JP2007062190A - Method for applying liquid object, manufacturing method of liquid jet head and liquid jet head - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、接着剤又はモールド剤などの液状体を被塗布部材に塗布する液状体の塗布方法に関し、特に、液体を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室の一部を振動板で構成し、振動板の圧力発生室に対向する領域に圧電素子を有する液体噴射ヘッドの製造方法及び液体噴射ヘッドに関する。 The present invention relates to a liquid material application method for applying a liquid material such as an adhesive or a molding agent to a member to be applied, and in particular, a part of a pressure generating chamber communicating with a nozzle opening for injecting liquid is constituted by a diaphragm. The present invention also relates to a method of manufacturing a liquid jet head having a piezoelectric element in a region facing a pressure generation chamber of a diaphragm and the liquid jet head.
液体噴射ヘッドの代表的な例であるインクジェット式記録ヘッドとしては、例えば、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、この流路形成基板の一方面側に形成される圧電素子と、流路形成基板の圧電素子側に接合されて圧電素子を封止する圧電素子保持部と、圧力発生室の共通のインク室であるリザーバの一部を構成するリザーバ部とを有する封止基板と、封止基板上に接着剤を介して接着されてリザーバ部の開口を封止する可撓部を有するコンプライアンス基板とで構成されたものがある(例えば、特許文献1参照)。 As an ink jet recording head which is a typical example of a liquid ejecting head, for example, a flow path forming substrate in which a pressure generation chamber communicating with a nozzle opening is formed, and formed on one surface side of the flow path forming substrate. A piezoelectric element; a piezoelectric element holding part that is bonded to the piezoelectric element side of the flow path forming substrate and seals the piezoelectric element; and a reservoir part that constitutes a part of a reservoir that is a common ink chamber of the pressure generating chamber There is a configuration including a sealing substrate and a compliance substrate having a flexible portion that is bonded onto the sealing substrate via an adhesive and seals the opening of the reservoir portion (see, for example, Patent Document 1).
このような封止基板とコンプライアンス基板とは、接着剤が流出されるノズルを有するディスペンサーを用いて封止基板又はコンプライアンス基板上に接着剤を塗布した後、両者を当接させることで接着されている。 Such a sealing substrate and the compliance substrate are bonded by applying an adhesive on the sealing substrate or the compliance substrate using a dispenser having a nozzle through which the adhesive flows out, and then bringing them into contact with each other. Yes.
しかしながら、ディスペンサーのノズル位置、すなわち接着剤の塗布位置の高精度な制御が困難であると共に、ノズル位置を高精度に制御する制御装置が高価であり、高コストになってしまうという問題がある。 However, there is a problem that it is difficult to control the nozzle position of the dispenser, that is, the application position of the adhesive with high accuracy, and a control device that controls the nozzle position with high accuracy is expensive and expensive.
また、ディスペンサーのノズルに残留した高粘度化した接着剤やノズルの曲がりなどのノズルの状態によって、接着剤の塗布位置の精度が低下してしまうという問題がある。 Further, there is a problem that the accuracy of the application position of the adhesive is lowered depending on the state of the nozzle such as the adhesive having increased viscosity remaining on the nozzle of the dispenser or the bending of the nozzle.
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、液体を噴射する液体噴射ヘッドにおいても同様に存在する。また、このような問題は、液体噴射ヘッドの各部品を接着する接着剤だけでなく、モールド剤などの液状体においても同様に存在する。 Such a problem exists not only in an ink jet recording head that ejects ink but also in a liquid ejecting head that ejects liquid. In addition, such a problem exists not only in the adhesive that bonds the components of the liquid ejecting head but also in a liquid material such as a molding agent.
本発明はこのような事情に鑑み、液状体を高精度に塗布することができる液状体の塗布方法及び液体噴射ヘッドの製造方法並びに液体噴射ヘッドを提供することを課題とする。 In view of such circumstances, it is an object of the present invention to provide a liquid material coating method, a liquid jet head manufacturing method, and a liquid jet head that can apply a liquid material with high accuracy.
上記課題を解決する本発明の第1の態様は、液状体をノズルから流出させて前記液状体を被塗布部材に塗布する際に、前記被塗布部材の前記液状体を塗布する領域に誘導膜を形成して、前記ノズルから前記液状体を流出させて前記誘導膜に前記液状体を接触させることにより、少なくとも前記誘導膜上に当該液状体を塗布することを特徴とする液状体の塗布方法にある。
かかる第1の態様では、液状体を誘導膜に接触させるだけで、誘導膜上に液状体を塗布することができるため、所望の領域に液状体を塗布することができる。ノズルの高精度な位置合わせが不要になると共に、液状体の余分な領域への塗布を防止することができる。
A first aspect of the present invention that solves the above problem is that an induction film is applied to a region of the member to be coated on which the liquid material is applied when the liquid material is caused to flow out of the nozzle and the liquid material is applied to the member to be coated. And applying the liquid material on at least the induction film by causing the liquid material to flow out of the nozzle and bringing the liquid material into contact with the induction film. It is in.
In the first aspect, since the liquid material can be applied onto the induction film simply by bringing the liquid material into contact with the induction film, the liquid material can be applied to a desired region. It is not necessary to align the nozzles with high precision, and it is possible to prevent the liquid material from being applied to an extra region.
本発明の第2の態様は、第1の態様において、前記誘導膜に前記液状体を接触させる際に、前記被塗布部材に接触する前に、前記誘導膜の上面に前記液状体を接触させることを特徴とする液状体の塗布方法にある。
かかる第2の態様では、液状体を誘導膜の上面に接触させるだけで、誘導膜上に液状体を塗布することができる。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, when the liquid material is brought into contact with the induction film, the liquid material is brought into contact with the upper surface of the induction film before contacting the member to be coated. The liquid material coating method is characterized by the above.
In the second aspect, the liquid material can be applied on the induction film only by bringing the liquid material into contact with the upper surface of the induction film.
本発明の第3の態様は、第1又は2の態様において、前記誘導膜を1μm〜10μmの厚さで形成することを特徴とする液状体の塗布方法にある。
かかる第3の態様では、液状体として接着剤を用いた場合には、誘導膜の厚さを規定することで、被塗布部材と他部材との接着時に誘導膜が段差となるのを防止して、両者の接着不良を防止することができる。
According to a third aspect of the present invention, there is provided the liquid material coating method according to the first or second aspect, wherein the induction film is formed with a thickness of 1 μm to 10 μm.
In the third aspect, when an adhesive is used as the liquid material, the thickness of the induction film is regulated to prevent the induction film from forming a step when the member to be coated and another member are bonded. Thus, adhesion failure between the two can be prevented.
本発明の第4の態様は、第1〜3の何れかの態様において、前記誘導膜の前記液状体が塗布される表面が非撥水性を有することを特徴とする液状体の塗布方法にある。
かかる第4の態様では、誘導膜の上面を非撥水性とすることで、液状体を誘導膜上に容易に且つ確実に塗布することができる。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the liquid material application method according to any one of the first to third aspects, wherein a surface of the guide film on which the liquid material is applied has non-water repellency. .
In the fourth aspect, by making the upper surface of the induction film non-water-repellent, the liquid material can be easily and reliably applied onto the induction film.
本発明の第5の態様は、第1〜4の何れかの態様において、前記誘導膜を、メッキ、スパッタリング又は印刷により形成することを特徴とする液状体の塗布方法にある。
かかる第5の態様では、誘導膜を高精度に形成することができる。
According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, the induction film is formed by plating, sputtering, or printing.
In the fifth aspect, the induction film can be formed with high accuracy.
本発明の第6の態様は、第1〜5の何れかの態様において、前記液状体が、接着剤又はモールド剤からなることを特徴とする液状体の塗布方法にある。
かかる第6の態様では、接着剤又はモールド剤からなる液状体を高精度に塗布することができる。
According to a sixth aspect of the present invention, in any one of the first to fifth aspects, the liquid material includes an adhesive or a molding agent.
In the sixth aspect, a liquid material made of an adhesive or a molding agent can be applied with high accuracy.
本発明の第7の態様は、第1〜5の何れかの態様の液状体の塗布方法によって、圧力発生手段によって液滴を吐出するノズル開口に連通する圧力発生室が設けられた流路形成基板の前記ノズル開口側とは反対側の面に接合されて各圧力発生室に液体を供給するリザーバの一部を構成するリザーバ部が厚さ方向に貫通して設けられた保護基板と、該保護基板上に前記リザーバ部の開口を封止する可撓性を有する可撓部が設けられたコンプライアンス基板とを接着する接着剤を塗布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。
かかる第7の態様では、保護基板上に接着剤を高精度に塗布することができるため、接着剤が可撓部に流出した際の可撓部の動作不良を防止することができると共に、リザーバ部からの液体のリークを防止することができる。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a flow path formation provided with a pressure generating chamber that communicates with a nozzle opening that discharges droplets by pressure generating means, by the liquid material application method according to any one of the first to fifth aspects. A protective substrate having a reservoir portion that is bonded to a surface of the substrate opposite to the nozzle opening side and that constitutes a part of a reservoir that supplies liquid to each pressure generating chamber, penetrating in the thickness direction; and In the method of manufacturing a liquid ejecting head, an adhesive for adhering to a compliance substrate provided with a flexible portion having flexibility to seal the opening of the reservoir portion is applied on a protective substrate.
In the seventh aspect, since the adhesive can be applied on the protective substrate with high accuracy, it is possible to prevent the malfunction of the flexible portion when the adhesive flows out to the flexible portion, and the reservoir. Liquid leakage from the part can be prevented.
本発明の第8の態様は、圧力発生手段によって液滴を吐出するノズル開口に連通する圧力発生室が形成された流路形成基板と、該流路形成基板の前記ノズル開口側とは反対側の面に接合されて各圧力発生室に液体を供給するリザーバの一部を構成するリザーバ部が厚さ方向に貫通して設けられた保護基板と、該保護基板上に接着剤を介して接着されて前記リザーバ部の開口を封止する可撓性を有する可撓部が設けられたコンプライアンス基板とを具備し、前記保護基板と前記コンプライアンス基板との少なくとも一方の前記接着剤が設けられた接着領域に誘導膜が設けられていることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる第8の態様では、保護基板上に接着剤を高精度に塗布することができるため、接着剤が可撓部に流出した際の可撓部の動作不良を防止することができると共に、リザーバ部からの液体のリークを防止することができる。
According to an eighth 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 discharging droplets is formed by pressure generating means, and a side opposite to the nozzle opening side of the flow path forming substrate. A protective substrate in which a reservoir portion that is bonded to the surface of the substrate and forms a part of a reservoir for supplying liquid to each pressure generating chamber is provided in the thickness direction, and is bonded to the protective substrate via an adhesive And a compliance substrate provided with a flexible portion having flexibility for sealing the opening of the reservoir portion, and adhesion provided with at least one of the adhesive between the protection substrate and the compliance substrate In the liquid ejecting head, an induction film is provided in the region.
In the eighth aspect, since the adhesive can be applied on the protective substrate with high accuracy, it is possible to prevent the malfunction of the flexible portion when the adhesive flows out to the flexible portion, and the reservoir. Liquid leakage from the part can be prevented.
本発明の第9の態様は、第8の態様において、前記保護基板上には、前記圧力発生手段を駆動する駆動回路が実装される配線膜が設けられていると共に、前記誘導膜が前記配線膜と同一層からなることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる第9の態様では、誘導膜を配線膜と同一層とすることで、製造工程を簡略化することができ、コストを低減することができる。
According to a ninth aspect of the present invention, in the eighth aspect, a wiring film on which a driving circuit for driving the pressure generating unit is mounted is provided on the protective substrate, and the induction film is the wiring. The liquid ejecting head includes the same layer as the film.
In the ninth aspect, by making the induction film the same layer as the wiring film, the manufacturing process can be simplified and the cost can be reduced.
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の分解斜視図であり、図2は、インクジェット式記録ヘッドの平面図及びそのA−A´断面図である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is an exploded perspective view of an ink jet recording head according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 is a plan view of the ink jet recording head and a sectional view taken along line AA ′.
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、その一方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0.5〜2μmの弾性膜50が形成されている。
As shown in the figure, the flow
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。インク供給路14は、圧力発生室12よりも狭い幅で形成されており、連通部13から圧力発生室12に流入するインクの流路抵抗を一定に保持している。
This flow
また、流路形成基板10の開口面側には、圧力発生室12を形成する際のマスクとして用いられた保護膜51を介して、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が常温下で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、0.01〜1mm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ステンレス鋼(SUS)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。
Further, on the opening surface side of the flow
一方、流路形成基板10の開口面とは反対側には、上述したように、二酸化シリコンからなり厚さが例えば、約1.0μmの弾性膜50が形成され、この弾性膜50上には、酸化ジルコニウム等からなり厚さが例えば、約0.4μmの絶縁体膜55が形成されている。さらに、この絶縁体膜55上には、白金及びイリジウム等からなり厚さが例えば、約0.2μmの下電極膜60と、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)等からなり厚さが例えば、約1.0μmの圧電体層70と、イリジウム等からなり厚さが例えば、約0.05μmの上電極膜80とが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を各圧力発生室12に相対向する領域に亘って連続して形成することにより、複数の圧電素子300の共通電極とし、圧電体層70及び上電極膜80を各圧力発生室12に対応して設けることにより上電極膜80を各圧電素子300の個別電極とした。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、絶縁体膜55及び下電極膜60が振動板として作用する。
On the other hand, an
ここで、下電極膜60は、圧電素子300の長手方向の幅が、複数の圧電素子300に亘って同一幅で形成され、この幅方向の端部は、圧力発生室12に相対向する領域内に設けられている。また、圧電体層70及び上電極膜80は、長手方向が下電極膜60の端部よりも外側に延設されており、圧電体層70及び上電極膜80の長手方向の一端側は、圧力発生室12の外側まで延設されて、この延設された一端部に引き出し配線であるリード電極90が設けられている。
Here, the
リード電極90は、例えば、金(Au)等からなり、各圧電素子300の上電極膜80の端部に接続され、このリード電極90を介して各圧電素子300に選択的に電圧が印加されるようになっている。
The
このような圧電素子300が形成された流路形成基板10上、すなわち、下電極膜60、絶縁体膜55及びリード電極90上であってノズル開口21側とは反対側の面には、リザーバ100の少なくとも一部を構成するリザーバ部32を有する保護基板30が接着剤34を介して接合されている。このリザーバ部32は、本実施形態では、保護基板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。
On the flow
また、保護基板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有する圧電素子保持部31が設けられている。この圧電素子保持部31は、複数の圧電素子300を一体的に覆う大きさで形成されており、各圧電素子300は、この圧電素子保持部31内に配置されている。これにより、各圧電素子300は外部環境の影響を殆ど受けない状態に保護されている。なお、圧電素子保持部31は、必ずしも密封されている必要はない。
A piezoelectric
このような保護基板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。
As such a
また、保護基板30には、保護基板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の上電極膜80から引き出されたリード電極90の端部近傍は、貫通孔33内に露出するように設けられている。
The
また、保護基板30上には、図示しない外部配線と接続される配線膜112が設けられており、この配線膜112上に圧電素子300を駆動するための駆動回路110が実装されている。この駆動回路110としては、例えば、回路基板や半導体集積回路(IC)等を用いることができる。また、配線膜112としては、例えば、金(Au)等の金属膜を用いることができる。そして、駆動回路110と貫通孔33内に露出したリード電極90の端部近傍とは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111を介して電気的に接続されている。
A
また、このような保護基板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が接着剤35を介して接着されている。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のみで封止された可撓部となっている。
In addition, a
この保護基板30とコンプライアンス基板40との少なくとも一方の両者を接着する接着剤35が設けられた接着領域には、誘導膜120が設けられている。誘導膜120は、流路形成基板10と保護基板30とを接着する際に、少なくとも接着剤35を塗布する側の接着領域に設けられていればよく、本実施形態では、詳しくは後述するが、保護基板30に接着剤35を塗布するようにしたため、誘導膜120を保護基板30の接着領域に設けた。この誘導膜120を所望の接着領域に設けることで、接着剤35を塗布する際に、所望の接着領域に接着剤35を塗布することができる。このため、誘導膜120は、接着領域に設けられていればよく、接着時に誘導膜120上の接着剤35が流出するため、誘導膜120は、接着領域の中央部に設けるのが好ましい。
An
誘導膜120としては、特に限定されず、例えば、金属膜や絶縁膜等が挙げられる。また、誘導膜120の表面は、非撥水性を有するのが好ましい。これにより、誘導膜120上に接着剤35を誘導し易くすることができる。
The
さらに、誘導膜は、厚さが1μm〜10μmであるのが好ましい。これは、誘導膜が10μmより厚く形成されると、段差となってしまい、接着不良等が発生してしまう虞があるからである。 Furthermore, the induction membrane preferably has a thickness of 1 μm to 10 μm. This is because if the guide film is formed to be thicker than 10 μm, a step will be formed and adhesion failure or the like may occur.
本実施形態では、誘導膜120として、保護基板30上に駆動回路110が実装される配線膜112を形成時に、配線膜112と不連続になるように配線膜112を残留させることにより、配線膜112と同一層で形成した。なお、本実施形態では、誘導膜120を配線膜112と同一層で形成するようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、メッキ、スパッタリング及び印刷などを用いて配線膜112とは別途形成するようにしてもよい。
In this embodiment, when forming the
接着領域に誘導膜120を形成することで、接着剤35を保護基板30に塗布する際に、誘導膜120に接着剤35を接触させるだけで、誘導膜120上に接着剤35を誘導して、誘導膜120上に接着剤35を塗布することができるため、接着剤35を塗布する際に高精度な位置合わせを行うことなく、所望の領域に高精度に接着剤35を塗布することができる。このため、リザーバ部32内に接着剤35が流出して可撓部の動作不良が生じるのを防止することができる。また、保護基板30とコンプライアンス基板40との接着不良によるインクのリークを確実に防止することができる。
By forming the
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100にインクを供給するためのインク導入口(図示なし)が形成されている。
An ink inlet (not shown) for supplying ink to the
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。
In such an ink jet recording head of this embodiment, ink is taken in from an ink introduction port connected to an external ink supply means (not shown), and the interior from the
ここで、このようなインクジェット式記録ヘッドの製造方法について、図3〜図6を参照して詳細に説明する。なお、図3〜図6は、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。 Here, a method of manufacturing such an ink jet recording head will be described in detail with reference to FIGS. 3 to 6 are cross-sectional views showing the manufacturing process of the ink jet recording head.
まず、図3(a)に示すように、シリコン単結晶基板からなる流路形成基板10を約1100℃の拡散炉で熱酸化し、その表面に弾性膜50及び保護膜51となる二酸化シリコン膜52を形成する。そして、弾性膜50(二酸化シリコン膜52)上に、酸化ジルコニウムからなる絶縁体膜55を形成する。具体的には、弾性膜50(二酸化シリコン膜52)上に、例えば、スパッタ法等によりジルコニウム(Zr)層を形成後、このジルコニウム層を、例えば、500〜1200℃の拡散炉で熱酸化することにより酸化ジルコニウム(ZrO2)からなる絶縁体膜55を形成する。
First, as shown in FIG. 3A, a flow
次いで、図3(b)に示すように、例えば、白金とイリジウムとを絶縁体膜55上に積層することにより下電極膜60を形成した後、この下電極膜60を所定形状にパターニングする。下電極膜60は、複数の圧電素子300に亘って同一幅となるように、且つ下電極膜60の圧電素子300の長手方向の端部が、圧力発生室12に相対向する領域となるようにパターニングする。
Next, as shown in FIG. 3B, for example, platinum and iridium are laminated on the
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、イリジウムからなる上電極膜80とを流路形成基板10の全面に形成する。
Next, as shown in FIG. 3C, for example, a
圧電素子300を構成する圧電体層70の材料としては、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)等の強誘電性圧電性材料や、これにニオブ、ニッケル、マグネシウム、ビスマス又はイットリウム等の金属を添加したリラクサ強誘電体等が用いられる。また、圧電体層70の形成方法は、特に限定されないが、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−ゲル法を用いて圧電体層70を形成した。
As a material of the
次に、図3(d)に示すように、圧電体層70及び上電極膜80を、各圧力発生室12に対向する領域にドライエッチングによりパターニングして圧電素子300を形成する。
Next, as shown in FIG. 3D, the
次に、図4(a)に示すように、流路形成基板10の全面に亘って、例えば、金(Au)等からなるリード電極90を形成後、例えば、レジスト等からなるマスクパターン(図示なし)を介して各圧電素子300毎にパターニングする。
Next, as shown in FIG. 4A, a
次に、図4(b)に示すように、リザーバ部32及び圧電素子保持部31が予め形成された保護基板30を流路形成基板10上に接着剤34を介して接着する。また、保護基板30には、駆動回路110を実装するための配線膜112を予め形成しておく。配線膜112は、例えば、保護基板30上の全面に亘って金(Au)からなる金属膜を形成後、所定形状にパターニングすることで形成することができる。また、このとき、保護基板30のコンプライアンス基板40が接着される接着領域に、金属膜を残留させるようにパターニングすることで、配線膜112と同一層で配線膜112と不連続の誘導膜120を形成する。
Next, as shown in FIG. 4B, the
誘導膜120は、後の工程で、保護基板30上にコンプライアンス基板40を接合するために、保護基板30上に接着剤を塗布する際に、接着剤を接着領域に誘導するためのものである。このため、本実施形態では、誘導膜120を、保護基板30上のコンプライアンス基板40が接着される接着領域に亘って連続して設けた。すなわち、誘導膜120を、リザーバ部32の開口の周囲に亘って連続して設けた。本実施形態では、誘導膜120を実際の接着剤による接着領域よりも幅狭とし、接着領域の中央部に亘って連続して設けるようにした。これにより、誘導膜120上に塗布された接着剤が保護基板30とコンプライアンス基板40との接着時に加圧されて流出した際に接着剤が接着領域からはみ出るのを防止することができる。
In order to join the
このように本実施形態では、誘導膜120を、配線膜112と同一層で同時に形成することで、製造工程が増えるのを防止してコストを低減することができるが、誘導膜120は、配線膜112と同一層で形成する必要はなく、配線膜112とは別途形成するようにしてもよい。このような誘導膜120としては、例えば、金属材料や絶縁材料などを用いることができる。また、誘導膜120は、メッキ、スパッタリング又は印刷により形成することができる。さらに、誘導膜120は、1〜10μmの厚さで形成するのが好ましい。これは、後の工程で、保護基板30上にコンプライアンス基板40を接着剤35を介して接着する際に、誘導膜120が段差となって、保護基板30とコンプライアンス基板40との接着不良等を防止するためである。
As described above, in this embodiment, the
次に、図4(c)に示すように、流路形成基板10の圧電素子300が形成された面とは反対側の二酸化シリコン膜52を所定形状にパターニングすることで保護膜51を形成し、保護膜51をマスクとして流路形成基板10をKOH等のアルカリ溶液を用いた異方性エッチング(ウェットエッチング)することにより、流路形成基板10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。
Next, as shown in FIG. 4C, the
次に、保護基板30上に接着剤を介してコンプライアンス基板40を接着する。具体的には、まず、図5(a)に示すように、保護基板30のコンプライアンス基板40が接着される領域に接着剤35を塗布する。詳しくは、図6(a)に示すように、接着剤35が先端から流出されるノズル130を有するディスペンサーを使って、接着剤35を誘導膜120に接触させる。これにより、図6(b)に示すように、接着剤35を少なくとも誘導膜120上に塗布することができる。
Next, the
このとき、例えば、図6(c)に示すように、ディスペンサーのノズル130の位置が、所望の接着領域からずれていたとしても、ノズル130から流出した接着剤35を保護基板30よりも先に誘導膜120に接触させることで、図6(d)に示すように、接着剤35を誘導膜120上に塗布することができる。また、図6(e)に示すように、ノズルが曲がっていたとしても、同様に、ノズル130から流出した接着剤35を保護基板30よりも先に誘導膜120に接触させることで接着剤35を誘導膜120上に塗布することができる。
At this time, for example, as shown in FIG. 6C, even if the position of the
このように、ディスペンサーのノズル130の先端の位置が、所望の接着領域とずれていたとしても、所望の接着領域に誘導膜120を設けることによって、誘導膜120上に接着剤35を塗布することができる。このため、ディスペンサーのノズル130の位置を高精度に位置決めしなくても、所望の接着領域に高精度に接着剤35を塗布することができる。したがって、高精度な位置決めする制御装置が不要となってコストを低減することができる。
Thus, even if the position of the tip of the
なお、本実施形態では、誘導膜120上に接着剤35を塗布するようにしたが、特にこれに限定されず、接着剤35が誘導膜120の側面まで覆うように塗布するようにしてもよい。
In this embodiment, the adhesive 35 is applied on the
そして、図5(b)に示すように、流路形成基板10と保護基板30とを当接させた状態で、接着剤35を硬化させることにより、両者を接合する。また、保護基板30の配線膜112上に駆動回路110を実装する。
And as shown in FIG.5 (b), in the state which contacted the flow-path formation board |
その後は、流路形成基板10の保護基板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を接合することで、図1に示すようなインクジェット式記録ヘッドが形成される。
Thereafter, the ink jet recording head as shown in FIG. 1 is formed by joining the
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毎に分割することでインクジェット式記録ヘッドが形成される。
In practice, a large number of chips are simultaneously formed on a single wafer by the above-described series of film formation and anisotropic etching, and after the process is completed, a single chip-sized flow path is formed as shown in FIG. An ink jet recording head is formed by dividing each
(他の実施形態)
以上、本発明の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、上述した実施形態1では、保護基板30とコンプライアンス基板40との接着領域に誘導膜120を設けるようにしたが、これに限定されず、例えば、保護基板30上にヘッドケースを接着する際に、この保護基板30とヘッドケースとの接着領域にも誘導膜120を形成するようにしてもよい。また、流路形成基板10と保護基板30との接着領域の一部にも誘導膜120を設けるようにしてもよい。この場合、例えば、誘導膜120をリード電極90と同一層で同時に形成すれば、製造工程を増やすことなく容易に誘導膜120を形成することができる。
(Other embodiments)
Although the embodiments of the present invention have been described above, the basic configuration of the ink jet recording head is not limited to the above. For example, in Embodiment 1 described above, the
また、上述した実施形態1では、保護基板30に圧電素子保持部31を設け、この圧電素子保持部31内に圧電素子300を形成するようにしたが、これに限定されず、保護基板30に圧電素子保持部31を設けなくてもよい。この場合には、圧電素子300の表面をアルミナなどの無機材料からなる保護膜によって覆い、水分(湿気)に起因する圧電体層70の破壊を防止するようにすればよい。勿論、保護膜により覆われた圧電素子300を圧電素子保持部31内に設けるようにしてもよい。
In the first embodiment described above, the piezoelectric
さらに、上述した実施形態1では、撓み振動型のインクジェット式記録ヘッド220を例示したが、これに限定されず、例えば、圧電材料と電極形成材料とを交互に積層させて軸方向に伸縮させる縦振動型のインクジェット式記録ヘッドや発熱素子等の発熱で発生するバブルによってインク滴を吐出させるインクジェット式記録ヘッド等、種々の構造のインクジェット式記録ヘッドを有するヘッドユニットに応用することができることは言うまでもない。 Furthermore, in the above-described first embodiment, the flexural vibration type ink jet recording head 220 is illustrated, but the present invention is not limited to this. For example, a longitudinal direction in which piezoelectric materials and electrode forming materials are alternately stacked and expanded and contracted in the axial direction is used. Needless to say, the present invention can be applied to a head unit having an ink jet recording head having various structures, such as an ink jet recording head that ejects ink droplets by bubbles generated by heat generation of a vibration type ink jet recording head or a heating element. .
なお、ノズル開口からインク滴を吐出する圧力発生手段として圧電素子を用いて説明したが、圧力発生手段としては圧電素子に限定されず、例えば、圧力発生室内に発熱素子を配置して、発熱素子の発熱で発生するバブルによってノズル開口から液滴を吐出するものや、振動板と電極との間に静電気を発生させて、静電気力によって振動板を変形させてノズル開口から液滴を吐出させるいわゆる静電式アクチュエータなどを使用することができる。 The pressure generating means for ejecting ink droplets from the nozzle openings has been described using a piezoelectric element. However, the pressure generating means is not limited to a piezoelectric element. For example, a heating element is arranged in the pressure generating chamber, and the heating element is arranged. So that droplets are ejected from the nozzle opening by bubbles generated by the heat generated by the nozzle, and so-called static electricity is generated between the diaphragm and the electrode, and the diaphragm is deformed by electrostatic force to eject the droplet from the nozzle opening. An electrostatic actuator or the like can be used.
また、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有するヘッドユニット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を有する液体噴射ヘッドユニット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。 In addition, a head unit having an ink jet recording head that discharges ink as a liquid ejecting head and an ink jet recording apparatus have been described as examples. However, the present invention broadly describes a liquid ejecting head unit having a liquid ejecting head and a liquid ejecting apparatus in general. It is intended. Examples of the liquid ejecting head include a recording head used in an image recording apparatus such as a printer, a color material ejecting head used for manufacturing a color filter such as a liquid crystal display, an organic EL display, and an electrode formation such as an FED (surface emitting display). Electrode material ejecting heads used in manufacturing, bioorganic matter ejecting heads used in biochip production, and the like.
さらに、本実施形態は、広く接着剤及びモールド剤等の液状体の塗布方法に関するものであり、液体噴射ヘッドの製造方法に限定されるものではない。 Furthermore, the present embodiment is widely related to a method for applying a liquid material such as an adhesive and a molding agent, and is not limited to a method for manufacturing a liquid jet head.
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 保護基板、 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、 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、 111 接続配線、 112 配線膜、 120 誘導膜、 130 ノズル、 300 圧電素子
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記保護基板と前記コンプライアンス基板との少なくとも一方の前記接着剤が設けられた接着領域に誘導膜が設けられていることを特徴とする液体噴射ヘッド。 A flow path forming substrate in which a pressure generating chamber communicating with a nozzle opening for discharging droplets is formed by pressure generating means, and a pressure generating member that is bonded to a surface opposite to the nozzle opening side of the flow path forming substrate. A protective substrate that forms part of a reservoir for supplying liquid to the chamber is provided in the thickness direction, and the protective substrate is bonded to the protective substrate with an adhesive to seal the opening of the reservoir. A compliance substrate provided with a flexible portion having flexibility to stop,
A liquid ejecting head, wherein an induction film is provided in an adhesive region where the adhesive of at least one of the protective substrate and the compliance substrate is provided.
9. The wiring board according to claim 8, wherein a wiring film on which a driving circuit for driving the pressure generating means is mounted is provided on the protective substrate, and the induction film is made of the same layer as the wiring film. Liquid ejecting head.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2005252092A JP2007062190A (en) | 2005-08-31 | 2005-08-31 | Method for applying liquid object, manufacturing method of liquid jet head and liquid jet head |
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