reservoir portions 32 are formed so as to penetrate the sealing substrate 30 in the thickness direction and extend in the width direction of the pressure generating chamber 12, and are formed through the penetrating portions provided in the elastic film 50. The reservoirs 110 communicate with the communication portion 13 of the flow path forming substrate 10 and serve as a common ink chamber for each row of the pressure generating chambers 12. In a region between the piezoelectric element holding portion 31 and the reservoir portion 32 of the sealing substrate 30, a through hole 33 penetrating the sealing substrate 30 in the thickness direction is provided. The lead electrode 90 drawn out from each piezoelectric element 300 is exposed in the through hole 33 near the end. As such a sealing substrate 30, it is preferable to use a material having substantially the same thermal expansion coefficient as that of the flow path forming substrate 10, for example, glass, a ceramic material, or the like. It was formed using a silicon single crystal substrate of the material.
[0033]
Here, as shown in FIG. 2B, the adhesive 100 for adhering the flow path forming substrate 10 and the sealing substrate 30 is kneaded with the granular insulator 101, so that the adhesive 100 Is substantially determined by the particle size of the insulator 101, and is at least larger than the particle size of the insulator 101. That is, when the flow path forming substrate 10 and the sealing substrate 30 are bonded, the thickness of the adhesive 100 is regulated by the insulator 101, and the amount of the adhesive 100 flowing out of the bonding region is suppressed. . This point will be described later in detail.
[0034]
In addition, a drive IC (semiconductor integrated circuit) 120 for driving the piezoelectric element 300 is mounted on the surface of the sealing substrate 30, that is, on the surface opposite to the bonding surface with the flow path forming substrate 10. . Each of the piezoelectric elements 300 and the driving IC 120 are electrically connected to each other by a driving wire 130 formed of a bonding wire and a lead electrode 90 extended from each of the piezoelectric elements 300 and extending into the through hole 33.
[0035]
A compliance substrate 40 including a sealing film 41 and a fixing plate 42 is joined to a region corresponding to the reservoir 32 of the sealing substrate 30. Here, the sealing film 41 is made of a material having low rigidity and flexibility (for example, a polyphenylene sulfide (PPS) film having a thickness of 6 μm), and the sealing film 41 seals one surface of the reservoir 32. Has been stopped. The fixing plate 42 is formed of a hard material such as a metal (for example, stainless steel (SUS) having a thickness of 30 μm). Since the area of the fixing plate 42 facing the reservoir 110 is the opening 43 completely removed in the thickness direction, one surface of the reservoir 110 is sealed only with the sealing film 41 having flexibility. Have been.
[0036]
The ink jet recording head according to the present embodiment described above takes in ink from an ink supply unit (not shown), fills the inside from the reservoir 110 to the nozzle opening 21 with ink, and generates a pressure according to a drive signal from the drive IC 120. By applying a driving voltage between the lower electrode film 60 and the upper electrode film 80 corresponding to the chamber 12 and displacing the elastic film 50, the lower electrode film 60, and the piezoelectric layer 70, The pressure inside increases, and ink droplets are ejected from the nozzle opening 21.
[0037]
3 and 4 are cross-sectional views of the pressure generating chamber 12 in the longitudinal direction. Hereinafter, a method of manufacturing the ink jet recording head according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. First, as shown in FIG. 3A, a silicon single crystal substrate wafer serving as the flow path forming substrate 10 is thermally oxidized in a diffusion furnace at about 1100 ° C. to form an elastic film 50 and a protective film 55 on each surface. . Next, as shown in FIG. 3B, after a lower electrode film 60 made of, for example, platinum or the like is formed on the entire surface of the elastic film 50, it is patterned into a predetermined shape. Next, as shown in FIG. 3C, a piezoelectric layer 70 made of, for example, lead zirconate titanate (PZT) and many metals such as aluminum, gold, nickel, and platinum, or a conductive material The upper electrode film 80 made of an oxide or the like is sequentially laminated, and these are simultaneously patterned to form the piezoelectric element 300. Next, as shown in FIG. 4A, for example, a lead electrode 90 made of, for example, gold (Au) is formed over the entire surface of the flow path forming substrate 10 and is patterned for each piezoelectric element 300. The above is the film forming process.
[0038]
Next, as shown in FIG. 4B, the sealing substrate 30 on which the piezoelectric element holding portion 31, the reservoir portion 32, and the like are formed in advance is adhered by the adhesive 100. The adhesive 100 is kneaded with the granular insulator 101 as described above. Here, the lead electrode 90 extends to a region opposed to the through hole 33 via a bonding region between the flow path forming substrate 10 and the sealing substrate 30. For this reason, if both are pressurized when bonding the flow path forming substrate 10 and the sealing substrate 30, the adhesive 100 flows out from the bonding region along the side surface of the lead electrode 90. However, in the present invention, since the insulator 101 is kneaded with the adhesive 100, the flow path forming substrate 10 and the sealing substrate 30 are positioned by contacting the insulator 101. Thereby, the adhesive 100 is not crushed any more, and the amount of the adhesive 100 flowing out is suppressed to a remarkably small amount. Therefore, as shown in FIG. 5A, it is possible to prevent the adhesive 100 a that has flowed out along the side surface of the lead electrode 90 from seeping out to the surface of the lead electrode 90. Further, as shown in FIG. 5B, even when the adhesive 100a exudes to the surface of the lead electrode 90, the exuded adhesive 100b becomes extremely thin. In addition, such an outflow of the adhesive 100 tends to occur particularly when the viscosity of the adhesive 100 is temporarily reduced when the adhesive 100 is cured by heating.
[0039]
The material of the insulator 101 kneaded with the adhesive 100 is not particularly limited, but, for example, glass is preferably used. Further, the particle shape of the insulator 101 is preferably spherical. Of course, the particle shape of the insulator 101 may be polygonal as long as the particle size of each particle is uniform, but for example, a shape such as a cube having a constant height regardless of the direction of the particle, such as a cube. It is desirable that Further, it is preferable that the insulator 101 has a larger particle size (average particle size) than a wiring formed in a bonding region between the flow path forming substrate 10 and the reservoir forming substrate 30. In the present embodiment, since the lead electrode 90 is formed in the bonding region, a material having a larger particle size than the thickness of the lead electrode 90 is used as the insulator 101. Specifically, since the lead electrode 90 has a thickness of about 1 μm, the insulator 101 having a particle size of about 1 to 5 μm was used.
[0040]
It is preferable that the insulating material 101 is kneaded in the adhesive 100 at a ratio of 10% by weight to 30% by weight. If the amount of the insulator 101 is too small, there is a possibility that the amount of the adhesive 100 flowing out cannot be sufficiently regulated, for example, because the sealing substrate 30 is inclined and adhered. This is because the actual bonding area may be reduced, and the bonding strength between the flow path forming substrate 10 and the sealing substrate 30 may be reduced.
[0041]
After bonding the flow path forming substrate 10 and the sealing substrate 30 with the adhesive 100 into which the insulator 101 has been kneaded, as shown in FIG. 6A, a region outside the piezoelectric element holding portion 31 is formed. The surface of the lead electrode 90 which is drawn out and exposed in the through hole 33 is irradiated with oxygen plasma (represented by an arrow in the figure). Thus, the adhesive 100b that has exuded on the surface of the lead electrode 90 is removed (FIG. 6B). As described above, in the present invention, since the insulating material 101 is kneaded with the adhesive 100, the amount of the adhesive 100 flowing out is regulated, and the thickness of the adhesive 100b that has exuded on the surface of the lead electrode 90 is extremely small. Therefore, the adhesive 100b on the surface of the lead electrode 90 can be easily and reliably removed by irradiating with oxygen plasma. In the case where the amount of the adhesive 100b that exudes to the surface of the lead electrode 90 is large and the thickness thereof is relatively thick as in the related art, the adhesive 100b is completely removed even when oxygen plasma is irradiated. It is difficult.
[0042]
Thereafter, the silicon single crystal substrate (flow path forming substrate 10) is anisotropically etched with the above-described alkali solution to form the pressure generating chamber 12, the communication section 13, and the ink supply path 14. Specifically, as shown in FIG. 7A, the protective film 55 formed on the surface of the flow path forming substrate 10 opposite to the surface joined to the sealing substrate 30 is patterned into a predetermined shape. By anisotropically etching the flow path forming substrate 10 via the protective film 55, the pressure generating chamber 12, the communication portion 13, and the ink supply path 14 are formed. It should be noted that the anisotropic etching is performed in a state where the surface of the sealing substrate 30 is sealed. Next, as shown in FIG. 7B, the nozzle plate 20 having the nozzle openings 21 formed on the surface of the flow path forming substrate 10 opposite to the sealing substrate 30 is joined, and on the sealing substrate 30 Is bonded to the compliance substrate 40.
[0043]
After that, as shown in FIG. 7C, the drive ICs 120 are mounted on the sealing substrate 30 and the respective lead electrodes 90 and the drive ICs 120 are connected by the drive wirings 130 made of bonding wires, so that each piezoelectric element 300 is formed. And the drive IC 120 are electrically connected. As described above, since the surface is completely exposed without the presence of the adhesive 100 on the lead electrode 90, the drive wiring 130 can be reliably connected to the lead electrode 90. That is, the mounting reliability of the drive wiring 130 by wire bonding can be ensured. Further, since the yield is significantly improved, the manufacturing cost can be reduced. After the drive IC 120 is mounted on the sealing substrate 30, each substrate such as the flow path forming substrate 10 and the sealing substrate 30 is divided into chip sizes, thereby forming the ink jet recording of the present embodiment as shown in FIG. Head.
[0044]
(Other embodiments)
The embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is, of course, not limited to the above embodiment. For example, in the above-described embodiment, an example in which the lead electrode 90 is drawn out from the upper electrode film 80 which is an individual electrode of the piezoelectric element 300 has been described. The drawn-out configuration may be used. Further, for example, in the above-described embodiment, a thin-film type ink jet recording head manufactured by applying a film forming and lithography process has been described as an example. However, the present invention is not limited to this. The present invention can also be applied to a thick-film type ink jet recording head formed by a method such as sticking.
[0045]
Such an ink jet recording head constitutes a part of a recording head unit having an ink flow path communicating with an ink cartridge and the like, and is mounted on an ink jet recording apparatus. FIG. 8 is a schematic view showing an example of the ink jet recording apparatus. As shown in FIG. 8, recording head units 1A and 1B having ink jet recording heads are provided with cartridges 2A and 2B constituting ink supply means detachably provided, and a carriage 3 on which these recording head units 1A and 1B are mounted. Is provided on a carriage shaft 5 attached to the apparatus main body 4 so as to be movable in the axial direction. The recording head units 1A and 1B eject, for example, a black ink composition and a color ink composition, respectively. Then, the driving force of the driving motor 6 is transmitted to the carriage 3 via a plurality of gears (not shown) and the timing belt 7, so that the carriage 3 on which the recording head units 1A and 1B are mounted is moved along the carriage shaft 5. You. On the other hand, the apparatus main body 4 is provided with a platen 8 along the carriage shaft 5, and a recording sheet S, which is a recording medium such as paper fed by a paper feed roller (not shown), is conveyed onto the platen 8. It has become.
[0046]
Although the ink jet recording head and the ink jet recording apparatus that discharge ink are described as an example of the liquid ejecting head, the present invention is broadly applied to the liquid ejecting head and the liquid ejecting apparatus in general. As the liquid ejecting head, for example, a recording head used for an image recording apparatus such as a printer, a color material ejecting head used for producing a color filter such as a liquid crystal display, an organic EL display, and an electrode formation such as an FED (surface emitting display). And an organic material ejecting head used for producing a biochip.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view of a head according to a first embodiment.
FIG. 2 is a plan view and a cross-sectional view of the head according to the first embodiment.
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the head according to the first embodiment.
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the head according to the first embodiment.
FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a manufacturing process of the head according to the first embodiment.
FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a manufacturing process of the head according to the first embodiment.
FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the head according to the first embodiment.
FIG. 8 is a schematic diagram of a recording apparatus according to one embodiment.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 10 flow path forming substrate, 12 pressure generating chamber, 13 communication part, 14 ink supply path, 20 nozzle plate, 21 nozzle opening, 30 sealing substrate, 31 piezoelectric element holding part, 32 reservoir part, 40 compliance substrate, 50 elastic film , 60 lower electrode film, 70 piezoelectric layer, 80 upper electrode film, 100 adhesive, 101 insulator, 110 reservoir, 120 drive IC, 130 drive wiring, 300 piezoelectric element
