JP2007083484A - Droplet ejection head and its manufacturing method - Google Patents

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Hiroyuki Usami
浩之 宇佐美
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a droplet ejection head which can achieve the densification of a nozzle, can bring about high definition by enabling the formation of micropitch wiring accompanied by the densification of the nozzle, and has a liquid channel having a higher degree of accuracy, and a manufacturing method for the droplet ejection head. <P>SOLUTION: A sacrificial layer 118 is superposed on the upper part of an upper electrode 54 in such a manner as to be thick enough to form a space for permitting the displacement of a piezoelectric element 46. The sacrificial layer 118 is patterned so that a bulkhead arrangement space R1 in which an ink bulkhead 140A of a bulkhead layer 140 is arranged, and a bump connecting space R2 in which a bump 64 is arranged can be formed. Additionally, the sacrificial layer 118 is superposed in the same shape as that of an ink supply passage 114 in a supply passage space R3 in which the ink supply passage 114 is formed. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、液滴を吐出するノズルと、ノズルと連通するとともに液体が充填される圧力室と、圧力室の一部を構成する振動板と、圧力室へ液体流路を介して供給する液体をプールする液体プール室と、振動板を変位させる圧電素子と、を有する液滴吐出ヘッドと、この液滴吐出ヘッドを製造する液滴吐出ヘッド製造方法に関する。   The present invention relates to a nozzle that discharges droplets, a pressure chamber that communicates with the nozzle and is filled with a liquid, a vibration plate that forms part of the pressure chamber, and a liquid that is supplied to the pressure chamber via a liquid flow path. The present invention relates to a droplet discharge head having a liquid pool chamber for pooling a liquid crystal and a piezoelectric element for displacing a diaphragm, and a droplet discharge head manufacturing method for manufacturing the droplet discharge head.

従来から、主走査方向に往復移動するインクジェット記録ヘッド(以下、単に「記録ヘッド」という場合がある)の複数のノズルから選択的にインク滴を吐出し、副走査方向に搬送されて来る記録用紙等の記録媒体に文字や画像等を印刷するインクジェット記録装置は知られている。   Conventionally, recording paper that is ejected selectively from a plurality of nozzles of an ink jet recording head that reciprocates in the main scanning direction (hereinafter sometimes simply referred to as “recording head”) and is conveyed in the sub-scanning direction 2. Description of the Related Art An ink jet recording apparatus that prints characters, images, and the like on a recording medium such as is known.

このようなインクジェット記録装置において、その記録ヘッドには圧電方式やサーマル方式等がある。例えば圧電方式の場合には、図32、図33に示すように、インクタンクからインクプール室402を経てインク400が供給される圧力室404に、圧電素子(電気エネルギーを機械エネルギーに変換するアクチュエーター)406が設けられ、その圧電素子406が圧力室404の体積を減少させるように凹状に撓み変形して中のインク400を加圧し、圧力室404に連通するノズル408からインク滴400Aとして吐出させるように構成されている。   In such an ink jet recording apparatus, the recording head includes a piezoelectric method and a thermal method. For example, in the case of the piezoelectric method, as shown in FIGS. 32 and 33, a piezoelectric element (an actuator that converts electrical energy into mechanical energy) is supplied to a pressure chamber 404 to which ink 400 is supplied from an ink tank through an ink pool chamber 402. ) 406 is provided, and the piezoelectric element 406 is bent and deformed in a concave shape so as to reduce the volume of the pressure chamber 404, pressurizes the ink 400 therein, and ejects the ink droplet 400A from the nozzle 408 communicating with the pressure chamber 404. It is configured as follows.

このような構成のインクジェット記録ヘッドにおいて、近年では、低コストで小型でありながら、高解像度な印刷が可能とされることが求められている。この要求に応えるためには、ノズルを高密度に配設することが必要となるが、現状の記録ヘッドでは、図示するように、ノズル408の隣に(ノズル408とノズル408の間に)インクプール室402が設けられているため、ノズル208を高密度に配設することにも限界があった。   In recent years, the inkjet recording head having such a configuration is required to be capable of high-resolution printing while being low-cost and small. In order to meet this requirement, it is necessary to arrange the nozzles with high density. However, in the current recording head, as shown in the drawing, the ink is adjacent to the nozzle 408 (between the nozzle 408 and the nozzle 408). Since the pool chamber 402 is provided, there is a limit to disposing the nozzles 208 at high density.

また、インクジェット記録ヘッドには、所定の圧電素子に電圧を印加する駆動ICを設けるが、従来は、図34に示すように、FPC(フレキシブルプリント配線基板)410で実装していた。つまり、圧電素子406の上面の金属電極表面に、FPC410に形成したバンプ412を接合することによって接続していた。このFPC410には駆動IC(図示省略)が実装されているため、この段階で圧電素子406と駆動ICが電気的に接続されることになる。   Further, the ink jet recording head is provided with a driving IC for applying a voltage to a predetermined piezoelectric element. Conventionally, as shown in FIG. That is, the bump 412 formed on the FPC 410 is joined to the surface of the metal electrode on the upper surface of the piezoelectric element 406. Since a driving IC (not shown) is mounted on the FPC 410, the piezoelectric element 406 and the driving IC are electrically connected at this stage.

また、記録ヘッドの外部表面に設けられた電極端子と、駆動ICが実装された実装基板上の電極端子をワイヤーボンディング法で接続するという方法がある(例えば、特許文献1参照)。更に、記録ヘッドの外部表面に設けられた電極端子に駆動ICを接合して接続した後、その記録ヘッドに設けられた引き出し配線の電極端子にFPCを接合して接続するという方式がある(例えば、特許文献2参照)。   In addition, there is a method in which an electrode terminal provided on the outer surface of the recording head is connected to an electrode terminal on a mounting substrate on which a driving IC is mounted by a wire bonding method (for example, see Patent Document 1). Further, there is a method in which a driving IC is joined and connected to an electrode terminal provided on the external surface of the recording head, and then an FPC is joined and connected to an electrode terminal of a lead wiring provided in the recording head (for example, , See Patent Document 2).

何れの場合も、ピッチが微細(例えば、10μmピッチ以下)な配線を形成することができないため、ノズル密度が高くなると、実装基板やFPCのサイズが大きくなり、小型化を阻害したり、コストをアップさせたりする問題がある。ノズルを高密度配置するためには、たとえば、圧電素子等をインクプール室に近接して配置する構成も考えられるが、このような構成では、圧電素子をインクから保護する必要が生じてしまう。
特開平2−301445号公報 特開平9−323414号公報
In any case, wiring with a fine pitch (for example, 10 μm pitch or less) cannot be formed. Therefore, when the nozzle density increases, the size of the mounting substrate and the FPC increases, which prevents downsizing and reduces the cost. There is a problem to make it up. In order to arrange the nozzles at high density, for example, a configuration in which a piezoelectric element or the like is disposed close to the ink pool chamber is conceivable. However, in such a configuration, it is necessary to protect the piezoelectric element from ink.
JP-A-2-301445 JP-A-9-323414

本発明は上記事実を考慮し、ノズルの高密度化と、それに伴う微細ピッチ配線の形成を実現可能にして高解像度化が図れるようにするとともに、より高精度に構成された液体流路を有する液滴吐出ヘッドと、この液滴吐出ヘッドを製造する液滴吐出ヘッド製造方法を得ることを目的とする。   In consideration of the above-mentioned facts, the present invention has a liquid flow path that is configured with higher accuracy while realizing high resolution by enabling high density nozzle formation and formation of fine pitch wiring associated therewith. It is an object to obtain a droplet discharge head and a droplet discharge head manufacturing method for manufacturing the droplet discharge head.

請求項1に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法は、 液滴を吐出するノズルと連通し液体が充填される圧力室の一部を構成する振動板に、前記振動板を変位させる圧電素子を形成する圧電素子形成工程と、前記振動板の前記圧電素子の形成された側に、前記圧電素子よりも厚い犠牲層を、前記圧力室と連通する液体流路を構成する隔壁部材の配置される位置に隔壁部材配置空間が構成されるように積層する犠牲層形成工程と、前記振動板上の前記隔壁部材配置空間に前記隔壁部材を配置するとともに、前記隔壁部材および前記犠牲層の少なくとも一方の上に、前記圧力室へ供給する液体をプールする液体プール室の一部を構成する天板部材を積層する、積層工程と、前記振動板及び前記天板部材を、圧着処理で接合する接合工程と、前記犠牲層を除去する犠牲層除去工程と、
を備えたものである。
The method of manufacturing a droplet discharge head according to claim 1, wherein a piezoelectric element that displaces the vibration plate is arranged on a vibration plate that constitutes a part of a pressure chamber that communicates with a nozzle that discharges a droplet and is filled with liquid. A piezoelectric element forming step to be formed, and a sacrificial layer thicker than the piezoelectric element is disposed on a side of the diaphragm where the piezoelectric element is formed, and a partition member constituting a liquid flow path communicating with the pressure chamber is disposed A sacrificial layer forming step of stacking so that a partition member arrangement space is formed at a position; and arranging the partition member in the partition member arrangement space on the diaphragm; and at least one of the partition member and the sacrificial layer A lamination step of laminating a top plate member constituting a part of a liquid pool chamber for pooling liquid to be supplied to the pressure chamber, and a joining step of joining the diaphragm and the top plate member by a crimping process And the sacrificial layer A sacrificial layer removing step to be removed;
It is equipped with.

本発明では、犠牲層形成工程において、振動板の圧電素子の形成された側に犠牲層を積層する。この犠牲層は、圧電素子よりも厚く積層され、かつ、隔壁部材の配置される位置に隔壁部材配置空間が構成されるように積層される。隔壁部材配置空間は、隔壁部材配置空間に犠牲層を配置せず、隔壁部材配置空間の周囲に犠牲層を配置することにより構成される。犠牲層は、後の犠牲層除去工程で除去される部分を構成する層なので、最終的に犠牲層の配置されている部分は空洞になる。したがって、犠牲層により、後に空間を構成する部分を埋めておき、他の部材を配置する部分には配置せずに、他の部材を配置するための空間を構成しておくことができる。   In the present invention, in the sacrificial layer forming step, the sacrificial layer is laminated on the side of the diaphragm where the piezoelectric elements are formed. The sacrificial layer is laminated so as to be thicker than the piezoelectric element, and is laminated so that a partition member arrangement space is formed at a position where the partition member is arranged. The partition member arrangement space is configured by arranging a sacrificial layer around the partition member arrangement space without arranging the sacrifice layer in the partition member arrangement space. Since the sacrificial layer is a layer constituting a portion to be removed in a later sacrificial layer removing step, the portion where the sacrificial layer is finally arranged becomes a cavity. Therefore, the sacrificial layer can be used to form a space for disposing other members without filling a portion that configures the space later and not disposing the other member.

積層工程では、隔壁部材が振動板上の隔壁部材配置空間に配置され、天板部材が隔壁部材および犠牲層の少なくとも一方の上に積層される。天板部材の上部には、圧力室へ供給する液体をプールする液体プール室が構成される。   In the stacking step, the partition member is disposed in the partition member arrangement space on the diaphragm, and the top plate member is stacked on at least one of the partition member and the sacrificial layer. A liquid pool chamber for pooling liquid to be supplied to the pressure chamber is formed on the top plate member.

そして、接合工程で、振動板及び天板部材を、圧着処理して接合し、犠牲層除去工程で犠牲層が除去される。   Then, in the joining step, the diaphragm and the top plate member are joined by pressure bonding, and the sacrificial layer is removed in the sacrificial layer removing step.

本発明によれば、犠牲層を形成して、その上に天板部材を積層するので、犠牲層なしの場合と比較して、容易に空間を形成することができる。   According to the present invention, since the sacrificial layer is formed and the top plate member is laminated thereon, the space can be easily formed as compared with the case without the sacrificial layer.

また、犠牲層により隔壁部材配置空間を構成することができるので、隔壁部材を精度よく振動板上に配置することができる。   Moreover, since the partition member arrangement space can be configured by the sacrificial layer, the partition member can be arranged on the diaphragm with high accuracy.

また、犠牲層がある状態で振動板と天板部材とを加圧するので、隔壁部材のみの状態で加圧する場合と比較して、加圧時における振動板、隔壁部材により構成される液体流路などの変形を抑制することができる。これにより、特に液体流路に関しては、口径のバラツキを抑制することができる。   In addition, since the diaphragm and the top plate member are pressurized with the sacrificial layer present, the liquid flow path constituted by the diaphragm and the partition member at the time of pressurization is compared with the case of applying pressure only with the partition member. Such deformation can be suppressed. Thereby, especially regarding a liquid flow path, the variation in aperture can be suppressed.

請求項2に記載の液滴吐出ヘッド製造方法は、前記積層工程が、少なくとも前記隔壁部材を構成する隔壁層を前記振動板及び前記犠牲層の上に積層した後、前記天板部材を積層すること、を特徴とする。   The droplet discharge head manufacturing method according to claim 2, wherein the stacking step stacks the top plate member after stacking at least a partition layer constituting the partition member on the diaphragm and the sacrificial layer. It is characterized by this.

上記のように、犠牲層の上に隔壁層を積層することにより、隔壁部材配置空間には隔壁部材が形成され、その他の必要な部分にも、圧電素子と天板部材との間に、隔壁層を配置することができる。   As described above, by partitioning the partition layer on the sacrificial layer, the partition member is formed in the partition member arrangement space, and the partition wall is also provided between the piezoelectric element and the top plate member in other necessary portions. Layers can be placed.

請求項3に記載の液滴吐出ヘッド製造方法は、前記積層工程が、前記隔壁部材を前記天板部材側へ形成した後、前記隔壁部材の形成された前記天板部材を積層すること、を特徴とする。   The method of manufacturing a droplet discharge head according to claim 3, wherein the stacking step stacks the top plate member on which the partition wall member is formed after the partition member is formed on the top plate member side. Features.

上記のように、隔壁部材は、先に天板部材へ形成しておくこともできる。   As described above, the partition member can be formed on the top plate member first.

請求項4に記載の液滴吐出ヘッド製造方法は、前記犠牲層形成工程において、前記犠牲層が少なくとも前記圧電素子上に配置されること、を特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the sacrificial layer forming step, the sacrificial layer is disposed on at least the piezoelectric element.

圧電素子の上部には、圧電素子の変位を許容するための空間が必要となるので、犠牲層を形成することにより、この空間を容易に構成することができる。   Since a space for allowing displacement of the piezoelectric element is required above the piezoelectric element, this space can be easily configured by forming a sacrificial layer.

請求項5に記載の液滴吐出ヘッド製造方法は、前記犠牲層形成工程において、前記犠牲層が少なくとも前記液体流路の構成される空間に配置されること、を特徴とする。   The droplet discharge head manufacturing method according to claim 5 is characterized in that, in the sacrificial layer forming step, the sacrificial layer is disposed at least in a space formed by the liquid flow path.

犠牲層を形成することにより、液体流路を犠牲層の形状と同一形状に構成することができるので、より高い精度で液体流路の口径などを構成することができる。   By forming the sacrificial layer, the liquid channel can be configured in the same shape as the sacrificial layer, so that the diameter of the liquid channel can be configured with higher accuracy.

請求項6に記載の液滴吐出ヘッド製造方法は、前記天板部材には、前記圧電素子を駆動させるための駆動手段と接続された配線パターン、及び、前記圧電素子と前記配線パターンの端子とを接続するパンプが形成され、前記犠牲層形成工程において、前記犠牲層により前記圧電素子上で前記バンプが配置されるバンプ接続空間が構成され、前記バンプは、前記接合工程における前記圧着処理により前記圧電素子と電気的に接続されること、を特徴とする。   The droplet discharge head manufacturing method according to claim 6, wherein the top plate member includes a wiring pattern connected to a driving unit for driving the piezoelectric element, and the piezoelectric element and a terminal of the wiring pattern. A bump connecting space in which the bump is disposed on the piezoelectric element is formed by the sacrificial layer in the sacrificial layer forming step, and the bump is formed by the pressure-bonding process in the joining step. It is electrically connected to the piezoelectric element.

上記によれば、犠牲層によりバンプ接続空間が構成されているので、バンプを圧電素子と電気接続させる際に、加熱によるバンプの流れが防止され、圧電素子と良好に接続することができる。   According to the above, since the bump connection space is formed by the sacrificial layer, when the bump is electrically connected to the piezoelectric element, the flow of the bump due to heating is prevented, and the bump element can be satisfactorily connected to the piezoelectric element.

請求項7に記載の液滴吐出ヘッドは、液滴を吐出するノズル、及び、前記ノズルと連通して液体が充填される圧力室、の形成された流路基板と、前記圧力室の一部を構成する振動板、及び、この振動板を変位させる圧電素子、を含んで構成される圧電素子基板と、前記圧電素子基板を間に置いて前記圧力室と反対側に構成され、前記圧力室へ供給する液体をプールする液体プール室と、前記圧電素子基板と前記液体プール室との間に前記圧電素子基板と離間して対向するように設けられ、前記液体プール室から前記圧力室へと液体を供給する貫通口が形成された天板部材と、前記圧電素子基板と前記天板部材との間に配置され、前記貫通口と連通されて前記圧電素子基板へ向かう方向に形成された第1流路と、前記第1流路と連通され前記圧電素子基板に沿った方向に形成された第2流路とで、前記液体プール室から前記圧力室へと液体を供給する液体流路を構成する隔壁部材と、を含んで構成されている。   A droplet discharge head according to claim 7 is a flow path substrate on which a nozzle for discharging droplets, a pressure chamber in communication with the nozzle and filled with a liquid is formed, and a part of the pressure chamber And a piezoelectric element substrate including a piezoelectric element that displaces the diaphragm, and the pressure chamber is disposed on the opposite side of the pressure chamber with the piezoelectric element substrate interposed therebetween. A liquid pool chamber for pooling liquid to be supplied to the piezoelectric element substrate and the liquid pool chamber so as to be spaced apart from the piezoelectric element substrate and from the liquid pool chamber to the pressure chamber A top plate member provided with a through-hole for supplying a liquid; and a first plate member disposed between the piezoelectric element substrate and the top plate member and connected to the through-hole to be directed toward the piezoelectric element substrate. One flow path, and the pressure communicated with the first flow path In a second flow path which is formed in the direction along the element substrate, is configured to include a, a partition wall member constituting a liquid flow path for supplying liquid to said pressure chamber from said liquid pool chamber.

上記構成の液滴吐出ヘッドは、液体プール室が圧電素子基板を間に置いて圧力室と反対側に構成されており、液体流路を経て圧力室への液体供給が行われる。この液体流路は、隔壁部材によって構成される、天板部材の貫通口と連通され圧電素子基板へ向かう方向に形成された第1流路と、第1流路と連通され圧電素子基板に沿った方向に形成された第2流路とで構成されている。   In the droplet discharge head configured as described above, the liquid pool chamber is configured on the side opposite to the pressure chamber with the piezoelectric element substrate interposed therebetween, and liquid is supplied to the pressure chamber via the liquid flow path. The liquid flow path is configured by a partition wall member, communicated with the through hole of the top plate member and formed in a direction toward the piezoelectric element substrate, and communicated with the first flow path along the piezoelectric element substrate. And a second flow path formed in the opposite direction.

この第2流路は、圧電素子基板に沿った方向に形成されているので、第2流路の形状を型抜きした形状の部材を積層することにより、所望の口径や長さの流路を容易に形成することができる。   Since the second flow path is formed in a direction along the piezoelectric element substrate, a flow path having a desired diameter and length can be obtained by stacking members having a shape obtained by cutting the shape of the second flow path. It can be formed easily.

請求項8に記載の液滴吐出ヘッドは、前記第2流路が、前記圧電素子基板上に構成されていること、を特徴とする。   The droplet discharge head according to claim 8 is characterized in that the second flow path is formed on the piezoelectric element substrate.

このように、第2流路を圧電素子基板上に構成することにより、圧電素子基板上に第2流路の形状を型抜きした形状の部材を積層することにより、所望の口径や長さの流路を容易に形成することができる。   In this way, by configuring the second flow path on the piezoelectric element substrate, by laminating a member having a shape obtained by cutting the shape of the second flow path on the piezoelectric element substrate, a desired aperture and length can be obtained. The flow path can be easily formed.

請求項9に記載の液滴吐出ヘッドは、前記液体流路が、ノズル毎に形成されていることを特徴とする。   The droplet discharge head according to claim 9 is characterized in that the liquid flow path is formed for each nozzle.

液体流路をノズル毎に形成することにより、液滴の供給を良好に行うことができる。   By forming the liquid channel for each nozzle, it is possible to supply the droplets satisfactorily.

請求項10に記載の液滴吐出ヘッドは、隣接する前記ノズルに対応する前記液体流路が、少なくとも1方向で互いに連通されていることを特徴とする。   The droplet discharge head according to claim 10 is characterized in that the liquid flow paths corresponding to the adjacent nozzles communicate with each other in at least one direction.

このように、液体流路を互いに連通させることにより、ごみ、異物、気泡などによる液体流路の詰まりを抑制することができる。   In this way, by making the liquid flow paths communicate with each other, clogging of the liquid flow paths due to dust, foreign matter, bubbles, or the like can be suppressed.

請求項11に記載の液滴吐出ヘッドは、前記液体流路に設けられ、所定径以上の物体の通過を阻止するフィルタ、をさらに備えている。   The droplet discharge head according to an eleventh aspect of the invention further includes a filter that is provided in the liquid flow path and prevents passage of an object having a predetermined diameter or more.

このように、フィルタを設けることにより、ごみ、異物、気泡などが圧力室側へ通過するのを防止することができる。   Thus, by providing the filter, it is possible to prevent dust, foreign matter, bubbles, and the like from passing to the pressure chamber side.

請求項12に記載の液滴吐出ヘッドは、前記フィルタが、前記第2通路の前記貫通口に近い側に設けられていること、を特徴とする。   A droplet discharge head according to a twelfth aspect of the present invention is characterized in that the filter is provided on the side of the second passage close to the through hole.

このように、フィルタを第2通路の前記貫通口に近い側に設けることにより、液体プール室に近い側でごみ、異物、気泡などの通過を阻止することができ、液体流路内におけるごみ、異物、気泡などの詰まりも抑制することができる。   Thus, by providing the filter on the side close to the through hole of the second passage, it is possible to prevent passage of dust, foreign matter, bubbles, etc. on the side close to the liquid pool chamber, It is also possible to suppress clogging with foreign matters and bubbles.

請求項13に記載の液滴吐出ヘッドは、前記フィルタが、前記隔壁部材と同一材料で構成されていること、を特徴とする。   The droplet discharge head according to claim 13 is characterized in that the filter is made of the same material as the partition member.

このように、フィルタを隔壁部材と同一材料で構成することにより、フィルタと隔壁部材とを同一工程で製造することができる。   Thus, a filter and a partition member can be manufactured by the same process by comprising a filter with the same material as a partition member.

請求項14に記載の液滴吐出ヘッド製造方法は、請求項7乃至請求項13のいずれか1項に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法であって、前記振動板の前記圧電素子の形成された側に、前記圧電素子よりも厚い犠牲層を、前記隔壁部材の配置される隔壁部材配置空間を構成するように、かつ、前記液体流路の構成される液体流路構成空間に配置されるように積層する犠牲層形成工程と、前記振動板上に、前記隔壁部材を構成する隔壁層を積層する隔壁層形成工程と、前記隔壁層の上に、前記天板部材を積層する天板部材積層工程と、前記振動板及び前記天板部材を、互いに近づく方向に加圧処理して前記隔壁層と前記振動板とを接合する接合工程と、前記犠牲層を除去する犠牲層除去工程と、を備えている。   A method for manufacturing a droplet discharge head according to claim 14 is the method for manufacturing a droplet discharge head according to any one of claims 7 to 13, wherein the piezoelectric element of the diaphragm is formed. On the other side, a sacrificial layer thicker than the piezoelectric element is disposed in the liquid flow path configuration space in which the liquid flow path is configured so as to constitute a partition wall arrangement space in which the partition member is disposed. A sacrificial layer forming step for stacking, a partition layer forming step for stacking a partition layer constituting the partition member on the diaphragm, and a top plate member for stacking the top plate member on the partition layer A laminating step, a bonding step of pressing the diaphragm and the top plate member in a direction approaching each other to join the partition layer and the diaphragm, a sacrificial layer removing step of removing the sacrificial layer, It has.

請求項14の液滴吐出ヘッド製造方法では、犠牲層形成工程において、振動板の圧電素子の形成された側に犠牲層を積層する。この犠牲層は、圧電素子よりも厚く積層され、かつ、隔壁部材の配置される位置に隔壁部材配置空間が構成されるように積層される。また、犠牲層は、液体流路の構成される液体流路構成空間に配置されるように積層される。   In the droplet discharge head manufacturing method according to the fourteenth aspect, in the sacrificial layer forming step, the sacrificial layer is laminated on the side of the diaphragm where the piezoelectric element is formed. The sacrificial layer is laminated so as to be thicker than the piezoelectric element, and is laminated so that a partition member arrangement space is formed at a position where the partition member is arranged. The sacrificial layer is stacked so as to be disposed in the liquid flow path configuration space in which the liquid flow path is configured.

なお、隔壁部材配置空間は、隔壁部材配置空間に犠牲層を配置せず、隔壁部材配置空間の周囲に犠牲層を配置することにより構成される。犠牲層は、後の犠牲層除去工程で除去される部分を構成する層なので、最終的に犠牲層の配置されている部分は空洞になる。したがって、犠牲層により、後に空間を構成する部分を埋めておき、他の部材を配置する部分には配置せずに、他の部材を配置するための空間を構成しておくことができる。   The partition member arrangement space is configured by disposing a sacrificial layer around the partition member arrangement space without arranging the sacrifice layer in the partition member arrangement space. Since the sacrificial layer is a layer constituting a portion to be removed in a later sacrificial layer removing step, the portion where the sacrificial layer is finally arranged becomes a cavity. Therefore, the sacrificial layer can be used to form a space for disposing other members without filling a portion that configures the space later and not disposing the other member.

隔壁層形成工程では、振動板上に、前記隔壁部材を構成する隔壁層が積層される。天板部材積層工程では、隔壁層の上に天板部材が積層される。天板部材の上部には、圧力室へ供給する液体をプールする液体プール室が構成される。   In the partition layer forming step, the partition layer constituting the partition member is laminated on the diaphragm. In the top plate member stacking step, the top plate member is stacked on the partition layer. A liquid pool chamber for pooling liquid to be supplied to the pressure chamber is formed on the top plate member.

そして、接合工程で、振動板及び天板部材を、圧着処理して接合し、犠牲層除去工程で犠牲層が除去される。   Then, in the joining step, the diaphragm and the top plate member are joined by pressure bonding, and the sacrificial layer is removed in the sacrificial layer removing step.

上記の液滴吐出ヘッド製造方法によれば、液体流路構成空間に犠牲層を形成し、接合工程の後に犠牲層を除去して液体流路を構成するので、容易に液体流路を形成することができる。   According to the above-described method for manufacturing a droplet discharge head, a sacrificial layer is formed in the liquid channel configuration space, and the sacrificial layer is removed after the joining step to configure the liquid channel. Therefore, the liquid channel is easily formed. be able to.

請求項15に記載の液滴吐出ヘッド製造方法は、請求項11乃至請求項13のいずれか1項に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法である場合に、前記犠牲層形成工程において、前記犠牲層を前記フィルタの配置されるフィルタ配置空間が構成されるように積層すること、を特徴とする。   The method for manufacturing a droplet discharge head according to claim 15 is the method for manufacturing a droplet discharge head according to any one of claims 11 to 13, wherein the sacrifice is performed in the sacrifice layer forming step. The layers are stacked so as to constitute a filter arrangement space in which the filter is arranged.

フィルタ配置空間は、フィルタ配置空間に犠牲層を配置せず、フィルタ配置空間の周囲に犠牲層を配置することにより構成される。   The filter arrangement space is configured by arranging a sacrificial layer around the filter arrangement space without arranging the sacrifice layer in the filter arrangement space.

このように、犠牲層を用いて、液体流路内に容易にフィルタを形成することができる。   In this way, the filter can be easily formed in the liquid flow path using the sacrificial layer.

本発明は上記構成としたので、ノズルの高密度化と、それに伴う微細ピッチ配線の形成を実現可能にして高解像度化が図れるとともに、より高精度に液体流路を構成することができる。   Since the present invention has the above-described configuration, it is possible to increase the resolution of the nozzle by increasing the density of the nozzles and forming the fine pitch wiring associated therewith, and to configure the liquid flow path with higher accuracy.

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。なお、記録媒体は記録用紙Pとして説明をする。また、記録用紙Pのインクジェット記録装置10における搬送方向を矢印PFで表す。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The recording medium will be described as recording paper P. Further, the conveyance direction of the recording paper P in the ink jet recording apparatus 10 is represented by an arrow PF.

インクジェット記録装置10は、図1に示すように、記録用紙を送り出す用紙供給部12と、記録用紙の姿勢を制御するレジ調整部14と、インク滴を吐出して記録用紙に画像形成する記録ヘッド部16と、記録ヘッド部16のメンテナンスを行なうメンテナンス部18とを備える記録部20と、記録部20で画像形成された記録用紙を排出する排出部22とから基本的に構成される。   As shown in FIG. 1, the inkjet recording apparatus 10 includes a sheet supply unit 12 that sends out a recording sheet, a registration adjustment unit 14 that controls the attitude of the recording sheet, and a recording head that forms an image on the recording sheet by ejecting ink droplets. The recording unit 20 includes a unit 16 and a maintenance unit 18 that performs maintenance of the recording head unit 16, and a discharge unit 22 that discharges a recording sheet on which an image is formed by the recording unit 20.

用紙供給部12は、記録用紙が積層されてストックされているストッカ24と、ストッカ24から1枚ずつ取り出してレジ調整部14に搬送する搬送装置26とから構成されている。   The sheet supply unit 12 includes a stocker 24 in which recording sheets are stacked and stocked, and a conveyance device 26 that takes out the sheets one by one from the stocker 24 and conveys them to the registration adjustment unit 14.

レジ調整部14には、ループ形成部28と記録用紙の姿勢を制御するガイド部材29が備えられており、この部分を通過することによって記録用紙のコシを利用してスキューが矯正されると共に搬送タイミングが制御されて記録部20に進入する。   The registration adjusting unit 14 includes a loop forming unit 28 and a guide member 29 that controls the posture of the recording paper. By passing through this portion, skew is corrected and conveyed using the stiffness of the recording paper. The timing is controlled and the recording unit 20 is entered.

排出部22は、記録部20で画像が形成された記録用紙を排紙ベルト23を介してトレイ25に収納するものである。   The discharge unit 22 stores recording paper on which an image is formed by the recording unit 20 in a tray 25 via a discharge belt 23.

記録ヘッド部16とメンテナンス部18の間には、記録用紙Pが搬送される用紙搬送路が構成されている。スターホイール17と搬送ロール19とで記録用紙を挟持しつつ連続的に(停止することなく)搬送する。そして、この記録用紙Pに対して、記録ヘッド部16からインク滴が吐出され、記録用紙Pに画像が形成される。   Between the recording head unit 16 and the maintenance unit 18, a paper conveyance path for conveying the recording paper P is configured. The recording paper is continuously conveyed (without stopping) while being pinched by the star wheel 17 and the conveying roll 19. Then, ink droplets are ejected from the recording head unit 16 to the recording paper P, and an image is formed on the recording paper P.

メンテナンス部18は、インクジェット記録ユニット30に対して対向配置されるメンテナンス装置21で構成されており、インクジェット記録ヘッド32に対するキャッピングや、ワイピング、さらにダミージェットやバキューム等の処理を行うことができる。   The maintenance unit 18 includes a maintenance device 21 that is disposed to face the ink jet recording unit 30, and can perform capping and wiping on the ink jet recording head 32, and processing such as dummy jet and vacuum.

図2−1に示すように、インクジェット記録ユニット30のそれぞれは、用紙搬送方向と直交する方向に配置された、支持部材31を備えており、この支持部材31に複数のインクジェット記録ヘッド32が取り付けられている。インクジェット記録ヘッド32には、マトリックス状に複数のノズル56が形成されており、記録用紙Pの幅方向には、インクジェット記録ユニット30全体として一定のピッチでノズル56が並んでいる。そして、用紙搬送路27を連続的に搬送される記録用紙Pに対し、ノズル56からインク滴を吐出することで、記録用紙P上に画像が記録される。なお、インクジェット記録ユニット30は、たとえば、いわゆるフルカラーの画像を記録するために、YMCKの各色に対応して、少なくとも4つ配置されている。   As shown in FIG. 2A, each of the inkjet recording units 30 includes a support member 31 arranged in a direction orthogonal to the paper transport direction, and a plurality of inkjet recording heads 32 are attached to the support member 31. It has been. A plurality of nozzles 56 are formed in a matrix in the inkjet recording head 32, and the nozzles 56 are arranged at a constant pitch in the width direction of the recording paper P as the entire inkjet recording unit 30. An image is recorded on the recording paper P by ejecting ink droplets from the nozzles 56 onto the recording paper P that is continuously transported through the paper transporting path 27. For example, in order to record a so-called full-color image, at least four inkjet recording units 30 are arranged corresponding to each color of YMCK.

図2−2に示すように、それぞれのインクジェット記録ユニット30のノズル56による印字領域幅は、このインクジェット記録装置10での画像記録が想定される記録用紙Pの用紙最大幅PWよりも長くされており、インクジェット記録ユニット30を紙幅方向に移動させることなく記録用紙Pの全幅にわたる画像記録が可能とされている。ここで、印字領域とは、記録用紙Pの両端から印字しないマージンを引いた記録領域のうち最大のものが基本となるが、一般的には印字対象となる用紙最大幅PWよりも大きくとっている。これは、記録用紙が搬送方向に対して所定角度傾斜して(スキューして)搬送されるおそれがあること、また縁無し印字の要請が高いためである。   As shown in FIG. 2B, the print area width by the nozzles 56 of the respective ink jet recording units 30 is made longer than the maximum paper width PW of the recording paper P on which image recording by the ink jet recording apparatus 10 is assumed. Thus, it is possible to record an image over the entire width of the recording paper P without moving the inkjet recording unit 30 in the paper width direction. Here, the printing area is basically the largest of the recording areas obtained by subtracting the non-printing margin from both ends of the recording paper P, but generally it is larger than the maximum paper width PW to be printed. Yes. This is because there is a possibility that the recording sheet is conveyed at an angle (skew) with respect to the conveyance direction, and there is a high demand for borderless printing.

以上のような構成のインクジェット記録装置10において、次にインクジェット記録ヘッド32について詳細に説明する。図3は第1実施形態のインクジェット記録ヘッド32の構成を示す概略平面図であり、図4はインクジェット記録ヘッド32を部分的に取り出して主要部分が明確になるように示す概略縦断面図である。   Next, the inkjet recording head 32 in the inkjet recording apparatus 10 configured as described above will be described in detail. FIG. 3 is a schematic plan view showing the configuration of the ink jet recording head 32 of the first embodiment, and FIG. 4 is a schematic vertical sectional view showing the ink jet recording head 32 partially taken out so that the main part becomes clear. .

このインクジェット記録ヘッド32には、天板部材40が配置されている。本実施形態では、天板部材40を構成するガラス板製の天板41はインクジェット記録ヘッド32全体の天板となっている。なお、天板部材40には、後述する駆動IC60と、駆動IC60に通電するための金属配線90が設けられている。金属配線90は、樹脂保護層92で被覆保護されている。   A top plate member 40 is disposed on the ink jet recording head 32. In the present embodiment, a glass-made top plate 41 constituting the top plate member 40 is a top plate of the entire inkjet recording head 32. The top plate member 40 is provided with a drive IC 60 described later and a metal wiring 90 for energizing the drive IC 60. The metal wiring 90 is covered and protected with a resin protective layer 92.

天板部材40には、耐インク性を有する材料で構成されたプール室部材39が貼着されており、天板41との間に、所定の形状及び容積を有するインクプール室38が構成されている。プール室部材39には、インクタンクと連通するインク供給ポート(いずれも図示省略)が所定箇所に穿設されており、図示しないインク供給ポートから注入されたインク110は、インクプール室38に貯留される。   A pool chamber member 39 made of an ink-resistant material is attached to the top plate member 40, and an ink pool chamber 38 having a predetermined shape and volume is formed between the top plate member 40 and the top plate member 40. ing. The pool chamber member 39 is provided with an ink supply port (not shown) communicating with the ink tank at a predetermined location, and the ink 110 injected from the ink supply port (not shown) is stored in the ink pool chamber 38. Is done.

天板41には、後述する圧力室50と一対一で対応する貫通口112が形成されている。また、貫通口112のそれぞれに対応して、少なくともその周囲から立設されるように、リブ隔壁98が形成されている。リブ隔壁98は、天板41と後述する圧電素子基板70の基板本体との間の空間を矩形状に仕切るとともに、貫通口112と連通したインク供給路114Aを構成している。   The top plate 41 is formed with a through-hole 112 that has a one-to-one correspondence with a pressure chamber 50 described later. A rib partition wall 98 is formed corresponding to each of the through-holes 112 so as to stand up at least from the periphery thereof. The rib partition wall 98 divides a space between the top plate 41 and the substrate body of the piezoelectric element substrate 70 described later into a rectangular shape, and configures an ink supply path 114A that communicates with the through-hole 112.

このように、リブ隔壁98を設け、その内部をインク供給路114Aとしたことで、インクの供給途中でのインク漏れが防止されている。   As described above, the rib partition wall 98 is provided and the inside thereof is the ink supply path 114A, so that ink leakage during the supply of ink is prevented.

流路基板72には、インクプール室38から供給されたインクが充填される圧力室50が形成され、圧力室50と連通するノズル56からインク滴が吐出されるようになっている。そして、インクプール室38と圧力室50とが同一水平面上に存在しないように構成されている。したがって、圧力室50を互いに接近させた状態に配置することが可能であり、ノズル56をマトリックス状に高密度に配設することが可能となっている。   A pressure chamber 50 filled with ink supplied from the ink pool chamber 38 is formed on the flow path substrate 72, and ink droplets are ejected from nozzles 56 communicating with the pressure chamber 50. The ink pool chamber 38 and the pressure chamber 50 are configured not to exist on the same horizontal plane. Therefore, the pressure chambers 50 can be arranged close to each other, and the nozzles 56 can be arranged in a matrix at high density.

流路基板72の、ノズル56が形成された側と反対の面には、圧電素子基板70が貼着されており、圧電素子基板70は、圧力室50の1つの面を構成すると共に、天板部材40との間に、所定の空間と構成している。圧電素子基板70は振動板48を有しており、振動板48の振動によって圧力室50の容積を増減させて圧力波を発生させることで、ノズル56からのインク滴の吐出が可能になる。   A piezoelectric element substrate 70 is attached to the surface of the flow path substrate 72 opposite to the side on which the nozzles 56 are formed. The piezoelectric element substrate 70 constitutes one surface of the pressure chamber 50 and the top. A predetermined space is formed between the plate member 40 and the plate member 40. The piezoelectric element substrate 70 has a vibration plate 48, and by generating a pressure wave by increasing / decreasing the volume of the pressure chamber 50 by the vibration of the vibration plate 48, ink droplets can be ejected from the nozzle 56.

圧電素子46は、圧力室50毎に振動板48の上面に形成されている。振動板48は、SUS等の金属で成形され、少なくとも上下方向に弾性を有し、圧電素子46に通電されると(電圧が印加されると)、上下方向に撓み変形する(変位する)構成になっている。なお、振動板48は、ガラス等の絶縁性材料であっても差し支えはない。圧電素子46の下面には一方の極性となる下部電極52が配置され、圧電素子46の上面には他方の極性となる上部電極54が配置されている。   The piezoelectric element 46 is formed on the upper surface of the diaphragm 48 for each pressure chamber 50. The diaphragm 48 is formed of a metal such as SUS, has elasticity in at least the vertical direction, and is configured to bend and deform (displace) in the vertical direction when the piezoelectric element 46 is energized (when a voltage is applied). It has become. The diaphragm 48 may be an insulating material such as glass. A lower electrode 52 having one polarity is disposed on the lower surface of the piezoelectric element 46, and an upper electrode 54 having the other polarity is disposed on the upper surface of the piezoelectric element 46.

また、圧電素子46は、低透水性絶縁膜(SiOx膜)80で被覆保護されている。圧電素子46を被覆保護している低透水性絶縁膜(SiOx膜)80は、水分透過性が低くなる条件で着膜するため、水分が圧電素子46の内部に侵入して信頼性不良となること(PZT膜内の酸素を還元することにより生ずる圧電特性の劣化)を防止できる。なお、下部電極52と接触する金属(SUS等)製の振動板48は、低抵抗なGND配線としても機能するようになっている。   The piezoelectric element 46 is covered and protected by a low water permeable insulating film (SiOx film) 80. Since the low water-permeable insulating film (SiOx film) 80 that covers and protects the piezoelectric element 46 is deposited under the condition that the moisture permeability is low, moisture penetrates into the piezoelectric element 46 and becomes unreliable. (Deterioration of piezoelectric characteristics caused by reducing oxygen in the PZT film) can be prevented. The diaphragm 48 made of metal (SUS or the like) that contacts the lower electrode 52 functions also as a low resistance GND wiring.

さらに、下部電極52及び振動板48には、インク供給路114Aと連通したインク供給路114Bとなる開口が形成されている。インクプール室38のインクは、インク供給路114Aからインク供給路114Bを経て、圧力室50に充填される。   Further, the lower electrode 52 and the vibration plate 48 are formed with an opening serving as an ink supply path 114B communicating with the ink supply path 114A. The ink in the ink pool chamber 38 is filled into the pressure chamber 50 from the ink supply path 114A through the ink supply path 114B.

このように、インク供給路114A及びインク供給路114Bによって、圧力室50と一対一で対応するインク供給路114が構成される。圧力室50とインク供給路114とを一対一で対応させることで、各圧力室50への確実なインク供給が可能となっている。   As described above, the ink supply path 114 </ b> A and the ink supply path 114 </ b> B constitute the ink supply path 114 that corresponds to the pressure chamber 50 on a one-to-one basis. By associating the pressure chambers 50 and the ink supply paths 114 one-on-one, reliable ink supply to each pressure chamber 50 is possible.

駆動IC60は、天板41の圧電素子基板70と対向する面(図4では下面)で、且つ平面視にてインクプール室38の外側に位置するように、天板41に実装されている。駆動IC60の周囲は樹脂材58で封止されている。   The drive IC 60 is mounted on the top plate 41 so as to be located on the surface (the lower surface in FIG. 4) of the top plate 41 facing the piezoelectric element substrate 70 and outside the ink pool chamber 38 in plan view. The periphery of the drive IC 60 is sealed with a resin material 58.

この駆動IC60の下面には、図5に示すように、複数のバンプ64がマトリックス状に所定高さ突設されており、天板41の金属配線90にフリップチップ実装されるようになっている。したがって、圧電素子46に対する高密度配線と低抵抗化が容易に実現可能であり、これによって、インクジェット記録ヘッド32の小型化が実現可能となっている。   As shown in FIG. 5, a plurality of bumps 64 project in a matrix shape at a predetermined height on the lower surface of the drive IC 60, and are flip-chip mounted on the metal wiring 90 of the top plate 41. . Therefore, it is possible to easily realize high-density wiring and low resistance for the piezoelectric element 46, and thus, the ink jet recording head 32 can be miniaturized.

また、天板41の金属配線90と上部電極54の間にはバンプ64がマトリックス状に所定高さで配設され、金属配線90と上部電極54とが電気的に接続されている。このため、圧電素子基板70の個別配線が不要になっている。   Bumps 64 are arranged in a matrix at a predetermined height between the metal wiring 90 and the upper electrode 54 of the top plate 41, and the metal wiring 90 and the upper electrode 54 are electrically connected. For this reason, the separate wiring of the piezoelectric element substrate 70 is unnecessary.

したがって、そこから駆動IC60からの信号が、天板部材40の金属配線90に通電され、さらに金属配線90からバンプ64を経て上部電極54に通電される。そして、所定のタイミングで圧電素子46に電圧が印加され、振動板48が上下方向に撓み変形することにより、圧力室50内に充填されたインク110が加圧されて、ノズル56からインク滴が吐出する。   Accordingly, a signal from the driving IC 60 is energized to the metal wiring 90 of the top plate member 40, and further, the upper electrode 54 is energized from the metal wiring 90 through the bump 64. Then, a voltage is applied to the piezoelectric element 46 at a predetermined timing, and the vibration plate 48 is bent and deformed in the vertical direction, whereby the ink 110 filled in the pressure chamber 50 is pressurized and ink droplets are ejected from the nozzle 56. Discharge.

以上のような構成のインクジェット記録ヘッド32において、次に、その製造工程について、図6〜図11を基に説明する。   Next, the manufacturing process of the ink jet recording head 32 configured as described above will be described with reference to FIGS.

図6に示すように、このインクジェット記録ヘッド32は、圧電素子基板70と流路基板72とを別々に作成し、両者を結合(接合)することによって製造される。そこで、まず、圧電素子基板70の製造工程について説明するが、圧電素子基板70には、流路基板72よりも先に天板部材40が結合(接合)される。   As shown in FIG. 6, the ink jet recording head 32 is manufactured by separately creating a piezoelectric element substrate 70 and a flow path substrate 72 and bonding (joining) the two together. First, the manufacturing process of the piezoelectric element substrate 70 will be described. The top plate member 40 is coupled (bonded) to the piezoelectric element substrate 70 before the flow path substrate 72.

まず、圧電素子基板70の製造方法について説明する。   First, a method for manufacturing the piezoelectric element substrate 70 will be described.

圧電素子基板70の製造では、図7−1(A)に示すように、まず、貫通孔76Aが複数穿設されたガラス製の第1支持基板76を用意する。第1支持基板76は撓まないものであれば何でもよく、ガラス製に限定されるものではないが、ガラスは硬い上に安価なので好ましい。この第1支持基板76の作製方法としては、ガラス基板のブラスト加工及びフェムト秒レーザー加工や、感光性ガラス基板(例えば、HOYA株式会社製PEG3C)を露光・現像する等が知られている。   In the manufacture of the piezoelectric element substrate 70, as shown in FIG. 7A, first, a glass first support substrate 76 having a plurality of through holes 76A is prepared. The first support substrate 76 may be anything as long as it does not bend, and is not limited to glass, but glass is preferable because it is hard and inexpensive. Known methods for producing the first support substrate 76 include blasting and femtosecond laser processing of a glass substrate, and exposing and developing a photosensitive glass substrate (for example, PEG3C manufactured by HOYA Corporation).

そして、図7−1(B)に示すように、その第1支持基板76の上面(表面)に接着剤78を塗布し、図7−1(C)に示すように、その上面に金属(SUS等)製の振動板48を接着する。なお、振動板48の材料として、ガラス等の絶縁性基板を用いても差し支えない。   Then, as shown in FIG. 7B, an adhesive 78 is applied to the upper surface (front surface) of the first support substrate 76, and as shown in FIG. A diaphragm 48 made of SUS or the like is bonded. Note that an insulating substrate such as glass may be used as the material of the diaphragm 48.

次に、図7−1(D)に示すように、振動板48の上面に積層された下部電極52をパターニングする。具体的には、金属膜スパッタ(膜厚500Å〜3000Å)、ホトリソグラフィー法によるレジスト形成、パターニング(エッチング)、酸素プラズマによるレジスト剥離である。この下部電極52が接地電位となる。   Next, as shown in FIG. 7D, the lower electrode 52 stacked on the upper surface of the diaphragm 48 is patterned. Specifically, metal film sputtering (film thickness of 500 to 3000 mm), resist formation by photolithography, patterning (etching), and resist peeling by oxygen plasma. This lower electrode 52 becomes the ground potential.

次に、図7−1(E)に示すように、下部電極52の上面に、圧電素子46の材料であるPZT膜と上部電極54を順にスパッタ法で積層し、図7−1(F)に示すように、圧電素子46(PZT膜)及び上部電極54をパターニングする。   Next, as shown in FIG. 7-1 (E), a PZT film, which is a material of the piezoelectric element 46, and the upper electrode 54 are sequentially laminated on the upper surface of the lower electrode 52 by a sputtering method. As shown, the piezoelectric element 46 (PZT film) and the upper electrode 54 are patterned.

具体的には、PZT膜スパッタ(膜厚3μm〜15μm)、金属膜スパッタ(膜厚500Å〜3000Å)、ホトリソグラフィー法によるレジスト形成、パターニング(エッチング)、酸素プラズマによるレジスト剥離である。下部および上部の電極材料としては、例えば圧電素子であるPZT材料との親和性が高く、耐熱性がある、Au、Ir、Ru、Pt等が挙げられる。   Specifically, PZT film sputtering (film thickness 3 μm to 15 μm), metal film sputtering (film thickness 500 μm to 3000 μm), resist formation by photolithography, patterning (etching), and resist stripping by oxygen plasma. Examples of the lower and upper electrode materials include Au, Ir, Ru, and Pt, which have high affinity with the PZT material that is a piezoelectric element and have heat resistance.

その後、図7−2(G)に示すように、上面に露出している下部電極52と上部電極54の上面に低透水性絶縁膜(SiOx膜)80を積層し、上部電極54とバンプ64を接続するための開口84(コンタクト孔)を形成する。   After that, as shown in FIG. 7-2 (G), a low water permeable insulating film (SiOx film) 80 is laminated on the upper surfaces of the lower electrode 52 and the upper electrode 54 exposed on the upper surface, and the upper electrode 54 and the bumps 64 are stacked. An opening 84 (contact hole) for connecting the two is formed.

具体的には、Chemical Vapor Deposition(CVD)法にてダングリングボンド密度が高い低透水性絶縁膜(SiOx膜)80を着膜し、ホトリソグラフィー法によるレジスト形成、パターニング(HFエッチング)、酸素プラズマによるレジスト剥離を行う。なお、ここでは低透水性絶縁膜としてSiOx膜を用いたが、SiNx膜、SiOxNy膜等であってもよい。   Specifically, a low water-permeable insulating film (SiOx film) 80 having a high dangling bond density is deposited by a chemical vapor deposition (CVD) method, resist formation by photolithography, patterning (HF etching), oxygen plasma Strip resist. Although the SiOx film is used here as the low water permeable insulating film, it may be a SiNx film, a SiOxNy film, or the like.

次いで、図7−2(H)に示すように、上部電極54と低透水性絶縁膜(SiOx膜)80の上面に犠牲層118を積層する。犠牲層118は、上部電極54の上部に、圧電素子46の変位を許容するための空間が構成され、天板部材40のリブ隔壁98が下部電極52に当接可能となる高さ分の厚みで積層する。ここでの積層は、犠牲層118を構成する樹脂の塗布、印刷などによることができる。   Next, as shown in FIG. 7-2 (H), a sacrificial layer 118 is laminated on the upper surfaces of the upper electrode 54 and the low water-permeable insulating film (SiOx film) 80. The sacrificial layer 118 includes a space for allowing displacement of the piezoelectric element 46 above the upper electrode 54, and a thickness corresponding to a height at which the rib partition wall 98 of the top plate member 40 can come into contact with the lower electrode 52. Laminate with. The lamination here can be performed by application, printing, or the like of the resin constituting the sacrificial layer 118.

次いで、図7−2(I)に示すように、犠牲層118をパターニングする。パターニングは、リブ隔壁98が配置される隔壁配置空間R1、及び、バンプ64が配置されるバンプ接続空間R2には、犠牲層118が形成されず、圧電素子46及び上部電極54の上部には犠牲層118が形成されるように積層する。隔壁配置空間R1、及び、バンプ接続空間R2は周囲を犠牲層118で囲まれた空間として構成される。犠牲層118のパターニングは、具体的には、ドライエッチング、露光などにより行うことができる。   Next, as shown in FIG. 7-2 (I), the sacrificial layer 118 is patterned. In the patterning, the sacrificial layer 118 is not formed in the partition arrangement space R1 in which the rib partition 98 is disposed and the bump connection space R2 in which the bump 64 is disposed, and is sacrificed on the piezoelectric element 46 and the upper electrode 54. Lamination is performed so that the layer 118 is formed. The partition arrangement space R1 and the bump connection space R2 are configured as a space surrounded by a sacrificial layer 118. Specifically, the sacrificial layer 118 can be patterned by dry etching, exposure, or the like.

上記のようにして、圧電素子基板70が製造される。この圧電素子基板70に、例えばガラス板を支持体とする天板部材40が結合(接合)される。   The piezoelectric element substrate 70 is manufactured as described above. For example, a top plate member 40 having a glass plate as a support is bonded (joined) to the piezoelectric element substrate 70.

次に、図8を参照して、天板部材40の製造方法について説明する。なお、以下の図8−1及び図8−2では、説明の便宜上、配線形成面を下面として説明するが、実際の工程では上面になる。   Next, with reference to FIG. 8, the manufacturing method of the top plate member 40 is demonstrated. In the following FIGS. 8A and 8B, for convenience of explanation, the wiring formation surface is described as the lower surface, but in the actual process, the upper surface is the upper surface.

天板部材40の製造においては、図8−1(A)に示すように、天板41を用意する。天板41は、天板部材40自体が支持体となる程度の強度を確保できる厚み(0.3mm〜1.5mm)を有しているので、別途支持体を設ける必要がない。まず、図9−1(B)に示すように、天板41の下面に金属配線90を積層してパターニングする。具体的には、スパッタ法にてAl膜(厚さ1μm)を着膜する、ホトリソグラフィー法でレジストを形成する、塩素系のガスを用いたRIE法にてAl膜をエッチングする、酸素プラズマにてレジスト膜を剥離する、という加工である。   In manufacturing the top plate member 40, a top plate 41 is prepared as shown in FIG. Since the top plate 41 has a thickness (0.3 mm to 1.5 mm) that can secure the strength to the extent that the top plate member 40 itself becomes a support, it is not necessary to provide a separate support. First, as shown in FIG. 9B, metal wiring 90 is stacked on the bottom surface of the top plate 41 and patterned. Specifically, an Al film (thickness 1 μm) is deposited by sputtering, a resist is formed by photolithography, an Al film is etched by RIE using a chlorine-based gas, and oxygen plasma is applied. In this process, the resist film is removed.

そして、図8−1(C)に示すように、金属配線90が形成された面に樹脂保護層92(例えば、富士フイルムアーチ社製の感光性ポリイミド Durimide7320)を積層してパターニングする。なお、このとき、一部の金属配線90には、バンプ64を接合するため、樹脂保護層92を積層しないようにする。   Then, as shown in FIG. 8-1 (C), a resin protective layer 92 (for example, photosensitive polyimide Durimide 7320 manufactured by Fuji Film Arch Co., Ltd.) is laminated and patterned on the surface on which the metal wiring 90 is formed. At this time, the resin protective layer 92 is not laminated in order to join the bumps 64 to some of the metal wirings 90.

そして、図8−1(D)に示すように、金属配線90にバンプ64をメッキ法等で形成する。このバンプ64は上部電極54と電気的に接続するために必要な高さを有するように形成されている。   Then, as shown in FIG. 8D, bumps 64 are formed on the metal wiring 90 by a plating method or the like. The bumps 64 are formed to have a height necessary for electrical connection with the upper electrode 54.

さらに、図8−1(E)に示すように、金属配線90に駆動IC60をフリップチップ実装する。このとき、駆動IC60は、予め半導体ウエハプロセスの終りに実施されるグラインド工程にて、所定の厚さ(70μm〜300μm)に加工されている。   Further, as shown in FIG. 8E, the drive IC 60 is flip-chip mounted on the metal wiring 90. At this time, the drive IC 60 is processed to a predetermined thickness (70 μm to 300 μm) in a grinding process performed in advance at the end of the semiconductor wafer process.

そして、図8−2(F)に示すように、駆動IC60の周囲を樹脂材58で封止し、駆動IC60を水分等の外部環境から保護できるようにする。更には、後工程でのダメージ、例えば、できあがった圧電素子基板70をダイシングによってインクジェット記録ヘッド32に分割する際の水や研削片によるダメージを回避することができる。   Then, as shown in FIG. 8-2 (F), the periphery of the drive IC 60 is sealed with a resin material 58 so that the drive IC 60 can be protected from the external environment such as moisture. Furthermore, damage in a later process, for example, damage caused by water or a grinding piece when the completed piezoelectric element substrate 70 is divided into the ink jet recording heads 32 by dicing can be avoided.

次に、図8−2(G)に示すように、天板41の金属配線90が形成されていない面に、ホトリソグラフィー法でレジストをパターニングする。パターニングは、貫通口112、及び、犠牲層118を溶解するための溶解液注入口Mを形成する位置にレジストが配置されないように行われる。   Next, as shown in FIG. 8-2 (G), a resist is patterned by a photolithography method on the surface of the top plate 41 where the metal wiring 90 is not formed. The patterning is performed so that the resist is not disposed at a position where the solution inlet M for dissolving the through hole 112 and the sacrificial layer 118 is formed.

次いで、図8−2(H)に示すように、天板41にサンドブラスト処理を行って開口(貫通口112、溶解液注入口M)を形成した後、保護用レジスト94を酸素プラズマにて剥離する。   Next, as shown in FIG. 8-2 (H), the top plate 41 is subjected to sand blasting to form openings (through holes 112, solution injection ports M), and then the protective resist 94 is peeled off by oxygen plasma. To do.

こうして、天板部材40の製造が終了したら、次に、天板部材40と圧電素子基板70とを接合する。接合は、図9−1(A)に示すように、天板部材40を圧電素子基板70に被せ、リブ隔壁98が隔壁配置空間R1に、バンプ64がバンプ接続空間R2に配置されるようにする。リブ隔壁98の内側には、インク供給路114Aが構成される。   After the top plate member 40 is thus manufactured, the top plate member 40 and the piezoelectric element substrate 70 are then joined. As shown in FIG. 9A, the top plate member 40 is placed on the piezoelectric element substrate 70, and the rib partition 98 is disposed in the partition placement space R1, and the bump 64 is disposed in the bump connection space R2. To do. An ink supply path 114A is formed inside the rib partition wall 98.

このとき、天板部材40の金属配線90を覆う樹脂保護層92が犠牲層118に当接され、リブ隔壁98が下部電極52に当接され、バンプ64が上部電極54に当接される。各々の高さ、厚みは上記の当接が可能なように確保されている。   At this time, the resin protective layer 92 covering the metal wiring 90 of the top plate member 40 is in contact with the sacrificial layer 118, the rib partition wall 98 is in contact with the lower electrode 52, and the bump 64 is in contact with the upper electrode 54. Each height and thickness are secured so that the above-mentioned contact is possible.

接合は、天板部材40と圧電素子基板70とを熱圧着処理して接合する。これにより、リブ隔壁98が振動板48上の下部電極52に接合され、バンプ64が上部電極54に接合される。   In the joining, the top plate member 40 and the piezoelectric element substrate 70 are joined by thermocompression treatment. As a result, the rib partition wall 98 is bonded to the lower electrode 52 on the diaphragm 48, and the bump 64 is bonded to the upper electrode 54.

上記のように、犠牲層118を樹脂保護層92に当接させた状態で圧着処理することにより、犠牲層118がない場合と比較して、リブ隔壁98に加えられる力が分散され、リブ隔壁98、振動板48などの変形を防止することができる。   As described above, the pressure applied in the state where the sacrificial layer 118 is in contact with the resin protective layer 92 disperses the force applied to the rib partition 98 as compared with the case where the sacrificial layer 118 is not provided. 98, deformation of the diaphragm 48 and the like can be prevented.

また、犠牲層118によりバンプ接続空間R2が構成されているので、熱によりバンプ64が溶解しても、バンプ64が広がってしまうことを防止することができる。   Further, since the bump connection space R2 is configured by the sacrificial layer 118, even if the bump 64 is melted by heat, the bump 64 can be prevented from spreading.

次に、図9−1(B)に示すように、溶解液注入口Mから犠牲層118を溶解するための溶解液を注入し、犠牲層118を溶解させて除去する。このように、犠牲層118を溶解することにより、圧電素子46の上部に、圧電素子46の変位を許容する空間を容易に構成することができる。   Next, as shown in FIG. 9B, a solution for dissolving the sacrificial layer 118 is injected from the solution inlet M, and the sacrificial layer 118 is dissolved and removed. Thus, by dissolving the sacrificial layer 118, a space allowing the displacement of the piezoelectric element 46 can be easily formed above the piezoelectric element 46.

なお、溶解液注入口Mは、前述の熱圧着処理の際に発生するおそれのあるガス抜きの孔としても機能する。   The solution injection port M also functions as a vent hole that may be generated during the above-described thermocompression bonding process.

次に、図9−1(C)に示すように、溶解液注入口Mを塞ぐためのフィルム119を、天板41の上部に積層する。フィルム119には、樹脂フィルムなどを用いることができる。   Next, as shown in FIG. 9A, a film 119 for closing the solution injection port M is laminated on the top plate 41. A resin film or the like can be used for the film 119.

次に、図9−2(D)に示すように、第1支持基板76の貫通孔76Aから接着剤剥離溶液を注入して接着剤78を選択的に溶解させることで、その第1支持基板76を圧電素子基板70から剥離処理する(図9−2(E))。この状態から、天板部材40の天板41が圧電素子基板70の支持体となる
そして、9−2(F)に示すように、振動板48及び下部電極52のリブ隔壁98が配置された内側に、インク供給路114Bを穿孔して、天板部材40が接合された圧電素子基板70が完成する。
Next, as shown in FIG. 9-2 (D), the adhesive stripping solution is injected from the through-hole 76A of the first support substrate 76 to selectively dissolve the adhesive 78, thereby the first support substrate. 76 is peeled from the piezoelectric element substrate 70 (FIG. 9-2 (E)). From this state, the top plate 41 of the top plate member 40 becomes a support for the piezoelectric element substrate 70. As shown in 9-2 (F), the diaphragm 48 and the rib partition wall 98 of the lower electrode 52 are arranged. An ink supply path 114B is bored on the inner side to complete the piezoelectric element substrate 70 to which the top plate member 40 is bonded.

次に流路基板72の製造方法について説明する。流路基板72は、図10(A)に示すように、まず、貫通孔100Aが複数穿設されたガラス製の第2支持基板100を用意する。第2支持基板100は第1支持基板76と同様、撓まないものであれば何でもよく、ガラス製に限定されるものではないが、ガラスは硬い上に安価なので好ましい。この第2支持基板100の作製方法としては、ガラス基板のブラスト加工およびフェムト秒レーザー加工や、感光性ガラス基板(例えば、HOYA株式会社製PEG3C)を露光・現像する等が知られている。   Next, a method for manufacturing the flow path substrate 72 will be described. As shown in FIG. 10A, the flow path substrate 72 first prepares a second support substrate 100 made of glass having a plurality of through holes 100A. Similar to the first support substrate 76, the second support substrate 100 may be anything as long as it does not bend and is not limited to glass, but glass is preferable because it is hard and inexpensive. Known methods for producing the second support substrate 100 include blasting and femtosecond laser processing of a glass substrate, and exposure / development of a photosensitive glass substrate (for example, PEG3C manufactured by HOYA Corporation).

そして、図10(B)に示すように、その第2支持基板100の上面(表面)に接着剤104を塗布し、図10(C)に示すように、その上面(表面)に樹脂基板102(例えば、厚さ0.1mm〜0.5mmのアミドイミド基板)を接着する。そして次に、図10(D)に示すように、その樹脂基板102の上面を金型106に押し付け、加熱・加圧処理する。その後、図10(E)に示すように、金型106を樹脂基板102から離型処理することにより、圧力室50やノズル56等が形成される流路基板72が完成する。   Then, as shown in FIG. 10B, the adhesive 104 is applied to the upper surface (front surface) of the second support substrate 100, and as shown in FIG. 10C, the resin substrate 102 is applied to the upper surface (front surface). (For example, an amide-imide substrate having a thickness of 0.1 mm to 0.5 mm) is bonded. Next, as shown in FIG. 10D, the upper surface of the resin substrate 102 is pressed against the mold 106, and a heating / pressurizing process is performed. Thereafter, as shown in FIG. 10E, the mold 106 is released from the resin substrate 102 to complete the flow path substrate 72 in which the pressure chambers 50, the nozzles 56, and the like are formed.

こうして、流路基板72が完成したら、図11−1(A)に示すように、圧電素子基板70と流路基板72とを熱圧着処理により接合する。そして次に、図11−1(B)に示すように、第2支持基板100の貫通孔100Aから有機エタノールアミン処理により接着剤剥離溶液を注入して接着剤104を選択的に溶解させることで、その第2支持基板100を流路基板72から剥離処理する。   Thus, when the flow path substrate 72 is completed, the piezoelectric element substrate 70 and the flow path substrate 72 are joined by thermocompression bonding as shown in FIG. 11A. Then, as shown in FIG. 11-1 (B), the adhesive stripping solution is injected from the through hole 100A of the second support substrate 100 by the organic ethanolamine treatment to selectively dissolve the adhesive 104. Then, the second support substrate 100 is peeled from the flow path substrate 72.

その後、図11−2(C)に示すように、第2支持基板100が剥離された面を、アルミナを主成分とする研磨材を使用した研磨処理又は酸素プラズマを用いたRIE処理することにより、表面層が取り除かれ、ノズル56が開口される。そして、図11−2(D)に示すように、そのノズル56が開口された下面に撥水剤としてのフッ素材108(例えば、旭ガラス社製のCytop)を塗布する。   Thereafter, as shown in FIG. 11-2 (C), the surface from which the second support substrate 100 has been peeled is subjected to a polishing process using an abrasive mainly composed of alumina or an RIE process using oxygen plasma. The surface layer is removed and the nozzle 56 is opened. Then, as shown in FIG. 11-2 (D), a fluorine material 108 (for example, Cytop manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.) as a water repellent is applied to the lower surface where the nozzle 56 is opened.

そして、図11−3(E)に示すように、天板部材40(天板41)の上面にプール室部材39を装着して、これらの間にインクプール室38を構成することにより、インクジェット記録ヘッド32が完成し、図11−3(F)に示すように、インクプール室38や圧力室50内にインク110が充填可能とされる。   Then, as shown in FIG. 11-3 (E), a pool chamber member 39 is mounted on the top surface of the top plate member 40 (top plate 41), and an ink pool chamber 38 is formed between them to form an ink jet. The recording head 32 is completed, and the ink 110 can be filled into the ink pool chamber 38 and the pressure chamber 50 as shown in FIG.

以上のようにして製造されるインクジェット記録ヘッド32を備えたインクジェット記録装置10において、次に、その作用を説明する。まず、インクジェット記録装置10に印刷を指令する電気信号が送られると、ストッカ24から記録用紙Pが1枚ピックアップされ、搬送装置26により搬送される。   Next, the operation of the inkjet recording apparatus 10 including the inkjet recording head 32 manufactured as described above will be described. First, when an electrical signal instructing printing is sent to the inkjet recording apparatus 10, one sheet of recording paper P is picked up from the stocker 24 and conveyed by the conveying device 26.

一方、インクジェット記録ユニット30では、すでにインクタンクからインク供給ポートを介してインクジェット記録ヘッド32のインクプール室38にインク110が注入(充填)され、インクプール室38に充填されたインク110は、インク流路114を経て圧力室50へ供給(充填)されている。そして、このとき、ノズル56の先端(吐出口)では、インク110の表面が圧力室50側に僅かに凹んだメニスカスが形成されている。   On the other hand, in the ink jet recording unit 30, the ink 110 has already been injected (filled) from the ink tank into the ink pool chamber 38 of the ink jet recording head 32 via the ink supply port, and the ink 110 filled in the ink pool chamber 38 is the ink. The pressure chamber 50 is supplied (filled) through the flow path 114. At this time, a meniscus in which the surface of the ink 110 is slightly recessed toward the pressure chamber 50 is formed at the tip (ejection port) of the nozzle 56.

そして、記録用紙Pを搬送しながら、複数のノズル56から選択的にインク滴を吐出することにより、記録用紙Pに、画像データに基づく画像の一部を記録する。すなわち、駆動IC60により、所定のタイミングで、所定の圧電素子46に電圧を印加し、振動板48を上下方向に撓み変形させて(面外振動させて)、圧力室50内のインク110を加圧し、所定のノズル56からインク滴として吐出させる。   A part of the image based on the image data is recorded on the recording paper P by selectively ejecting ink droplets from the plurality of nozzles 56 while conveying the recording paper P. That is, a voltage is applied to a predetermined piezoelectric element 46 at a predetermined timing by the driving IC 60, and the vibration plate 48 is bent and deformed in the vertical direction (vibrated out of plane) to apply the ink 110 in the pressure chamber 50. And ejected as ink droplets from a predetermined nozzle 56.

こうして、記録用紙Pに、画像データに基づく画像が完全に記録されたら、排紙ベルト23により記録用紙Pをトレイ25に排出する。これにより、記録用紙Pへの印刷処理(画像記録)が完了する。   Thus, when the image based on the image data is completely recorded on the recording paper P, the recording paper P is discharged onto the tray 25 by the paper discharge belt 23. Thereby, the printing process (image recording) on the recording paper P is completed.

ここで、このインクジェット記録ヘッド32は、インクプール室38と圧力室50の間に振動板48(圧電素子46)が配置され、インクプール室38と圧力室50が同一水平面上に存在しないように構成されている。したがって、圧力室50が互いに近接配置され、ノズル56が高密度に配設されている。   Here, in the ink jet recording head 32, a vibration plate 48 (piezoelectric element 46) is disposed between the ink pool chamber 38 and the pressure chamber 50 so that the ink pool chamber 38 and the pressure chamber 50 do not exist on the same horizontal plane. It is configured. Therefore, the pressure chambers 50 are arranged close to each other, and the nozzles 56 are arranged with high density.

また、圧電素子46に電圧を印加する駆動IC60は、振動板48と天板41との間に配設され、振動板48や天板部材40より外部へ露出しない(突出しない)構成とされている(インクジェット記録ヘッド32内に内蔵されている)。したがって、インクジェット記録ヘッド32の外部に駆動IC60を実装する場合に比べて、圧電素子46と駆動IC60の間を接続する金属配線86やバンプ64の長さが短くて済み、これによって、駆動IC60から圧電素子46までの低抵抗化が実現されている。   The drive IC 60 for applying a voltage to the piezoelectric element 46 is disposed between the diaphragm 48 and the top plate 41 and is configured not to be exposed (projected) outside from the diaphragm 48 or the top plate member 40. (Built in the ink jet recording head 32). Therefore, compared with the case where the drive IC 60 is mounted outside the ink jet recording head 32, the length of the metal wiring 86 and the bump 64 connecting the piezoelectric element 46 and the drive IC 60 can be shortened. Low resistance up to the piezoelectric element 46 is realized.

つまり、実用的な配線抵抗値で、ノズル56の高密度化、即ちノズル56の高密度なマトリックス状配設が実現されており、これによって、高解像度化が実現可能になっている。しかも、その駆動IC60は、天板41にフリップチップ実装されているので、高密度の配線接続が容易にでき、更には駆動IC60の高さの低減も図れる(薄くできる)。したがって、インクジェット記録ヘッド32の小型化も実現される。   That is, with a practical wiring resistance value, the nozzle 56 has a high density, that is, a high-density matrix arrangement of the nozzles 56, thereby realizing a high resolution. In addition, since the drive IC 60 is flip-chip mounted on the top plate 41, high-density wiring connection can be facilitated, and further, the height of the drive IC 60 can be reduced (thinned). Therefore, the ink jet recording head 32 can be downsized.

具体的には、従来のFPC方式による電気接続では、ノズル解像度は600npi(nozzle per pitch)が限界であったが、本発明の方式では、容易に1200npi配列が可能となった。また、サイズについては、600npiのノズル配列を例にとって比較した場合、FPCを用いなくて済むため、1/2以下にすることが可能となった。   Specifically, with the conventional FPC system electrical connection, the nozzle resolution is limited to 600 npi (nozzle per pitch), but with the system of the present invention, it is possible to easily arrange 1200 npi. In addition, the size can be reduced to 1/2 or less because the FPC is not used when the 600 npi nozzle arrangement is compared as an example.

また、この駆動IC60の周囲は、樹脂材58で埋められて封止されているので、水分等の外部環境から駆動IC60を保護することができる。   Further, since the periphery of the drive IC 60 is filled and sealed with the resin material 58, the drive IC 60 can be protected from an external environment such as moisture.

また、インクプール室38のインク110は、インク供給路114(インク供給路114A及びインク供給路114B)を経て圧力室50に供給されるが、インク供給路114Aによって、圧電素子46が供給途中のインクから確実に隔離されている。これにより、圧電素子46をインク110から保護することができる。   The ink 110 in the ink pool chamber 38 is supplied to the pressure chamber 50 through the ink supply path 114 (ink supply path 114A and ink supply path 114B). The piezoelectric element 46 is being supplied by the ink supply path 114A. Securely isolated from ink. Thereby, the piezoelectric element 46 can be protected from the ink 110.

また、天板41の金属配線90が、樹脂保護膜92によって被覆されているので、インク110による金属配線86の腐食を防止することができる。   Moreover, since the metal wiring 90 of the top plate 41 is covered with the resin protective film 92, corrosion of the metal wiring 86 by the ink 110 can be prevented.

また、本実施形態では、天板部材40と圧電素子基板70との間に犠牲層118を形成して、両者を接合後に犠牲層118を除去するという製造方法を用いているので、天板部材40と圧電素子基板70との間の空間を容易に構成することができる。   In the present embodiment, since the sacrificial layer 118 is formed between the top plate member 40 and the piezoelectric element substrate 70 and the sacrificial layer 118 is removed after joining both, the top plate member is used. The space between 40 and the piezoelectric element substrate 70 can be easily configured.

また、犠牲層118により、バンプ64やリブ隔壁98の配置位置を構成することにより(隔壁配置空間R1、バンプ接続空間R2)、精度よく配置して接合することができる。   Further, by arranging the arrangement positions of the bumps 64 and the rib partition walls 98 by the sacrificial layer 118 (the partition wall arrangement space R1 and the bump connection space R2), the sacrifice layers 118 can be arranged and bonded with high accuracy.

次に、本発明の第2実施形態のインクジェット記録ヘッドを説明する。本実施形態のインクジェット記録ヘッドにおいて、第1実施形態と同一の構成要素、部材等は同一符号を付して、その詳細な説明を省略する。   Next, an ink jet recording head according to a second embodiment of the present invention will be described. In the ink jet recording head of this embodiment, the same components, members and the like as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図12には、本発明の第2実施形態のインクジェット記録ヘッド132が示されている。第2実施形態のインクジェット記録ヘッド132では、第1実施形態のリブ隔壁98に代えて、隔壁層140が設けられている。   FIG. 12 shows an inkjet recording head 132 according to the second embodiment of the present invention. In the inkjet recording head 132 of the second embodiment, a partition layer 140 is provided instead of the rib partition 98 of the first embodiment.

隔壁層140は、天板部材40と圧電素子基板70との間に形成されており、インク供給路114Aを構成するインク隔壁部140A、金属配線を保護する保護層部140B、及び、駆動IC60近傍に配置されている支持部140C、で構成されている。インク隔壁部140A、及び、支持部140Cは、振動板48上の下部電極52と天板41とに当接され、天板部材40と圧電素子基板70との間に空間を構成している。   The partition layer 140 is formed between the top plate member 40 and the piezoelectric element substrate 70, and includes an ink partition portion 140A that constitutes the ink supply path 114A, a protective layer portion 140B that protects the metal wiring, and the vicinity of the drive IC 60. It is comprised by the support part 140C arrange | positioned. The ink partition wall portion 140 </ b> A and the support portion 140 </ b> C are in contact with the lower electrode 52 on the vibration plate 48 and the top plate 41, and form a space between the top plate member 40 and the piezoelectric element substrate 70.

以上のような構成のインクジェット記録ヘッド132において、次に、その製造工程について、図13〜図16を基に説明する。   Next, the manufacturing process of the ink jet recording head 132 configured as described above will be described with reference to FIGS.

まず、圧電素子基板70の製造方法について説明する。   First, a method for manufacturing the piezoelectric element substrate 70 will be described.

圧電素子基板70の製造は、図7−1(A)〜(G)に示す工程は、第1実施形態と同様である。図13(G)に示す、下部電極52と上部電極54の上面に低透水性絶縁膜(SiOx膜)80が積層された状態のものの上面に、図13(H)に示すように、犠牲層118を積層する。犠牲層118は、上部電極54の上部に、圧電素子46の変位を許容するための空間が構成される厚みで積層する。ここでの積層は、犠牲層118を構成する樹脂の塗布、印刷などによることができる。そして、犠牲層118をパターニングして、隔壁層140のインク隔壁部140Aが配置される隔壁配置空間R1、及び、バンプ64が配置されるバンプ接続空間R2を構成する。また、インク供給路114が構成される供給路空間R3にインク供給路114と同一形状で犠牲層118を積層する。犠牲層118のパターニングは、具体的には、ドライエッチング、露光など により行うことができる。   The manufacture of the piezoelectric element substrate 70 is the same as that of the first embodiment in the steps shown in FIGS. 7-1 (A) to (G). As shown in FIG. 13H, a sacrificial layer is formed on the upper surface of the state in which the low water permeable insulating film (SiOx film) 80 is laminated on the upper surfaces of the lower electrode 52 and the upper electrode 54 shown in FIG. 118 are stacked. The sacrificial layer 118 is laminated on the upper electrode 54 with a thickness that forms a space for allowing the displacement of the piezoelectric element 46. The lamination here can be performed by application, printing, or the like of the resin constituting the sacrificial layer 118. Then, the sacrificial layer 118 is patterned to form a partition arrangement space R1 in which the ink partition wall portion 140A of the partition wall layer 140 is disposed and a bump connection space R2 in which the bump 64 is disposed. A sacrificial layer 118 having the same shape as the ink supply path 114 is stacked in the supply path space R3 in which the ink supply path 114 is formed. Specifically, the patterning of the sacrificial layer 118 can be performed by dry etching, exposure, or the like.

次に、図13(I)に示すように、隔壁層140を積層する。隔壁層140は、圧電素子基板70の全体を覆い、一定の厚みになるように積層する。犠牲層118によって構成された隔壁配置空間R1、及び、バンプ接続空間R2は隔壁層140によって埋められる。   Next, as shown in FIG. 13I, a partition layer 140 is stacked. The partition layer 140 covers the entire piezoelectric element substrate 70 and is laminated so as to have a constant thickness. The partition wall arrangement space R <b> 1 and the bump connection space R <b> 2 configured by the sacrificial layer 118 are filled with the partition wall layer 140.

次に、隔壁層140をパターニングして、インク隔壁部140A、保護層部140B、及び、支持部140Cを形成する。インク隔壁部140Aは、供給路空間R3に配置されている犠牲層118周りに形成され、保護層部140Bは、圧電素子46の上部に配置された犠牲層118の上に形成され、支持部140Cは、駆動IC60の実装されるインクジェット記録132の端部付近に形成される。支持部140Cには、駆動IC60を収納可能な凹部Uが構成されている。また、バンプ接続空間R2に対応する部分の隔壁層140は除去する。   Next, the partition wall layer 140 is patterned to form the ink partition wall portion 140A, the protective layer portion 140B, and the support portion 140C. The ink partition wall portion 140A is formed around the sacrificial layer 118 disposed in the supply path space R3, and the protective layer portion 140B is formed on the sacrificial layer 118 disposed above the piezoelectric element 46, and the support portion 140C. Is formed in the vicinity of the end of the inkjet recording 132 on which the driving IC 60 is mounted. The support portion 140 </ b> C is configured with a recess U in which the drive IC 60 can be stored. Further, the partition wall layer 140 corresponding to the bump connection space R2 is removed.

上記のようにして、圧電素子基板70が製造される。この圧電素子基板70に、例えばガラス板を支持体とする天板部材40が接合される。天板部材40の製造方法は、図14−1(A)〜図14−2(G)に示す工程は、第1実施形態の図8−1(A)〜図8−2(G)の工程と同様である。図14(H)では、リブ隔壁98の形成は行わず、天板41にサンドブラスト処理を行って開口(貫通口112、溶解液注入口M)を形成した後、保護用レジスト94を酸素プラズマにて剥離する。なお、溶解液注入口Mは、圧電素子46に対応する部分だけでなく、インク供給路114に対応する位置にも形成する。   The piezoelectric element substrate 70 is manufactured as described above. A top plate member 40 having, for example, a glass plate as a support is bonded to the piezoelectric element substrate 70. In the manufacturing method of the top plate member 40, the steps shown in FIGS. 14-1 (A) to 14-2 (G) are the same as those in FIGS. 8-1 (A) to 8-2 (G) of the first embodiment. It is the same as the process. In FIG. 14 (H), the rib partition wall 98 is not formed, and the top plate 41 is subjected to sand blasting to form openings (through holes 112, solution inlet M), and then the protective resist 94 is changed to oxygen plasma. And peel off. The solution injection port M is formed not only at the portion corresponding to the piezoelectric element 46 but also at a position corresponding to the ink supply path 114.

こうして、天板部材40の製造が終了したら、次に、天板部材40と圧電素子基板70とを接合する。天板部材40と圧電素子基板70との接合は、図15−1(A)に示すように、天板部材40を圧電素子基板70に被せ、貫通口112が供給路空間R3に配置された犠牲層118上に配置され、バンプ64がバンプ接続空間R2に配置されるようにする。   After the top plate member 40 is thus manufactured, the top plate member 40 and the piezoelectric element substrate 70 are then joined. As shown in FIG. 15A, the top plate member 40 and the piezoelectric element substrate 70 are joined by placing the top plate member 40 on the piezoelectric element substrate 70 and the through hole 112 is disposed in the supply path space R3. Arranged on the sacrificial layer 118, the bumps 64 are arranged in the bump connection space R2.

このとき、天板部材40の金属配線90を覆う樹脂保護層92が保護層部140Bに当接され、天板41の貫通口112の周りがインク隔壁部140Aに当接され、バンプ64が上部電極54に当接される。各々の高さ、厚みは上記の当接が可能なように確保されている。   At this time, the resin protective layer 92 covering the metal wiring 90 of the top plate member 40 is brought into contact with the protective layer portion 140B, the periphery of the through hole 112 of the top plate 41 is brought into contact with the ink partition wall portion 140A, and the bumps 64 are formed on the upper portion. It contacts the electrode 54. Each height and thickness are secured so that the above-mentioned contact is possible.

接合は、天板部材40と圧電素子基板70とを熱圧着処理して接合する。これにより、インク隔壁部140Aが天板41に接合され、バンプ64が上部電極54に接合される。インク隔壁部140Aのキュアも同時に行う。   In the joining, the top plate member 40 and the piezoelectric element substrate 70 are joined by thermocompression treatment. As a result, the ink partition wall 140 </ b> A is bonded to the top plate 41, and the bumps 64 are bonded to the upper electrode 54. The ink partition 140A is cured at the same time.

上記のように、犠牲層118を挟んで隔壁層140と天板部材40とを圧着処理することにより、犠牲層118がない場合と比較して、隔壁層140と天板部材40とを良好に接合することができる。   As described above, the partition wall layer 140 and the top plate member 40 are pressure-bonded with the sacrificial layer 118 interposed therebetween, so that the partition wall layer 140 and the top plate member 40 can be made better than when the sacrificial layer 118 is not provided. Can be joined.

また、犠牲層118によりバンプ接続空間R2が構成されているので、熱によりバンプ64が溶解しても、バンプ64が広がってしまうことを防止することができる。   Further, since the bump connection space R2 is configured by the sacrificial layer 118, even if the bump 64 is melted by heat, the bump 64 can be prevented from spreading.

次に、図15−1(B)に示すように、溶解液注入口Mから犠牲層118を溶解するための溶解液を注入し、犠牲層118を溶解させて除去する。このように、犠牲層118を溶解することにより、圧電素子46の上部に、圧電素子46の変位を許容する空間を容易に構成することができ、インク供給路114を構成することができる。また、インク供給路114Aに対応する形状で形成されていた犠牲層118の部分でインク供給路114Aが構成されるので、インク供給路114Aの形状を正確に構成することができる。   Next, as shown in FIG. 15B, a solution for dissolving the sacrificial layer 118 is injected from the solution inlet M, and the sacrificial layer 118 is dissolved and removed. Thus, by dissolving the sacrificial layer 118, a space allowing displacement of the piezoelectric element 46 can be easily formed above the piezoelectric element 46, and the ink supply path 114 can be configured. Further, since the ink supply path 114A is configured by the portion of the sacrificial layer 118 formed in a shape corresponding to the ink supply path 114A, the shape of the ink supply path 114A can be configured accurately.

なお、溶解液注入口Mは、前述の熱圧着処理の際に発生するおそれのあるガス抜きの孔としても機能する。   The solution injection port M also functions as a vent hole that may be generated during the above-described thermocompression bonding process.

次に、図15−1(C)に示すように、溶解液注入口Mを塞ぐためのフィルム119を、天板41の上部に積層する。フィルム119には、樹脂フィルムなどを用いることができる。   Next, as shown in FIG. 15-1 (C), a film 119 for closing the dissolving solution inlet M is laminated on the top plate 41. A resin film or the like can be used for the film 119.

次に、図15−2(D)に示すように、第1支持基板76の貫通孔76Aから接着剤剥離溶液を注入して接着剤78を選択的に溶解させることで、その第1支持基板76を圧電素子基板70から剥離処理する(図15−2(E))。この状態から、天板部材40の天板41が圧電素子基板70の支持体となる
そして、15−2(F)に示すように、振動板48及び下部電極52のインク隔壁部140Aが配置された内側に、インク供給路114Bを穿孔して、天板部材40が接合された圧電素子基板70が完成する。
Next, as shown in FIG. 15-2 (D), an adhesive stripping solution is injected from the through-hole 76A of the first support substrate 76 to selectively dissolve the adhesive 78, thereby the first support substrate. 76 is peeled from the piezoelectric element substrate 70 (FIG. 15-2 (E)). From this state, the top plate 41 of the top plate member 40 becomes a support for the piezoelectric element substrate 70. Then, as shown in 15-2 (F), the diaphragm 48 and the ink partition 140A of the lower electrode 52 are disposed. The ink supply path 114B is perforated on the inner side to complete the piezoelectric element substrate 70 to which the top plate member 40 is bonded.

次に、流路基板72を接合する。流路基板72の製造方法は、第1実施形態と同様である(図10参照)。流路基板72の接合は、図16−1(A)に示すように、圧電素子基板70と流路基板72とを熱圧着処理により接合する。そして次に、図16−1(B)に示すように、第2支持基板100の貫通孔100Aから有機エタノールアミン処理により接着剤剥離溶液を注入して接着剤104を選択的に溶解させることで、その第2支持基板100を流路基板72から剥離処理する。   Next, the flow path substrate 72 is bonded. The manufacturing method of the flow path substrate 72 is the same as that of the first embodiment (see FIG. 10). As shown in FIG. 16A, the flow path substrate 72 is bonded to the piezoelectric element substrate 70 and the flow path substrate 72 by a thermocompression treatment. Then, as shown in FIG. 16B, the adhesive 104 is selectively dissolved by injecting an adhesive stripping solution from the through hole 100A of the second support substrate 100 by organic ethanolamine treatment. Then, the second support substrate 100 is peeled from the flow path substrate 72.

その後、図16−2(C)に示すように、第2支持基板100が剥離された面を、アルミナを主成分とする研磨材を使用した研磨処理又は酸素プラズマを用いたRIE処理することにより、表面層が取り除かれ、ノズル56が開口される。そして、図16−2(D)に示すように、そのノズル56が開口された下面に撥水剤としてのフッ素材108(例えば、旭ガラス社製のCytop)を塗布する。   Thereafter, as shown in FIG. 16-2 (C), the surface from which the second support substrate 100 has been peeled is subjected to a polishing process using an abrasive mainly composed of alumina or an RIE process using oxygen plasma. The surface layer is removed and the nozzle 56 is opened. Then, as shown in FIG. 16-2 (D), a fluorine material 108 (for example, Cytop manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.) as a water repellent is applied to the lower surface where the nozzle 56 is opened.

そして、図16−3(E)に示すように、天板部材40(天板41)の上面にプール室部材39を装着して、これらの間にインクプール室38を構成することにより、インクジェット記録ヘッド32が完成し、図16−3(F)に示すように、インクプール室38や圧力室50内にインク110が充填可能とされる。   Then, as shown in FIG. 16-3 (E), a pool chamber member 39 is mounted on the top surface of the top plate member 40 (top plate 41), and an ink pool chamber 38 is formed between them, thereby forming an ink jet. The recording head 32 is completed, and the ink 110 can be filled into the ink pool chamber 38 and the pressure chamber 50 as shown in FIG.

本実施形態のインクジェット記録ヘッド132によれば、隔壁層140を有しているので、圧電素子基板70と天板部材40との間の不要な空間が埋められて、耐久性を高くすることができる。   According to the ink jet recording head 132 of the present embodiment, since the partition layer 140 is provided, an unnecessary space between the piezoelectric element substrate 70 and the top plate member 40 is filled, and durability can be increased. it can.

また、インク供給路114Aを犠牲層118を型抜きして形成するので、寸法精度をより高くすることができる。   Further, since the ink supply path 114A is formed by punching the sacrificial layer 118, the dimensional accuracy can be further increased.

次に、本発明の第3実施形態のインクジェット記録ヘッドを説明する。本実施形態のインクジェット記録ヘッドにおいて、第1、実施形態と同一の構成要素、部材等は同一符号を付して、その詳細な説明を省略する。   Next, an ink jet recording head according to a third embodiment of the present invention will be described. In the ink jet recording head of the present embodiment, the same components, members and the like as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図17には、本発明の第3実施形態のインクジェット記録ヘッド150が示されている。第3実施形態のインクジェット記録ヘッド150では、天板部材40が第1、第2実施形態と異なる。圧電素子基板70は、第2実施形態のインクジェット記録ヘッド132のものと同一であり、流路基板72については、第1、第2実施形態と同一である。   FIG. 17 shows an inkjet recording head 150 according to a third embodiment of the present invention. In the ink jet recording head 150 of the third embodiment, the top plate member 40 is different from the first and second embodiments. The piezoelectric element substrate 70 is the same as that of the ink jet recording head 132 of the second embodiment, and the flow path substrate 72 is the same as that of the first and second embodiments.

天板部材40は、インクプール室38側に金属配線91が形成されている。また、貫通口112は、インクプール室38側から下側に向かって、径が小さくなるテーパー状とされている。天板41の圧電素子46との接続部分に対応する位置には、スルーホール42が穿孔されている。スルーホール42を構成する壁面には、金属配線91が形成されている。スルーホール42は、バンプ64で埋められており、各圧電素子46の上部電極54と金属配線91とは、バンプ64で接続されている。   The top plate member 40 has a metal wiring 91 formed on the ink pool chamber 38 side. Further, the through-hole 112 has a tapered shape whose diameter decreases from the ink pool chamber 38 side toward the lower side. A through hole 42 is drilled at a position corresponding to a connection portion of the top plate 41 with the piezoelectric element 46. Metal wiring 91 is formed on the wall surface constituting the through hole 42. The through hole 42 is filled with a bump 64, and the upper electrode 54 of each piezoelectric element 46 and the metal wiring 91 are connected by the bump 64.

駆動IC60は、天板部材40のインクプール室38側の面へ、インクプール室38の外側に位置するように実装されている。駆動IC60の周囲は樹脂材58で封止されている。   The drive IC 60 is mounted on the surface of the top plate member 40 on the ink pool chamber 38 side so as to be positioned outside the ink pool chamber 38. The periphery of the drive IC 60 is sealed with a resin material 58.

以上のような構成のインクジェット記録ヘッド132において、次に、その製造工程について、図18〜図20を基に説明する。   Next, the manufacturing process of the ink jet recording head 132 configured as described above will be described with reference to FIGS.

天板部材40の製造は、図18(A)に示すように、天板41を用意する。天板41は、天板部材40自体が支持体となる程度の強度を確保できる厚み(0.3mm〜1.5mm)を有しているので、別途支持体を設ける必要がない。まず、図18(B)に示すように、貫通口112、及び、スルーホール42を形成する。具体的には、ホトリソグラフィー法で感光性ドライフィルムのレジストをパターニングし、このレジストをマスクとしてサンドブラスト処理を行って開口を形成した後、レジストを酸素プラズマにて剥離することにより形成することができる。   In the manufacture of the top plate member 40, a top plate 41 is prepared as shown in FIG. Since the top plate 41 has a thickness (0.3 mm to 1.5 mm) that can secure the strength to the extent that the top plate member 40 itself becomes a support, it is not necessary to provide a separate support. First, as shown in FIG. 18B, the through hole 112 and the through hole 42 are formed. Specifically, it can be formed by patterning a resist of a photosensitive dry film by a photolithography method, forming an opening by performing a sandblasting process using this resist as a mask, and then peeling the resist with oxygen plasma. .

なお、貫通口112及びスルーホール42はいずれも、断面で見たとき内面が下方に向かって次第に接近するようにテーパー状(漏斗状)に形成されている。   Note that each of the through-hole 112 and the through-hole 42 is formed in a taper shape (funnel shape) so that the inner surface gradually approaches downward when viewed in cross section.

このようにしてインク供給用貫通口112及び電気接続用貫通口42が形成された天板41の上面に、図18(C)に示すように、金属配線91を成膜してパターニングする。具体的には、スパッタ法によるAl膜(厚さ1μm)の着膜、ホトリソグラフィー法によるレジストの形成、H3PO4薬液を用いたAl膜のウェットエッチング、酸素プラズマによるレジスト剥離である。貫通口の段差は非常に大きいので、ホトリソグラフィー工程ではレジストのスプレー塗布法と長焦点深度露光法を用いている。このとき、金属配線90の一部が、電気接続用貫通口42の内面から、上部電極54へと達するようにパターニングしておく。これにより、電気接続用貫通口42の底部42Bが金属配線90で閉塞され、電気接続用貫通口42は、上方にのみ開放された以外は閉じた空間となる。また、金属薄膜を貫通口深部まで厚く成膜したい場合には、スパッタ法よりも段差被覆性の良好なCVD法を採用すればよい。 As shown in FIG. 18C, a metal wiring 91 is formed on the top surface of the top plate 41 in which the ink supply through-holes 112 and the electrical connection through-holes 42 are formed, and is patterned. Specifically, deposition of an Al film (thickness 1 μm) by sputtering, formation of a resist by photolithography, wet etching of an Al film using an H 3 PO 4 chemical solution, and resist stripping by oxygen plasma. Since the level difference of the through hole is very large, a resist spray coating method and a long focal depth exposure method are used in the photolithography process. At this time, the metal wiring 90 is patterned so that a part of the metal wiring 90 reaches the upper electrode 54 from the inner surface of the through hole 42 for electrical connection. As a result, the bottom portion 42B of the electrical connection through hole 42 is closed by the metal wiring 90, and the electrical connection through hole 42 is a closed space except that it is opened only upward. In addition, when it is desired to form a thin metal film as thick as the depth of the through-hole, a CVD method with better step coverage than the sputtering method may be employed.

次に、上記のようにして製造された天板部材40と圧電素子基板70とを接合する。接合は、天板部材40と圧電素子基板70とを熱圧着処理して接合する。これにより、インク隔壁部140Aが天板41に接合される。インク隔壁部140Aのキュアも同時に行う。   Next, the top plate member 40 and the piezoelectric element substrate 70 manufactured as described above are joined. In the joining, the top plate member 40 and the piezoelectric element substrate 70 are joined by thermocompression treatment. Thereby, the ink partition wall 140 </ b> A is joined to the top plate 41. The ink partition 140A is cured at the same time.

上記のように、犠牲層118を挟んで隔壁層140と天板部材40とを圧着処理することにより、犠牲層118がない場合と比較して、隔壁層140と天板部材40とを良好に接合することができる。   As described above, the partition wall layer 140 and the top plate member 40 are pressure-bonded with the sacrificial layer 118 interposed therebetween, so that the partition wall layer 140 and the top plate member 40 can be made better than when the sacrificial layer 118 is not provided. Can be joined.

次に、図19−1(B)に示すように、スルーホール42の上部から半田ボールを落として、バンプ64を形成する。バンプ64により、上部電極54と金属配線91とが接続される。   Next, as shown in FIG. 19B, the solder balls are dropped from the upper part of the through holes 42 to form the bumps 64. The upper electrode 54 and the metal wiring 91 are connected by the bump 64.

次に、図19−1(C)に示すように、金属配線91を保護するための保護膜93を形成する。保護膜93は、SiO2(CVD,スパッタなど)などの、無機質、樹脂などのインク耐性のあるものであればよい。例えば、ポリイミドを塗布、露光、現像、熱処理などにより形成することができる。   Next, as shown in FIG. 19C, a protective film 93 for protecting the metal wiring 91 is formed. The protective film 93 may be an inorganic material such as SiO2 (CVD, sputtering, etc.) or an ink resistant material such as a resin. For example, polyimide can be formed by coating, exposure, development, heat treatment, and the like.

次に、図19−2(D)に示すように、天板部材40の上部に金属配線91を介して駆動IC60を実装し、駆動IC60の周りを樹脂材58で覆って保護する。   Next, as shown in FIG. 19-2 (D), the drive IC 60 is mounted on the top plate member 40 via the metal wiring 91, and the periphery of the drive IC 60 is covered with a resin material 58 to protect it.

次に、図19−2(E)に示すように、溶解液注入口Mから犠牲層118を溶解するための溶解液を注入し、犠牲層118を溶解させて除去する。このように、犠牲層118を溶解することにより、圧電素子46の上部に、圧電素子46の変位を許容する空間を容易に構成することができ、インク供給路114を構成することができる。また、インク供給路114Aに対応する形状で形成されていた犠牲層118の部分でインク供給路114Aが構成されるので、インク供給路114Aの形状を正確に構成することができる。   Next, as shown in FIG. 19-2 (E), a solution for dissolving the sacrificial layer 118 is injected from the solution inlet M, and the sacrificial layer 118 is dissolved and removed. Thus, by dissolving the sacrificial layer 118, a space allowing displacement of the piezoelectric element 46 can be easily formed above the piezoelectric element 46, and the ink supply path 114 can be configured. Further, since the ink supply path 114A is configured by the portion of the sacrificial layer 118 formed in a shape corresponding to the ink supply path 114A, the shape of the ink supply path 114A can be configured accurately.

なお、溶解液注入口Mは、前述の熱圧着処理の際に発生するおそれのあるガス抜きの孔としても機能する。   The solution injection port M also functions as a vent hole that may be generated during the above-described thermocompression bonding process.

次に、図19−2(F)に示すように、第1支持基板76の貫通孔76Aから接着剤剥離溶液を注入して接着剤78を選択的に溶解させることで、その第1支持基板76を圧電素子基板70から剥離処理する(図19−3(G))。この状態から、天板部材40の天板41が圧電素子基板70の支持体となる
そして、19−3(H)に示すように、振動板48及び下部電極52のインク隔壁部140Aの配置される内側に、インク供給路114Bを穿孔して、天板部材40が接合された圧電素子基板70が完成する。
Next, as shown in FIG. 19-2 (F), an adhesive stripping solution is injected from the through-hole 76A of the first support substrate 76 to selectively dissolve the adhesive 78, thereby the first support substrate. 76 is peeled from the piezoelectric element substrate 70 (FIG. 19-3 (G)). From this state, the top plate 41 of the top plate member 40 becomes a support for the piezoelectric element substrate 70. As shown in 19-3 (H), the diaphragm 48 and the ink partition wall portion 140A of the lower electrode 52 are arranged. The piezoelectric element substrate 70 to which the top plate member 40 is bonded by punching the ink supply path 114B inside is completed.

次に、流路基板72を接合する。流路基板72の製造方法は、第1実施形態と同様である(図10参照)。流路基板72の接合は、図20−1(A)に示すように、圧電素子基板70と流路基板72とを熱圧着処理により接合する。そして次に、図20−1(B)に示すように、第2支持基板100の貫通孔100Aから有機エタノールアミン処理により接着剤剥離溶液を注入して接着剤104を選択的に溶解させることで、その第2支持基板100を流路基板72から剥離処理する。   Next, the flow path substrate 72 is bonded. The manufacturing method of the flow path substrate 72 is the same as that of the first embodiment (see FIG. 10). As shown in FIG. 20A, the flow path substrate 72 is bonded to the piezoelectric element substrate 70 and the flow path substrate 72 by thermocompression treatment. Then, as shown in FIG. 20-1 (B), an adhesive stripping solution is injected from the through hole 100A of the second support substrate 100 by an organic ethanolamine treatment to selectively dissolve the adhesive 104. Then, the second support substrate 100 is peeled from the flow path substrate 72.

その後、図20−2(C)に示すように、第2支持基板100が剥離された面を、アルミナを主成分とする研磨材を使用した研磨処理又は酸素プラズマを用いたRIE処理することにより、表面層が取り除かれ、ノズル56が開口される。そして、図20−2(D)に示すように、そのノズル56が開口された下面に撥水剤としてのフッ素材108(例えば、旭ガラス社製のCytop)を塗布する。   Thereafter, as shown in FIG. 20-2 (C), the surface from which the second support substrate 100 has been peeled is subjected to a polishing process using an abrasive mainly composed of alumina or an RIE process using oxygen plasma. The surface layer is removed and the nozzle 56 is opened. Then, as shown in FIG. 20-2 (D), a fluorine material 108 (for example, Cytop manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.) as a water repellent is applied to the lower surface where the nozzle 56 is opened.

そして、図20−3(E)に示すように、天板部材40(天板41)の上面にプール室部材39を装着して、これらの間にインクプール室38を構成することにより、インクジェット記録ヘッド32が完成し、図20−3(F)に示すように、インクプール室38や圧力室50内にインク110が充填可能とされる。   Then, as shown in FIG. 20-3 (E), a pool chamber member 39 is mounted on the top surface of the top plate member 40 (top plate 41), and an ink pool chamber 38 is formed between them to form an ink jet. The recording head 32 is completed, and the ink 110 can be filled into the ink pool chamber 38 and the pressure chamber 50 as shown in FIG.

本実施形態のインクジェット記録ヘッド132によれば、隔壁層140を有しているので、圧電素子基板70と天板部材40との間の不要な空間が埋められて、耐久性を高くすることができる。   According to the ink jet recording head 132 of the present embodiment, since the partition layer 140 is provided, an unnecessary space between the piezoelectric element substrate 70 and the top plate member 40 is filled, and durability can be increased. it can.

また、インク供給路114Aを犠牲層118を型抜きして形成するので、寸法精度をより高くすることができる。   Further, since the ink supply path 114A is formed by punching the sacrificial layer 118, the dimensional accuracy can be further increased.

また、駆動IC60が天板部材40の上側に実装されているので、圧電素子基板70側に配置した場合と比較して、発熱による圧電素子基板70への影響を小さくすることができる。   In addition, since the driving IC 60 is mounted on the top plate member 40, the influence on the piezoelectric element substrate 70 due to heat generation can be reduced as compared with the case where the driving IC 60 is disposed on the piezoelectric element substrate 70 side.

また、天板41の貫通口112が、圧電素子基板70へ向かって径が小さくなるテーパー状とされているので、インク供給路内に気泡が発生した場合でも、上方へ気泡がスムーズに移動し、泡抜けが良好になる。   Further, since the through-hole 112 of the top plate 41 has a tapered shape whose diameter decreases toward the piezoelectric element substrate 70, even when bubbles are generated in the ink supply path, the bubbles smoothly move upward. , Bubble removal is improved.

次に、第4実施形態について説明する。第4実施形態についても、第1〜第3実施形態と同様の部分については同一の符号を付して、詳細な説明は省略する。   Next, a fourth embodiment will be described. Also in the fourth embodiment, the same parts as those in the first to third embodiments are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図21に示すように、第4実施形態のインクジェット記録ヘッド160は、第2実施形態のインクジェット記録ヘッド150のインク隔壁部140Aに、インクの流路抵抗を調整するための調整流路162が構成されている。また、図22(A)に示すように、インク供給路114Aとインク供給路114Bとは、インクジェット記録ヘッド160を平面視したときに、異なる位置に配置されている。その他の部分については、第2実施形態のインクジェット記録ヘッド150と同一である。   As shown in FIG. 21, in the ink jet recording head 160 of the fourth embodiment, the adjustment flow path 162 for adjusting the ink flow path resistance is configured in the ink partition wall portion 140A of the ink jet recording head 150 of the second embodiment. Has been. Further, as shown in FIG. 22A, the ink supply path 114A and the ink supply path 114B are arranged at different positions when the inkjet recording head 160 is viewed in plan. Other parts are the same as those of the inkjet recording head 150 of the second embodiment.

調整流路162は、図23(B)、図22(B)−4に示すように、振動板48に沿って構成されており、インク供給路114Aとインク供給路114Bとを繋いでいる。また、図23(A)にも示すように、一部に幅が狭くなった狭幅部164が構成されている。狭幅部164の径、長さによって、インクの流路抵抗が調整されている。調整流路162の内部のインク供給路114A側には、フィルタ166が設けられている。フィルタ166は、断面が長方形の棒状とされ、所定の大きさ以上の異物が調整流路162の下流側へ通過しないように調整流路162の幅方向中央部に配置されている。   As shown in FIG. 23B and FIG. 22B-4, the adjustment flow path 162 is configured along the vibration plate 48, and connects the ink supply path 114A and the ink supply path 114B. Further, as shown in FIG. 23A, a narrow portion 164 having a narrow width in part is formed. The ink flow path resistance is adjusted by the diameter and length of the narrow portion 164. A filter 166 is provided on the ink supply channel 114 </ b> A side inside the adjustment channel 162. The filter 166 has a rectangular bar shape in cross section, and is disposed at the center in the width direction of the adjustment flow path 162 so that foreign matters having a predetermined size or more do not pass to the downstream side of the adjustment flow path 162.

また、フィルタ166は、インク隔壁部140Aと同一の材料で、同一工程により形成される。   The filter 166 is made of the same material as the ink partition wall 140A and is formed in the same process.

次に、本実施形態のインクジェット記録ヘッド160の製造方法について、説明する。ここでは、調整流路162の形成、及び、フィルタの形成に係る部分についてのみ説明する。   Next, a method for manufacturing the ink jet recording head 160 of this embodiment will be described. Here, only the portion relating to the formation of the adjustment flow path 162 and the formation of the filter will be described.

図24、25、26(A)に示すように、振動板48上に下部電極52、圧電素子46、上部電極54が形成されたものの上に、犠牲層118をパターニングする。パターニングにより、インク隔壁部140Aの配置される隔壁配置空間R1を構成するとともに、隔壁配置空間R1内の調整流路162が構成される調整流路空間R4部分に調整流路162と同一形状で犠牲層118を形成する。そして、調整流路162と同一形状の犠牲層118に、フィルタ166と同一形状のフィルタ配置空間R5をパターニングする。供給路空間R3、バンプ接続空間R2については、第2実施形態と同様にして形成する。犠牲層118のパターニングは、具体的には、ドライエッチング、露光など により行うことができる。   As shown in FIGS. 24, 25, and 26 (A), the sacrificial layer 118 is patterned on the diaphragm 48 on which the lower electrode 52, the piezoelectric element 46, and the upper electrode 54 are formed. By patterning, the partition wall arrangement space R1 in which the ink partition wall portion 140A is arranged is configured, and the adjustment channel space R4 portion in which the adjustment channel 162 in the partition wall arrangement space R1 is formed is sacrificed in the same shape as the adjustment channel 162. Layer 118 is formed. Then, the filter arrangement space R5 having the same shape as the filter 166 is patterned on the sacrificial layer 118 having the same shape as the adjustment flow path 162. The supply path space R3 and the bump connection space R2 are formed in the same manner as in the second embodiment. Specifically, the patterning of the sacrificial layer 118 can be performed by dry etching, exposure, or the like.

次に、図24、25、26(B)に示すように、隔壁層140を積層する。隔壁層140は、圧電素子基板70の全体を覆い、一定の厚みになるように積層する。犠牲層118によって構成された隔壁配置空間R1、バンプ接続空間R2、及び、フィルタ配置空間R5は、隔壁層140によって埋められる。そして、隔壁層140をパターニングして、インク隔壁部140A、保護層部140B、及び、支持部140Cを形成する。インク隔壁部140Aは、供給路空間R3及び調整流路空間R4に配置されている犠牲層118周りに形成され、保護層部140Bは、圧電素子46の上部に配置された犠牲層118の上に形成され、支持部140Cは、駆動IC60の実装されるインクジェット記録132の端部付近に形成される。支持部140Cには、駆動IC60を収納可能な凹部Uが構成されている。また、バンプ接続空間R2に対応する部分の隔壁層140は除去する。   Next, as shown in FIGS. 24, 25, and 26 (B), the partition layer 140 is stacked. The partition layer 140 covers the entire piezoelectric element substrate 70 and is laminated so as to have a constant thickness. The partition wall arrangement space R <b> 1, the bump connection space R <b> 2, and the filter arrangement space R <b> 5 configured by the sacrificial layer 118 are filled with the partition wall layer 140. Then, the partition wall layer 140 is patterned to form the ink partition wall portion 140A, the protective layer portion 140B, and the support portion 140C. The ink partition wall 140A is formed around the sacrificial layer 118 disposed in the supply channel space R3 and the adjustment channel space R4, and the protective layer 140B is formed on the sacrificial layer 118 disposed above the piezoelectric element 46. The formed support part 140C is formed in the vicinity of the end part of the ink jet recording 132 on which the driving IC 60 is mounted. The support portion 140 </ b> C is configured with a recess U in which the drive IC 60 can be stored. Further, the partition wall layer 140 corresponding to the bump connection space R2 is removed.

次に、図24、25、26(C)に示すように、犠牲層118を溶解して、調整流路162、インク供給路114Aを構成する。   Next, as shown in FIGS. 24, 25, and 26 (C), the sacrificial layer 118 is dissolved to form the adjustment flow path 162 and the ink supply path 114 </ b> A.

上記のようにして、犠牲層118を用いることにより、容易に、流路抵抗を調整するための所望の形状の調整流路162、及び、フィルタ166を構成することができる。   By using the sacrificial layer 118 as described above, it is possible to easily configure the adjustment flow path 162 and the filter 166 having a desired shape for adjusting flow path resistance.

なお、上記では、第2実施形態のインクジェット記録ヘッド150に調整流路162を構成した例について説明したが、調整流路162は、第3実施形態のインクジェット記録ヘッドに構成することもできる。また、フィルタ166は、必ずしも必要ではない。   In the above, the example in which the adjustment flow path 162 is configured in the inkjet recording head 150 of the second embodiment has been described. However, the adjustment flow path 162 can also be configured in the inkjet recording head of the third embodiment. The filter 166 is not always necessary.

また、本実施形態では、インク供給路114A、114Bの断面形状が円形の例について説明したが、インク供給路114A、114Bの断面形状は、図27に示すように、長方形状にして、断面積を大きくすることもできる。このように、断面積を大きくすることにより、天板部材40や流路基板72との接合の際のアライメントのずれに対応することができる。   In the present embodiment, an example in which the cross-sectional shapes of the ink supply paths 114A and 114B are circular has been described. However, the cross-sectional shape of the ink supply paths 114A and 114B is rectangular as shown in FIG. Can be increased. As described above, by increasing the cross-sectional area, it is possible to cope with an alignment shift at the time of joining to the top plate member 40 or the flow path substrate 72.

また、調整流路162は、図28(A)に示すように、隣接する1方向の調整流路162同士を接続したり、図28(B)に示すように、隣接する2方向の調整流路162と接続したりしてもよい。このように、調整流路162を接続することにより、ごみ、異物、気泡によるインク詰まりを抑制することができる。   In addition, as shown in FIG. 28A, the adjustment flow path 162 connects adjacent adjustment flow paths 162 in one direction, or as shown in FIG. 28B, adjustment flow in two adjacent directions. It may be connected to the path 162. Thus, by connecting the adjustment flow path 162, ink clogging due to dust, foreign matter, and bubbles can be suppressed.

また、本実施形態では、各調整流路162に1本のフィルタ166を設けたが、フィルタは、図29(A)に示すように調整流路162の狭幅部164の上流側に複数本設けてもよく、図29(B)に示すように、調整流路162の壁面に互い違いに設置してもよい。   Further, in this embodiment, one filter 166 is provided in each adjustment channel 162, but a plurality of filters are provided upstream of the narrow portion 164 of the adjustment channel 162 as shown in FIG. It may be provided, and may be installed alternately on the wall surface of the adjustment channel 162 as shown in FIG.

また、フィルタ166は、図30に示すように、インク供給路114Aの径を2分するような板状のものを配置して構成することもできる。   Further, as shown in FIG. 30, the filter 166 may be configured by arranging a plate-like member that bisects the diameter of the ink supply path 114A.

なお、隣接する調整流路162を接続する場合には、フィルタ166は、図31(A)(B)に示すように、他の接続されるインク供給路114A側にも設置するのが好ましい。   In the case where adjacent adjustment flow paths 162 are connected, the filter 166 is preferably installed on the other connected ink supply path 114A side as shown in FIGS. 31 (A) and 31 (B).

なお、上記では、本発明の液滴吐出ヘッドとして、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの各色のインク滴を吐出するインクジェット記録ヘッドを挙げ、液滴吐出装置としても、インクジェット記録ヘッドを備えたインクジェット記録装置を挙げたが、本発明の液滴吐出ヘッド及び液滴吐出装置は、記録用紙P上へ画像(文字を含む)を記録するものに限定されない。すなわち、記録媒体は紙に限定されるものでなく、また、吐出する液体もインクに限定されるものではない。例えば、高分子フィルムやガラス上にインクを吐出してディスプレイ用カラーフィルターを作成したり、溶接状態の半田を基板上に吐出して部品実装用のバンプを形成したりする等、工業用に用いられる液滴吐出装置全般が広く含まれる。   In the above description, an inkjet recording head that ejects ink droplets of black, yellow, magenta, and cyan is exemplified as the droplet ejection head of the present invention, and the inkjet recording head including the inkjet recording head is also used as the droplet ejection apparatus. Although the apparatus is mentioned, the droplet discharge head and the droplet discharge apparatus of the present invention are not limited to those that record images (including characters) on the recording paper P. That is, the recording medium is not limited to paper, and the liquid to be ejected is not limited to ink. For example, it is used for industrial purposes, such as creating color filters for displays by discharging ink onto polymer films or glass, or forming bumps for component mounting by discharging solder in a welded state onto a substrate. In general, the liquid droplet ejection apparatus is widely included.

また、液滴吐出装置としては、FWAに限らず、主走査機構と副走査機構を有するPartial Width Array(PWA)に本発明を適用してもよい。   Further, the droplet discharge device is not limited to the FWA, and the present invention may be applied to a partial width array (PWA) having a main scanning mechanism and a sub-scanning mechanism.

本発明のインクジェット記録装置を示す概略正面図である。1 is a schematic front view showing an ink jet recording apparatus of the present invention. 本発明のインクジェット記録装置におけるインクジェット記録ヘッドの配列を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the arrangement | sequence of the inkjet recording head in the inkjet recording device of this invention. 本発明のインクジェット記録装置における記録用紙の幅と印字領域の幅との関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the width of the recording paper in the inkjet recording device of this invention, and the width | variety of a printing area. 本発明の第1実施形態のインクジェット記録ヘッドの構成を示す概略平面図である。1 is a schematic plan view illustrating a configuration of an ink jet recording head according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態のインクジェット記録ヘッドの構成を示す断面図である。1 is a cross-sectional view illustrating a configuration of an ink jet recording head according to a first embodiment of the present invention. 本発明のインクジェット記録ヘッドの駆動ICのバンプを示す概略平面図である。FIG. 3 is a schematic plan view showing bumps of a drive IC of the ink jet recording head of the present invention. 本発明の第1実施形態のインクジェット記録ヘッドを製造する全体工程の説明図である。It is explanatory drawing of the whole process which manufactures the inkjet recording head of 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る圧電素子基板を製造する工程(A)〜(F)を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows process (A)-(F) which manufactures the piezoelectric element substrate which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る圧電素子基板を製造する工程(G)〜(I)を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows process (G)-(I) which manufactures the piezoelectric element substrate which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る天板部材を製造する工程(A)〜(E)を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows process (A)-(E) which manufactures the top-plate member which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る天板部材を製造する工程(F)〜(H)を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows process (F)-(H) which manufactures the top-plate member which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る圧電素子基板に天板部材を接合する工程(A)〜(C)を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows process (A)-(C) which joins a top-plate member to the piezoelectric element board | substrate which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る圧電素子基板に天板部材を接合する工程(D)〜(E)を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows process (D)-(E) which joins a top-plate member to the piezoelectric element substrate which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明に係る流路基板を製造する工程(A)〜(E)を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows process (A)-(E) which manufactures the flow-path board | substrate which concerns on this invention. 本発明の第1実施形態に係る圧電素子基板に流路基板を接合する工程(A)〜(B)を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows process (A)-(B) which joins a flow-path board | substrate to the piezoelectric element board | substrate which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る圧電素子基板に流路基板を接合する工程(C)〜(D)を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows process (C)-(D) which joins a flow-path board | substrate to the piezoelectric element board | substrate which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る圧電素子基板に流路基板を接合した後工程において、(E)はプール室部材を接合する工程、(F)はインクを充填する工程を示す説明図である。4E is an explanatory view showing a step of joining a pool chamber member and (F) a step of filling ink in a post-step of joining the flow path substrate to the piezoelectric element substrate according to the first embodiment of the present invention. . 本発明の第2実施形態のインクジェット記録ヘッドを図4と同様の断面で示す断面図である。It is sectional drawing which shows the inkjet recording head of 2nd Embodiment of this invention in the cross section similar to FIG. 本発明の第2実施形態に係る圧電素子基板を製造する工程(G)〜(J)を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows process (G)-(J) which manufactures the piezoelectric element substrate which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態に係る天板部材を製造する工程(A)〜(E)を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows process (A)-(E) which manufactures the top-plate member which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態に係る天板部材を製造する工程(F)〜(H)を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows process (F)-(H) which manufactures the top-plate member which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態に係る圧電素子基板に天板部材を接合する工程(A)〜(C)を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows process (A)-(C) which joins a top-plate member to the piezoelectric element board | substrate which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る圧電素子基板に天板部材を接合する工程(D)〜(E)を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows process (D)-(E) which joins a top-plate member to the piezoelectric element substrate which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態に係る圧電素子基板に流路基板を接合する工程(A)〜(B)を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the process (A)-(B) which joins a flow-path board | substrate to the piezoelectric element board | substrate which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態に係る圧電素子基板に流路基板を接合する工程(C)〜(D)を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows process (C)-(D) which joins a flow-path board | substrate to the piezoelectric element board | substrate which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態に係る圧電素子基板に流路基板を接合した後工程において、(E)はプール室部材を接合する工程、(F)はインクを充填する工程を示す説明図である。FIG. 8E is an explanatory diagram showing a process of joining a pool chamber member and (F) a process of filling ink in a post-process of joining the flow path substrate to the piezoelectric element substrate according to the second embodiment of the present invention. . 本発明の第3実施形態のインクジェット記録ヘッドを図4と同様の断面で示す断面図である。It is sectional drawing which shows the inkjet recording head of 3rd Embodiment of this invention in the cross section similar to FIG. 本発明の第3実施形態に係る天板部材を製造する工程(A)〜(C)を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the process (A)-(C) which manufactures the top-plate member which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態に係る圧電素子基板に天板部材を接合する工程(A)〜(C)を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows process (A)-(C) which joins a top-plate member to the piezoelectric element substrate which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態に係る圧電素子基板に天板部材を接合する工程(D)〜(F)を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows process (D)-(F) which joins a top-plate member to the piezoelectric element substrate which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態に係る圧電素子基板に天板部材を接合する工程(G)〜(I)を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows process (G)-(I) which joins a top-plate member to the piezoelectric element substrate which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態に係る圧電素子基板に流路基板を接合する工程(A)〜(B)を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the process (A)-(B) which joins a flow-path board | substrate to the piezoelectric element board | substrate which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態に係る圧電素子基板に流路基板を接合する工程(C)〜(D)を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows process (C)-(D) which joins a flow-path board | substrate to the piezoelectric element board | substrate which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態に係る圧電素子基板に流路基板を接合した後工程において、(E)はプール室部材を接合する工程、(F)はインクを充填する工程を示す説明図である。In the post-process which joined a flow-path board | substrate to the piezoelectric element board | substrate which concerns on 3rd Embodiment of this invention, (E) is the process of joining a pool chamber member, (F) is explanatory drawing which shows the process of filling with ink. . 本発明の第4実施形態のインクジェット記録ヘッドの圧電素子付近を平面視した図である。It is the figure which planarly viewed the piezoelectric element vicinity of the inkjet recording head of 4th Embodiment of this invention. 本発明の第4実施形態のインクジェット記録ヘッドの圧電素子付近を(A)は平面視した図であり、(B−1)は、(A)のA−Aの断面図であり、(B−2)は、(A)のB−Bの断面図であり、(B−3)は、(A)のC−Cの断面図であり、(B−4)は、(A)のD−Dの断面図であり、るる。る。(A) is a plan view of the vicinity of a piezoelectric element of an ink jet recording head according to a fourth embodiment of the present invention, (B-1) is a sectional view taken along line AA in (A), and (B- 2) is a cross-sectional view taken along the line BB of (A), (B-3) is a cross-sectional view taken along the line CC of (A), and (B-4) is a cross-sectional view taken along the line D-- of (A). It is a sectional view of D. The 本発明の第4実施形態のインクジェット記録ヘッドの(A)は1つの圧電素子付近を平面視した図であり、(B)は1つの調整流路の斜視図である。(A) of the inkjet recording head of 4th Embodiment of this invention is the figure which planarly viewed one piezoelectric element vicinity, (B) is the perspective view of one adjustment flow path. 本発明の第4実施形態のインクジェット記録ヘッドの圧電素子基板を製造する工程(A)〜(C)を図22(A)のA−A断面で示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the process (A)-(C) which manufactures the piezoelectric element board | substrate of the inkjet recording head of 4th Embodiment of this invention in the AA cross section of FIG. 22 (A). 本発明の第4実施形態のインクジェット記録ヘッドの圧電素子基板を製造する工程(A)〜(C)を図22(A)のB−B断面で示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the process (A)-(C) which manufactures the piezoelectric element board | substrate of the inkjet recording head of 4th Embodiment of this invention in the BB cross section of FIG. 22 (A). 本発明の第4実施形態のインクジェット記録ヘッドの圧電素子基板を製造する工程(A)〜(C)を図22(A)のC−C断面で示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the process (A)-(C) which manufactures the piezoelectric element board | substrate of the inkjet recording head of 4th Embodiment of this invention in CC cross section of FIG. 22 (A). 本発明の第4実施形態のインクジェット記録ヘッドのインク供給路の変形例を示す圧電素子付近の平面図である。It is a top view of the vicinity of a piezoelectric element showing a modification of the ink supply path of the ink jet recording head of the fourth embodiment of the present invention. 本発明の第4実施形態のインクジェット記録ヘッドのインク供給路の他の変形例を示す圧電素子付近の平面図である。It is a top view of the piezoelectric element vicinity which shows the other modification of the ink supply path of the inkjet recording head of 4th Embodiment of this invention. 本発明の第4実施形態のインクジェット記録ヘッドのフィルタの変形例を示す1つの圧電素子付近の平面図である。It is a top view near one piezoelectric element which shows the modification of the filter of the inkjet recording head of 4th Embodiment of this invention. 本発明の第4実施形態のインクジェット記録ヘッドのフィルタの他の変形例を示す1つの圧電素子付近の平面図である。It is a top view near one piezoelectric element which shows the other modification of the filter of the inkjet recording head of 4th Embodiment of this invention. 本発明の第4実施形態のインクジェット記録ヘッドのフィルタの他の変形例を示す圧電素子付近の平面図である。It is a top view of the piezoelectric element vicinity which shows the other modification of the filter of the inkjet recording head of 4th Embodiment of this invention. 従来のインクジェット記録ヘッドの構造を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the structure of the conventional inkjet recording head. 従来のインクジェット記録ヘッドの構造を示す概略平面図である。It is a schematic plan view which shows the structure of the conventional inkjet recording head. 従来のインクジェット記録ヘッドの構造を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows the structure of the conventional inkjet recording head.

符号の説明Explanation of symbols

10 インクジェット記録装置
32 インクジェット記録ヘッド
38 インクプール室
39 プール室部材
40 天板部材
41 天板
46 圧電素子
48 振動板
50 圧力室
52 下部電極
54 上部電極
56 ノズル
64 バンプ
70 圧電素子基板
72 流路基板
98 リブ隔壁
114A インク供給路
114B インク供給路
118 犠牲層
140 隔壁層
140A インク隔壁部
140C 支持部
140B 保護層部
150 インクジェット記録ヘッド
160 インクジェット記録ヘッド
162 調整流路
164 狭幅部
166 フィルタ
R1 隔壁配置空間
R2 バンプ接続空間
R3 供給路空間
R4 調整流路空間
R5 フィルタ配置空間
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Inkjet recording device 32 Inkjet recording head 38 Ink pool chamber 39 Pool chamber member 40 Top plate member 41 Top plate 46 Piezoelectric element 48 Diaphragm 50 Pressure chamber 52 Lower electrode 54 Upper electrode 56 Nozzle 64 Bump 70 Piezoelectric element substrate 72 Flow path substrate 98 Rib partition 114A Ink supply path 114B Ink supply path 118 Sacrificial layer 140 Partition wall 140A Ink partition part 140C Support part 140B Protective layer part 150 Inkjet recording head 160 Inkjet recording head 162 Adjustment channel 164 Narrow width part 166 Filter R1 Partition arrangement space R2 Bump connection space R3 Supply channel space R4 Adjustment channel space R5 Filter placement space

Claims (15)

液滴を吐出するノズルと連通し液体が充填される圧力室の一部を構成する振動板に、前記振動板を変位させる圧電素子を形成する圧電素子形成工程と、
前記振動板の前記圧電素子の形成された側に、前記圧電素子よりも厚い犠牲層を、前記圧力室と連通する液体流路を構成する隔壁部材の配置される位置に隔壁部材配置空間が構成されるように積層する犠牲層形成工程と、
前記振動板上の前記隔壁部材配置空間に前記隔壁部材を配置するとともに、前記隔壁部材および前記犠牲層の少なくとも一方の上に、前記圧力室へ供給する液体をプールする液体プール室の一部を構成する天板部材を積層する、積層工程と、
前記振動板及び前記天板部材を、圧着処理で接合する接合工程と、
前記犠牲層を除去する犠牲層除去工程と、
を備えた、液滴吐出ヘッド製造方法。
A piezoelectric element forming step of forming a piezoelectric element that displaces the vibration plate on a vibration plate that constitutes a part of a pressure chamber that is in communication with a nozzle that discharges droplets and is filled with liquid;
A sacrificial layer thicker than the piezoelectric element is formed on the side of the diaphragm on which the piezoelectric element is formed, and a partition member arrangement space is formed at a position where the partition member constituting the liquid flow path communicating with the pressure chamber is disposed. A sacrificial layer forming step of stacking as described,
The partition member is disposed in the partition member disposition space on the diaphragm, and a part of a liquid pool chamber for pooling liquid to be supplied to the pressure chamber is disposed on at least one of the partition member and the sacrificial layer. Laminating a top plate member to be laminated,
A joining step of joining the diaphragm and the top plate member by a crimping process;
A sacrificial layer removing step of removing the sacrificial layer;
A method for manufacturing a droplet discharge head, comprising:
前記積層工程は、少なくとも前記隔壁部材を構成する隔壁層を前記振動板及び前記犠牲層の上に積層した後、前記天板部材を積層すること、を特徴とする請求項1に記載の液滴吐出ヘッド製造方法。   2. The droplet according to claim 1, wherein the stacking step stacks the top plate member after stacking at least a partition layer constituting the partition member on the diaphragm and the sacrificial layer. Discharge head manufacturing method. 前記積層工程は、前記隔壁部材を前記天板部材側へ形成した後、前記隔壁部材の形成された前記天板部材を積層すること、を特徴とする請求項1に記載の液滴吐出ヘッド製造方法。   2. The liquid droplet ejection head manufacturing method according to claim 1, wherein, in the stacking step, the partition plate member is formed on the top plate member side, and then the top plate member on which the partition wall member is formed is stacked. Method. 前記犠牲層形成工程において、前記犠牲層が少なくとも前記圧電素子上に配置されること、
を特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の液滴吐出ヘッド製造方法。
In the sacrificial layer forming step, the sacrificial layer is disposed on at least the piezoelectric element;
The method for manufacturing a droplet discharge head according to claim 1, wherein:
前記犠牲層形成工程において、前記犠牲層が少なくとも前記液体流路の構成される空間に配置されること、
を特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の液滴吐出ヘッド製造方法。
In the sacrificial layer forming step, the sacrificial layer is disposed at least in a space formed by the liquid channel;
The method for manufacturing a droplet discharge head according to claim 1, wherein:
前記天板部材には、前記圧電素子を駆動させるための駆動手段と接続された配線パターン、及び、前記圧電素子と前記配線パターンの端子とを接続するパンプが形成され、
前記犠牲層形成工程において、前記犠牲層により前記圧電素子上で前記バンプが配置されるバンプ接続空間が構成され、
前記バンプは、前記接合工程における前記圧着処理により前記圧電素子と電気的に接続されること、
を特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の液滴吐出ヘッド製造方法。
The top plate member is formed with a wiring pattern connected to a driving means for driving the piezoelectric element, and a pump for connecting the piezoelectric element and a terminal of the wiring pattern,
In the sacrificial layer forming step, a bump connection space in which the bumps are arranged on the piezoelectric element is configured by the sacrificial layer,
The bump is electrically connected to the piezoelectric element by the pressure-bonding process in the bonding step;
The method for manufacturing a droplet discharge head according to claim 1, wherein:
液滴を吐出するノズル、及び、前記ノズルと連通して液体が充填される圧力室、の形成された流路基板と、
前記圧力室の一部を構成する振動板、及び、この振動板を変位させる圧電素子、を含んで構成される圧電素子基板と、
前記圧電素子基板を間に置いて前記圧力室と反対側に構成され、前記圧力室へ供給する液体をプールする液体プール室と、
前記圧電素子基板と前記液体プール室との間に前記圧電素子基板と離間して対向するように設けられ、前記液体プール室から前記圧力室へと液体を供給する貫通口が形成された天板部材と、
前記圧電素子基板と前記天板部材との間に配置され、前記貫通口と連通されて前記圧電素子基板へ向かう方向に形成された第1流路と、前記第1流路と連通され前記圧電素子基板に沿った方向に形成された第2流路とで、前記液体プール室から前記圧力室へと液体を供給する液体流路を構成する隔壁部材と、
を備えた液滴吐出ヘッド。
A flow path substrate formed with a nozzle for discharging droplets, and a pressure chamber in communication with the nozzle and filled with liquid;
A piezoelectric element substrate including a diaphragm constituting a part of the pressure chamber, and a piezoelectric element for displacing the diaphragm;
A liquid pool chamber configured to be opposite to the pressure chamber with the piezoelectric element substrate interposed therebetween, and to pool liquid supplied to the pressure chamber;
A top plate provided between the piezoelectric element substrate and the liquid pool chamber so as to be spaced apart from the piezoelectric element substrate and supplying a liquid through the liquid pool chamber to the pressure chamber. Members,
A first flow path disposed between the piezoelectric element substrate and the top plate member, communicated with the through-hole and formed in a direction toward the piezoelectric element substrate, and communicated with the first flow path. A partition member forming a liquid channel for supplying a liquid from the liquid pool chamber to the pressure chamber with a second channel formed in a direction along the element substrate;
A droplet discharge head comprising:
前記第2流路は、前記圧電素子基板上に構成されていること、を特徴とする請求項7に記載の液滴吐出ヘッド。   The liquid droplet ejection head according to claim 7, wherein the second flow path is configured on the piezoelectric element substrate. 前記液体流路は、ノズル毎に形成されていることを特徴とする請求項7または請求項8に記載の液滴吐出ヘッド。   The liquid droplet ejection head according to claim 7, wherein the liquid flow path is formed for each nozzle. 隣接する前記ノズルに対応する前記液体流路が、少なくとも1方向で互いに連通されていることを特徴とする請求項9に記載の液滴吐出ヘッド。   The liquid droplet ejection head according to claim 9, wherein the liquid flow paths corresponding to the adjacent nozzles communicate with each other in at least one direction. 前記液体流路に設けられ、所定径以上の物体の通過を阻止するフィルタ、をさらに備えた請求項7乃至請求項10のいずれか1項に記載の液滴吐出ヘッド。   11. The liquid droplet ejection head according to claim 7, further comprising a filter provided in the liquid flow path and preventing passage of an object having a predetermined diameter or more. 前記フィルタは、前記第2通路の前記貫通口に近い側に設けられていること、を特徴とする請求項11に記載の液滴吐出ヘッド。   The droplet discharge head according to claim 11, wherein the filter is provided on a side of the second passage close to the through hole. 前記フィルタは、前記隔壁部材と同一材料で構成されていること、を特徴とする請求項11または請求項12に記載の液滴吐出ヘッド。   The droplet discharge head according to claim 11, wherein the filter is made of the same material as the partition member. 請求項7乃至請求項13のいずれか1項に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法であって、
前記振動板の前記圧電素子の形成された側に、前記圧電素子よりも厚い犠牲層を、前記隔壁部材の配置される隔壁部材配置空間を構成するように、かつ、前記液体流路の構成される液体流路構成空間に配置されるように積層する犠牲層形成工程と、
前記振動板上に、前記隔壁部材を構成する隔壁層を積層する隔壁層形成工程と、
前記隔壁層の上に、前記天板部材を積層する天板部材積層工程と、
前記振動板及び前記天板部材を、圧着処理で接合する接合工程と、
前記犠牲層を除去する犠牲層除去工程と、
を備えた、液滴吐出ヘッド製造方法。
A method for manufacturing a droplet discharge head according to any one of claims 7 to 13,
A sacrificial layer thicker than the piezoelectric element is formed on a side of the diaphragm on which the piezoelectric element is formed so as to form a partition member arrangement space in which the partition member is arranged, and the liquid channel is configured. A sacrificial layer forming step of stacking so as to be disposed in the liquid flow path configuration space;
On the diaphragm, a partition layer forming step of stacking a partition layer constituting the partition member;
A top plate member laminating step for laminating the top plate member on the partition layer;
A joining step of joining the diaphragm and the top plate member by a crimping process;
A sacrificial layer removing step of removing the sacrificial layer;
A method for manufacturing a droplet discharge head, comprising:
請求項11乃至請求項13のいずれか1項に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法である場合に、前記犠牲層形成工程において、前記犠牲層を前記フィルタの配置されるフィルタ配置空間が構成されるように積層すること、
を特徴とする請求項14に記載の液滴吐出ヘッド製造方法。
14. The method for manufacturing a droplet discharge head according to claim 11, wherein in the sacrifice layer forming step, a filter arrangement space in which the filter is arranged for the sacrifice layer is configured. Laminating so that
The method of manufacturing a droplet discharge head according to claim 14.
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