JP2009226756A - 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】弾性膜の液体流路に対応する領域にクラックが生じることを防止した液体噴射ヘッド及び液体噴射装置を提供する。
【解決手段】複数の液体流路に連通する連通部１３が形成される流路形成基板１０と、流路形成基板１０の一方面側に設けられ連通部１３に相対向する領域に開口部を有する弾性膜５０と、圧力発生室内に圧力を付与する圧力発生手段とリザーバ形成基板３０とを具備し、弾性膜５０上の連通部１３周縁部で且つ液体流路に対応する領域には、弾性膜５０の開口部より内側にパターニングされた中間層５５が設けられ、流路形成基板１０とリザーバ形成基板３０とは中間層５５を介して接着されており、中間層５５の弾性膜５０の開口部側端部は厚さが漸小するテーパ部となり且つ当該テーパ部の厚さが漸小する方向に沿った断面形状は凹状の曲面となっている。
【選択図】図３
【解決手段】複数の液体流路に連通する連通部１３が形成される流路形成基板１０と、流路形成基板１０の一方面側に設けられ連通部１３に相対向する領域に開口部を有する弾性膜５０と、圧力発生室内に圧力を付与する圧力発生手段とリザーバ形成基板３０とを具備し、弾性膜５０上の連通部１３周縁部で且つ液体流路に対応する領域には、弾性膜５０の開口部より内側にパターニングされた中間層５５が設けられ、流路形成基板１０とリザーバ形成基板３０とは中間層５５を介して接着されており、中間層５５の弾性膜５０の開口部側端部は厚さが漸小するテーパ部となり且つ当該テーパ部の厚さが漸小する方向に沿った断面形状は凹状の曲面となっている。
【選択図】図３
Description
液体を噴射する液体噴射ヘッド及び液体噴射装置に関し、特に、液体としてインクを吐出するインクジェット式記録ヘッド及び液体噴射装置に関する。
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、流路形成基板が接着層を介して、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）。
しかしながら、このような構成のインクジェット式記録ヘッドは、流路形成基板上に設けられた弾性膜の液体流路に対応する領域にクラックが生じてしまうことがあり、問題となっていた。
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。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、弾性膜の液体流路に対応する領域にクラックが生じることを防止して信頼性を向上した液体噴射ヘッド及び液体噴射装置を提供することを目的とする。
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を含む複数の液体流路とこれら複数の液体流路に連通する連通部とが形成される流路形成基板と、流路形成基板の一方面側に設けられ前記連通部に相対向する領域に開口部を有する弾性膜と、前記圧力発生室内に圧力を付与する圧力発生手段と、前記流路形成基板の前記圧力発生手段側の面に接着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、前記弾性膜上の連通部周縁部で且つ前記液体流路に対応する領域には、前記弾性膜の開口部より内側にパターニングされた中間層が設けられ、前記流路形成基板と前記リザーバ形成基板とは前記中間層を介して接着されており、前記中間層の前記弾性膜の開口部側端部は厚さが漸小するテーパ部となり且つ当該テーパ部の厚さが漸小する方向に沿った断面形状は凹状の曲面となっ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、中間層の弾性膜の開口部側端部は厚さが漸小するテーパ部となり且つ当該テーパ部の厚さが漸小する方向に沿った断面形状が凹状の曲面となっているため、接着層に気泡の発生や異物の混入があり、これらが熱膨張等することにより応力が発生しても、中間層の弾性膜の開口部側端部に応力が集中しない。これにより、弾性膜の液体流路に対応する領域にクラックが生じることを防止して信頼性を向上することができる。
かかる態様では、中間層の弾性膜の開口部側端部は厚さが漸小するテーパ部となり且つ当該テーパ部の厚さが漸小する方向に沿った断面形状が凹状の曲面となっているため、接着層に気泡の発生や異物の混入があり、これらが熱膨張等することにより応力が発生しても、中間層の弾性膜の開口部側端部に応力が集中しない。これにより、弾性膜の液体流路に対応する領域にクラックが生じることを防止して信頼性を向上することができる。
また、前記中間層上面の少なくとも一部及び前記中間層の弾性膜の開口部側端部を覆うように設けられた金属層があり、前記中間層のテーパ部に対応する領域の前記金属層の表面が凹状の曲面となっていることが好ましい。これによれば、中間層の弾性膜の開口部側端部において、より応力が集中しない。弾性膜の液体流路に対応する領域にクラックが生じることを防止して信頼性を向上することができる。
ここで、前記圧力発生手段は、下電極、圧電体層及び上電極からなる圧電素子であり、前記中間層は絶縁体膜からなり、前記金属層は前記圧電素子から引き出されるリード電極と同一の層からなるが当該リード電極とは不連続の不連続金属層からなるのが好ましい。この構成において、弾性膜の液体流路に対応する領域にクラックが生じることを防止することができる。
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、弾性膜の液体流路に対応する領域にクラックが生じることを防止して信頼性を向上した液体噴射装置を提供できる。
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３は、リザーバ近傍の拡大断面図である。
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３は、リザーバ近傍の拡大断面図である。
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、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、及び連通路１５が設けられており、各液体流路は連通部１３へと連通している。
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。
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上には中間層である絶縁体膜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。
また、弾性膜５０上の連通部１３周縁部で且つ液体流路に対応する領域には、このリード電極９０を構成する下地層９１及び金属層９２と同一層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、この不連続金属層１９０の上面は、例えば、エポキシ系の接着剤等からなる接着層３５により覆われている。圧電素子３００が形成された流路形成基板１０上には、この接着層３５を介して連通部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が接合されている。このように、弾性膜５０上の連通部１３周縁部で且つ液体流路に対応する領域に不連続金属層１９０が設けられていることにより、流路形成基板１０とリザーバ形成基板３０とを接着する際、連通部１３周縁部とリード電極９０側に高さの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。
ここで、図３に示すように、弾性膜５０は、連通部１３に相対向する領域に開口部５２を有している。そして、弾性膜５０上には絶縁体膜５５が設けられ、弾性膜５０の開口部５２よりも大きい開口部５６が形成されている。すなわち、絶縁体膜５５は弾性膜５０の開口部５２より内側にパターニングされた状態となっている。この絶縁体膜５５は、弾性膜５０の開口部側端部が厚さの漸小するテーパ部となり且つこのテーパ部の厚さが漸小する方向に沿った断面形状は、凹状の曲面となっている。言い換えると、絶縁体膜５５の開口部５６の端面が凹状の曲面となっている。
また、不連続金属層１９０の下地層９１は、絶縁体膜５５の上面の一部及び絶縁体膜５５の開口部５６の端面、さらには弾性膜５０の開口部５２の端面を覆うように設けられている。そして、不連続金属層１９０の金属層９２は、弾性膜５０の開口部側端部が絶縁体膜５５の開口部５６よりも弾性膜５０の開口部５２部側へ突出している。これら不連続金属層１９０を構成する下地層９１及び金属層９２は、絶縁体膜５５のテーパ部に対応する領域の表面（９１ａ、９２ａ）が凹状の曲面となっている。
このように、絶縁体膜５５は、弾性膜５０の開口部側端部が厚さの漸小するテーパ部となり且つこのテーパ部の厚さが漸小する方向に沿った断面形状は、凹状の曲面となっていることにより、接着層３５に気泡の発生や異物の混入があり、これらが熱膨張等することにより応力が発生しても、絶縁体膜５５の開口部端部において応力が集中しない。従来の構造では接着層から発生する応力が絶縁体膜の開口部端部に集中しやすいため、弾性膜の絶縁体膜の開口部端部と接触する部分にクラックが生じていたが、本実施形態では、絶縁体膜５５のテーパ部において応力が分散するため、弾性膜５０の液体流路に対応する領域にクラックの発生を防止することができる。
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。
また、リザーバ形成基板３０上には、所定パターンで形成された接続配線２００が設けられ、この接続配線２００上には圧電素子３００を駆動するための駆動回路２１０が実装されている。この駆動回路２１０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２１０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駆動配線２２０を介して電気的に接続されている。
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。
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２１０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。
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４〜図７を参照して説明する。なお、図４〜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。
まず、図４（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４（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。
次いで、図４（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。
そして、図５（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５（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。
次に、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絶縁体膜５５及び弾性膜５０をイオンミリングすることによりパターニングして、図５（ｃ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１１０の連通部（図示なし）が形成される領域に、これら絶縁体膜５５及び弾性膜５０を貫通して流路形成基板用ウェハ１１０の表面を露出させた貫通部を形成する。具体的には、絶縁体膜５５には開口部５６、弾性膜５０には開口部５２が形成される。このとき、絶縁体膜５５の開口端部は、厚さが漸小するテーパ部となり且つこのテーパ部の厚さが漸小する方向に沿った断面形状が凹状の曲面となるように形成する。すなわち、絶縁体膜５５の開口部５６の開口面が凹状の曲面となるように形成する。具体的には、例えば、マスクパターンとなるレジスト形成工程においてデフォーカスしてレジストの開口端部の形状を凹状の曲面とすることで、イオンミリングにより絶縁体膜５５に開口部５６を形成する際にレジストの形状が絶縁体膜５５に転写されて、絶縁体膜５５の開口端部が所望の形状となる。このような構成により、接着層３５に気泡の発生や異物の混入があり、製造工程等においてこれらが熱膨張等して応力が発生しても、絶縁体膜５５のテーパ部において応力が分散する。絶縁体膜５５の開口端部には応力が集中しないため、弾性膜５０の液体流路に対応する領域にクラックが生じることを防止することができる。
次に、図６（ａ）に示すように、リード電極９０を形成する。具体的には、まず流路形成基板用ウェハ１１０の全面に亘って下地層９１を介して金属層９２を形成し、下地層９１と金属層９２とからなる不連続金属層１９０を形成する。そして、この不連続金属層１９０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及び下地層９１を圧電素子３００毎にパターニングすることによりリード電極９０を形成する。またこのとき、貫通部に対向する領域に、リード電極９０とは不連続の不連続金属層１９０を残し、この不連続金属層１９０によって貫通部が封止されるようにする。なお、不連続の不連続金属層１９０は、上述した絶縁体膜５５のテーパ部に対応する領域の表面が凹状の曲面となるように形成するのが好ましい。
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、例えば、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）が挙げられ、本実施形態では金（Ａｕ）を用いている。また、下地層９１の材料としては、金属層９２の密着性を確保でき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、本実施形態ではチタンタングステン化合物（ＴｉＷ）を用いている。
次に、図６（ｂ）に示すように、リザーバ形成基板用ウェハ１３０を、流路形成基板用ウェハ１１０上に接着層３５によって接着する。具体的には、リザーバ形成基板用ウェハ１３０の接着面側に接着剤を塗布し、リザーバ形成基板用ウェハ１３０を流路形成基板用ウェハ１１０に所定の圧力で押圧した状態で、接着剤を加熱硬化させることで、両者を接着する。このとき、接着層３５に気泡の発生や異物の混入がしていると熱膨張等により応力が発生するが、上述した構成からなる絶縁体膜５５のテーパ部において応力が分散する。すなわち、絶縁体膜５５の開口部端部には応力が集中しない。したがって、弾性膜の液体流路に対応する領域にクラックが生じる虞がない。
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おり、リザーバ形成基板用ウェハ１３０上には、上述した接続配線２００が予め形成されている。なお、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。
次いで、図６（ｃ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１１０を所定の厚みにする。例えば、本実施形態では、研磨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７（ａ）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５４を新たに形成し、所定形状にパターニングする。そして、図７（ｂ）に示すように、このマスク膜５４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に液体流路（本実施形態では、圧力発生室１２、インク供給路１４、及び連通路１５）や連通部１３等を形成する。具体的には、流路形成基板用ウェハ１１０を、例えば、水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液等のエッチング液によって弾性膜５０及び下地層９１が露出するまでエッチングすることより、圧力発生室１２、連通部１３、インク供給路１４、及び連通路１５を同時に形成する。
このように連通部１３等を形成する際、開口部は下地層９１及び金属層９２からなる不連続金属層１９０によって封止されているため、開口部を介してリザーバ形成基板用ウェハ１３０側にエッチング液が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２００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、リザーバ部３１内にエッチング液が浸入してリザーバ形成基板用ウェハ１３０がエッチングされる虞もない。
なお、このような圧力発生室１２等を形成する際、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を、耐アルカリ性を有する材料、例えば、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＰＴＡ（ポリパラフェニレンテレフタルアミド）等からなる封止フィルムでさらに封止するようにしてもよい。これにより、リザーバ形成基板用ウェハ１３０の表面に設けられた配線の断線等の不良をより確実に防止することができる。
次に、図７（ｃ）に示すように、開口部内の不連続金属層１９０の一部を連通部１３側からエッチングすることにより除去する。すなわち、連通部１３側に露出されている下地層９１と金属層９２とをウェットエッチング等により除去する。
その後は、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２００上に駆動回路２１０を実装すると共に、駆動回路２１０とリード電極９０とを駆動配線２２０によって接続する（図２参照）。そして、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。
以上説明したように、本実施形態の液体噴射ヘッドは、弾性膜５０上の連通部１３周縁部の液体流路上の接着領域には、弾性膜５０の開口部より内側にパターニングされた絶縁体膜５５が設けられており、絶縁体膜５５の弾性膜５０の開口部側端部は厚さが漸小するテーパ部となり且つ当該テーパ部の厚さが漸小する方向に沿った断面形状は凹状の曲面となっている。これにより、接着層３５に気泡の発生や異物の混入があり、これらが熱膨張等することにより応力が発生しても、絶縁体膜５５の連通部１３側端部において応力が集中しない。これにより、流路形成基板１０上の弾性膜５０にクラックが生じることを防止できる。
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。
（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。本実施形態では、絶縁体膜５５を中間層として説明したが、これに限定されない。中間層は弾性膜５０上の連通部１３周縁部の液体流路上のリザーバ形成基板３０との接着領域に存在するものであり、例えば、絶縁体膜５５及び下電極膜６０が中間層となることもある。中間層が絶縁体膜５５と下電極膜６０とからなる場合には、下電極膜６０の弾性膜５０の開口部側端部も、厚さが漸小するテーパ部であり、このテーパ部の厚さが漸小する方向に沿った断面形状が凹状の曲面となるようにする。
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。本実施形態では、絶縁体膜５５を中間層として説明したが、これに限定されない。中間層は弾性膜５０上の連通部１３周縁部の液体流路上のリザーバ形成基板３０との接着領域に存在するものであり、例えば、絶縁体膜５５及び下電極膜６０が中間層となることもある。中間層が絶縁体膜５５と下電極膜６０とからなる場合には、下電極膜６０の弾性膜５０の開口部側端部も、厚さが漸小するテーパ部であり、このテーパ部の厚さが漸小する方向に沿った断面形状が凹状の曲面となるようにする。
また、金属層は、本実施形態では、リード電極９０とは不連続の不連続金属層１９０としたが、リード電極９０とは異なる材質からなるようにしてもよく、必ずしも設けなくてもよい。
また、本実施形態では、弾性膜５０上の連通部１３周縁部に中間層（絶縁体膜５５）及び金属層（不連続金属層１９０）が設けられているが、連通部１３周縁部で且つ液体流路に対応する領域に設けられている中間層（及び金属層）のみが、中間層の弾性膜の開口部側端部は厚さが漸小するテーパ部となり且つ当該テーパ部の厚さが漸小する方向に沿った断面形状は凹状の曲面となっていればよく、勿論、液体流路の形成されていない側に設けられている中間層も開口部側端部が凹状の曲面となるようにしてもよい。
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８は、そのインクジェット式記録装置の一例を示す概略図である。
図８に示すように、インクジェット式記録装置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。
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。
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。
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
Claims (4)
- 液体を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室を含む複数の液体流路とこれら複数の液体流路に連通する連通部とが形成される流路形成基板と、流路形成基板の一方面側に設けられ前記連通部に相対向する領域に開口部を有する弾性膜と、前記圧力発生室内に圧力を付与する圧力発生手段と、前記流路形成基板の前記圧力発生手段側の面に接着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、
前記弾性膜上の連通部周縁部で且つ前記液体流路に対応する領域には、前記弾性膜の開口部より内側にパターニングされた中間層が設けられ、前記流路形成基板と前記リザーバ形成基板とは前記中間層を介して接着されており、前記中間層の前記弾性膜の開口部側端部は厚さが漸小するテーパ部となり且つ当該テーパ部の厚さが漸小する方向に沿った断面形状は凹状の曲面となっていることを特徴とする液体噴射ヘッド。 - 前記中間層上面の少なくとも一部及び前記中間層の弾性膜の開口部側端部を覆うように設けられた金属層があり、前記中間層のテーパ部に対応する領域の前記金属層の表面が凹状の曲面となっていることを特徴とする請求項１に記載の液体噴射ヘッド。
- 前記圧力発生手段は、下電極、圧電体層及び上電極からなる圧電素子であり、前記中間層は絶縁体膜からなり、前記金属層は前記圧電素子から引き出されるリード電極と同一の層からなるが当該リード電極とは不連続の不連続金属層からなることを特徴とする請求項２に記載の液体噴射ヘッド。
- 請求項１〜３の何れか一項に記載の液体噴射ヘッドを具備することを特徴とする液体噴射装置。
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