JP2009214522A - Liquid jet head, method of manufacturing liquid jet head, and liquid jet device - Google Patents
Liquid jet head, method of manufacturing liquid jet head, and liquid jet device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009214522A JP2009214522A JP2008063742A JP2008063742A JP2009214522A JP 2009214522 A JP2009214522 A JP 2009214522A JP 2008063742 A JP2008063742 A JP 2008063742A JP 2008063742 A JP2008063742 A JP 2008063742A JP 2009214522 A JP2009214522 A JP 2009214522A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- forming substrate
- metal layer
- reservoir
- layer
- flow path
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
液体を噴射する液体噴射ヘッド及び液体噴射ヘッドの製造方法に関し、特に、液体としてインクを吐出するインクジェット式記録ヘッド及びインクジェット式記録ヘッドの製造方法並びに液体噴射装置に関する。 More particularly, the present invention relates to an ink jet recording head that ejects ink as a liquid, a method for manufacturing the ink jet recording head, and a liquid ejecting apparatus.
液体噴射ヘッドであるインクジェット式記録ヘッドとしては、例えば、ノズル開口に連通する圧力発生室とこの圧力発生室に連通する連通部とが形成される流路形成基板と、この流路形成基板の一方面側に形成される圧電素子と、流路形成基板の圧電素子側の面に接合され連通部と共にリザーバの一部を構成するリザーバ部を有するリザーバ形成基板とを具備し、流路形成基板が、圧電素子から引き出されるリード電極とは不連続の下地層及び金属層(不連続金属層)を介して、リザーバ形成基板と接着されているものがある(例えば、特許文献1参照)。 As an ink jet recording head that is a liquid ejecting head, for example, a flow path forming substrate in which a pressure generation chamber communicating with a nozzle opening and a communication portion communicating with the pressure generation chamber are formed, and one of the flow path forming substrates is provided. A piezoelectric element formed on the surface side, and a reservoir forming substrate having a reservoir portion that is joined to a surface of the flow path forming substrate on the piezoelectric element side and forms a part of the reservoir together with the communication portion. In some cases, the lead electrode drawn from the piezoelectric element is bonded to the reservoir forming substrate via a discontinuous underlayer and a metal layer (discontinuous metal layer) (see, for example, Patent Document 1).
このような構成のインクジェット式記録ヘッドにおいて、流路形成基板とリザーバ形成基板との接着強度が十分に得られにくいという問題がある。十分な接着強度が得られない場合には、インクジェット式記録ヘッドの耐久性が低下してしまう。また、実駆動する際に、リザーバにインクが充填されると、下地層及び金属層がインクに接触して下地層と金属層との界面が剥離しやすいという問題があった。 In the ink jet recording head having such a configuration, there is a problem that it is difficult to obtain sufficient adhesive strength between the flow path forming substrate and the reservoir forming substrate. When sufficient adhesive strength cannot be obtained, the durability of the ink jet recording head is lowered. Further, when the reservoir is filled with ink during actual driving, there is a problem that the base layer and the metal layer come into contact with the ink and the interface between the base layer and the metal layer is easily peeled off.
なお、このような問題は、インクを吐出するインクジェット式記録ヘッドだけでなく、勿論、インク以外の液体を吐出する他の液体噴射ヘッドにおいても、同様に存在する。 Such a problem exists not only in an ink jet recording head that ejects ink, but also in other liquid ejecting heads that eject liquid other than ink.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、流路形成基板とリザーバ形成基板とを強固に接合して、耐久性及び信頼性の向上した液体噴射ヘッド及びその製造方法並びに液体噴射装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and a liquid ejecting head improved in durability and reliability by firmly joining a flow path forming substrate and a reservoir forming substrate, a manufacturing method thereof, and a liquid It aims at providing an injection device.
上記課題を解決する本発明の態様は、液体を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室と当該圧力発生室に連通する連通部とが形成される流路形成基板と、該流路形成基板の一方面側に設けられる圧電素子と、下地層及び金属層からなり前記圧電素子から引き出されるリード電極と、前記流路形成基板の前記圧電素子側の面に接着層を介して接合され前記連通部と連通してリザーバの一部を構成するリザーバ部を有するリザーバ形成基板とを具備し、前記流路形成基板の前記連通部の開口周縁部には前記リード電極とは不連続の前記下地層及び前記金属層からなる不連続金属層が設けられ、前記不連続金属層は前記下地層の連通部側の端部が前記金属層の連通部側の端部よりも突出し、当該下地層の連通部側の端部上面が前記接着層と接合されていることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる態様では、流路形成基板のリザーバ部の開口周縁部に設けた不連続金属層の下地層の連通部側の端部上面が接着層と接合されているため、流路形成基板とリザーバ形成基板とが強固に接合して、ヘッドの耐久性及び信頼性を向上させることができる。また、流路形成基板とリザーバ形成基板の接合高さにバラツキが生じるのを防止して、余分な接着剤による不具合を防止することができる。
An aspect of the present invention that solves the above problems includes a flow path forming substrate in which a pressure generation chamber that communicates with a nozzle opening that ejects liquid and a communication portion that communicates with the pressure generation chamber, A piezoelectric element provided on one surface side, a lead electrode made of a base layer and a metal layer, and drawn out from the piezoelectric element, and joined to the surface on the piezoelectric element side of the flow path forming substrate via an adhesive layer. A reservoir forming substrate having a reservoir portion that communicates with the reservoir and forms a part of the reservoir, and the base layer that is discontinuous from the lead electrode is formed on the periphery of the opening of the communicating portion of the flow path forming substrate. A discontinuous metal layer made of the metal layer is provided, and the discontinuous metal layer has an end portion on the communication portion side of the base layer protruding from an end portion on the communication portion side of the metal layer, and the communication portion of the base layer. The upper surface of the end of the side is joined to the adhesive layer A liquid-jet head characterized by that.
In this aspect, since the upper surface of the end portion of the base layer of the discontinuous metal layer provided at the peripheral edge of the opening of the reservoir portion of the flow path forming substrate is joined to the adhesive layer, the flow path forming substrate and the reservoir are formed. The durability of the head and the reliability can be improved by firmly bonding to the substrate. Further, it is possible to prevent the bonding height between the flow path forming substrate and the reservoir forming substrate from being varied, and it is possible to prevent problems caused by excess adhesive.
また、前記金属層の材料として金を用いることが好ましい。本願発明は、リード電極に金を用いるヘッドの構造において、特に効果が得られるものである。 Moreover, it is preferable to use gold as a material of the metal layer. The present invention is particularly effective in a head structure using gold for the lead electrode.
また、前記下地層の材料として、ニッケル、クロム及びニッケルクロム化合物からなる群から選択される1つを用いることが好ましい。これによれば、より流路形成基板とリザーバ形成基板とが強固に接合して、ヘッドの耐久性及び信頼性を向上させることができる。 Moreover, it is preferable to use one selected from the group consisting of nickel, chromium and a nickel chromium compound as the material of the underlayer. According to this, the flow path forming substrate and the reservoir forming substrate are more firmly bonded, and the durability and reliability of the head can be improved.
ここで、前記不連続金属層の連通部側の端面は前記接着層により封止されていることが好ましい。これによれば、リザーバ部及び連通部にインクが充填されても、下地層及び金属層の端面がインクに接触することがなく、下地層と金属層とが剥離する虞がない。このため、ヘッドの耐久性及び信頼性をより向上させることができる。 Here, it is preferable that the end surface of the discontinuous metal layer on the communication portion side is sealed with the adhesive layer. According to this, even if the reservoir portion and the communication portion are filled with ink, the end surfaces of the base layer and the metal layer do not contact the ink, and there is no possibility that the base layer and the metal layer are separated. For this reason, durability and reliability of the head can be further improved.
また、本発明の他の態様は、上記のような液体噴射ヘッドを具備することを特徴とする液体噴射装置にある。かかる態様では、流路形成基板とリザーバ形成基板とが強固に接合して、耐久性及び信頼性を向上させた液体噴射装置を提供できる。 According to another aspect of the invention, there is provided a liquid ejecting apparatus including the liquid ejecting head as described above. In this aspect, it is possible to provide a liquid ejecting apparatus in which the flow path forming substrate and the reservoir forming substrate are firmly joined to improve durability and reliability.
さらに、本発明の他の態様は、液体を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室と当該圧力発生室に連通する連通部とが形成される流路形成基板の一方面側に圧電素子を形成する工程と、前記流路形成基板の前記圧電素子側の表面に下地層を介して金属層を形成する工程と、前記圧電素子に対応する領域及び前記連通部に対応する領域の前記下地層及び前記金属層を除去して、前記圧電素子から引き出されるリード電極を形成すると共に前記リード電極とは不連続の前記下地層及び前記金属層からなる不連続金属層を形成する工程と、前記流路形成基板の圧電素子側の面に、前記連通部と連通してリザーバの一部を構成するリザーバ部を有するリザーバ形成基板を接着層を介して接合する工程とを具備し、前記不連続金属層を形成する際に前記不連続金属層は前記下地層の連通部が形成される側の端部が前記金属層の連通部が形成される側の端部よりも突出するようにして、前記流路形成基板と前記リザーバ形成基板を接合する際に当該下地層の連通部が形成される側の端部上面と前記接着層とが接合するようにすることを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法にある。
かかる態様では、不連続金属層の下地層の端部上面と接着層とが接合するように形成しているため、流路形成基板とリザーバ形成基板とが強固に接合されて耐久性及び信頼性が向上したヘッドを製造することができる。また、接合高さにバラツキが生じるのを防止して、余分な接着剤による不具合を防止することができる。
Furthermore, according to another aspect of the present invention, a piezoelectric element is formed on one side of a flow path forming substrate in which a pressure generation chamber communicating with a nozzle opening for ejecting liquid and a communication portion communicating with the pressure generation chamber are formed. A step of forming a metal layer on the surface of the flow path forming substrate on the piezoelectric element side via a base layer, the base layer in a region corresponding to the piezoelectric element and a region corresponding to the communicating portion, and Removing the metal layer to form a lead electrode drawn from the piezoelectric element and forming the discontinuous metal layer composed of the base layer and the metal layer discontinuous with the lead electrode; and the flow path Bonding a reservoir forming substrate having a reservoir portion that communicates with the communicating portion and forms a part of the reservoir to a surface of the forming substrate on the piezoelectric element side via an adhesive layer, and the discontinuous metal layer Before forming the The discontinuous metal layer is formed so that an end portion on the side where the communicating portion of the base layer is formed protrudes from an end portion on the side where the communicating portion of the metal layer is formed, and the flow path forming substrate and the reservoir In the method of manufacturing a liquid jet head, the upper surface of the end portion on the side where the communicating portion of the base layer is formed and the adhesive layer are bonded when the formation substrate is bonded.
In such an aspect, since the upper surface of the end portion of the base layer of the discontinuous metal layer is formed so as to be bonded to the adhesive layer, the flow path forming substrate and the reservoir forming substrate are firmly bonded, so that durability and reliability are ensured. It is possible to manufacture a head with improved resistance. In addition, it is possible to prevent the bonding height from being varied, and it is possible to prevent problems caused by excess adhesive.
以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
図1は、本実施形態に係る液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドの概略構成を示す分解斜視図であり、図2は、図1の平面図及びそのA−A′断面図である。また、図8は、リザーバ近傍の拡大断面図である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments.
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a schematic configuration of an ink jet recording head which is an example of a liquid jet head according to the present embodiment, and FIG. 2 is a plan view of FIG. . FIG. 8 is an enlarged sectional view of the vicinity of the reservoir.
図示するように、本実施形態では、流路形成基板10はシリコン単結晶基板からなり、その一方の面には予め熱酸化によって二酸化シリコンからなる弾性膜50が形成されている。この流路形成基板10には、複数の隔壁11によって区画された圧力発生室12がその幅方向(短手方向)に並設されている。また、流路形成基板10の圧力発生室12の長手方向一端部側には、インク供給路14と連通路15とが隔壁11によって区画されている。さらに、連通路15の外側には、各連通路15とそれぞれ連通する連通部13が設けられている。流路形成基板10の弾性膜50側の面には、詳しくは後述するが、接合基板であるリザーバ形成基板30が接合されており、連通部13は、このリザーバ形成基板30に設けられる第1の貫通孔であるリザーバ部31と連通して各圧力発生室12の共通のインク室となるリザーバ100の一部を構成する。すなわち、本実施形態では、流路形成基板10に形成された液体流路として、圧力発生室12、インク供給路14、連通路15及び連通部13が設けられている。
As shown in the drawing, in the present embodiment, the flow
流路形成基板10の開口面側には、各圧力発生室12に連通するノズル開口21が穿設されたノズルプレート20が、接着剤や熱溶着フィルム等によって固着されている。このノズルプレート20は、例えば、ガラスセラミックス、シリコン単結晶基板又はステンレス鋼などからなる。
On the opening surface side of the flow
一方、このような流路形成基板10の開口面とは反対側には、上述したように弾性膜50が形成され、この弾性膜50上には絶縁体膜55が形成されている。さらに、この絶縁体膜55上には下電極膜60と、圧電体層70と、上電極膜80とで構成される圧電素子300が形成されている。本実施形態では、下電極膜60を圧電素子300の共通電極とし、上電極膜80を圧電素子300の個別電極としているが、駆動回路や配線の都合でこれを逆にしても支障はない。また、ここでは、圧電素子300と当該圧電素子300の駆動により変位が生じる振動板とを合わせてアクチュエータと称する。なお、振動板とは圧力発生室12の一方面を構成し圧電素子300の駆動により変形が生じる部分をいう。本実施形態では、弾性膜50、絶縁体膜55及び下電極膜60が振動板として作用するが、勿論これに限定されるものではなく、例えば、弾性膜50及び絶縁体膜55を設けずに、下電極膜60のみが振動板として作用するようにしてもよい。また、圧電素子300自体が実質的に振動板を兼ねるようにしてもよい。
On the other hand, the
また、このような各圧電素子300の上電極膜80からはリード電極90が引き出され、このリード電極90を介して各圧電素子300に選択的に電圧が印加されるようになっている。そして、このリード電極90は、例えば、ニッケルクロム(NiCr)からなる下地層91と、この下地層91上に形成され、例えば、金(Au)等からなる金属層92とで構成されている。なお、下地層91は、金属層92と絶縁体膜55等とを密着させる下地層としての役割と、上電極膜80と金属層92とを形成する金属同士が化学的に反応するのを防止するバリア層としての役割がある。ここで、金属層92の主材料としては、比較的導電性の高い材料であれば特に限定されず、本実施形態では金(Au)を用いたが、その他にも、例えば、白金(Pt)、アルミニウム(Al)、銅(Cu)が挙げられる。また、下地層91の材料としては、金属層92の密着性があり、接着層35との接着性がある材料であればよく、具体的には、チタン(Ti)、チタンタングステン化合物(TiW)、ニッケル(Ni)、クロム(Cr)又はニッケルクロム化合物(NiCr)等が挙げられる。
Further, the
また、流路形成基板10の連通部13の開口周縁部には、このリード電極90を構成する下地層91及び金属層92と同一部材からなるがリード電極90とは不連続の不連続金属層190が設けられている。そして、圧電素子300が形成された流路形成基板10上には、連通部13に対向する領域にリザーバ部31が設けられたリザーバ形成基板30が、例えば、エポキシ系の接着剤等からなる接着層35によって接合されている。このように、不連続金属層190が、リザーバ形成基板30との接着領域に設けられていることにより、リード電極90側の接着領域との高さにばらつきが生じることなく、余分な接着剤の流出による不具合等を防止することができる。
Further, a discontinuous metal layer which is made of the same material as the
ここで、図8に示すように、弾性膜50には、リザーバ形成基板30のリザーバ部31の開口と同程度の大きさの開口52が形成されており、絶縁体膜55には、リザーバ形成基板30のリザーバ部31の開口よりも大きい開口56が形成されている。そして、不連続金属層190の下地層91が、弾性膜50及び絶縁体膜55の開口56の端面及び端部上面(リザーバ形成基板30側)を覆うように設けられている。この下地層91の連通部13側の端部は、金属層92の連通部13側の端部よりも突出しており、上面が接着層35と接合されている。これにより、リザーバ形成基板30と流路形成基板10とが強固に接合したものとなる。本実施形態では、下地層91と接着層35との接合する面積が大きくなるようにしているので、特に密着強度が高いものとなる。
Here, as shown in FIG. 8, the
また、不連続金属層190の金属層92及び下地層91の連通部13側の端面は、接着層35により覆われて、いわゆる封止された状態となっている。このため、実駆動の際にリザーバ部31及び連通部13にインクが充填されても、不連続金属層190の下地層91及び金属層92の端面がインクに接触することがなく、下地層91と金属層92とが剥離する虞がない。
Further, the end surfaces of the
リザーバ部31は、上述したように、流路形成基板10の連通部13と連通されて各圧力発生室12の共通のインク室となるリザーバ100を構成している。なお、連通部13を図1に示すように一体的に形成するのではなく、複数の圧力発生室12に対応して複数の連通部として構成しても良い。この場合は、リザーバ100は、リザーバ形成基板30に形成されたリザーバ部31のみで構成されることになる。
As described above, the
また、リザーバ形成基板30には、圧電素子300に対向する領域に、圧電素子300の運動を阻害しない程度の空間を有する圧電素子保持部32が設けられている。なお、圧電素子保持部32は、圧電素子300の運動を阻害しない程度の空間を有していればよく、当該空間は密封されていても、密封されていなくてもよい。また、流路形成基板10の連通部13を圧力発生室12毎に複数に分割して、リザーバ部31のみをリザーバとしてもよい。すなわち、流路形成基板10に圧力発生室12とインク供給路14のみを形成してもよい。なお、リザーバ形成基板30としては、流路形成基板10の熱膨張率と略同一の材料、例えば、ガラス、セラミック材料等を用いることが好ましい。
In addition, the
また、リザーバ形成基板30上には、圧電素子300を駆動するための駆動回路120が実装されている。この駆動回路120としては、例えば、回路基板や半導体集積回路(IC)等を用いることができる。そして、駆動回路120とリード電極90とはボンディングワイヤ等の導電性ワイヤからなる接続配線121を介して電気的に接続されている。
A
リザーバ形成基板30のリザーバ部31に対応する領域には、封止膜41及び固定板42とからなるコンプライアンス基板40が接合されている。封止膜41は、剛性が低く可撓性を有する材料からなり、この封止膜41によってリザーバ部31の一方面が封止されている。また、固定板42は、金属等の硬質の材料で形成される。この固定板42のリザーバ100に対向する領域は、厚さ方向に完全に除去された開口部43となっているため、リザーバ100の一方面は可撓性を有する封止膜41のみで封止されている。
A
このような本実施形態のインクジェット式記録ヘッドIでは、図示しない外部インク供給手段からインクを取り込み、リザーバ100からノズル開口21に至るまで内部をインクで満たした後、駆動回路120からの記録信号に従い、圧力発生室12に対応するそれぞれの下電極膜60と上電極膜80との間に電圧を印加し、弾性膜50、絶縁体膜55、下電極膜60及び圧電体層70をたわみ変形させることにより、各圧力発生室12内の圧力が高まりノズル開口21からインク滴が吐出する。
In such an ink jet recording head I of the present embodiment, ink is taken in from an external ink supply means (not shown), filled with ink from the
以下、このようなインクジェット式記録ヘッドの製造方法について、図3〜図7を参照して説明する。なお、図3〜図7は、流路形成基板用ウェハの圧力発生室の長手方向の断面図である。 Hereinafter, a method for manufacturing such an ink jet recording head will be described with reference to FIGS. 3 to 7 are cross-sectional views in the longitudinal direction of the pressure generation chamber of the flow path forming substrate wafer.
まず、図3(a)に示すように、シリコンウェハである流路形成基板用ウェハ110を約1100℃の拡散炉で熱酸化し、その表面に弾性膜50を構成する二酸化シリコン膜51を形成する。次に、図3(b)に示すように、弾性膜50(二酸化シリコン膜51)上に、酸化ジルコニウムからなる絶縁体膜55を形成する。具体的には、弾性膜50(二酸化シリコン膜51)上に、例えば、スパッタ法等によりジルコニウム(Zr)層を形成後、このジルコニウム層を、例えば、500〜1200℃の拡散炉で熱酸化することにより酸化ジルコニウム(ZrO2)からなる絶縁体膜55を形成する。
First, as shown in FIG. 3A, a channel forming
次いで、図3(c)に示すように、例えば、白金とイリジウムとを絶縁体膜55上に積層することにより下電極膜60を形成した後、この下電極膜60を所定形状にパターニングする。
Next, as shown in FIG. 3C, after the
そして、図4(a)に示すように、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)等からなる圧電体層70と、例えば、イリジウムからなる上電極膜80とを流路形成基板用ウェハ110の全面に形成し、図4(b)に示すように、これら圧電体層70及び上電極膜80を、各圧力発生室12に対向する領域にパターニングして圧電素子300を形成する。なお、圧電体層70の形成方法は、特に限定されないが、例えば、本実施形態では、金属有機物を溶媒に溶解・分散したいわゆるゾルを塗布乾燥してゲル化し、さらに高温で焼成することで金属酸化物からなる圧電体層70を得る、いわゆるゾル−ゲル法を用いて圧電体層70を形成した。
4A, for example, a
次に、図4(c)に示すように、イオンミリングすることによりパターニングして、絶縁体膜55に開口56を形成すると共に、弾性膜50に開口52を形成する。このとき、絶縁体膜55及び弾性膜50のイオンミリングする際には、図示しないが、開口56及び開口52以外の領域がイオンミリングによりエッチングされないように、レジスト等のマスクで保護しておく。開口56及び開口52は、後に接合するリザーバ形成基板30のリザーバ部31の開口と同一又はそれよりも大きくなるようにする。なお、本実施形態では、図4(c)に示すように、開口56が開口52よりも大きくなるようにした。このように、弾性膜50及び絶縁体膜55に開口を形成しておくことで、後述する下地層91の形成の際、弾性膜50及び絶縁体膜55の端面及び端部上面を下地層91で覆うことができ、下地層91と接着層35との接合する面積を大きくして密着強度を高くすることができる。
Next, as shown in FIG. 4C, patterning is performed by ion milling to form an
図5(a)に示すように、まず流路形成基板用ウェハ110の全面に亘って、ニッケルクロム(NiCr)からなる下地層91を形成し、この下地層91上に、例えば、金(Au)からなる金属層92を形成する。
As shown in FIG. 5A, first, a
次に、図5(b)に示すように、金属層92を所定形状にする。具体的には、この金属層92上に、例えば、レジスト等からなるマスクパターン(図示なし)を形成し、このマスクパターンを介して金属層92を所定形状にパターニング(圧電素子300に対応する領域及び連通部13に対応する領域を除去)する。そして、図5(c)に示すように、下地層91を所定形状とすることにより、リード電極90と、後に形成される連通部13の周縁部近傍にリード電極90とは不連続の不連続金属層190とを形成する。具体的には、下地層91の場合と同様に、下地層91上に、例えば、レジスト等からなるマスクパターン(図示なし)を形成し、このマスクパターンを介して金属層92を所定形状にパターニング(圧電素子300に対応する領域及び連通部13に対応する領域を除去)する。このとき、不連続金属層190の金属層92の連通部13が形成される側の端部は、下地層91の連通部13が形成される側の端部よりも短くなるようにする。すなわち、不連続金属層190の下地層91の連通部13が形成される側の端部が、不連続金属層190の金属層92の連通部13が形成される側の端部よりも突出するようにする。
Next, as shown in FIG. 5B, the
このように、不連続金属層190は、リード電極90と同時に形成することができる。不連続金属層190が、リザーバ形成基板用ウェハ130との接着領域(接着層35の形成される領域)に設けられることにより、リード電極90側の接着領域との高さにばらつきが生じることなく、余分な接着剤の流出による不具合等を防止することができる。
As described above, the
次に、図6(a)に示すように、流路形成基板用ウェハ110上に、接着層35を介してリザーバ形成基板用ウェハ130を接合する。このとき、接着層35は、連通部13が形成される側の端部では、不連続金属層190の下地層91の端部上面と接合する。これにより、リザーバ形成基板用ウェハ130と流路形成基板用ウェハとが強固に接合したものとなる。また、接着層35は不連続金属層190の連通部側の端面を封止するように形成することにより、実駆動の際にリザーバ部31及び連通部13にインクが充填されても、不連続金属層190の下地層91及び金属層92の端面がインクに接触することがなく、下地層91と金属層92とが剥離する虞がない。
Next, as illustrated in FIG. 6A, the reservoir forming
なお、このリザーバ形成基板用ウェハ130には、リザーバ部31、圧電素子保持部32等が予め形成されている。また、リザーバ形成基板用ウェハ130は、例えば、400μm程度の厚さを有するシリコンウェハであり、リザーバ形成基板用ウェハ130を接合することで流路形成基板用ウェハ110の剛性は著しく向上することになる。
The reservoir forming
次いで、図6(b)に示すように、流路形成基板用ウェハ110をある程度の厚さとなるまで研削した後、更に弗硝酸によってウェットエッチングすることにより流路形成基板用ウェハ110を所定の厚さとする。例えば、本実施形態では、研削及びウェットエッチングによって、流路形成基板用ウェハ110を、約70μmの厚さとなるように加工した。次いで、図6(c)に示すように、流路形成基板用ウェハ110上に、例えば、窒化シリコン(SiN)からなるマスク膜53を新たに形成し、所定形状にパターニングする。
Next, as shown in FIG. 6B, the flow path forming
そして、図7(a)に示すように、リザーバ形成基板用ウェハ130のリザーバ部31を、例えば、耐アルカリ性を有する封止フィルム38で封止した後、マスク膜53を介して流路形成基板用ウェハ110を異方性エッチング(ウェットエッチング)して、流路形成基板用ウェハ110に圧力発生室12、インク供給路14、連通路15及び連通部13等を形成する。このとき、図示しないが、リザーバ形成基板用ウェハ130の流路形成基板用ウェハ110側とは反対側の表面全体を、例えば、熱融着フィルム等によりさらに覆っておく。このように、リザーバ形成基板用ウェハ130のリザーバ部31が封止フィルム38により封止されているため、エッチング液がリザーバ部31側からリザーバ形成基板用ウェハ130の表面に設けられている接続配線やリード電極90に流れ込むことがない。これにより、リザーバ形成基板用ウェハ130の表面に設けられている接続配線やリード電極90にエッチング液が付着することがなく、断線等の不良の発生を防止することができる。また、このとき、不連続金属層190の連通部側の端面が接着層35により封止されていることにより、ウェットエッチングにより不連続金属層190の下地層91及び金属層92の端面が剥離する虞がない。
Then, as shown in FIG. 7A, after the
図7(b)に示すように、封止フィルム38及び図示しない熱融着フィルム等を剥がした後は、リザーバ形成基板用ウェハ130に形成されている接続配線上に駆動IC120を実装すると共に、駆動IC120とリード電極90とを接続配線121によって接続する(図2参照)。その後、流路形成基板用ウェハ110及びリザーバ形成基板用ウェハ130の外周縁部の不要部分を、例えば、ダイシング等により切断することによって除去する。そして、流路形成基板用ウェハ110のリザーバ形成基板用ウェハ130とは反対側の面にノズル開口21が穿設されたノズルプレート20を接合すると共に、リザーバ形成基板用ウェハ130にコンプライアンス基板40を接合し、これら流路形成基板用ウェハ110等を、図1に示すような一つのチップサイズの流路形成基板10等に分割することによって上述した構造のインクジェット式記録ヘッドが製造される。
As shown in FIG. 7B, after peeling off the sealing
以上説明したように、本実施形態の液体噴射ヘッドは、不連続金属層190の下地層91の連通部13側の端部が金属層92側の端部よりも突出し、下地層91の連通部側の端部上面が接着層35と接合するようにしている。これにより、流路形成基板10とリザーバ形成基板30との密着強度が向上して、強固に接合される。
As described above, in the liquid jet head according to the present embodiment, the end of the
さらに、弾性膜50及び絶縁体膜55の端面及び端部上面を下地層91で覆われていることにより、下地層91と接着層35との接合する面積を大きくして密着強度を高くすることができる。
Furthermore, by covering the end surfaces and end portion upper surfaces of the
また、不連続金属層190を連通部13の周縁部に形成することにより、流路形成基板10とリザーバ形成基板30との接合高さにバラツキが生じるのを防止して、余分な接着剤による不具合を防止することができる。
Further, by forming the
さらに、不連続金属層190の端面は接着層35に覆われた状態となっている。このため、リザーバ部にインクが充填されても、不連続金属層190の下地層91及び金属層92がインクに接触することがなく、下地層91と金属層92とが剥離する虞がない。
Furthermore, the end surface of the
これにより、本実施形態の液体噴射ヘッドは耐久性及び信頼性を著しく向上したものとなる。 As a result, the liquid jet head of this embodiment has significantly improved durability and reliability.
(他の実施形態)
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明の基本的構成は上述したものに限定されるものではない。例えば、不連続金属層190の下地層91の端面は接着層35に覆われていなくてもよい。
(Other embodiments)
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, the basic composition of this invention is not limited to what was mentioned above. For example, the end surface of the
また、本実施形態では、弾性膜50及び絶縁体膜55の開口端面が不連続金属層190の下地層91で覆われるようにしたが、図9に示すように、弾性膜50及び絶縁体膜55の端面は不連続金属層190に覆われていなくてもよい。この場合でも、不連続金属層190の下地層91の連通部13が形成される側の端部が、不連続金属層190の金属層92の連通部13が形成される側の端部よりも突出するようにすることにより、不連続金属層190の下地層91と金属層92との界面が剥離する虞がなく、耐久性及び信頼性が向上したヘッドとすることができる。
In this embodiment, the opening end faces of the
図9に示す液体噴射ヘッドの製造方法は特に限定されないが、一例を簡単に説明する。上記実施形態と同様の方法により圧電素子300を形成した後、弾性膜50及び絶縁体膜55に開口を設けることなく、流路形成基板用ウェハ110の全面に亘って下地層91及び金属層92を形成する。そして、金属層92及び下地層91をパターニングして、不連続金属層190の下地層91の連通部13が形成される側の端部が、不連続金属層190の金属層92の連通部13が形成される側の端部よりも突出するようにする。その後は実施形態1と同様に形成し、流路形成基板用ウェハ110に圧力発生室12、インク供給路14、連通路15及び連通部13等を形成する際に、弾性膜50及び絶縁体膜55にも開口を設ければよい。
Although the manufacturing method of the liquid jet head shown in FIG. 9 is not particularly limited, an example will be briefly described. After forming the
なお、上述したインクジェット式記録ヘッドは、インクカートリッジ等と連通するインク流路を具備する記録ヘッドユニットの一部を構成して、インクジェット式記録装置に搭載される。図10は、そのインクジェット式記録装置の一例を示す概略図である。 The ink jet recording head described above constitutes a part of a recording head unit having an ink flow path communicating with an ink cartridge or the like, and is mounted on the ink jet recording apparatus. FIG. 10 is a schematic view showing an example of the ink jet recording apparatus.
図10に示すように、インクジェット式記録装置IIは、インクジェット式記録ヘッドIを有する記録ヘッドユニット1A及び1Bを具備する。記録ヘッドユニット1A及び1Bは、インク供給手段を構成するカートリッジ2A及び2Bが着脱可能に設けられ、この記録ヘッドユニット1A及び1Bを搭載したキャリッジ3は、装置本体4に取り付けられたキャリッジ軸5に軸方向移動自在に設けられている。この記録ヘッドユニット1A及び1Bは、例えば、それぞれブラックインク組成物及びカラーインク組成物を吐出するものとしている。
As shown in FIG. 10, the ink jet recording apparatus II includes recording head units 1 </ b> A and 1 </ b> B having an ink jet recording head I. The
そして、駆動モータ6の駆動力が図示しない複数の歯車およびタイミングベルト7を介してキャリッジ3に伝達されることで、記録ヘッドユニット1A及び1Bを搭載したキャリッジ3はキャリッジ軸5に沿って移動される。一方、装置本体4にはキャリッジ軸5に沿ってプラテン8が設けられており、図示しない給紙ローラなどにより給紙された紙等の記録媒体である記録シートSがプラテン8に巻き掛けられて搬送されるようになっている。
The driving force of the driving
液体噴射ヘッドとしてインクジェット式記録ヘッドIを挙げて説明したが、本発明は、広く液体噴射ヘッド全般を対象としたものであり、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドの製造方法にも勿論適用することができる。適用可能な液体噴射ヘッドとしては、プリンタ等の画像記録装置に用いられる各種の記録ヘッド、液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ELディスプレー、FED(電界放出ディスプレー)等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオchip製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等が挙げられる。 Although the ink jet recording head I has been described as the liquid ejecting head, the present invention is widely applied to all liquid ejecting heads, and of course is applied to a method of manufacturing a liquid ejecting head that ejects liquid other than ink. can do. Applicable liquid ejecting heads include various recording heads used in image recording apparatuses such as printers, color material ejecting heads used in the manufacture of color filters such as liquid crystal displays, organic EL displays, and FED (field emission displays). Examples thereof include an electrode material ejection head used for forming electrodes and a bioorganic matter ejection head used for biochip production.
I インクジェット式記録ヘッド(液体噴射ヘッド)、10 流路形成基板、12 圧力発生室、 13 連通部、 14 インク供給路、 15 連通路、 20 ノズルプレート、 21 ノズル開口、 30 リザーバ形成基板、 31 リザーバ部、 32 圧電素子保持部、 35 接着層、 40 コンプライアンス基板、 50 弾性膜、 55 絶縁体膜、 60 下電極膜、 70 圧電体層、 80 上電極膜、 90 リード電極、 91 下地層、 92 金属層、 100 リザーバ、 110 流路形成基板用ウェハ、 130 リザーバ形成基板用ウェハ、 190 不連続金属層、 300 圧電素子 I ink jet recording head (liquid ejecting head), 10 flow path forming substrate, 12 pressure generating chamber, 13 communicating portion, 14 ink supply path, 15 communicating path, 20 nozzle plate, 21 nozzle opening, 30 reservoir forming substrate, 31 reservoir Part, 32 piezoelectric element holding part, 35 adhesive layer, 40 compliance substrate, 50 elastic film, 55 insulator film, 60 lower electrode film, 70 piezoelectric layer, 80 upper electrode film, 90 lead electrode, 91 underlayer, 92 metal Layer, 100 reservoir, 110 channel forming substrate wafer, 130 reservoir forming substrate wafer, 190 discontinuous metal layer, 300 piezoelectric element
Claims (6)
前記流路形成基板の前記連通部の開口周縁部には前記リード電極とは不連続の前記下地層及び前記金属層からなる不連続金属層が設けられ、前記不連続金属層は前記下地層の連通部側の端部が前記金属層の連通部側の端部よりも突出し、当該下地層の連通部側の端部上面が前記接着層と接合されていることを特徴とする液体噴射ヘッド。 A flow path forming substrate in which a pressure generating chamber communicating with a nozzle opening for ejecting liquid and a communicating portion communicating with the pressure generating chamber are formed; a piezoelectric element provided on one side of the flow path forming substrate; A lead electrode made of a ground layer and a metal layer is joined to a surface on the piezoelectric element side of the flow path forming substrate via an adhesive layer, and communicates with the communicating portion to constitute a part of the reservoir. A reservoir forming substrate having a reservoir portion;
A discontinuous metal layer composed of the base layer and the metal layer discontinuous from the lead electrode is provided at the opening peripheral edge of the communication portion of the flow path forming substrate, and the discontinuous metal layer is formed of the base layer. The liquid ejecting head is characterized in that an end portion on the communication portion side protrudes from an end portion on the communication portion side of the metal layer, and an upper surface of the end portion on the communication portion side of the base layer is bonded to the adhesive layer.
前記流路形成基板の前記圧電素子側の表面に下地層を介して金属層を形成する工程と、
前記圧電素子に対応する領域及び前記連通部に対応する領域の前記下地層及び前記金属層を除去して、前記圧電素子から引き出されるリード電極を形成すると共に前記リード電極とは不連続の前記下地層及び前記金属層からなる不連続金属層を形成する工程と、
前記流路形成基板の圧電素子側の面に、前記連通部と連通してリザーバの一部を構成するリザーバ部を有するリザーバ形成基板を接着層を介して接合する工程とを具備し、
前記不連続金属層を形成する際に前記不連続金属層は前記下地層の連通部が形成される側の端部が前記金属層の連通部が形成される側の端部よりも突出するようにして、前記流路形成基板と前記リザーバ形成基板を接合する際に当該下地層の連通部が形成される側の端部上面と前記接着層とが接合するようにすることを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。 Forming a piezoelectric element on one side of a flow path forming substrate in which a pressure generating chamber communicating with a nozzle opening for ejecting liquid and a communicating portion communicating with the pressure generating chamber are formed;
Forming a metal layer on the surface of the flow path forming substrate on the piezoelectric element side via a base layer;
The underlayer and the metal layer in a region corresponding to the piezoelectric element and a region corresponding to the communication portion are removed to form a lead electrode drawn out from the piezoelectric element, and the bottom electrode is discontinuous with the lead electrode. Forming a discontinuous metal layer comprising a base layer and the metal layer;
Bonding a reservoir forming substrate having a reservoir portion that communicates with the communication portion and forms a part of the reservoir to the surface on the piezoelectric element side of the flow path forming substrate via an adhesive layer;
When the discontinuous metal layer is formed, the discontinuous metal layer has an end on the side where the communicating portion of the base layer is formed protrudes beyond an end on the side where the communicating portion of the metal layer is formed. Then, when the flow path forming substrate and the reservoir forming substrate are bonded, the upper surface of the end portion on the side where the communicating portion of the base layer is formed and the adhesive layer are bonded to each other. Manufacturing method of ejection head.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008063742A JP2009214522A (en) | 2008-03-13 | 2008-03-13 | Liquid jet head, method of manufacturing liquid jet head, and liquid jet device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008063742A JP2009214522A (en) | 2008-03-13 | 2008-03-13 | Liquid jet head, method of manufacturing liquid jet head, and liquid jet device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009214522A true JP2009214522A (en) | 2009-09-24 |
Family
ID=41186911
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008063742A Pending JP2009214522A (en) | 2008-03-13 | 2008-03-13 | Liquid jet head, method of manufacturing liquid jet head, and liquid jet device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2009214522A (en) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012061689A (en) * | 2010-09-15 | 2012-03-29 | Ricoh Co Ltd | Liquid droplet ejection head, method for manufacturing liquid droplet ejection head, liquid cartridge and image forming apparatus |
JP2012061750A (en) * | 2010-09-16 | 2012-03-29 | Ricoh Co Ltd | Inkjet head |
JP2016175273A (en) * | 2015-03-20 | 2016-10-06 | セイコーエプソン株式会社 | Electronic device and manufacturing method of the same |
JP2018065318A (en) * | 2016-10-20 | 2018-04-26 | ローム株式会社 | Ink jet print head and manufacturing method of the same |
EP3536504A1 (en) * | 2018-03-05 | 2019-09-11 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Liquid discharge head and method of producing liquid discharge head |
US10668724B2 (en) | 2018-01-31 | 2020-06-02 | Seiko Epson Corporation | Piezoelectric device, liquid ejecting head, and liquid ejecting apparatus |
US10751996B2 (en) | 2018-01-31 | 2020-08-25 | Seiko Epson Corporation | Piezoelectric device, liquid ejecting head, and liquid ejecting apparatus |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006272913A (en) * | 2005-03-30 | 2006-10-12 | Seiko Epson Corp | Liquid injection head, its manufacturing method, and liquid injection apparatus |
JP2007216654A (en) * | 2006-02-20 | 2007-08-30 | Seiko Epson Corp | Liquid jet head and liquid jet apparatus |
-
2008
- 2008-03-13 JP JP2008063742A patent/JP2009214522A/en active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006272913A (en) * | 2005-03-30 | 2006-10-12 | Seiko Epson Corp | Liquid injection head, its manufacturing method, and liquid injection apparatus |
JP2007216654A (en) * | 2006-02-20 | 2007-08-30 | Seiko Epson Corp | Liquid jet head and liquid jet apparatus |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012061689A (en) * | 2010-09-15 | 2012-03-29 | Ricoh Co Ltd | Liquid droplet ejection head, method for manufacturing liquid droplet ejection head, liquid cartridge and image forming apparatus |
JP2012061750A (en) * | 2010-09-16 | 2012-03-29 | Ricoh Co Ltd | Inkjet head |
JP2016175273A (en) * | 2015-03-20 | 2016-10-06 | セイコーエプソン株式会社 | Electronic device and manufacturing method of the same |
JP2018065318A (en) * | 2016-10-20 | 2018-04-26 | ローム株式会社 | Ink jet print head and manufacturing method of the same |
US10668724B2 (en) | 2018-01-31 | 2020-06-02 | Seiko Epson Corporation | Piezoelectric device, liquid ejecting head, and liquid ejecting apparatus |
US10751996B2 (en) | 2018-01-31 | 2020-08-25 | Seiko Epson Corporation | Piezoelectric device, liquid ejecting head, and liquid ejecting apparatus |
EP3536504A1 (en) * | 2018-03-05 | 2019-09-11 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Liquid discharge head and method of producing liquid discharge head |
JP2019151048A (en) * | 2018-03-05 | 2019-09-12 | ブラザー工業株式会社 | Liquid discharge head and liquid discharge head manufacturing method |
US10870277B2 (en) | 2018-03-05 | 2020-12-22 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Liquid discharge head and method of producing liquid discharge head |
US11325381B2 (en) | 2018-03-05 | 2022-05-10 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Liquid discharge head and method of producing liquid discharge head |
JP7102788B2 (en) | 2018-03-05 | 2022-07-20 | ブラザー工業株式会社 | Liquid discharge head and manufacturing method of liquid discharge head |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5007823B2 (en) | Method for manufacturing liquid jet head | |
JP2006231909A (en) | Liquid jetting head and liquid jetting apparatus | |
JP4930678B2 (en) | Method for manufacturing liquid jet head | |
JP2009214522A (en) | Liquid jet head, method of manufacturing liquid jet head, and liquid jet device | |
JP4614068B2 (en) | Liquid ejecting head, manufacturing method thereof, and liquid ejecting apparatus | |
JP2006044083A (en) | Liquid jet head and manufacturing method therefor and | |
JP4877481B2 (en) | Liquid ejecting head and liquid ejecting apparatus | |
JP4849240B2 (en) | Method for manufacturing liquid jet head and liquid jet head | |
JP4639724B2 (en) | Method for manufacturing liquid jet head | |
JP2009166410A (en) | Liquid ejecting head, its manufacturing method and liquid ejecting apparatus | |
JP4182360B2 (en) | Liquid ejecting head and liquid ejecting apparatus | |
JP4623287B2 (en) | Liquid ejecting head, manufacturing method thereof, and liquid ejecting apparatus | |
JP4591005B2 (en) | Method for manufacturing liquid jet head | |
JP5754498B2 (en) | Liquid ejecting head, liquid ejecting head unit, and liquid ejecting apparatus | |
JP2009226756A (en) | Liquid jet head and liquid jet apparatus | |
JP4821982B2 (en) | Method for manufacturing liquid jet head | |
JP2008062451A (en) | Method for manufacturing liquid jetting head, liquid jetting head and liquid jetting apparatus | |
JP4475042B2 (en) | Method for manufacturing liquid jet head | |
JP2007216433A (en) | Penetration method and manufacturing method for liquid jet head | |
JP4433787B2 (en) | Liquid ejecting head, manufacturing method thereof, and liquid ejecting apparatus | |
JP5849730B2 (en) | Manufacturing method of liquid ejecting head and manufacturing method of liquid ejecting apparatus | |
JP2010125682A (en) | Liquid jet head | |
JP2011189597A (en) | Manufacturing method of liquid jet head, liquid jet head and liquid jet apparatus | |
JP2008100416A (en) | Liquid jet head and its manufacturing method and liquid jet device | |
JP2011189598A (en) | Liquid jet head and liquid jet apparatus |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Effective date: 20101007 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120619 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120626 |
|
A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20120911 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |